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Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Montage eines Sicherungsrings, vorzugsweise für Sicherungsringe mit einem Durchmesser von größer als 400 mm, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Sicherungsringe sind Maschinenteile, die überwiegend eingesetzt werden zur Lagesicherung von Bolzen in Bohrungen, oder von Bauteilen, beispielsweise Wälzlagern auf einer Welle oder Achse oder in einer Innenbohrung. Sie gehören zumindest im Durchmesserbereich bis 400 mm zu den Normteilen. Die im Maschinenbau anzutreffenden Ringe sind nach DIN 471 für Wellennuten und DIN 472 für Bohrungsnuten genormt, diese Ausführungsformen sind als flacher Ring gestanzt sowie geschliffen und weisen zwei Lochungen zur Demontage und Montage mittels einer speziellen Sicherungsringzange auf.
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Bei Innen-Sicherungsringen werden beim Einsatz in eine Bohrungsnut die Enden des Sicherungsrings zusammengedrückt. Bei Außensicherungsringen, welche in eine Nut einer Welle montiert werden, werden die Enden des Sicherungsrings zur Montage gespreizt. Für die verschiedenen Sicherungsringe gibt es daher verschiedene Sicherungsringzangen.
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Aus dem Stand der Technik sind Sicherungsringzangen oder Seegerringzangen bekannt, um Sicherungsringe bzw. Sprengringe auf Wellen oder in Bohrungen zu montieren. Die vorderen Enden (Pins) der Sicherungsringzange, welche in die Lochungen des Sicherungsrings eingesetzt werden, sind in aller Regel im Querschnitt rund und können Rillen in Längsrichtung haben.
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In verschiedenen industriellen Anwendungen, zum Beispiel in Windkraftanlagen, Walzstraßen, in der Schifffahrtindustrie oder auch Erdöl- oder Ergasgewinnungsanlagen kommen besonders große Sicherungsringe mit einem Durchmesser bis 1000 mm und teilweise mehr zum Einsatz. Diese sind aufgrund ihres Gewichts und der zur Montage oder Demontage erforderlichen hohen Spannkräfte nur unter Berucksichtigung besonderer Sicherheitsaspekte zu handhaben.
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Aus der
DE 295 19 915 U1 ist eine Zange für Außensicherungsringe mit einem Durchmesser von größer als 300 mm bekannt. Die Zange ist mit einer Zahnstangensicherung gegen das Zurückfedern gespannter Ringe ausgestattet. Die Zangenenden werden parallel auseinandergeführt. Die Zangenspitzen erstrecken sich in Richtung der Längsachse der Zange und weisen eine nutförmige Einschneidung in Druckrichtung zu den Montageöffnungen des Sicherungsrings auf. Bei sehr großen Ringen reicht die Hebelkraft der Zange nicht aus, um die erforderlichen Kräfte zum Spreizen der Ringe aufzubringen. Aufgrund der notwendigen Länge der Handhebel der Zange lasst sich diese nur bedingt zur Montage von Innen-Sicherungsringen einsetzen.
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Die
DE 201 02 624 U1 beschreibt eine zangenartige Vorrichtung zur Montage und Demontage von Sicherungsringen mit einem Durchmesser von größer als 400 mm. Die Vorrichtung weist zwei sich scherengelenkartig kreuzende Arme auf, deren Antriebsenden zur Abstandsveränderung der Pins durch einen Spindeltrieb verlagerbar sind. Das Ende der Spindel besitzt ein Mehrkantprofil, an welchem ein Schraubenschlüssel angesetzt werden kann, um die Spindel zu drehen. Dazu wird das Werkzeug mit einer Hand an einem Griff an einem der Arme gehalten und mit der anderen Hand wird der Schraubenschlüssel betätigt. Bei sehr schweren Sicherungsringen ist die Handhabung nicht unkompliziert. Außerdem ist bereits das Werkzeug sehr schwer (über 3 kg), welches mit einer Hand gehalten werden muss, während die andere Hand den Schraubenschüssel am Spindelende betätigt. Dies bereitet besonders bei schweren Sicherungsringen zusätzliche Komplikationen. Auch bei diesem Werkzeug erstrecken sich die Pins in Richtung der Werkzeuglängsachse, sodass wiederum Schwierigkeiten bei der Montage von Innen-Sicherungsringen entstehen.
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Die
DE 30 29 314 C2 beschreibt eine von Hand betätigbare hydraulische Spannzange zum Ein- und Ausbau von Sicherungsringen, bei denn die Öffnungs- und Schließbewegungen in der Ringebene oder parallel dazu verlaufen. Als Betätigungsmittel werden ein Hydraulikzylinder und ein Steuerkurventeil verwendet.
