DE4113890A1 - Spannvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Fest­ spannen von Gegenständen auf einer festen Unterlage gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Spannvorrichtungen sind hinlänglich bekannt und in den verschiedensten Ausführungsformen in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Die Stellglieder und auch das Gehäuse derartiger Spannvorrichtungen sind dabei aus mehr oder weniger starkem Blech gestanzt und bilden, meist paar­ weise zusammengefaßt, die Hebel bzw. das Zwischenglied, wobei die flach-rechteckigen Querschnitte der Stanzteile derart im Gehäuse bzw. an den betreffenden Achsen ange­ ordnet sind, daß deren größeres Widerstandsmoment in Stell- bzw. Spannrichtung weist, d. h., die Stellglieder liegen in den Gelenkbereichen lamellenartig aneinander an, und, da diese aus Stahlblech bestehen, können auch ohne weiteres die Flächenbelastungen, obgleich die Stell­ glieder mit ihren Schmalseiten bzw. -flächen ihrer Boh­ rungen auf den Achsen sitzen, verkraftet werden. Insbe­ sondere für kleine Spannvorrichtungen dieser Art, bei denen also nicht extrem große Belastungen zu erwarten sind, hat schon immer der Wunsch bestanden, und zwar ins­ besondere um eine kostengünstigere Herstellung zu ermög­ lichen, diese aus geeigneten Kunststoffen zu bilden, was aber bislang daran gescheitert ist, daß offenbar nicht erkannt wurde, daß dabei das oben erläuterte Kon­ struktionsprinzip nicht mehr zugrundegelegt werden kann, denn eine Ausbildung der Stellglieder in Form lamellenar­ tig zusammenzufügender Teile aus Kunststoff führt zu Spannvorrichtungen, mit denen nur sehr begrenzte Spann­ kräfte ausgeübt werden können, da einerseits die Flächen­ belastungen an den Gelenken zu groß würden, und lamellen­ artige Stellglieder aus Kunststoff andererseits die Nei­ gung hätten, in Richtung ihres geringeren Widerstandsmo­ mentes auszuknicken. Die Ausbildung von Spannvorrichtun­ gen aus Kunststoff wäre im übrigen auch in solchen Fällen (bspw. im chemie- oder Nahrungsmittelbereich) wünschens­ wert, in denen Spannvorrichtungen aus Metall nicht oder nicht ohne weiteres verwendet werden können.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, Spann­ vorrichtungen insbesondere der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß diese aus geeignetem Kunststoff gebildet werden können und diese in der Lage sind, die beim Span­ nen aufzunehmenden Belastungen auf Dauer zu verkraften, und zwar verbunden mit der Maßgabe, die Fertigung für derartige Spannvorrichtungen zu vereinfachen und damit kostengünstiger zu gestalten.

Diese Aufgabe ist mit einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen diesbezüglich ergeben sich nach den Unteransprüchen. Eine weitere, davon unabhängige Lö­ sung ergibt sich nach Patentanspruch 10.

Bei beiden Lösungen ist also der übliche Weg, derartige Spannvorrichtungen gewissermaßen aus in bezug auf ihre Achsen hochkant stehenden Lamellen, und damit schmal bau­ end zu bilden, verlassen, denn statt dieser schmalen La­ mellenbauweise sind das Gehäuse und die in diesem gela­ gerten Stellglieder wesentlich verbreitert, dies aber nicht etwa in der Weise, daß man die bekannten Lamellen einfach dicker macht, sondern bei der ersten Lösung ist die Lamellenbauweise völlig verlassen und statt dessen sind breitflächig tragende, zylindrische Gelenkpfannen und Gelenkköpfe vorgesehen. Um den Zusammenhang der Glie­ der zu gewährleisten, sind an den Gelenkschalen lediglich schmale Gelenkkopfteile angeformt, die in einen entspre­ chend schmalen Ausschnitt des Gelenkkopfes des daran an­ gelenkten anderen Teiles eingreifen. Beim Öffnen und Schließen nehmen sich aufgrund der durchgreifenden Achsen die Glieder mit, wobei aber die Spannbelastung im wesent­ lichen von den großflächig tragenden Gelenkpfannen und -köpfen aufgenommen wird. Die Achsen selbst haben bei der erfindungsgemäßen Ausbildung im wesentlichen also ledig­ lich eine Mitnahme- und Zusammenhaltefunktion der Stell­ glieder untereinander.

