EP4100207B1

EP4100207B1 - Schraubzwinge

Info

Publication number: EP4100207B1
Application number: EP21701469.5A
Authority: EP
Inventors: Albert Lapp
Original assignee: CNC Technik Lapp GmbH
Current assignee: CNC Technik Lapp GmbH
Priority date: 2020-02-05
Filing date: 2021-01-20
Publication date: 2026-03-04
Anticipated expiration: 2041-01-20
Also published as: US20230150095A1; DE102020102910B3; EP4100207A1; US12330277B2; WO2021156053A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubzwinge gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 82 14 309 U1 ist eine Schraubzwinge mit einem verschiebbaren Spannarm sowie einem ortsfesten Spannarm bekannt, zwischen denen ein Werkstück verspannbar ist. Am ortsfesten Spannarm ist ein mit einem Innengewinde versehener Gewindeflansch ausgebildet, der in Gewindeeingriff mit einer Gewindespindel mit Druckplatte ist, die dem verstellbaren Spannarm zugewandt ist. Der verstellbare Spannarm weist eine Gleitschiene auf, die im unverspannten Zustand in Lospassung leichtgängig durch eine Ausnehmung des ortsfesten Spannarms führbar ist. Als Rutschsicherung weist die Gleitschiene des verstellbaren Spannarms eine Riffelung auf, die bei einer Schrägstellung der Gleitschiene mit einer Gegenkontur der im ortsfesten Spannarm ausgebildeten Ausnehmung verkantet.
Für einen Spannvorgang werden im Stand der Technik zunächst die Druckplatte des ortsfesten Spannarms sowie der verschiebbare Spannarm in Anlage mit dem zwischengeordneten Werkstück gebracht. Anschließend erfolgt eine Drehbetätigung der Gewindespindel, wodurch sich eine gegen das Werkstück wirkende Spannkraft aufbaut.
In der obigen DE 82 14 309 U1 ist die Gewindespindel mitsamt Druckplatte über eine Hebelarmlänge seitlich versetzt zur Gleitschiene des verstellbaren Spannarms positioniert. Je nach Werkstück-Geometrie kann ein solcher Schraubzwingen-Aufbau störkonturbehaftet sein.
Aus der US 1 587 820 A ist eine gattungsgemäße Schraubzwinge mit zwei Spannarmen bekannt.
Aus der US 3 414 909 ist eine Schraubzwinge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schraubzwinge bereitzustellen, die im Vergleich zum Stand der Technik funktionell erweitert ist und insbesondere für spezielle Werkstück-Geometrien einen alternativen Schraubzwingen-Aufbau bereitstellt.
Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung geht von einer Schraubzwinge aus, bei der von den beiden Spannarmen zumindest ein Spannarm mittels einer um eine Drehachse manuell drehbetätigbaren Spanneinheit um einen axialen Stellweg verstellbar ist. Bei einem Spannvorgang wird eine auf das Werkstück wirkende Spannkraft aufgebaut. Erfindungsgemäß ist die Spanneinheit als ein Gewindetrieb realisiert. Dieser weist eine radial äußere Stellhülse mit zumindest einem Innengewinde sowie mit zumindest einem radial inneren Gewindehubelement auf. Das Gewindehubelement ist mit seinem Außengewinde in Gewindeeingriff mit dem Stellhülsen-Innengewinde. Zudem ist das radial innere Gewindehubelement (insbesondere über eine Rutschsicherung) kraftübertragend mit dem verstellbaren Spannarm verbindbar. Bei einem Spannvorgang wird die Stellhülse drehbetätigt. Durch die Stellhülsen-Drehbetätigung verstellt sich das Gewindehubelement mitsamt damit verbundenem Spannarm unter Spannungsaufbau um den axialen Stellweg gegen das Werkstück.
Erfindungsgemäß weist der verstellbare Spannarm eine Gleitschiene auf, die im unverspannten Zustand in Lospassung leichtgängig verstellbar durch eine Ausnehmung des radial inneren Gewindehubelements führbar ist. Als Rutschsicherung weist die Gleitschiene des verstellbaren Spannarms eine Riffelung auf. Bei einer Schrägstellung der Gleitschiene kann diese mit einer Gegenkontur der im Gewindehubelement ausgebildeten Ausnehmung verkanten. Die Ausnehmung ist axial durchgängig in dem Gewindehubelement ausgebildet.