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Aus der
DE 31 01 639 A1 und
GB 1 190 946 A ist jeweils ein Werkzeug zum Ein- und Ausbauen eines Sprengringes bekannt, das in der Art eines Zirkels aufgebaut ist.
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Aus der
US 4 744 132 A ist eine Spreizzange für einen speziellen Außen-Sicherungsring bekannt. Die Zangenbacken haben jeweils eine halbkreisförmig nach außen gewölbte Fläche, die in entsprechenden Slots des Sicherungsringes aufnehmbar sind. Die Zangenbacken werden parallel zur Erstreckungsebene des Sicherungsringes bewegt, jedoch werden spezielle Sicherungsringe benötigt.
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Die
US 5 933 935 zeigt eine Zange für Sicherungsringe mit abgewinkelten Pins, deren Schenkel durch einen Spindeltrieb bewegt werden können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug zur Montage oder Demontage von Sicherungsringen bereitzustellen, das insbesondere für Sicherungsringe mit Durchmessern größer als 400 mm verwendbar ist, wobei ein einfache und sichere Handhabung bei möglichst kompaktem und leichtem Werkzeug ermöglicht sein soll. Das Werkzeug soll sich ohne bauliche Veränderungen sowohl für die Montage von Außen- als auch Innen-Sicherungsringen gleichermaßen eignen.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt durch ein Werkzeug zur Montage oder Demontage eines Sicherungsrings mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Das Werkzeug umfasst zwei Stellschenkel, die mittels eines Drehgelenkes an ihren Enden miteinander verbunden sind. An den freien Enden der Stellschenkel sind Greifmittel zum Eingriff in eine Montageöffnung (Öse oder Lochung) des Sicherungsrings vorgesehen. Ein Spindeltrieb zur Verlagerung der Stellschenkel ist zwischen dem Drehgelenk und den freien Enden der Stellschenkel antriebswirksam mit den Stellschenkeln verbunden.
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Die Vorteile der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, dass das Werkzeug verhältnismäßig klein und leicht ist und einfach handhabbar ist. Trotzdem können große Kräfte auf den Sicherungsring übertragen werden, sodass auch sehr große Ringe gefahrlos gespannt und an Bauteilen montiert werden können. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist zumindest einer der beiden Stellschenkel zwei Teilschenkel auf, die zueinander abgewinkelt sind. Alternativ können die Stellschenkel oder zumindest einer von ihnen auch bogen förmig gekrümmt sein. Dadurch kann insgesamt ein besonders weiter Stellbereich erreicht werden. Dies ist insbesondere zum Spannen von Außenringen vorteilhaft, bei denen die Greifmittel zum Spannen dicht aneinander angenähert werden müssen.
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Die Stellschenkel können einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.
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Bei der Ausführungsform bei der beide Stellschenkel abgewinkelt sind, ist der Spindeltrieb beispielsweise jeweils an dem dem Greifmittel zugewandten Teilschenkel angeordnet. Der Winkel zwischen den Teilschenkeln ist in einer bevorzugten Ausführungsform 90°, kann aber auch größer ausgeführt sein.
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Der Spindeltrieb ist durch eine in den Stellschenkeln drehbar und schwenkbar gelagerte Stellspindel gebildet, wobei in mindestens einem der Stellschenkel eine Gewindebuchse vorgesehen ist, welche antriebsbeweglich mit der Stellspindel verbunden ist. Der Spindeltrieb ist vorzugsweise selbsthemmend ausgeführt, um eine ungewollte Lageveränderung der Stellschenkel durch den Zug oder Druck des gespannten Sicherungsrings zu verhindern. Es können auch weitere Sicherungsmechanismen vorgesehen sein, die ein ungewolltes Betätigen des Spindeltriebes verhindern.
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Der Spindeltrieb kann auch in bekannter Weise zwei gegenläufige Gewindeabschnitte aufweisen, die in je einer Gewindebuchse in je einem der Stellschenkel gelagert sind. Dann werden beim Drehen der Gewindespindel beide Schenkel relativ zueinander bewegt und es werden weniger Umdrehungen der Gewindespindel als mit einem Gewindeabschnitt benötigt, um dieselbe Abstandsänderung der Stellschenkel zu erreichen.
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Erfindungsgemäß ist zum Drehen der Gewindespindel ein Winkelgetriebe an der Gewindespindel, vorzugsweise zwischen den Stellschenkeln, angeordnet. Das Winkelgetriebe ermöglicht eine günstige Haltung beider Bedienerhände beim Spannen des Sicherungsringes. Das Winkelgetriebe ist vorzugsweise in einer ersten Getriebestufe mit einer Stellschraube verbunden, so dass durch Drehen der Stellschraube eine Lageänderung der Stellschenkel zueinander erreicht wird. Durch die Wahl eines günstigen Übersetzungsverhältnisses des Winkelgetriebes kann eine leichte Handbetätigung erreicht werden.