Bei der zweiten Lösung wird eine für Kunststoff vertret­ bare spezifische Flächenpressung dadurch erreicht, daß die Stellglieder (zu denen relativ ja auch das Gehäuse gehört) im Anordnungsbereich der Schwenkachsen kammartig ausgebildet sind. Im Grunde liegt bei dieser Lösung das gleiche Prinzip einer Günstigern Flächenpressungsvertei­ lung zugrunde, und zwar in der Weise, daß hierbei alle Stellglieder im Bereich der Achsdurchgriffe mit ineinan­ dergreifenden Zinken versehen sind.

In Rücksicht auf die in der Regel begrenzte Biegebelast­ barkeit von Kunststoff, und zwar insbesondere was den Spann- und Betätigungshebel betrifft, kann dieser bei Be­ darf und entsprechend erwartbaren Spannbelastungen ggf. und in bekannter Weise durch Ein- oder Auflagen verstärkt ausgebildet werden (bspw. Kohlefasereinlagen, Keramikbe­ schichtungen od. dgl.).

Das Ganze hat natürlich den Vorteil, daß mit Werkzeugver­ schleiß verbundene Stanzvorgänge entfallen und die Zusam­ menfügung der Spannvorrichtung wesentlich vereinfacht ist, da nicht mehr wie bisher eine Vielzahl von die Stellglieder bildenden Lamellen zusammengefügt und danach zusammenmontiert werden müssen, denn die Stellglieder fal­ len praktisch zusammenbaufertig aus den entsprechenden Formwerkzeugen der Kunststoffverarbeitungsmaschine an.

Diese aus der Kunststofformmaschine anfallenden Teile sind also praktisch nur noch zusammenzustecken und mit den Achsen quer zu verbolzen. Da die Achsen, wie erwähnt, nicht wesentlich an der Kraftübertragung zwischen den Stellgliedern beteiligt sind, und durch die Gelenkkopf- und Gelenkpfannenausbildung an diesen praktisch keine Scherkräfte auftreten, kann sogar in Betracht gezogen werden, auch die Achsen ebenfalls aus Kunststoff auszu­ bilden.

Um das Zusammenfügen der Stellglieder und deren Einbau in das Gehäuse weiter zu vereinfachen, ist vorteilhaft vor­ gesehen, mindestens eine Flankenwand des Gehäuses diesem lösbar zuzuordnen, so daß die Stellglieder zunächst pro­ blemlos am Gehäuse installiert werden können, das dann nur noch mit der aufzusetzenden Flankenwand zu komplet­ tieren ist. Diesbezüglich ist eine Ausbildung der Spann­ vorrichtung aber auch dahingehend möglich, daß das Ge­ häuse in Erstreckungsrichtung der Hebel mittig geteilt ist und die Gehäusehälften im Bereich von Achsdurchgriffen durch ineinandergreifende Verzapfungen zueinander la­ gegenau fixiert sind.

Die Ausbildung aus Kunststoff hat zudem noch den Vorteil, daß das Gehäuse mit besonderen Formgebungen ausgeformt bzw. hergestellt werden kann, um bspw. Werkstückan­ schläge, Gehäuseverrastungen od. dgl. ohne großen Aufwand am Gehäuse anschließen zu können.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung und weitere vor­ teilhafte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen nä­ her erläutert.

Es zeigt schematisch:

Fig. 1 in Seitenansicht eine Ausführungsform der Spann­ vorrichtung, teilweise geschnitten;

Fig. 1A im Schnitt eine besondere Ausführungsform für den Anschluß von Zubehörteilen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Spannvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 2A teilweise im Schnitt und in Seitenansicht die Spannvorrichtung gemäß Fig. 2;

Fig. 3 teilweise geschnitten und ebenfalls in Drauf­ sicht die Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine besondere Ausführungs­ form des Gehäuses und

Fig. 5, 6 in Seitenansicht und Draufsicht eine Spannvor­ richtung nach der zweiten Lösung.

