[0001] Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Solche Spanneinrichtungen werden in der Regel in Form von Vertikalspannern zum Einspannen
von Werkstücken verwendet und sind beispielsweise aus
EP 3 593 946 A1 und
DE 101 08 134 A1 bekannt.
[0003] Das Werkstück, bei dem es sich um ein Werkstück aus einem beliebigen Material, insbesondere
aus Holz oder Holzersatzstoffen oder Kunststoffen oder Metallen handeln kann, wird
zwischen zwei Klemmelementen der Spanneinrichtung eingespannt. Die beiden Klemmelemente
weisen jeweils eine Klemmfläche auf, die im gespannten Zustand an gegenüberliegenden
Seiten des Werkstücks anliegen. Im gelösten Zustand liegt das Werkstück infolge der
Schwerkraft auf der einen Klemmfläche auf, während zwischen der anderen Klemmfläche
und dem Werkstück ein Spalt entsteht. Dieser Spalt sollte in der Regel groß genug
sein, ein bestimmtes Werkstück zwischen die beiden Klemmflächen einbringen zu können.
Allerdings ergeben sich aus dieser Vorgehensweise auch in der Praxis Probleme. Nachdem
nämlich das Werkstück zwischen den beiden Klemmflächen platziert worden ist, müssen
diese dann gespannt werden. Dabei ist aus Arbeitsschutzgründen darauf zu achten, dass
der genannte Spalt zwischen der einen Klemmfläche und dem Werkstück lediglich so groß
ist, dass eine Person sich beim Spannen der Spanneinrichtung nicht die Hand oder die
Finger einklemmen kann. Demzufolge ist in der Regel abhängig vom Werkstück dieses
als Klemmhub bezeichnete Spaltmaß, welches sich zwischen der einen Klemmfläche und
dem Werkstück im gelösten Zustand ausbildet, so zu dimensionieren, dass beispielsweise
ein Finger nicht in diesen Spalt hineinreichen kann. Es besteht also der Bedarf, einen
entsprechenden Klemmhub abhängig von dem verwendeten Werkstück individuell verändern
zu können.
[0004] In der Vergangenheit sind insbesondere bei Vertikalspannern unterschiedliche Möglichkeiten
eingerichtet worden, wie ein solcher Klemmhub veränderbar sein soll. In
EP 3 593 946 A1 wird ein Vertikalspanner beschrieben, bei dem sich die eine Klemmfläche auf die andere
Klemmfläche mittels eines Kolbens und einer darin geführten Kolbenstange zum Spannen
auf die andere Klemmfläche zu bewegen lässt. Zur Veränderung des maximalen Hubs wird
vorgeschlagen, die Kolbenstange mittels einer Madenschraube relativ zum Kolben zu
verstellen, wobei die Kolbenstange selbst dann mittels einer nicht näher definierten
Verriegelungseinrichtung verriegelt werden kann. Über eine Skala lässt sich die Verstellung
des Hubs ablesen. Aus
WO 2016/071351 A1 ist bekannt, unterschiedliche Hübe durch Einbringen von gestuften Distanzstücken
zu realisieren, welche zusammen mit dem Werkstück zwischen den Klemmflächen eingebracht
werden.
[0005] Im letztgenannten Verfahren lässt sich der Klemmhub nur in diskreten Schritten einstellen,
da das verwendete Distanzstück unterschiedliche Stufen aufweist. In dem anderen geschilderten
Fall, bei dem sich der Gesamthub des Kolbens verändern lässt, ist allerdings eine
Kolbenstange innerhalb einer Führung händisch zu verschieben. Insoweit ist die Einstellung
eines vordefinierten Klemmhubs nur verhältnismäßig unpräzise möglich.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die eingangs genannte Spannvorrichtung
dergestalt zu verbessern, dass mit ihr eine möglichst genaue Einstellung des Klemmhubs
möglich ist.
[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Spanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
[0008] Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung, die insbesondere als Vertikalspanner ausgebildet
sein kann, kann zum Einspannen von Werkstücken, insbesondere solchen aus Holz oder
Holzersatzstoffen, Kunststoffen oder Metallen eingesetzt werden. Die Spanneinrichtung
weist dabei ein erstes Klemmelement mit einer ersten Klemmfläche und ein zweites Klemmelement
mit einer der ersten Klemmfläche zugewandten zweiten Klemmfläche auf. Das erste Klemmelement
und das zweite Klemmelement sind dabei relativ zueinander zum Einspannen oder Lösen
eines Werkstücks zwischen den Klemmflächen über eine Antriebseinrichtung bewegbar.
