AT407375B - Schnellspannvorrichtung zur erzeugung von axialen spannkräften auf einer glatten welle - Google Patents

Schnellspannvorrichtung zur erzeugung von axialen spannkräften auf einer glatten welle Download PDF

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Description

AT 407 375 B
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellspannvorrichtung zur Erzeugung von axialen Spannkräften auf einer glatten Welle, insbesondere für Vorratsrollen und Spulen, die zwischen einem stationären und einem auf der Welle axial verschiebbaren Widerlager eingespannt werden, indem die kraftschlüssige Schnellspannvorrichtung konzentrisch über das freie Wellenende gegen z.B. die Vorratsrolle geschoben wird und in Gegenrichtung mit Hilfe eines die Welle umschließenden, frei gelagerten und verkippbaren Klemmrings arretiert.
Kraftschiüssige Schnellspannvorrichtungen für Vorratsrollen und Spulen sind an sich bekannt (z.B. DE 75 18 465 U, DE 91 01 360 U), wobei zur Betätigung jedoch Hilfswerkzeuge benötigt werden und z.B. die Vorrichtung gemäß DE 91 01 360 U nur für jeweils eine bestimmte Wellendrehrichtung geeignet ist. Weiters ist eine Vorrichtung unter der Bezeichnung Quick-Loc bekannt, wobei dieses System nur zum axialen Festsetzen, ohne Nachspannmöglichkeit, eingesetzt werden kann. Beim Großteil vergleichbarer Spannaufgaben kommen formschlüssige Systeme, z.B. Gewindespindeln und Mutterelemente zum Einsatz.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist z.B. aus der CH 377 854 A bekannt, wobei das Verdrehen einer Mutter gleichzeitig das Kippen des Klemmringes und das Spannen der Rolle bewirkt.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Anordnung eine Funktionserweiterung zu z.B. Klemmverbindung Bild 35 Dubbel 14, Auflage Seite 36, von deren Klemmwirkung oberhalb des Bereiches der Selbsthemmgrenze die Wirkung und Sicherheit des Systems abhängt, wobei die Literatur derartige Reibgesperre vorzugsweise für axiale Anwendungen vorsieht, aber die Erweiterung nach Anspruch 2 auch Momentbelastung durch vorgegebene Vorspannung des Klemmringes übertragen kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schnellspannsystem zu schaffen, welches kraftschlüssig klemmt, auf der Welle beliebig plaziert werden kann, einstellbare axiale Spannkräfte ermöglicht, für beide Drehrichtungen geeignet ist und ohne Zusatzwerkzeuge bedient/gehandhabt werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Klemmeinheit mit einem Gehäuse und einem darin geführten, relativ verschieblichen Sperring, die durch eine Feder gegeneinander vorgespannt sind, einen durch Stirnflächen des Gehäuses und des Sperringes begrenzten, in axialer Richtung veränderlichen, ringförmigen Einbauraum, wobei sich in dem Einbauraum innerhalb des Gehäuses der Klemmring befindet, an dem diametral gegenüberliegende Zapfen exzentrisch angeordnet sind, die mit den den Einbauraum begrenzenden Stirnflächen an Berührungspunkten in Kontakt stehen, jeweils zwischen den Stirnflächen und dem Klemmring angeordnete, axial wirkende Gegenfedern, gegen deren Kraft durch das durch die Feder bewirkte relative Zusammenfahren des Gehäuses und des Sperringes der Klemmring in Verkantungslage mit der Welle gedrückt wird, eine am Gehäuse über ein Spanngewinde axial verschieblich angeordnete Spanneinheit, über die beim Einspannen z.B. der Vorratsrolle axiale Spannkräfte in die Klemmeinheit eingeleitet werden, wo sie vom Gehäuse, über einen der Zapfen den Klemmring in eine kraftschlüssige Verbindung mit der Welle im Bereich der Selbsthemmung bringen, wobei die Feder über den anderen Zapfen die Klemmwirkung zusätzlich vektoriell unterstützt, einander gegenüberliegende Angriffsflächen am Spannrad und am Sperring, über die, nach Aufhebung der Spannkräfte durch Rückdrehen des Spannrades, durch gleichzeitiges Aufbringen axial entgegengesetzt gerichteter Kräfte der Einbauraum zwischen den Stirnflächen vergrößerbar, der Klemmring unter Wirkung der Gegenfedern aufrichtbar und daher die Schnellspannvorrichtung gegen die Sperrichtung von der Welle abziehbar ist.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, die gekennzeichnet ist durch eine Klemmeinheit mit einem geschlossenen Gehäuse einen durch Stirnflächen im Inneren des Gehäuses begrenzten, in axialer Richtung unveränderlichen, ringförmigen Einbauraum, wobei sich in dem Einbauraum der Klemmring befindet, an dem ein Zapfen exzentrisch angeordnet ist, der mit einer der den Einbauraum begrenzenden Flächen an einem Berührungspunkt in Kontakt steht, 2