In der obigen Ausführungsvariante kann mittels der Stellhülse lediglich ein Spannarm verstellbar sein. Demgegenüber ist es in einer folgenden zweiten Ausführungsvariante bevorzugt, wenn die beiden Spannarme bei einer Drehbetätigung der Stellhülse um jeweils einen axialen Stellweg verstellbar sind. Um eine solche Verstell-Kinematik zu realisieren, kann die Stellhülse ein erstes Innengewinde (z.B. Rechtsgewinde) sowie ein axial benachbartes gegensinniges zweites Innengewinde (z.B. Linksgewinde) aufweisen. Diese sind jeweils mit einem ersten Gewindehubelement und mit einem zweiten Gewindehubelement in Gewindeeingriff. Das erste Gewindehubelement und das zweite Gewindehubelement können jeweils mit einem der verstellbaren Spannarme kraftübertragend verbunden sein. Die Spannarme können jeweils an axial gegenüberliegenden Stirnseiten der Stellhülse positioniert sein.
Bei einem Spannvorgang können mittels Drehbetätigung der Stellhülse die beiden Gewindehubelemente jeweils um einen Stellweg aufeinander zu bewegt werden. Umgekehrt können bei einer gegenläufigen Drehbetätigung der Stellhülse die beiden Gewindehubelemente jeweils um einen Stellweg voneinander weg bewegt werden.
In einer technischen Umsetzung kann die durch die Ausnehmung des ersten Gewindehubelements geführte Gleitschiene des ersten verstellbaren Spannarms sich mit einem Gleitschienen-Überstand bis über das erste Gewindehubelement hinaus erstrecken. In diesem Fall kann der Gleitschienen-Überstand eine Störkontur für das benachbarte zweite Gewindehubelement darstellen. Vor diesem Hintergrund kann das zweite Gewindehubelement einen Freigang aufweisen, in den der Gleitschienen-Überstand störkonturfrei einragen kann.
Umgekehrt kann auch die durch die Ausnehmung des zweiten Gewindehubelements geführte Gleitschiene des zweiten verstellbaren Spannarms sich mit einem Gleitschienen-Überstand bis über das zweite Gewindehubelement hinaus erstrecken. In diesem Fall kann der Gleitschienen-Überstand eine Störkontur für das erste Gewindehubelement bilden. Vor diesem Hintergrund kann das erste Gewindehubelement ebenfalls einen Freigang aufweisen, in den der Gleitschienen-Überstand störkonturfrei einragen kann.
Der Freigang im ersten Gewindehubelement und/oder im zweiten Gewindehubelement kann derart bemessen sein, dass der Freigang keine Störkontur bei einer Kippbewegung der Gleitschiene in ihre Schrägstellung bildet, in der die Gleitschienen-Riffelung mit der Gegenkontur der Ausnehmung im jeweiligen Gewindehubelement verkantet, um eine Rutschsicherung zu realisieren. In einer technischen Umsetzung kann die Ausnehmung des einen Gewindehubelements in Axialflucht zum Freigang des anderen Gewindehubelements ausgerichtet sein. Bevorzugt ist es, wenn im jeweiligen Gewindehubelement der Freigang-Querschnitt wesentlich größer bemessen ist als der Ausnehmungs-Querschnitt.
Im Hinblick auf eine gesteigerte Funktionalität der Schraubzwinge ist es bevorzugt, wenn an zumindest einem der Spannarme ein mit einem Innengewinde versehener Gewindeflansch ausgebildet ist. Dieser kann in Gewindeeingriff mit einer Gewindespindel mit Druckplatte sein. Die Druckplatte kann dem anderen Spannarm zugewandt sein. Beim Spannvorgang kann durch Drehbetätigung der Gewindespindel deren Druckplatte für einen zusätzlichen Spannungsaufbau hubverstellt werden.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:

