DE3120478C2 - Langbacken-Handspannwerkzeug - Google Patents

Abstract

Langbacken-Handspannwerkzeug mit einem festen und einem beweglichen Griff und einer Kipphebelverbindung zwischen den Backen. Die Backen sind aus Federstahl mit einer Rockwellhärte zwischen 53 und 57 hergestellt und weisen ein Verhältnis der Gesamtbackenlänge zur Backenhöhe von ca. 6,5-8,5 auf. Beim Spannen schnappen sie in eine parallele Lage mit einer Backenöffnung von ca. 5 mm und kehren beim Loslassen in den spannungsfreien Ausgangszustand zurück. Der feste Griff weist an seinem Ende eine Anschlagfläche auf, und die durch diese Anschlagfläche verlaufende Längsachse des Griffes bildet mit der Mittellinie des durch die beiden Backenflächen gebildeten Winkels bei geschlossenen Spannschnäbeln einen Winkel von weniger als 5 °, so daß eine über die Anschlagfläche auf das Werkzeug ausgeübte Kraft fast geradlinig auf ein darin gehaltenes Werkstück übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Handspannwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Langbacken-Handspannwerkzeug, insbesondere eine Gripzange, dieser Art ist bereits aus der US-PS 00 986 bekannt. Dabei handelt es sich um seine selbstjustierende Langbacken-Kipphebel-Spannzange, die jedoch verhältnismäßig plump und schwerfällig sowie schwierig zu betätigen und auf einen gewünschten Druck einzustellen ist. Die Backenflächen sind nur einsatzgehärtet und bestehen aus dünnen, langgestreckten, parallelen Plattenteilen mit Kernhärten von etwa 28 bis 30 Rockwell (HRC). Diese dünnen plattenartigen Bakken biegen sich bei Ausübung eines größeren Druckes stark nach außen. Dadurch können sie leicht eine Dauerverbiegung erleiden, so daß es unmöglich wird, die Backen in ihre spannungsfreie Ausgangslagc zurückzubringen.

Durch die Erfindung soll ein Langback?n-Handspannwerkzeug geschaffen werden, das trotz der überaus langgestreckten Form der Backen die für viele Anwendungszwecke erwünscht ist, eine ausreichende Festigkeit auch für große Spann- oder Klemmkräfte besitzt, wobei jedoch durch ausreichende Elastizität ein Bruch der Backen sicher vermieden werden soil.

Diese Aufgabe wird bei einem Langbacken-Hand-Spannwerkzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Zur Lösung dieser Aufgabe müssen demnach mehrere gegeneinander wirkende Bedingungen erfüllt wcrden, deren erfindungsgemäße Kombination einen Kompromiß darstellt, der tatsächlich bei einer außerordentlich langen und schlanken Form der Backen eine ausreichende Festigkeit und gleichzeitig Elastizität gewährleistet, um in optimaler Weise jedem Anwendungszweck gewachsen zu sein.

Aus dem DE-GM 16 55 077 ist ein Handspann werkzeug bekannt, das mit Ausnahme der Langbacken-Ausführung ähnliche Merkmale zeigt wie die Zange nach der US-PS 36 00936. Dieses bekannte Handspannwerkzeug besitzt jedoch plumpe, stumpfe Backen, die mit den ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Kombination darstellenden schlanken Langbacken mit überlangen Backenflächen nicht verglichen werden können. Solche Backen sind nicht geeignet, enge Stellen zu erreichen und sind daher für das Arbeiten an engen Arbeitsstellen und für viele feinfühlige Arbeiten ungeeignet oder unpraktisch. Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug kann dagegen jeder beliebige gewünschte Druck aufgewendet werden, um kleine oder zerbrechliehe Gegenstände, wie Edelsteine, elektronische Bauteile, kleine Federn. Splinte etc. mit feinem Fingerspitzengefühl festzuhalten.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispielc der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Sesienriß des Langbacken-Handspannwerkzeuges gemäß der Erfindung in Form einer Gripzange, wobei einige nicht sichtbare Teile gestrichelt gczeichnet sind;

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der Backen des Werkzeugs, wobei ein Teil der oberen Backe weggelassen ist, um die ganze untere Backe sichtbar zu machen;

F i g. 3 eine Draufsicht längs der Linie 3-3 in F i g. 2 und

Fig.4 einen stark vergrößerten Teil-Seitenriß des in einer Abwicklungskurve verlaufenden gezahnten Teils einer Backe.