Die Spannvorrichtung besteht in bekannter Weise aus einem Gehäuse 1, an dem ein Spannhebel 2 und ein Betätigungshebel 3 schwenkbar gelagert und diese durch ein Zwischen­ glied 4 miteinander schwenkbar verbunden sind.

Für diese Spannvorrichtung ist nun wesentlich, daß das Gehäuse 1, der Spannhebel 2, der Betätigungshebel 3 und auch das Zwischenglied 4 aus einem geeigneten Kunststoff (zäh und möglichst hart) gebildet sind, wobei die von den Schwenkachsen 5 bis 8 durchgriffenen Bereiche der Hebel 2, 3 und des Zwischengliedes und letztlich auch des Ge­ häuses 1 als ineinandergreifende und zueinander um die Achsen 5 bis 8 drehbare, zylindrische Gelenkköpfe 9 und Gelenkpfannen 10 ausgebildet sind, deren Gesamtbreite B einem Mehrfachen des Durchmessers D der Achse 5 des Spannhebels 2 entspricht, wobei in den Gelenkpfannen 10 (mindestens der Achsen 5-7) in bezug auf die Gesamt­ breite B schmale Gelenkkopfteile 11 angeformt sind, die in entsprechend schmale Ausschnitte 12 der Gelenkköpfe 9 des jeweils angelenkten anderen Teiles eingreifen. Bezüg­ lich dieses letzten Merkmales wird auf Fig. 2 verwiesen. Die Gelenkpfannen 10 sind dabei in ihrer Umschließungs­ länge bezüglich der Gelenkköpfe 9 so bemessen (siehe Fig. 1), daß die Stellglieder ohne Behinderung in die Spann­ stellung (siehe Fig. 1) aber auch in die nicht darge­ stellte Öffnungsstellung gebracht werden können, die sich ergibt, wenn sich die Hebel 2, 3 und das Zwischenglied 4 in Richtung der Pfeile P bewegen. Das im Querschnitt im wesentlichen u-förmige Gehäuse 1 weist dabei eine Öff­ nungsbreite B₁ auf (siehe Fig. 3), die der Gesamtbreite B der Gelenkköpfe 9 und Gelenkschalen 10 entspricht. Wie ebenfalls insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, sind der Spannhebel 2 und der Betätigungshebel 3 von ihren Achsen 5, 6, 7 aus zu ihren freien Enden hin sich verjüngend aus­ gebildet, wobei der Betätigungshebel 3 zweckmäßig am Zu­ griffsende wieder etwas verbreitert ist.

Da die Teile aus Kunststoff geformt werden, müssen die Hebel 2, 3 und das Zwischenglied 4 keineswegs massiv aus Kunststoff gebildet sein, sondern es ist ohne weiteres möglich, diese aus Materialersparnisgründen nach einer Seite hin skelettartig zu strukturieren.

Bei der speziellen Ausführungsform nach Fig. 1 bzw. Fig. 2A ist das Zwischenglied 4 in Form einer Schwinge am Bo­ den 1′ des Gehäuses 1 gelagert, an deren anderem Ende der Betätigungshebel 3 mit einem Gelenkfortsatz 13 abgestützt ist, wobei der Betätigungshebel 3 und der Spannhebel 2 über Fortsätze 14 gelenkig miteinander verbunden sind, welche Fortsätze 14 die um die Schwenkachse 5 des Spann­ hebels 2 bewegliche Achse 6 einschließen. Die Schwinge bzw. das Zwischenglied 4 ist dabei in bevorzugter und vorteilhafter Ausführungsform ohne Einsatz einer Achse 8 bzw. Welle in seiner Gelenkpfanne 10 gehalten, so daß diese bei niedergehaltenem Spannhebel 2 mit Hilfe des Be­ tätigungshebels aus der Pfanne gezogen und auch wieder eingedrückt werden kann. Dadurch kann der Innenraum I des Gehäuses zugänglich gemacht werden, um die Spannvorrich­ tung mit Schrauben 19 auf einer festen Unterlage fixieren zu können.