Fig. 1 und 2: in unterschiedlichen Darstellungen die Schraubzwinge in einer Konstruktionslage;
Fig. 3: die Schraubzwinge in einer schematischen Seitenschnittansicht;
Fig. 4: eine Detailansicht der Schraubzwinge; und
Fig. 5: in einer Ansicht entsprechend der Fig. 3 die Schraubzwinge im verspannten Zustand.

In der Fig. 1 und 2 ist die Schraubzwinge in einer nicht verspannten Konstruktionslage gezeigt. Demzufolge weist die Schraubzwinge zwei verstellbare Spannarme 1, 3 mit zwischengeordneter Spanneinheit 6 auf. Jeder der beiden Spannarme 1, 3 weist in den Fig. 1 oder 2 einen mit einem Innengewinde versehenen Gewindeflansch 7 auf, der in Gewindeeingriff mit einer Gewindespindel 9 mit Druckplatte 11 ist, die jeweils dem gegenüberliegenden Spannarm zugewandt ist.
Zwischen den beiden Spannarmen 1, 3 ist ein Werkstück 5 (Fig. 5) verspannbar. Für einen Spannvorgang können die beiden Spannarme 1, 3 mittels der um eine Drehachse D (Fig. 2) manuell drehbetätigbaren Spanneinheit 6 um einen axialen Stellweg Δa₁, Δa₂ (Fig. 5) verstellt werden, wodurch die Druckplatten 11 der beiden Spannarme 1, 3 gegen das Werkstück 5 gedrückt werden und sich eine gegen das Werkstück 5 wirkende Spannkraft aufbaut. An dem, der Druckplatte 11 gegenüberliegenden Gewindespindel-Ende ist ein Werkzeugansatz 13 für eine Drehbetätigung der Gewindespindel 9 ausgebildet.
Die beiden Spannarme 1, 3 sind in den Fig. 1 und 2 jeweils mit Gleitschienen 15 ausgebildet, die sich in einer Axialrichtung durch die Spanneinheit 6 erstrecken.
Nachfolgend ist anhand der Fig. 3 der Aufbau der Spanneinheit 6 beschrieben: Demzufolge ist die Spanneinheit 6 als ein Gewindetrieb realisiert, der eine radial äußere Stellhülse 17 mit einem ersten Innengewinde 19 (z.B. Rechtsgewinde) sowie mit einem axial unmittelbar benachbarten, gegensinnigen zweiten Innengewinde 21 (z.B. Linksgewinde) auf. Jedes der beiden Stellhülsen-Innengewinde 19, 21 ist mit einem ersten Gewindehubelement 23 sowie mit einem zweiten Gewindehubelement 25 in Gewindeeingriff.
In der Fig. 3 ist die Schraubzwinge im unverspannten Zustand gezeigt. Demnach sind die beiden Gleitschienen 15 (in der Fig. 3 ist nur eine Gleitschiene 15 gezeigt) des linksseitigen, ersten Spannarms 1 in einer Lospassung leichtgängig verstellbar durch eine Ausnehmung 27 des linksseitigen, ersten Gewindehubelements 23 geführt. Die Gleitschiene 15 erstreckt sich im weiteren Verlauf mit einem Gleitschienen-Überstand 29 bis über das erste, linksseitige Gewindehubelement 23 hinaus. Der Gleitschienen-Überstand 29 durchragt in der Fig. 3 störkonturfrei einen Freigang 31 des zweiten, rechtsseitigen Gewindehubelements 25.