ω Wie am besten aus F i g. 1 ersichtlich, ist die Langbakken-Gripzange allgemein mit 10 bezeichnet und umfaßt einen Griff 12 und einen beweglichen Spanntcil oder eine untere Backe 14. Der Griff 12 ist mit einem feststehenden Klemmteil oder einer oberen Backe 16 verseb5 hen. Ein Kipphebelmechanismus umfaßt einen länglichen Griffteil 18 und ein Kipphebelgelcnk 20, das in herkömmlicher Weise um den Stift 22 schwenkbar eingesetzt ist. Das andere (gestrichelt gezeichnete) freie

Ende des Kipphebelgelenks 20 liegt gegen den Griff 12 und insbesondere gegen das (ebenfalls gestrichelt gezeichnete) Anschlagende einer Einstellschraube 24 an, die mit einem entsprechenden Gewinde am Ende des Griffs 12 angesetzt ist Das vordere Ende des Griffteils 18 ist vorzugsweise gegabelt, und ein Eckstück des beweglichen Spannteils 14 ist in geeigneter Weise zwischen der Gabel oder zwischen den Gabelarmen mittels eines Gelenkzapfens 19 angeordnet. Der Griff 12 weist vorzugsweise einen U-förmigen Querschnitt auf und nimmt ein weiteres Eckstück des beweglichen Spannteils 14 auf, das ebenfalls in geeigneter Weise mit einem Gelenkzapfen 17 daran befestigt ist.

Eine Feder 26, vorzugsweise in Form einer Schrauben-Zugfeder, ist zwischen dem Griff 12 und dem beweglichen Spannteil 14 bzw. der unteren Backe befestigt, um den Spannteil 14 vom feststehenden Spannteil wegzuziehen, wenn die Backen geöffnet sind.

Ein länglicher Auslösehebel 28 ist in geeigneter Weise mit einem Stift 30 schwenkbar an der Innenseite des Griffteils 18 befestigt und mit einem sich nwh vorne erstreckenden (gestrichelt gezeichneten) Teil versehen und gegen einen Vorsprung 32 des kipphebelartigen Teils 20 anlegbar, der gegen den Griffteil 18 zu verläuft Beim Schwenken des Auslösehebels 28 um den Stift 30 entfernt sich der Griff 12 vom Griffteil 18.

Es ist erkennbar, daß die hier beschriebene Gripzange und der Kipphebelmechanismus mit Ausnahme der langen Backen im wesentlichen der Konstruktion entspricht, die in der US-PS 14 89 458 beschrieben ist. Weiterhin ist dieser Aufbau, die Betätigung und die besondere Funktionsweise des Auslösehebels klar in der US-PS 31 92 804 dargelegt Wie in diesen früheren Patentschriften erläutert, erfolgt das Spannen einer Gripzange mit einer Kipphebeleinrichtung dadurch, daß der bewegliche Griffteil 18 gegen den festen Griff 12 bewegt wird. Diese Bewegung zwingt das obere Ende des kipphcbelariigen Teils 20 zu einer Einwärtsbewegung gegen den Griff 12. Der Gelenkzapfen 22 bewegt sich ebenfalls nach innen, und wenn dieser Gelenkzapfen den Mittelpunkt überschreitet, ist die Gripzange in verriegelter Stellung gespannt.

Wie in den F i g. 2 bis 4 dargestellt, enthält jede Backe 14,16 eine gerade vordere Backenfläche 34 mit querverlaufcndcr Zähnung und eine in einer umgekehrten Abwicklungskurvc verlaufende rückwärtige Backenfläche 36 mit ebenfalls querverla'jfenden Zähnen am hinteren Teil der Backen. Ein herkömmlicher Drahtschneider mit einer unteren Klinge 38 ist im inneren Teil der Arbeitsfläche der beweglichen Backe 14 vorgesehen, und eine obere Schneidkante 40 ist am inneren Teil der Arbeitsfläche der feststehenden Backe 16 angebracht. Die Klinge 38 ist vorteilhafterweise nach herkömmlicher Art auf beiden Seiten abgeschrägt Am äußersten vorderen Ende bzw. am Spitzenteil der Backen 14 und 16 sind geeignete Spannbereiche in Form einer Kordelung 46 über eine Länge von ca. 9,5 mm anstelle der querverlaufenden Zahnung vorgesehen. Die in Form einer Abwicklungskurve gekrümmten Teile der Backen gestatten es, sowohl runde als auch vieleckige Teile, wie Sechskantmuttern, Schraubenköpfe und dgl, so festzuhalten, daß gegenüberliegende ebene Flächen derselben im wesentlichen über den gesamten Bereich dieser Flächen berührt werden, so daß sich ein festerer Halt an der Mutter oder dem Schraubenkopf ergibt. F i g. 4 zeigt deutlich die umgekehrte AbwicLhingskurvenform des gebogenen Teils, die den durch die strichpunktiert gezeichneten Radien angedeuteten Weg verfolgt.