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Bei einer vorteilhaft abgewandelten Ausführungsform weist das Winkelgetriebe eine zweite Getriebestufe auf, welche mittels eines Eingriffspunktes eine Betätigung des Spindeltriebes mittels eines motorisch angetriebenen Werkzeugs, beispielsweise eines Akku-Schraubers, gestattet. Der Eingriffspunkt kann dabei als Innensechskant, Innenrund (Torx) oder auch als Sechskant oder dergleichen ausgeführt sein. Der Bediener kann dann die gewünschte Bedienart und Getriebestufe wählen. Gegebenenfalls kann zwischen den beiden Getriebestufen ein Freilauf vorgesehen sein, um eine ungewollte Betätigung der jeweils anderen Getriebestufe zu verhindern. Die zweite Getriebestufe kann vorteilhaft mit einem gegenüber der ersten Getriebestufe abgewandelten Übersetzungsverhältnis arbeiten.
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Die Greifmittel sind vorzugsweise in bekannter Weise als Pins ausgeführt, welche in gerader oder besonders bevorzugt in abgewinkelter Form zur Verfügung stehen und vorzugsweise auswechselbar an den Stellschenkeln angebracht sind. Für verschiedene Sicherungsringtypen können selbstverständlich verschiedenartige Pins vorgehalten werden. Die Greifmittel können in einer in den Stellschenkeln angeordneten Linearführung geführt sein.
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Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass die Pins um 90° zur Lage der Stellschenkel, d. h. zur Haupterstreckungsebene des Werkzeugs abgewinkelt sind. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die abgewinkelten Pins in Lichtung einer Schwenkachse des Drehgelenkes verlaufen, um die die Stellschenkel geschwenkt werden. Dadurch bleiben die Pins auf einfache Art und Weise immer in einer parallelen Stellung zueinander, so dass der Sicherungsring beim Spannen in seiner natürlichen Ebenenlage verbleibt und keine Spannungen in anderen Richtungen auftreten. Dadurch wird auch die Gefahr des Abspringens der Ringe verhindert, was im Stand der Technik durch die relativ aufwendige Parallelführung realisiert werden muss.
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Die Pins können in allen Ausführungsformen alle an sich bekannten Merkmale zur Lagesicherung der Sicherungsringe, wie nutförmige Einschneidungen, exzentrische Kopfplatten oder dergleichen aufweisen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1: ein erfindungsgemäßes Werkzeug zur Montage oder Demontage eines Sicherungsringes in einer halb geöffneten Stellung;
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2: das Werkzeug gemäß 1 in einer geschlossenen Stellung;
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3: das Werkzeug gemäß 2 in einer raumlichen Darstellung;
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4: eine Detaildarstellung eines am Spindeltrieb des erfindungsgemäßen Werkzeuges vorgesehenen Winkelgetriebes.
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In den 1 bis 3 ist ein erfindungsgemäßes Werkzeug zur Montage oder Demontage eines nicht dargestellten Sicherungsrings dargestellt. Dabei zeigen die 1 und 2 Seitenansichten in halb geöffneter bzw. geschlossener Stellung und 3 eine räumliche Darstellung.
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Das Werkzeug umfasst zwei Stellschenkel 01, 02, die in einem Drehgelenk 03 gelenkig miteinander verbunden sind. Das Drehgelenk 03 ist dabei an ersten Enden der Stellschenkel vorgesehen. Die Stellschenkel 01, 02 tragen an ihren zweiten, freien Enden Greifmittel 04 zur Aufnahme des bei der Montage zu spannenden Sicherungsringes. Die Greifmittel 04 umfassen in der dargestellten Ausführungsform jeweils einen in die Bildebene (1 und 2) hinein abgewinkelten Pin 06 zur Aufnahme des Sicherungsringes in dessen Montageöffnungen. Die Pins 06 erstrecken sich somit rechtwinklig zur Haupterstreckungsebene des Werkzeugs.
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Die Stellschenkel 01, 02 umfassen in der dargestellten Ausführungsform jeweils zwei Teilschenkel a, b, die zueinander um einen Winkel α abgewinkelt miteinander verbunden sind. Der Winkel α beträgt in der dargestellten Ausführungsform etwa 90°. Im einfachsten Fall sind die beiden Teilschenkel eines Stellschenkels fest miteinander verbunden. Gemaß einer abgewandelten Ausführungsform ist der Winkel α zwischen Teilschenkeln veränderlich. Durch Anpassung des Winkels kann das Werkzeug an besondere Montagesituationen angepasste werden, beispielsweise um seine Gesamtbreite an den zur Verfugung stehenden Bauraum anzupassen.