Analog dazu ist auch die in der Fig. 3 nicht gezeigte Gleitschiene 15 des rechtsseitigen, zweiten Spannarms 3 in einer Lospassung leichtgängig verstellbar durch eine Ausnehmung 27 des rechtsseitigen, zweiten Gewindehubelements 25 geführt. In diesem Fall erstreckt sich die Gleitschiene 15 sich im weiteren Verlauf (in der Fig. 3 nach links) mit einem Gleitschienen-Überstand 29 (in der Fig. 3 nicht gezeigt) bis über das zweite, rechtsseitige Gewindehubelement 25 hinaus. Der Gleitschienen-Überstand 29 durchragt ebenfalls störkonturfrei einen Freigang 31 (in der Fig. 3 nicht gezeigt), der im ersten, linksseitigen Gewindehubelement 23 ausgebildet ist.
Zur Bereitstellung einer Rutschsicherung weist in der Fig. 3 die Gleitschiene 15 des linksseitigen, ersten Spannarms 1 eine Riffelung 33 auf. Bei einer Schrägstellung (Fig. 5) der Gleitschiene 15 verkantet die Riffelung 33 mit einer Gegenkontur 35 der im ersten Gewindehubelement 23 ausgebildeten Ausnehmung 27. In gleicher Weise ist auch eine Rutschsicherung zwischen der Gleitschiene 15 des rechtsseitigen, zweiten Spannarms 3 und dem zweiten Gewindehubelement 25 bereitgestellt.
Wie in der Detailansicht der Fig. 4 angedeutet ist, weisen sowohl das erste Gewindehubelement 23 als auch das zweite Gewindehubelement 25 jeweils eine Ausnehmung 27 und einen Freigang 31 auf. Die Ausnehmung 27 des einen Gewindehubelements 23 ist dabei in einer Axialflucht zum Freigang 31 des anderen Gewindehubelements 25 ausgerichtet. Zudem ist der Freigang 31 im einen Gewindehubelement 23 derart groß bemessen, dass dieser keine Störkontur bei einer Kippbewegung K der Gleitschiene 15 in ihre Schrägstellung (Fig. 5) darstellt. In der Schrägstellung (Fig. 5) verkantet die Gleitschienen-Riffelung 33 mit der Gegenkontur 35 der Ausnehmung 27 im jeweiligen Gewindehubelement 23, 25, um eine Rutschsicherung zu realisieren.
Für einen Spannvorgang wird zunächst das Werkstück 5 zwischen den beiden Druckplatten 11 der Spannarme 1, 3 positioniert. Anschließend werden die beiden, noch nicht verkanteten Spannarme 1, 3 leichtgängig bis in Anlage mit dem Werkstück 5 gedrückt. Dadurch erfolgt eine geringfügige Kippbewegung K (Fig. 5) der beiden Spannarme 1, 3, wodurch sich die Gleitschienen-Riffelungen 33 mit den korrespondierenden Gegenkonturen 35 der beiden Gewindehubelemente 23, 25 verkanten. Dadurch ist der jeweilige Spannarm 1, 3 mit dem zugeordneten Gewindehubelement 23, 25 kraftschlüssig verbunden.
Anschließend erfolgt eine Drehbetätigung der Stellhülse 17, wodurch die beiden Gewindehubelemente 23, 25 sich von ihrer Ausgangslage (Fig. 3) um den Stellweg Δa₁, Δa₂ (in der Fig. 5 übertrieben groß dargestellt) aufeinander zu bewegen, und zwar unter Aufbau einer auf das Werkstück 5 wirkenden Spannkraft.