Zum besseren Verständnis der gebogenen Backen wird auf die US-PS 25 63 267 verwiesen.

Wie am besten aus F i g. 2 und 3 ersichtlich, sind die Backenteile 42,44 breiter als die Hauptmasse der Bakken 14,16 und verlaufen allgemein um einige Grad sich verjüngend von der weitesten Stelle am rückwärtigen Ende der kurvenförmig gebogenen Backenfläche 36 zur schmälsten Stelle, die eine dünne Backenspitze 46 an den vorderen Enden jedes Backenteils 42,44 der Gripzange gemäß der Erfindung darstellt Vorzugsweise beträgt die Breite bzw. Dicke der Backen an den Spitzen ca. 3,2 mm (V₈") und an deren Wurzel ca. 7,9 mm (Vi₆"). Zu beachten ist auch, daß wie in F i g. 1 gestrichelt dargestellt die vorderen Backenflächen 34 in paralleler Stellung in einem Abstand von ca. 4,8 mm (³Ae") voneinander liegen. Diese Backenflächen 34.'die vorzugsweise über eine Länge Lst von ca. 32 mm [VU") gerade verlaufen (bei einer Gesamtlänge von L_T von ca. 44,5 mm (1³A")), sind, wenn sie voneinander wepgeschwenkt sind, parallel zueinander in der vorbestimmten Abstandsstellung, die gemäß der Erfindung bei einem Nennabstand von ca. 4,8 mm [³Im,") liegt, was vorzuziehen ist, da die meisten Anwendungsgebiete für Langbacken-Gripzangen unterhalb eines Abstandes von 4,8 mm (Vn,") liegen, ob es Sich nun um die Bearbeitung oder den Einbau kleiner Teile, das Ausziehen oder Biegen von Stiften. Drähten, Schlüsseln etc., die Zurückgewinnung von Angelhaken, das Festspannen von Teilen oder das Abschneiden eines Stücks harten Federdrahts oder eines dünnen Monofil-Wickelmaterials handelt. Auch können die meisten kleinen Gegenstände oder Teile festgespannt werden, wobei ein wesentlicher Teil derselben flach auf dem Backen liegt, anstatt nur an den Spitzen der Backen eingeklemmt zu werden, wie dies z. B. bei der Verwendung von herkömmlichen Langbacken-Zangen erfolgt, deren Backen im wesentlichen in der Nullage parallel sind, jedoch eine einfache Scherwirkung ausüben, wenn ein Teil zwischen den Backen eingeklemmt wird. Die Backeneinstellung erlaubt allerdings eine Öffnunj 57,2 mm (2W) an den Spitzen und bis 25.4 mm (1") an der Wurzel als Höchstwert Wenn jedoch ein Werkstück größer als 4,8 mm (Vu,") ist. können die Bakkenflächen keine Parallellage erreichen, wenn das Werkstück dazwischengespannt ist.

Mit den Backen gemäß der Erfindung wird eine parallele Öffnung aufrechterhalten, wenn der Teil dazwischen eingeklemmt ist, solange die Werkstückgröße innerhalb der nominalen öffnungsweite von 4,8 mm (³Zw") liegt.

Daher federn selbst bei einem sehr dünnen Teil mit 1,6 mm (¹Ae") oder weniger die schmalen Enden der Backen, sobald sie über den Teil gespannt sind, bis auf die Dicke des Teils zurück und halten somit den Teil in paralleler Backenführung fest. Die langen Backen iind derart ausgebildet, daß ihnen eine gewisse Elastizität verliehen wird, damit eine parallele Lage erzielt werden kann, wenn die Backen auf das Werkzeug gespannt und gepreßt werden. D-J konstruktiv bedingte Backenelastizität ermöglicht es den Backenteilen, auf die Größe des eingespannten Werkstücks durchzufedern. Somit entspricht die tatsächliche parallele öffnung /.wischen den Backen bei der Verwendung der wirklichen Dicke des eingespannten Teils. Allerdings, wie bereits weiter oben erwähnt, ergibt sich riie tatsächlich parallele Öffnung

es der Backenteile von einer parallelen Nenn-Öffnungsweite von 4,8 mm (Vio") nur im darunterliegenden Bereich oder bei kleineren Abmessungen, da ein derartiger Parallelismus zwischen den Backen nicht erzielbar ist,

wenn ein Werkstück fesigespannt wird, das eine parallele Nenn-Öffnungsweite von mehr als 4,8 mm (Vi₆") erfordert.