Dabei ist das erste Klemmelement an einem ein erstes Gewinde aufweisenden Verbindungsstück
befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet. Das zweite Klemmelement ist an einem
Lagerabschnitt gelagert. In dem Lagerabschnitt ist wiederum ein relativ zum Lagerabschnitt
bewegliches Spannelement verschieblich gelagert. Das Spannelement weist dabei ein
zum ersten Gewinde passendes Gegengewinde auf. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen,
dass das Verbindungsstück und das Spannelement über das Gewinde und das Gegengewinde
miteinander verbunden sind.
[0009] Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung ermöglicht so ein einfaches Verstellen des
ersten Klemmelement relativ zum zweiten Klemmelement, in dem beide über das Verbindungsstück
und ein Gewinde miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich durch Drehen
des ersten Klemmelements dieses gegenüber dem zweiten Klemmelement verschieben, sodass
sich dabei die relative Lage der ersten Klemmfläche zur zweiten Klemmfläche verschieben
lässt. So kann der angestrebte Klemmhub abhängig von der Größe des Werkstücks stufenlos
eingestellt werden.
[0010] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass die erfindungsgemäße Spanneinrichtung einen Zylinder umfasst, in dem das Spannelement
in Gestalt eines Kolbens verschieblich geführt ist. Die Verschiebung des Kolbens lässt
sich auf unterschiedliche Weise bewerkstelligen, um die Spanneinrichtung zu spannen
und das Werkstück einzuklemmen. Zum Beispiel kann dazu der Zylinder so eingerichtet
sein, dass das Spannelement durch Evakuieren oder Druckaufbau des Zylinders die erste
Klemmfläche auf die zweite Klemmfläche zubewegt. Im ersten Fall kann die erfindungsgemäße
Spanneinrichtung beispielsweise auf einer Saugtraverse angeordnet sein, die den Innenraum
des Zylinders evakuiert. Im zweiten Fall kann natürlich der Innenraum des Zylinders
auch mit einem Fluid gefüllt werden, um die Spanneinrichtung zu aktivieren. Bevorzugt
verläuft dabei die Axialrichtung des Gewindes und des Gegengewindes senkrecht zu den
Klemmflächen.
[0011] Zur Verstellung des Klemmhubs ist es besonders vorteilhaft, dass die Relativdrehung
zwischen dem Verbindungsstück und dem Spannelement eine Änderung des Abstandes der
beiden Klemmflächen bewirkt. Natürlich ist auch denkbar, dass eine Relativdrehung
zwischen dem Verbindungsstück und dem Spannelement lediglich die Möglichkeit eröffnet,
dass eine relative Verstellung des Klemmhubs ermöglicht wird. So ist es beispielsweise
möglich, dass ein leichtes Drehen des Verbindungsstücks relativ zum Spannelement eine
relative axiale Verschiebung der beiden Klemmflächen zueinander ermöglicht. Das gegenseitige
Verdrehen selbst kann also eine Arretierung des Abstands der beiden Klemmflächen zueinander
wirken bzw. aufheben.
[0012] Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen,
dass das Verbindungsstück eine lösbare erste Verdrehsicherung aufweist, die dazu ausgelegt
ist, im arretierten Zustand eine Relativdrehung zwischen dem Verbindungsstück und
dem Spannelement zu verhindern und im gelösten Zustand eine solche Relativdrehung
zu ermöglichen. Diese Verdrehsicherung stellt vor allem sicher, dass im Normalbetrieb
der Spanneinrichtung verhindert wird, dass sich der Klemmhub in unbeabsichtigter Weise
verändert. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die erste Verdrehsicherung ein Zugelement
umfasst, welches durch das Verbindungsstück geführt ist. Die Verdrehsicherung kann
auf diese Weise unabhängig von dem Verbindungsstück und dem Spannelement erfolgen.
