DD261268A3 - Vorrichtung zum spannen eines kreiszylinderfoermigen bauteiles - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spannen duennwandiger Rohre in einer drehbaren Spanneinrichtung, besonders zum Spannen in beiden moeglichen Drehrichtungen, wie das bei Schraubeinrichtungen erforderlich ist, die auch das Loesen einer Schraubverbindung gestatten sollen. Die Spannkraft soll dabei direkt vom Bedienmoment abhaengen und mit diesem zugleich verschwinden, wenn die Einspannung geloest werden soll. Dazu werden von Zylinderrollen betriebene Spannbacken verwendet, die eine nicht konzentrische, von den Zylinderrollen belastete Aussenkontur haben. Die Zylinderrollen sind in einem Ringzylinder aehnlich einem Waelzlagerkaefig radial fixiert. Die Anordnung ist nicht selbsthemmend, damit die Loesung der Einspannung zwanglos erfolgt und zur Erzeugung der Spannkraft am Bedienelement staendig ein Drehmoment aufgebracht werden muss.

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen eines kreiszylinderförmigen Bauteiles, insbesondere dünnwandiger Rohre.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Vorrichtungen dieser Art sind seit langem bekannt. So ist in der DR-PS 313863 ein nach beiden Drehrichtungen wirkendes Spannfutter beschrieben, bei welchem die in einem Käfig gelagerten Rollen auf je einem Kurvenstück gleiten, das von einem Höchstpunkt aus nach beiden Richtungen zu geneigt ist.

Bei beginnender Drehung des Spannfutters schieben sich die Rollen auf Grund der durch den Schnittdruck des Werkzeuges hervorgerufenen Reibung auf den Kurvenstücken entlang und spannen infolge ihrer Annäherung an die Drehachse das Werkstück fest. Durch Schraubenfedern werden die Rollen nach Aufhören des Arbeitsdruckes selbsttätig in die entspannende Mittellage zurückgeführt.

Bei dieser Lösung ist es von Nachteil, daß durch die wirkende Kraft der Schraubenfeder eine selbsttätige Einleitung des Spannprozesses nicht möglich ist. Weiterhin kommt es auf Grund der linienförmigen Einspannung zur Herausbildung von Markierungen bzw. bei dünnwandigen Rohren zu einer Deformierung.

Eine weitere Spannvorrichtung ist aus der DR-PS 313401 bekannt. Sie weist durch eine Steuerscheibe mit kreisförmigen Nuten verstellbare Klemmbacken auf, wobei die Nuten für die Gleitsteine der Klemmbacken geschlossene Kreisbahnen bilden und in nahezu einer Ebene oder in einer Ebene liegen. Durch Bewegen der Steuerscheiben werden die Gleitsteine in den Nuten bewegt und somit die mit ihnen verbundenen Klemmbacken mehr oder weniger dem Mittelpunkt der Spannvorrichtung zugeführt, bis die Klemmbacken an dem einzuspannenden Bauteil anliegen. Der eigentliche Spannvorgang erfolgt dann mit Hilfe einer Schnecke, die in Eingriff mit der Steuerscheibe gebracht wird und durch Drehen ein Festklemmen des Bauteiles mittels der Klemmbacken bewirkt.

Diese Lösung weist den Nachteil auf, daß sich ein separater Spannprozeß erforderlich macht, bei dem die Spannkraft unabhängig vom auftretenden Drehmoment ist. Ein selbständiges Einspannen ist nicht möglich. Des weiteren ist auch bei dieser Lösung eine Markierung bzw. Deformierung von dünnwandigen Rohren beim Einspannen nicht auszuschließen.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so auszuführen, daß sie einfach bedient werden kann wie ein Schnellspanner und auch für dünnwandige Bauteile verwendbar ist, die den Einsatz von Spannbacken erfordern, wenn sie beim Spannen nicht beschädigt werden sollen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Spannen von kreiszylinderförmigen Bauteilen, insbesondere dünnwandiger Rohre, nach beiden Drehrichtungen zu schaffen, bei der die Spannkraft unabhängig vom auftretenden Drehmoment ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich an den Spannbacken Ringbundsegmente befinden, auf deren Umfang mindestens ein Vorspannelement angeordnet ist. Dabei umfassen die in

Richtung des Lagerbockes weisenden Ringbundsegmente einen in der Nabe befindlichen Rohransatz des Lagerbockes, wobei der Rohransatz von einer unbeweglichen, auf der Lagerspindel geführten, zentrischen Lagerbuchse gebildet wird. Ein in der Nabe befindlicher, von einer Druckfeder belasteter Bremsbolzen liegt mit seiner von der Druckfeder abgewandten Stirnseite am Ringzylinder, so daß in Verbindung mit den Vorspannelementen der Spannprozeß über die Zylinderrollen eingeleitet wird. Weiterhin weisen die Spannbacken Einführungsschrägen oder Einführungsradien für das Bauteil auf.