Um das Gelenkkopf-/Gelenkpfannenprinzip auch im Bereich der Schwenkachse 5 des Spannhebels zu verwirklichen und dort die auftretenden Kräfte über die Achse nicht in die relativ schmalen Gehäuseflanken 15 in diese einleiten zu müssen, besteht unter Verweis auf Fig. 2 eine vorteil­ hafte Ausbildung diesbezüglich darin, daß im Bereich die­ ser Achse 5 beidseitig innen an den Gehäuseflanken 15 zy­ lindrische, die Achse 5 umfassende Fortsätze 16 angeord­ net sind, die in entsprechende Pfannenausnehmungen 17 in den Seitenflanken des Spannhebels 2 eingreifen.

Abgesehen von der Möglichkeit nur eine Gehäuseflanke 15 lösbar am Gehäuse 1 anzuordnen, was im einzelnen nicht dargestellt ist, wird eine Ausführungsform des Gehäuses gemäß Fig. 4 bevorzugt. Hierbei ist das Gehäuse 1 in Er­ streckungsrichtung der Hebel 2, 3 mittig geteilt, und die Gehäusehälften 1′′ sind im Bereich von achsdurchgriffen durch ineinandergreifende Verzapfungen 18 zueinander la­ gegenau fixiert, wie dies ohne weiteres aus Fig. 4 er­ sichtlich ist. Insbesondere die nasenartige Verzapfung 18 im Boden des Gehäuses 1, die sich über die ganze Gehäuse­ länge erstreckt, sorgt dabei für einen absolut sicheren Zusammenhang der beiden Gehäusehälften, zumal durch die eine Befestigungsschraube 19 in der rechten Gehäusehälfte deren Verrastungsnase 18′ fest in die Aufnahmenut 18′′ der anderen Hälfte eingepreßt wird.

Die vorerwähnten und durch die Kunststoffausbildung ohne weiteres vorsehbaren besonderen Formgebungen können am Gehäuse bspw. aus einer Quernut 20 bestehen, in die dann entsprechende Anschläge 21 eingeschoben werden, und zwar um ein festzuspannendes Werkstück in eine gewünschte ge­ nauere Lage zum Spannhebel 2 zu bringen. Ein solcher An­ schlag 21 ist in Fig. 1A bspw. dargestellt, an den, wie ohne weiteres ersichtlich, in gleicher Weise entspre­ chende Anschläge, falls erforderlich, angeschlossen wer­ den können.

In Verbindung mit einer weiteren Formgebung 20′ auf der anderen Seite (siehe Fig. 1) kann eine derart ausgebil­ dete Spannvorrichtung gemeinsam mit anderen gleichartigen Spannvorrichtungen auch auf einer gemeinsamen Befesti­ gungsleiste 23 aufgeschnappt werden, wobei diese Leiste 23 und die Spannvorrichtung bodenseitig mit nur angedeu­ teten Verrastungselementen 22 versehen sein, um die Spannvorrichtungen in gewünschter Stellung zu fixieren. All dies ist durch die Ausbildung der Spannvorrichtung aus Kunststoff ohne großen Aufwand zu verwirklichen.

Das Prinzip der Flächenbelastungsverteilung in den inso­ weit kritischen Achsbereichen ist zwar beim Ausführungs­ beispiel nach den Fig. 5, 6 ebenfalls beibehalten, diese Ausführungsform weicht aber insofern vom vorbeschriebenen ab, als hierbei die Stellglieder der Vorrichtung in den Anordnungsbereichen der Schwenkachsen 5 bis 8 kammartig ineinandergreifend ausgebildet sind und sämtliche, je­ weils eine Achse umfassenden Zinken 17 zweier miteinander verbundener Stellglieder eine Gesamtbreite B aufweisen, die einem Mehrfachen des Durchmessers D der Achse 5 entspricht. Dies entspricht zwar in den Gelenkbereichen der bekannten Lamellenbauweise solcher Spannvorrichtun­ gen, wobei aber die Anzahl der Lamellen, sprich Zinken 17, wesentlich vergrößert ist.