Folglich ist die Arretierung auch hiervon entkoppelt. Das Zugelement kann dabei von
Hand durch eine Person festgezogen oder gelockert werden. Auf diese Weise ist auch
sichergestellt, dass die Verdrehsicherung bzw. die Aufhebung derselben haptisch erkennbar
ist. Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass das Zugelement am der ersten Klemmfläche
abgewandten Ende mit einer Kontermutter gekoppelt ist, deren Gewinde in das Gegengewinde
des Verbindungsstücks greift. Die Kontermutter stellt sicher, dass das Verbindungsstück
nicht weiter gedreht werden kann, als unbedingt erforderlich. Im nicht arretierten
Zustand sind Kontermutter und Zugelement teilweise entkoppelt, sodass ein relatives
Verdrehen des Verbindungsstücks relativ zum Spannelement möglich ist. Im arretierten
Zustand zieht das Zugelement die Kontermutter fest, sodass eine relative Verdrehung
zwischen Verbindungsstück und Spannelement nicht mehr möglich ist.
[0013] Auf bevorzugte Weise kann das Zugelement als Zugschraube ausgebildet sein, die mit
der Kontermutter drehbar gekoppelt ist. Dadurch wird bewirkt, dass beim Arretieren
die Zugschraube die Kontermutter gegen das Verbindungsstück zieht, und so die relative
Verdrehung zwischen Verbindungsstück und Spannelement blockiert wird.
[0014] Um die Verdrehsicherung zwischen der Kontermutter und dem Verbindungsstück sicherzustellen,
ist erfindungsgemäß nach einer bevorzugten Ausführungsform eine zweite Verdrehsicherung
zwischen den genannten Bauteilen wirksam, die das relative Verdrehen von der Kontermutter
und dem Verbindungsstück verhindert und nur deren axiales Verschieben ermöglicht.
Eine solche Verdrehsicherung kann beispielsweise dergestalt ausgebildet sein, dass
Kontermutter und Verbindungsstück über eine Nut und Federverbindung ineinandergreifen.
So kann beispielsweise die Kontermutter eine entsprechende Feder aufweisen, die in
eine im Verbindungsstück vorgesehene Nut eingreift. Umgekehrt ist es natürlich möglich,
dass Nut und Feder an der Kontermutter bzw. dem Verbindungsstück angebracht sind.
[0015] Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Spanneinrichtung.
Figur 2 zeigt eine Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Spanneinrichtung.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht auf das Verbindungsstück und die Kontermutter.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht, die das Verbindungsstück und die Kontermutter
zeigt.
[0016] Die in Figur 1 gezeigte erfindungsgemäße Spanneinrichtung 1 ist bevorzugt als Vertikalspanner
ausgerichtet, wobei die Hubbewegung zum Einklemmen bzw. Lösen eines Werkstücks dann
in Vertikalrichtung Z erfolgt. Das Werkstück wird zwischen einem ersten Klemmelement
2 mit einer ersten Klemmfläche 2a und einem zweiten Klemmelement 7 mit einer zugehörigen
zweiten Klemmfläche 7a gespannt. Die beiden Klemmflächen 2a bzw. 7a liegen in Hubrichtung
Z einander gegenüber und lassen sich in dieser Richtung relativ zueinander bewegen.
Im gezeigten Beispiel ist für diese Relativbewegung ein Spannelement 8 vorgesehen,
welches gegenüber einem Lagerabschnitt 5, in dem sich ein Gleitlager 5a zur Führung
des Spannelements 8 befindet, in Hubrichtung Z verschieblich ist. Das Spannelement
8 ist über ein Verbindungsstück 10 mit dem Klemmelement 2 verbunden.
[0017] Der Lagerabschnitt 5 ist auf einem Grundabschnitt der Spanneinrichtung 1 fest angeordnet.
Die gesamte Spanneinrichtung 1 lässt sich bevorzugt mit einem hier nicht gezeigten
Unterbau 12 verbinden. Bevorzugt kann der Unterbau 12 eine Saugeinrichtung oder Drucklufteinrichtung
aufweisen, über die sich die Spanneinrichtung 1 betätigen lässt.
[0018] Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung soll nun anhand der Figuren
2 bis 4 etwas näher erläutert werden.