AT 407 375 B - jeweils zwischen den Stirnflächen und dem Klemmring angeordnete, axial wirkende Gegenfedern, - ein diametral zum Zapfen am Klemmring anliegendes, im Gehäuse gelagertes und über eine Spannvorrichtung gegen den Klemmring anlegbares Druckstück, das den Klemmring gegen die Kraft der Gegenfedern in Verkantungslage mit der Welle drückt, eine am Gehäuse über ein Spanngewinde axial verschieblich angeordnete Spanneinheit, über die beim Einspannen z.B. der Vorratsrolle axiale Spannkräfte in die Klemmeinheit eingeleitet werden, wo sie vom Gehäuse, über den Zapfen den Klemmring in eine kraftschlüssige Verbindung mit der Welle im Bereich der Selbsthemmung bringen, wobei die Spannvorrichtung über das Druckstück die Klemmwirkung zusätzlich vektoriell unterstützt,
Mittel, über die, nach Aufhebung der Spannkräfte durch Rückdrehen des Spannrades, das Druckstück gegen die Kraft der Spannvorrichtung vom Klemmring entfernbar, der Klemmring unter Wirkung der Gegenfedern aufrichtbar und daher die Schnellspannvorrichtung gegen die Sperrichtung von der Welle abziehbar ist.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Zusammenwirkens der Bauteile der Schnellspannvorrichtung wird sie der erfindungsgemäßen Aufgabe gerecht und hat zudem noch den Vorteil, daß ein Lösen der Spannvorrichtung im Betriebszustand nicht möglich ist, da durch axiale exzentrische Krafteinwirkung auf den Klemmring im Bereich der Selbsthemmung, nach den bekannten statischen Bedingungen der Selbsthemmung (a<p siehe Fig. 5), die Reibungskräfte proportional zu den Normalkräften anwachsen.
Vorzugsweise ist der die Spannkräfte auf den Klemmring übertragende Zapfen in eine exzentrisch angeordnete Aussparung der Stirnfläche an der Stirnseite des Gehäuses im Berührungspunkt zum Widerlager gerichtet eingerastet und er nimmt z.B. durch Gewindereibung beim Spann- und Lösevorgang der Spanneinheit erzeugte Momente auf.
Erfindungsgemäß kann zwischen Widerlager und Spannrad ein Kugellager zum reibungsarmen Entspannen der Schnellspannvorrichtung durch Abbauen der Spannkräfte durch Rückdrehung des Spannrades vorgesehen sein, wobei vor allem die Verbindung zwischen Widerlager und Vorratsrolle reibungsfrei ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spannvorrichtung eine Feder, gemäß einer anderen Ausführungsform ist sie ein Gewinde.
Vorzugsweise ist die Kraft der Feder bzw. der Spannvorrichtung stärker als die Kraft der Gegenfedern und der Klemmring ist durch die entstehende Normalkraft auf die Welle ein Widerstandselement für die Verdrehung des Spannrades.
In den anliegenden Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Vorratsrolle 1 mit Schnellspannvorrichtung nach Fig. 2 in Arbeitssteilung (geklemmt), Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt durch eine anders ausgeführte, erfindungsgemäße Schnellspannvorrichtung, Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtung.
Die Fig. 1 zeigt die Schnellspannvorrichtung in Arbeitsstellung (geklemmt), wobei durch Festdrehen mittels Spannrad 13 der Konus 2 eine Vorratsrolle 1 zentriert und sich durch die Gewindesteigung zwischen Spanneinheit B und Klemmeinheit C ein Spannabstand E ergibt. Zum Wechseln der Vorratsrolle muß die axial ringförmig auf die Konen wirkende Kraft 22 durch Drehen des Spannrades 13 in lösender Gewinderichtung die überdas Gewinde auf die Klemmeinheit wirkende Kraft abbauen, wobei der Spannabstand E, wie in Fig. 2 dargestellt, reduziert wird.