Bezugszeichen

1, 3: Spannarme
5: Werkstück
6: Spanneinheit
7: Gewindeflansch
9: Gewindespindel
11: Druckplatte
13: Werkzeugansatz
15: Gleitschienen
17: Stellhülse
19: erstes Innengewinde
21: zweites Innengewinde
23: erstes Gewindehubelement
25: zweites Gewindehubelement
27: Ausnehmung
29: Gleitschienen-Überstand
31: Freigang
33: Riffelung
35: Gegenkontur
D: Drehachse
E: Stellhülsen-Mittelquerebene
Δa1, Δa2: axiale Stellwege
K: Kippbewegung

Claims

Schraubzwinge mit zwei Spannarmen (1, 3), zwischen denen ein Werkstück (5) verspannbar ist, wobei in einem Spannvorgang zumindest einer der Spannarme (1, 3) mittels einer um eine Drehachse (D) manuell drehbetätigbaren Spanneinheit (6) um einen axialen Stellweg (Δa₁, Δa₂) verstellbar ist, und zwar unter Aufbau einer gegen das Werkstück (5) wirkenden Spannkraft, wobei die Spanneinheit (6) als ein Gewindetrieb realisiert ist, der eine radial äußere Stellhülse (17) mit zumindest einem Innengewinde (19, 21) sowie zumindest ein radial inneres Gewindehubelement (23, 25) aufweist, das mit seinem Außengewinde in Gewindeeingriff mit dem Stellhülsen-Innengewinde (19, 21) ist und in kraftübertragende Verbindung mit dem verstellbaren Spannarm (1, 3) bringbar ist, und dass im Spannvorgang die Stellhülse (17) drehbetätigt wird, wodurch sich das Gewindehubelement (23, 25) mitsamt damit verbundenem Spannarm (1, 3) um den axialen Stellweg (Δa₁, Δa₂) gegen das Werkstück (5) verstellt, dass für die kraftübertragende Verbindung zwischen dem verstellbaren Spannarm (1, 3) und dem Gewindehubelement (23, 25) eine am verstellbaren Spannarm (1, 3) angebundene Gleitschiene (15) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschiene (15) im unverspannten Zustand in Lospassung leichtgängig verstellbar durch eine Ausnehmung (27) des radial inneren Gewindehubelements (23, 25) führbar ist, und dass die Gleitschiene (15) als Rutschsicherung eine Riffelung (33) aufweist, die bei einer Schrägstellung der Gleitschiene (15) mit einer Gegenkontur (35) der im Gewindehubelement (23, 25) ausgebildeten Ausnehmung (27) verkantet, und dass die Ausnehmung (27) das Gewindehubelement (23, 25) axial durchgängig durchsetzt.
Schraubzwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannarme (1, 3) bei einer Drehbetätigung der Spanneinheit (6) um jeweils einen axialen Stellweg (Δa₁, Δa₂) verstellbar sind, und dass die Stellhülse (17) ein erstes Innengewinde (19) sowie ein axial benachbartes, gegensinniges zweites Innengewinde (21) aufweist, die jeweils mit einem ersten Gewindehubelement (23) und mit einem zweiten Gewindehubelement (25) in Gewindeeingriff sind.
Schraubzwinge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gewindehubelement (23) und das zweite Gewindehubelement (25) mit jeweils einem der Spannarme (1, 3) kraftübertragend verbindbar sind.
Schraubzwinge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannarme (1, 3) in Axialrichtung an gegenüberliegenden Stellhülsen-Stirnseiten positioniert sind, und/oder dass bei einem Spannvorgang mittels Drehbetätigung der Stellhülse (17) die beiden Gewindehubelemente (23, 25) jeweils um den Stellweg (Δa₁, Δa₂) aufeinander zu bewegbar sind.
Schraubzwinge nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Innengewinde (19) und das gegensinnige zweite Innengewinde (21) der Stellhülse (17), und zwar an einer MittelQuerebene (E), in Axialrichtung unmittelbar ineinander übergehen.
Schraubzwinge nach Anspruch 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Ausnehmung (27) des ersten Gewindehubelements (23) geführte Gleitschiene (15) des ersten verstellbaren Spannarms (1) sich mit einem Gleitschienen-Überstand (29) bis über das erste Gewindehubelement (23) hinaus erstreckt, und dass das zweite Gewindehubelement (25) einen Freigang (31) aufweist, in den der Gleitschienen-Überstand (29) störkonturfrei einragt, und/oder dass umgekehrt die durch die durch die Ausnehmung (27) des zweiten Gewindehubelements (25) geführte Gleitschiene (15) des zweiten verstellbaren Spannarms (3) sich mit einem Gleitschienen-Überstand (29) bis über das zweite Gewindehubelement (23) hinaus erstreckt, und dass das erste Gewindehubelement (25) einen Freigang (31) aufweist, in den der Gleitschienen-Überstand (29) störkonturfrei einragt.
Schraubzwinge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Freigang (31) im ersten Gewindehubelement (23) und/oder im zweiten Gewindehubelement (25) derart bemessen ist, dass der Freigang (31) keine Störkontur bei einer Kippbewegung (K) der Gleitschiene (15) in ihre Schrägstellung bildet, in der die Gleitschienen-Riffelung (33) mit der Gegenkontur (35) der Ausnehmung (27) im jeweiligen Gewindehubelement (23, 25) zur Bereitstellung der Rutschsicherung verkantet.
Schraubzwinge nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (27) des einen Gewindehubelements (23) in Axialflucht zum Freigang (31) des anderen Gewindehubelements (25) ausgerichtet ist.
Schraubzwinge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Spannarme (1, 3) ein mit einem Innengewinde versehener Gewindeflansch (7) ausgebildet ist, der in Gewindeeingriff mit einer Gewindespindel (9) mit Druckplatte (11) ist, die dem anderen Spannarm (1, 3) zugewandt ist, und dass im Spannvorgang durch Drehbetätigung der Gewindespindel (9) deren Druckplatte (11) für einen zusätzlichen Spannungsaufbau verstellbar ist, und dass die Gewindespindel (9) mit Druckplatte (11) achsparallel mit Achsabstand zur Drehachse (D) der Stellhülse (17) positioniert ist.