[0019] Wie man in dem Schnitt in Figur 2 erkennen kann, wird das Werkstück 4 zwischen den
beiden Klemmflächen 2a und 7a platziert. Das Werkstück selbst hat in Hubrichtung Z
die Höhe h. Das bedeutet, dass die beiden Klemmflächen 2a und 7a zum Einführen oder
Entfernen des Werkstücks mindestens um den Abstand h plus einem Klemmhub d auseinanderliegen
müssen. Bei eingeschobenem Werkstück 4 darf der Klemmhub d möglichst die Dicke eines
menschlichen Fingers nicht erreichen, sodass vermieden werden kann, dass zwischen
der Oberseite des Werkstücks 4 und der oberen Klemmfläche 2a ein Finger eingeklemmt
werden kann. Je nach Höhe h des Werkstücks 4 muss also der Abstand d + h zwischen
den beiden Klemmflächen 2a und 7a angepasst werden.
[0020] Dazu ist das Verbindungsstück 10 mit einem Außengewinde 10a versehen, welches in
ein entsprechendes Innengewinde 8a des Spannelements 8 eingeschraubt ist. Das Spannelement
8 selbst ist bevorzugt als Kolben ausgebildet, der in einem Zylinder 9 in Hubrichtung
Z verschieblich gelagert ist. Das Spannelement 8 kann so beispielsweise durch Evakuieren
des Hubraums des Zylinders 9 in Hubrichtung Z bewegt werden, sodass sich die Fläche
2a auf die Fläche 7a zubewegt und das Werkstück 4 zwischen den Flächen 2a und 7a eingespannt
wird. Entsprechend sorgt eine Belüftung des Hubraums des Zylinders 9 für das Lösen
der Spannung. Natürlich ist es auch möglich, das Spannelement auf andere Weise zu
bewegen, beispielsweise über Druckluft den Spannvorgang einzuleiten und entsprechend
durch Evakuieren den Spannvorgang aufzulösen. Natürlich sind auch andere Antriebe
grundsätzlich denkbar.
[0021] Unter bestimmten Voraussetzungen lässt sich durch den Eingriff der beiden Gewinde
10a und 8a der Abstand zwischen den beiden Klemmflächen 2a und 7a durch Verdrehen
des Verbindungsstücks 10 gegenüber dem Spannelement 8 verändern. So lässt sich dann
der gewünschte Klemmhub d abhängig von der Höhe h des Werkstücks 4 einstellen. Damit
im laufenden Betrieb eine unbeabsichtigte Verstellung dieses Klemmhubs d nicht erfolgt,
d. h. eine relative Verdrehung des Verbindungsstücks 10 und des Spannelements 8 nicht
erfolgen kann, weist die erfindungsgemäße Spanneinrichtung eine erste Verdrehsicherung
auf. Diese wird durch eine Kontermutter 6 gebildet, die ebenso wie das Verbindungsstück
10 ein Außengewinde 6a aufweist, mit welchem sie in das Innengewinde 8a des Spannelements
8 eingeschraubt ist. Die Kontermutter 6 sorgt bei kraftschlüssiger Anlage gegen das
Verbindungsstück 10 dafür, dass sich Verbindungsstück 10 und Kontermutter 6 nicht
mehr relativ zum Spannelement 8 verdrehen lassen. Diese kraftschlüssige Anlage wird
über eine Spannschraube 3 hergestellt, welche durch eine Öffnung 10c, die sich in
Hubrichtung Z durch das Verbindungsstück 10 erstreckt, hindurchgeführt ist. Diese
Spannschraube 3 ist an ihrem freien Ende mit der Kontermutter 6 verbunden. Wird die
Spannschraube 3 in eine erste Richtung gedreht, werden Kontermutter 6 und Verbindungsstück
10 in axialer Richtung (parallel zu Z) gegeneinander verspannt und eine relative Verdrehung
zwischen Verbindungsstück 10 und Spannelement 8 ist nicht möglich. Entsprechend gilt
beim Drehen der Spannschraube 3 in die entgegengesetzte Richtung, dass die axiale
Verspannung zwischen Kontermutter 6 und Verbindungsstück 10 aufgehoben wird und ein
Spiel entsteht, welches eine Verdrehung von Verbindungsstück 10 und Kontermutter 6
relativ zum Spannelement 8 ermöglicht.
[0022] In einer bevorzugten Ausführungsform, die in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist,
ist auch die Kontermutter 6 mit einer weiteren Verdrehsicherung gegen Verdrehen relativ
zum Verbindungsstück 10 gesichert.