Ausführungsbeispiel

Die Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführuhgsbeispiel näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung, teilweise geschnitten,

Fig.2: einen Schnitt A-A aus Fig. 1 und

Fig.3: eine Einzelheit X in vergrößerter Darstellung aus Fig. 1

Auf einer ortsfesten Grundplatte 1 —in der Zeichnung durch eine bloße Schraffur angedeutet—ist ein Lagerbock 2 befestigt, der entsprechend Fig. 1 dreiteil ig ist und aus einer Fußplatte 3, einem Unterteil 4 und einer Spindelführung 5 besteht. Zum Lagerbock 2 gehört noch eine Lagerspindel 6, die in der Spindelführung 5 axial und gegebenenfalls auch gegen Drehung arretiert ist. Die Lagerspindel 6 besitzt an ihrem freien Ende einen Lagerzapfen 7, dessen Durchmesser etwas größer ist als derjenige der sonstigen Lagerspindel 6. Eine Lagerbuchse 8 ist auf den Lagerzapfen 7 aufgeschoben. Die Lagerbuchse 8 ist einseitig mit einem Anschlagbund 9 versehen, dessen Innendurchmesser etwas kleiner ist als derjenige der sonstigen Lagerbuchse 8 und etwa so groß wieder Außendurchmesser der Lagerspindel 6. Der Anschlagbund 9 liegt deshalb am Lagerzapfen 7 an und ist axial — in Fig. 1 nach rechts — festgelegt.

Eine Nabe 12 eines Bedienteiles 11, deren Innendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser der Lagerbuchse 8 gleicht und auf die sie mit einem Preßsitz aufgeschoben ist, besitzt an ihrem — in Fig. 1 linken — Ende eine zylindrische Ausnehmung 13 analog dem von dieser umschlossenen Anschlagbund 9. Bei der Anwendung geeigneter Preßpassungen oder entsprechender anderer konstruktiver Maßnahmen können axiale Bewegungen der Lagerspindel 6, der Lagerbuchse 8 und der Nabe 12, wahlweise axiale relative Bewegungen, verhindert werden; auf die Darlegung der bekannten Einzelheiten wird verzichtet.

Das Bedienteil 11 wird vervollständigt durch ein Handrad 20, das entsprechend Fig. 2 durch mehrere Speichen 21 mit der Nabe 12 verbunden ist. Die Speichen 21 sind in einfacher Weise, wie in Fig. 1 zu sehen, sowohl mit der Nabe 12 als auch mit dem Handrad 20 vermittels Schraubverbindungen fest verbunden.

Ein Spannteil 24 ist in dem in Fig. 1 rechten Teil der Nabe 12 untergebracht, die zu diesem Zweck eine kreiszylindrische, koaxiale Ausnehmung 14 aufweist. Die Ausnehmung 14 ist so tief, daß die Lagerbuchse 8 teilweise in sie hineinragt. Der dadurch in der Nabe 12 entstehende Rohransatz 10 ist, wie weiter unten beschrieben, gleichzeitig ein Funktionsorgan des Spannteiles 24. In eine weitere koaxiale Ausnehmung 15, die aber kürzer ist als die vorige Ausnehmung 14, ist ein gehärteter Ring 16 eingelegt, dereine verschleißarme, glatte Innenkontur 17 der Nabe 12 bildet. Er ist zweckmäßig mit einem Preßsitz in der Ausnehmung 15 befestigt und gegen Verdrehen (Fig. 2!) durch eine Paßfeder 18 oder dergleichen Bauelement gesichert. Eine Bohrung (von mehreren) 19 in der Nabe 12, parallel zu deren Achse, ermöglicht die Demontage des Ringes 16.