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Die Greifmittel 04 sind an den freien Enden der Teilschenkel a auswechselbar angeordnet und vorzugsweise mit Handschrauben 07 fixiert. Die Greifmittel sind vorzugsweise in Längsführungen in den freien Enden der Stellschenkel 01, 02 eingesetzt, welche ausreichend stabil dimensioniert sind, um die teils hohen Spannkräfte beim Spannen großer Sicherungsringe aufzunehmen.
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Ein Spindeltrieb, umfassend eine Gewindestange 09, eine Gewindebuchse 11 und eine Lagerbuchse 12, ist antriebswirksam zwischen den Stellschenkeln 01, 02, hier zwischen den Teilschenkeln a der Stellschenkel 01, 02 angeordnet. Die Gewindebuchse 11 ist schwenkbar im Stellschenkel 01 befestigt. Die Lagerbuchse 12 ist schwenkbar im Stellschenkel 02 befestigt. Die Stellspindel 09 ist in der Lagerbuchse 12 und in der Gewindebuchse 11 drehbar gelagert, so dass bei einer Drehung der Gewindespindel 09 die Stellschenkel 01, 02 gegeneinander verlagert werden.
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Auf der Gewindespindel 09 ist vorzugsweise zwischen den Stellschenkeln 01, 02 ein Winkelgetriebe 13 in einem Gehäuse 14 angeordnet. Das Winkelgetriebe 13 weist zumindest ein Stellrad 16 zum Antrieb der Gewindespindel 09 auf. Eine bevorzugte Ausführungsform des Winkelgetriebes 13 wird anhand der 4 weiter unten erlautert. Am Winkelgetriebe 13 ist weiterhin ein Eingriffspunkt, hier in Form eines Innensechskants 17, vorgesehen, der zur Betätigung mit einem motorischen Antrieb, beispielsweise mit einem Akkuschrauber oder dergleichen, koppelbar ist. Vorzugsweise ist diesem Eingriffspunkt 17 eine zweite Getriebestufe zugeordnet.
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In 3 ist zu erkennen, dass die Teilschenkel a jeweils durch zwei parallel beabstandete Platten 18 gebildet sind, zwischen denen an einem ihrer Enden die Teilschenkel b im entsprechenden Winkel α montiert sind. Die Gewindebuche 11 und Lagerbuchse 12, sowie die Greifmittel 04 sind ebenfalls jeweils zwischen den Platten 18 der Teilschenkel a befestigt. Der plattenartige Aufbau ist dem Fachmann aus zangenartigen Werkzeugen bekannt und bedarf hier keiner naheren Erläuterung.
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Die Teilschenkel b sind als Profile, vorzugsweise als Hohlprofile 19 gestaltet, so wird eine große Belastbarkeit und relativ geringes Gewicht des Werkzeuges erreicht.
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4 zeigt eine räumliche Darstellung einer möglichen Ausführungsform des Winkelgetriebes 13. Dessen Gehäuse 14 ist mit der Lagerbuchse 12 und einer zweiten Lagerbuchse 20 für die drehbare Lagerung der Gewindespindel 09 versehen. Die Lagerbuchse 12 ist schwenkbar im Stellschenkel 02 montiert (hier nicht dargestellt).
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Eine erste Getriebestufe umfasst ein erstes Kegelrad 21, welches drehfest mit der Gewindespindel 09 verbunden ist. Die Gewindespindel 09 weist in einem Getriebeabschnitt 22 vorzugsweise kein Gewinde auf. Ein zweites Kegelrad 23 ist im Gehäuse 14 des Winkelgetriebes 13 drehbar gelagert und mit dem Stellrad 16 drehfest verbunden. Die Kegelräder 21, 23 stehen in bekannter Weise winklig miteinander in Eingriff, wobei die Zähnezahlen die Übersetzung des Winkelgetriebes bestimmen. Die Gestaltung und Abwandlung des dargestellten Winkeltriebes 13, auch als zweistufiges Getriebe, bereitet dem Fachmann keine Schwierigkeiten.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Stellschenkel
- 02
- Stellschenkel
- 03
- Drehgelenk
- 04
- Greifmittel
- 05
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- 06
- Pin
- 07
- Handschraube
- 08
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- 09
- Stellspindel
- 10
-
- 11
- Gewindebuchse
- 12
- Lagerbuchse
- 13
- Winkelgetriebe
- 14
- Gehäuse
- 15
-
- 16
- Stellrad
- 17
- Innensechskant
- 18
- Platte
- 19
- Hohlprofil
- 20
- Lagerbuchse
- 21
- Kegelrad
- 22
- Getriebeabschnitt
- 23
- Kegelrad