Gemäß Fig. 2 ist die Lage des Klemmringes 5 mittels Federn 6, 14 zu dem im Gehäuse 4 und auf der Welle 3 geführten Sperring 17 relativ verstellbar, wobei durch Vergrößerung des Abstandes F die stärkere Feder 14 zusammengedrückt wird und die schwächeren Federn 6 sich gegen die parallelen Ringflächen 7, 15 entspannen können. In dem größer gewordenen Einbauraum zwischen den Flächen 7,15 verändert sich nun die Lage des Klemmringes 5 derart, daß durch die Federwirkung der Federn 6 die sich exzentrisch diagonal gegenüberliegenden an dem Klemmring 5 befestigten Zapfen 8, 9 weiterhin Kontakt zu den Berührungspunkten 23 behalten. Dadurch kommt der Klemmring 5, wie in Fig. 5 als Berührungspunkt Fma und FNB dargestellt, derart außer Eingriff, daß die Welle frei beweglich ist. Der vektorielle Überhang der Federkraft von der Feder 14 wirkt derart auf die Klemmscheibe 5, daß durch die Klemmwirkung Fma und FNB in Umfangsrichtung 3

Claims (7)

  1. AT 407 375 B und zum Wellendurchmesser d ein vorbestimmbares Gegenmoment zur Gewindereibung beim Betätigen des Spannrades 13 vorhanden ist. Unter Beibehaltung des grundsätzlichen Aufbaus zeigt Fig. 3 ein geschlossenes Gehäuse 25 mit einem federnden Druckstück 14, 26, welches in Gegenwirkung zu den Federn 6 mit dominierender Kraft auf den Klemmring 5 drückt. Diese Ausführung ist insbesondere für größere Wellendurchmesser geeignet. Das weitere Zusammenwirken der Bauelemente ist wie bei dem vorher Beschriebenen. Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform ohne Feder 14 bzw. federndes Druckstück 26. Die zur Handhabung der Spanneinheit B benötigte Vorspannung, die wie in Fig. 2 durch die Feder 14 über den Berührungspunkt 23 und Zapfen 9 auf die Klemmscheibe 5 wirkt, wird manuell durch eine Stellschraube 24 erzeugt, die gegen Herausfallen/Verlieren mit einem Sicherungselement 27 versehen ist. PATENTANSPRÜCHE: 1. Schnellspannvorrichtung zur Erzeugung von axialen Spannkräften auf einer glatten Welle, insbesondere für Vorratsrollen und Spulen, die zwischen einem stationären und einem auf der Welle axial verschiebbaren Widerlager eingespannt werden, indem die kraftschlüssige Schnellspannvorrichtung konzentrisch über das freie Wellenende gegen z.B. die Vorratsrolle geschoben wird und in Gegenrichtung mit Hilfe eines die Welle umschließenden, frei gelagerten und verkippbaren Klemmrings arretiert, gekennzeichnet durch - eine Klemmeinheit (C) mit einem Gehäuse (4) und einem darin geführten, relativ verschieblichen Sperring (17), die durch eine Feder (14) gegeneinander vorgespannt sind, - einen durch Stirnflächen (7, 15) des Gehäuses (4) und des Sperringes (17) begrenzten, in axialer Richtung veränderlichen, ringförmigen Einbauraum, wobei sich in dem Einbau-raum innerhalb des Gehäuses (4) der Klemmring (5) befindet, an dem diametral gegenüberliegende Zapfen (8, 9) exzentrisch angeordnet sind, die mit den den Einbauraum begrenzenden Stirnflächen (7,15) an Berührungspunkten (23) in Kontakt stehen, - jeweils zwischen den Stirnflächen (7, 15) und dem Klemmring (5) angeordnete, axial wirkende Gegenfedern (6), gegen deren Kraft durch das durch die Feder (14) bewirkte relative Zusammenfahren des Gehäuses (4) und des Sperringes (17) der Klemmring (5) in Verkantungslage mit der Welle (3) gedrückt wird, - eine am Gehäuse (4) über ein Spanngewinde (11) axial verschieblich angeordnete Spanneinheit (B), über die beim Einspannen z.B. der Vorratsrolle (1) axiale Spannkräfte (22) in die Klemmeinheit (C) eingeleitet werden, wo sie vom Gehäuse (4), über einen der Zapfen (8) den Klemmring (5) in eine kraftschlüssige Verbindung mit der Welle (3) im Bereich der Selbsthemmung bringen, wobei die Feder (14) über den anderen Zapfen (9) die Klemmwirkung zusätzlich vektoriell unterstützt, - einander gegenüberliegende Angriffsflächen (20, 21) am Spannrad (13) und am Sperring (17), über die, nach Aufhebung der Spannkräfte (22) durch Rückdrehen des Spannrades (13), durch gleichzeitiges Aufbringen axial entgegengesetzt gerichteter Kräfte der Einbauraum zwischen den Stirnflächen (7, 15) vergrößerbar, der Klemmring unter Wirkung der Gegenfedern (6) aufrichtbar und daher die Schnellspannvorrichtung gegen die Sperrichtung von der Welle abziehbar ist.