In der Ausnehmung 14 ist leicht drehbar ein Ringzylinder 25 gelagert, der—im Bereich des Rohransatzes 10—einen nach innen gerichteten Bund 26 aufweist. Der Ringzylinder 25 besitzt (Fig.2) drei Ausnehmungen 27, die (Fig. 1) fast bis an den Bund 26 reichen, den Ringzylinder 25 vollständig durchbrechen und in denen je eine Zylinderrolle 28 geführt wird. Der Durchmesser d_z der Zylinderrollen 28 ist (Fig. 2) etwas größer als die radiale Dicke s_R des Ringzylinders 25, so daß die Zylinderrollen 28 innerhalb des Ringzylinders 25 etwas vorstehen, wann dieser nicht bündig an dem Spannteil 24 anliegt, was erfindungsgemäß nicht möglich ist wegen der besonderen Form der übrigen, das Spannteil 24 bildenden und nachfolgend beschriebenen Einzelteile. Gemäß Fig. 2 ist jeder Zylinderrolle 28 eine Spannbacke 29 zugeordnet. Diese erscheinen in der Draufsicht in Richtung der Achse der Vorrichtung deshalb ungefähr als Segmente eines Kreisringes, dessen eine Innenkontur 30 bestimmender Innenradius R, dem Außenradius des zu spannenden Bauteiles 38, das in Fig. 1 und 3 strichpunktiert eingezeichnet ist, etwa gleich ist. Wenn das Bauteil 38 eingespannt ist, befinden sich die Mittelpunkte aller Innenradien Ri ungefähr in einem zentrischen Mittelpunkt Mj. Im Gegensatz dazu ist der für alle Spannbacken 29 gleiche, deren Außenkontur 31 bestimmende Außenradius r_a so groß, daß sei η M itteipunktMa u meine Exzentrizität e entfernt ist vom (zentrischen !Mittelpunkt Μ,, bezogen auf die Mitte der Spann backen 29. Demzufolge fallen die Mittelpunkte M_a bei gespanntem Bauteil 38 nicht zusammen: in Fig.2 sind die drei Mittelpunkte M₃ vermerkt. .

Die Spannbacken 29 sind durch Schlitze voneinander getrennt, die sich durch ihre Abmessungen und ihre Anordnung im Spannteil 24 ergeben. Es entstehen demzufolge ebene Seitenkonturen 32, deren Abstand voneinander (die Schlitzbreite) von der momentanen Zustellung der Spannbacken 29 abhängt.

Die Spannbacken 29 besitzen gemäß Fig.3 Ringbundsegmente 33, die den Rohransatz 10 umgreifen. Über alle Ringbundsegmente 33 ist ein Vorspannelement 34 gezogen, das dafür sorgt, daß die Spannbacken 29 beständig, also auch bei nicht betätigter Vorrichtung, in Richtung auf die zentrische Achse belastet sind. Ihre Bewegung in dieser Richtung wird von dem Rohransatz 10 begrenzt, der so bemessen ist, daß zwar das Bauteil 38 gespannt werden kann, daß aber die Seitenkonturen 32 sich nicht berühren können. Weitere Ringbundsegmente 35 sind (in Fig. 3) auf den rechten Seiten der Spannbacken 29 vorgesehen und von einem Vorspannelement 36 übergriffen. Es versteht sich, daß die Kraft der Vorspannelemente 34 und 36 nur gering ist und keinesfalls das Bauteil 38 spannen darf; essoll lediglich verhindert werden, daß sich die Spannbacken 29 beim Spannen um ihre gemeinsame Achse drehen, ohne das eingeprägte Drehmoment in eine Spannkraft am Bauteil 38 umzusetzen.

Um die Einführung des Bauteiles 38 in das Spannteil 24 zu erleichtern, sind an den Spannbacken 29 Einführungsradien 37 vorgesehen. Ferner ist dafür gesorgt, daß der Ringzylinder 25 beständig unter einer geringen Belastung gehalten wird, die seine Verdrehung gegenüber der Nabe 12 behindert. In einfacher Weise dient dazu ein in der Nabe 12 befindlicher, von einer Druckfeder 22 belasteter Bremsbolzen 23. Zusammen mit den Vorspannelementen 34 und 36 sorgt die Einrichtung dafür, daß der Spannvorgang eingeleitet wird. Wenn die Zylinderrollen 28 belastet sind, haben diese Maßnahmen ihren Zweck erfüllt.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Spannen eines kreiszylinderförmigen Bauteiles, insbesondere dünnwandiger Rohre, bestehend aus einem ortsfesten Lagerbock mit einer Lagerspindel, einer auf der Lagerspindel drehbar gelagerten Nabe und einem in der Nabe untergebrachten, nach beiden Drehrichtungen wirkenden Spannteil, das mehrere Spannbacken mit auf ihrem Umfang befindlichen Kurvenbahnen für sich darauf abrollende Zylinderrollen und einen Ringzylinder zur Führung der Zylinderrollen aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Spannbacken (29) Ringbundsegmente (33,35) befinden, auf deren Umfang mindestens ein Vorspannelement (34, 36) angeordnet ist, und die in Richtung des Lagerbockes (2) einen in der Nabe (12) befindlichen Rohransatz (10) des Lagerbockes (2) umfassen, wobei der Rohransatz (10) von einer unbeweglichen, auf der Lagerspindel (6) geführten, zentrischen Lagerbuchse (8) gebildet wird, und daß ein in der Nabe (12) befindlicher, von einer Druckfeder (22) belasteter Bremsbolzen (23) mit seiner von der Druckfeder (22) abgewandten Stirnseite am Ringzylinder (25) anliegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (29) Einführungsschrägen oder Einführungsradien (37) für das Bauteil (38) aufweisen.