Claims (11)

1. Spannvorrichtung zum Festspannen von Gegenständen auf einer festen Unterlage, bestehend aus einem Ge­ häuse (1), an dem ein Spannhebel (2) und ein Betäti­ gungshebel (3) schwenkbar gelagert und diese durch ein Zwischenglied (4) miteinander schwenkbar verbun­ den sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) der Spannhebel (2), der Betäti­ gungshebel (3) und auch das Zwischenglied (4) aus Kunststoff gebildet sind, wobei die von Schwenkach­ sen (5 bis 8) durchgriffenen Bereiche der Hebel (2, 3) und des Zwischengliedes (4) als ineinandergrei­ fende und zueinander um die Achsen (5 bis 8) zy­ lindrisch drehbare Gelenkköpfe (9) und Gelenkpfannen (10) ausgebildet sind, deren Gesamtbreite (B) einem Mehrfachen des Durchmessers (D) der Achse (5) des Spannhebels (2) entspricht, wobei in den Gelenkpfan­ nen (10) mindestens der Achsen (5-7) in bezug auf die Gesamtbreite (B) ein schmaler Gelenkkopfteil (11) angeformt ist, der in einen entsprechenden, schmalen Ausschnitt (12) des Gelenkkopfes (9) des jeweils angelenkten anderen Teiles eingreift.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß auch das im Querschnitt im wesentlichen U-för­ mige Gehäuse (1) eine Öffnungsbreite (B₁) aufweist, die der Gesamtbreite (B) der Gelenkköpfe (9) und der Gelenkschalen (10) entspricht.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Gehäuse (1), die Hebel (2, 3) und das Zwischenglied (4) bildende Kunststoff durch Ein- oder Auflagen verstärkt ausgebildet ist.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel (2) und der Betätigungshebel (3) von ihren Achsen (5, 6, 7) aus zu ihren freien Enden hin sich mindestens zum Teil verjüngend ausgebildet sind.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das Zwischenglied (4) in Form einer Schwinge am Boden (1′) des Gehäuses (1) gelagert ist, an deren anderem Ende der Betätigungshebel (3) mit einem Ge­ lenkfortsatz (13) abgestützt ist, wobei der Betäti­ gungshebel (3) und der Spannhebel (2) über Fortsätze (14) gelenkig miteinander verbunden sind, welche Fortsätze (14) die um die Schwenkachse (5) des Spannhebels (2) bewegliche Achse (6) einschließen.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Achse (5) des Spannhebels (2) beidseitig innen an den Gehäuseflanken (15) zy­ lindrische, die Achse (5) umfassende Fortsätze (16) angeordnet sind, die in entsprechende Pfannenausneh­ mungen (17) in den Seitenflanken des Spannhebels (2) eingreifen.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Gehäuseflanken (15) lösbar am Gehäuse (1) angeordnet ist.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) in Erstreckungsrichtung der He­ bel (2, 3) mittig geteilt ist und die Gehäusehälften (1′′) im Bereich von achsdurchgriffen durch ineinan­ dergreifende Verzapfungen (18) zueinander lagegenau fixiert sind.

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (4) mit seinem bodenseitigen Gelenkkopf (9) achsfrei in seiner Gelenkpfanne (10) gelagert ist.

10. Spannvorrichtung zum Festspannen von Gegenständen auf einer festen Unterlage, bestehend aus einem Ge­ häuse (1), an dem ein Spannhebel (2) und ein Betäti­ gungshebel (3) schwenkbar gelagert und diese durch ein Zwischenglied (4) miteinander schwenkbar verbun­ den sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1), der Spannhebel (2), der Betäti­ gungshebel (3) und auch das Zwischenglied (4) aus Kunststoff gebildet und diese Teile der Vorrichtung in den Anordnungsbereichen der Schwenkachsen (5 bis 8) kammartig ineinandergreifend ausgebildet sind und sämtliche, jeweils eine Achse umfassenden Zinken (17) zweier miteinander verbundener Stellglieder eine Gesamtbreite (B) aufweisen, die einem Mehrfa­ chen des Durchmessers (D) der Schwenkachse 5 ent­ spricht.

11. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Achsen (5 bis 8) aus Kunststoff gebil­ det sind.