Die langen Backenteile sind daher kritisch in ihrem Aufbau, und ihr Profil ist insofern wichtig, als jeder Bakkenteil 42, 44 erfindungsgemäß eine Formgebung der Backenfläche mit einem Verhältnis der Gesamtbackenlänge Lrzur mittleren Backenhöhe Ha von ca. 65, bis 8,5 und mit einer Rockwellhärte (HRC) der Backen von 53—57 aufweist, wobei die Backenteile aus einem Iegierten Stahl mit den gewünschten Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften sowie mit der erforderlichen Elastizität hergestellt sind. Die mittlere Backenhöhe Ha ist dabei der Mittelwert der Mindestbackenhöhe an der Spitze und der Backenhöhe am letzten geraden Zahn, is der sich an die gebogene Backenfläche 36 anschließt. Fig. 2 stellt diese Abmessungsverhältnisse am besten dar, zusammen mit den Abmessungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Backenfläche beschreiben, bei der die Länge Lsrder geraden Backenfläche 34 zur mittleren Backenhöhe Ha zwischen ca. 4,5 und 6.5 liegt.

Ein noch vorteilhafterer Bereich des Verhältnisses der geraden Backenfläche 34 zur mittleren Backenhöhe Ha liegt zwischen ca. 5 und 6, wobei das vorteilhafteste Verhältnis ca. 53 beträgt.

Ein besonders bevorzugter Bereich des Verhältnisses der Gesamtbackenlänge L_T zur mittleren Backenhöhe Ha liegt zwischen 7 und 8, wobei das vorteilhafteste Verhältnis va. 7,5 beträgt.

Ein besonders bevorzugter Bereich der Rockwelihärte (HRC) der Backen liegt andererseits zwischen ca. 54 und 55, unter Verwendung eines ölgehärteten legierten Feder- und Werkzeugstahls mit im Verhältnis zu anderen gewöhnlichen Kohlenstoffstählen oder legierien Stählen hohem Silizium- und Mangangehalt. Unterhalb

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über einer Rockwellhärte von 57 könnte der Stahl brechen.

Wie am besten in F i g. 1 dargestellt, besitzt der gerade Griff eine Anschlagfläche (gerade flache Oberfläche des gekordelten Endknopfes der Verstellschraube 24) sowie eine Achse 50, die durch die Anschlagfläche verläuft und die Richtung einer auf die Gripzange übertragbaren Kraftlinie festlegt.

Diese durch Bezugszahl 50 gekennzeichnete Achse verläuft von der Spannspitze oder Endkante der feststehenden Backenfläche etwa durch die Mittellinie der Einstellschraube 24 und legt die auf das Werkzeug übertragbare Kraftlinie fest, wie sie sich z. B. ergibt, wenn man auf den flachen Kopf der Einstellschraube 24 mit einem Hammer schlägt. Die durch die gerade Anschlagfläche verlaufende Achse bildet mit dieser geraden Anschlagfläche einen Winkel von ca. 87° bis 93°, und die Achse verläuft auch durch die Spannspitze oder die Endkante der feststehenden Backenfläche. Eine andere Achse 52 legt eine Mittellinie fest, die durch den Winkel der Backen in geschlossenem Zustand und im gegen ein Werkstück gespannten Zustand gebildet v/ird. Der Winkel λ zwischen diesen zwei Achsen der Langbacken-Gripzange gemäß der Erfindung ist kleiner als ca. 5°, wenn die Spannspitzen oder die Backenteile geschlossen sind oder sich allgemein berühren. Mit einem derart kleinen Winkel zwischen den beiden Achsen kann ein Nagel, ,·. B. ein Drahtstift, der mit den Backenspiizen am Kopf gehalten wird, wobei die Nagelachse längs der Mittellinie 52 verläuft, leicht durch einfaches Klopfen auf den Kopf der Einstellschraube 24 angeheftet werden. Hier verläuft die Kraftlinie des Schlags auf den Schraubenkopf, die im wesentlichen parallel zum Körper der Gripzange verläuft, so, daß die Kraftübertragung buchstäblich entlang der Nagelachse erfolgt, und nicht etwa unter einem bestimmten Winkel, was zum Anheften des Nagels weniger wirksam wäre, da der Schlag die Tendenz hätte, den Nagel zu biegen, da die Kraft oder der Schlag nicht längs der Nagelachse verläuft. Bei dem Aufbau der Gripzange kann auch kein Drehmoment um den Nagel auftreten, da die übertragene Kraft im wesentlichen mit der Achse des anzuheftenden Nagels ausgerichtet ist.