  2. 2. Schnellspannvorrichtung zur Erzeugung von axialen Spannkräften auf einer glatten Welle, insbesondere für Vorratsrollen und Spulen, die zwischen einem stationären und einem auf der Welle axial verschiebbaren Widerlager eingespannt werden, indem die kraftschlüssige Schnellspannvorrichtung konzentrisch über das freie Wellenende gegen z.B. die Vorratsrolle geschoben wird und in Gegenrichtung mit Hilfe eines die Welle umschließenden, frei gelagerten und verkippbaren Klemmrings arretiert, gekennzeichnet durch - eine Klemmeinheit (C) mit einem geschlossenen Gehäuse (25) - einen durch Stirnflächen im Inneren des Gehäuses (25) begrenzten, in axialer Richtung unveränderlichen, ringförmigen Einbauraum, wobei sich in dem Einbauraum der Klemmring (5) befindet, an dem ein Zapfen (8) exzentrisch angeordnet ist, der mit einer 4 ΑΤ 407 375 Β der den Einbauraum begrenzenden Flächen an einem Berührungspunkt (23) in Kontakt steht, - jeweils zwischen den Stirnflächen und dem Klemmring (5) angeordnete, axial wirkende Gegenfedern (6), - ein diametral zum Zapfen (8) am Klemmring (5) anliegendes, im Gehäuse (25) gelagertes und übereine Spannvorrichtung (14) gegen den Klemmring (5) anlegbares Druckstück (26), das den Klemmring (5) gegen die Kraft der Gegenfedern (6) in Verkantungslage mit der Welle (3) drückt, - eine am Gehäuse (4) über ein Spanngewinde (11) axial verschieblich angeordnete Spanneinheit (B), über die beim Einspannen z.B. der Vorratsrolle (1) axiale Spannkräfte (22) in die Klemmeinheit (C) eingeleitet werden, wo sie vom Gehäuse (4), über den Zapfen (8) den Klemmring (5) in eine kraftschlüssige Verbindung mit der Welle (3) im Bereich der Selbsthemmung bringen, wobei die Spannvorrichtung (14) über das Druckstück (26) die Klemmwirkung zusätzlich vektoriell unterstützt, - Mittel, über die, nach Aufhebung der Spannkräfte (22) durch Rückdrehen des Spannrades (13), das Druckstück (26) gegen die Kraft der Spannvorrichtung (14) vom Klemmring entfernbar, der Klemmring unter Wirkung der Gegenfedern (6) aufrichtbar und daher die Schnellspannvorrichtung gegen die Sperrichtung von der Welle abziehbar ist.
  3. 3. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Spannkräfte (22) auf den Klemmring (5) übertragende Zapfen (8) in eine exzentrisch angeordnete Aussparung (16) der Stirnfläche (7) an der Stirnseite des Gehäuses (4) im Berührungspunkt (23) zum Widerlager (2) gerichtet eingerastet ist und z.B. durch Gewindereibung beim Spann- und Lösevorgang der Spanneinheit erzeugte Momente aufnimmt.
  4. 4. Schnellspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Widerlager (2) und Spannrad (13) ein Kugellager (10) zum reibungsarmen Entspannen der Schnellspannvorrichtung durch Abbauen der Spannkräfte (22) durch Rückdrehung des Spannrades (13), vorgesehen ist, wobei vor allem die Verbindung zwischen Widerlager (2) und Vorratsrolle (1) reibungsfrei ist.
  5. 5. Schnellspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung eine Feder (14) ist.
  6. 6. Schnellspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung ein Gewinde ist
  7. 7. Schnellspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der Feder (14) bzw. der Spannvorrichtung stärker ist als die Kraft der Gegenfedern (6) und daß der Klemmring (5) durch die entstehende Normalkraft auf die Welle (3) ein Widerstandselement für die Verdrehung des Spannrades (13) ist. HIEZU 5 BLATT ZEICHNUNGEN 5
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