[0023] Dazu weist die Kontermutter 6 einen Vorsprung 6b auf, der in einen entsprechenden
Rücksprung 10b im Verbindungsstück 10 eintaucht. Genauso gut könnten aber Vorsprung
und Rücksprung auch am jeweils anderen Bauteil angeordnet werden. Da diese beiden
Abschnitte, Vorsprung und Rücksprung, formschlüssig ineinandergreifen, ist eine relative
Verdrehung zwischen Kontermutter 6 und Verbindungsstück 10 nicht mehr möglich. Die
Spannschraube 3 wird dann durch die Öffnung 10c im Verbindungsstück 10 geführt. Diese
Öffnung fluchtet mit einem Gewindeloch 6c, welches als Innengewinde der Kontermutter
6 ausgebildet ist. In dieses Gewindeloch 6c greift die Spannschraube 3 ein.
[0024] Mit der dargestellten Konstruktion lässt sich die erfindungsgemäße Spanneinrichtung
1 besonders komfortabel hinsichtlich des einzustellenden Klemmhubs verstellen und
in jeder gewünschten Verstelllage fixieren.
1. Spanneinrichtung (1), insbesondere Vertikalspanner, zum Einspannen von Werkstücken
(4), insbesondere solchen aus Holz oder Holzersatzstoffen, Kunststoffen oder Metallen,
aufweisend:
ein erstes Klemmelement (2) mit einer ersten Klemmfläche (2a),
ein zweites Klemmelement (7) mit einer der ersten Klemmfläche (2a) zugewandten zweiten
Klemmfläche (7a),
wobei das erste Klemmelement (2) und das zweite Klemmelement (7) relativ zueinander
zum Einspannen oder Lösen eines Werkstücks (4) zwischen den Klemmflächen (2a, 7a)
über eine Antriebseinrichtung bewegbar sind,
wobei das erste Klemmelement (2) an einem ein erstes Gewinde (10a) aufweisenden Verbindungsstück
(10) befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist und das zweite Klemmelement
(7) an einem Lagerabschnitt (5) gelagert ist, in welchem ein relativ zum Lagerabschnitt
(5) bewegliches Spannelement (8) verschieblich gelagert ist, das ein zum ersten Gewinde
(10a) passendes Gegengewinde (8a) aufweist,
wobei das Verbindungsstück (10) und das Spannelement (8) über das Gewinde (10a) und
das Gegengewinde (8a) miteinander verbunden sind.
2. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie einen Zylinder (9) umfasst, in dem das Spannelement (8) in Gestalt eines Kolbens
verschieblich geführt ist.
3. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zylinder so eingerichtet ist, dass das Spannelement (8) durch Evakuieren oder
Druckaufbau des Zylinders (9) die erste Klemmfläche (2a) auf die zweite Klemmfläche
zubewegt.
4. Spanneinrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Axialrichtung (Z) des Gewindes (10a) und des Gegengewindes (8a) senkrecht zu
den Klemmflächen (2a, 7a) verläuft.
5. Spanneinrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Relativdrehung zwischen dem Verbindungsstück (10) und dem Spannelement (8) eine
Änderung des Abstandes (h+d) der beiden Klemmflächen (2a, 7a) bewirkt.
6. Spanneinrichtung (1) nach einem der vorigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verbindungsstück (10) eine lösbare erste Verdrehsicherung aufweist, die dazu
ausgelegt ist, im arretierten Zustand eine Relativdrehung zwischen dem Verbindungsstück
(10) und dem Spannelement (8) zu verhindern und im gelösten Zustand eine solche Relativdrehung
zu ermöglichen.
7. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste Verdrehsicherung ein Zugelement (3) umfasst, welches durch das Verbindungsstück
(10) geführt ist.
8. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zugelement (3) am der ersten Klemmfläche (2a) abgewandten Ende mit einer Kontermutter
(6) gekoppelt ist, deren Gewinde in das Gegengewinde (8a) des Verbindungsstücks (10)
greift.
9. Spanneinrichtung (1) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zugelement (3) eine Zugschraube ist, die mit der Kontermutter (6) drehbar gekoppelt
ist.
10. Spanneinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen der Kontermutter (6) und dem Verbindungsstück (10) eine zweite Verdrehsicherung
(10b, 6b) wirksam ist, die das relative Verdrehen von der Kontermutter (6) und dem
Verbindungsstück (10) verhindert und nur deren axiales Verschieben ermöglicht.