Es ist leicht einzusehen, daß die Elastizität der Backen mit zunehmender Backendicke abnimmt, demnach erfolgt der größte Teil der elastischen Wirkung und der Biegung an den vorderen Enden der Backen, die schlanker sind. Somit ist die Elastizität der Backen eine Funktion des Verhältnisses UH, und je höher dieses Verhältnis ist, desto größer ist die Elastizität bei gegebener oder konstanter Breite und Verwendung des gleichen Werkzeugstahls. Es ist daher eine kritische Bedingung, daß die Spitzen der Backen im Querschnitt dünn sind. du. wenn sie eine zu große Dicke aufweisen, keine Biegung oder Federwirkung erfolgen kann, wenn ein Werkstück (innerhalb einer parallelen Öffnungsweite von 4,8 mm (³Ae")) zwischen den Backen eingespannt wird. Andererseits würde eine Ausführungsform mit langen schlanken, nadelähnlichen Backen zu Mißerfolgen führen, da deren Spitzen sehr schwach wären und beim geringsten Druck auf eine Gripzange abbrechen wurden.

Wenngleich die parallele öffnungsweite von 4,8 mm (³/ιβ") nicht kritisch ist. ist sie doch insofern wichtig, als bei größeren Abmessungen, wie z. B. 6,4 mm ('Λ"), 93 mm (Vg") oder 12,7 mm ('/j"), eine Bedienperson nicht stark genug wäre, um die Backen gegen die Federkraft weit genug zu bewegen, um eine parallele Lage um ein Werkstück zu erzielen, auSer bei einem Gegenstand, der ungefähr die gleiche Größe aufweist wie die parallele Nennweite der Backenöffnung. Bei einer parallelen Backenöffnung von 4,8 mm (Vn") hat man jedoch ohne weiteres genügend Kraft, um einen kleinen Teil mit einer Größe von 4,8 mm (Vk,") oder darunter »parallel« festzuspannen, und mit einer derart dimensionierten Langbacken-Gripzange wurden die meisten feinfühligen Arbeiten, die ein Langbacken-Werkzeug erfordern, im allgemeinen in diesen niedrigeren Bereich fallen. Selbstverständlich würde man mit größeren Gegenständen nicht die Verwendung einer Langbacken-Gripzange in Betracht ziehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Langbacken-Handspannwerkzeug mit zwei gegenüberliegenden Backen, einem festen Griff und einem beweglichen Griff und mindestens einer dazwischen liegenden Hebelsperre zur Erzeugung einer Kippgelenkverbindung zwischen den in geschlossener Stellung befindlichen Backen, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Bakken (14, 16) ein Verhältnis der Gesamtbackenlänge (Lt) zur mittleren Backenhöhe (Ha) von ca. 6,5 bis 8,5 aufweist mit einer durchgehenden Rockwellhärte (HRC) der Backen im Bereich von ca. 53 bis 57, wobei jede Backe (14, 16) einen Backenteil (42, 44) mit einer geraden Backenfläche (34) und einer gekrümmten Backenfläche (36) in einem rückwärtigen Abschnitt desselben aufweist, die Backenteile (42, 44) sich yof\ ihrer breitesten Stelle im dicksten Teil am Ende der Backenfläche (36) zur schmälsten Stelle im dünnsten Teil an der Spitze der Backenfläche (34) verjüngen, jede Backe (14,16) eine Backenspitze (46) mit größerer Elastizität als die restliche Backe, gemessen entlang einer Längsachse der Backe, aufweist, die Backen (14, 16) sas einem ölgehärteten legierten Feder- und Werkzeugstahl bestehen und die Backen (14,16) eine parallele Nennöffnung besitzen, in der die mit ihren Backenflächen (34) parallel zueinander angeordneten Backen einen Abstand von etwa 4,o mm aufweisen.

2. Werkzeug nach Anspn:;h 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge (Lsr) der geraden Backenfläche (34) zur mittleren Backenhöhe (Ha) zwischen ca. 4,5 und ca. 63 liegt.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge der geraden Backenfläche (34) zur mittleren Backenhöhe (Ha) zwischen ca. 5 und 6 liegt.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge der geraden Backenfläche zur mittleren Backenhöhe ca. 5,5 beträgt.

5. Werkzeug nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Gesamtbackenlänge (Lt) zur mittleren Backenhöhe (Ha) ca. 7—8 beträgt.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Gesamtbackenlänge (Lt) zur mittleren Backenhöhe (Ha) ca. 7,5 beträgt.

7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Rockwellhärte (HRC) zwischen ca. 54 und 55 liegt.