DE1116947B - Spanneinrichtung zum loesbaren Verbinden von Maschinenteilen - Google Patents

Description

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen mit als Gegenlager ausgebildetem Spannteil und einem mit diesen zusammenwirkenden Spannelement, das aus einem Grundkörper, einem durch Schraubeinwirkung betätigbaren Kipphebel und einem Anpreßglied besteht, wobei der Grundkörper außermittig eine den Spannvorgang einleitende Schraube und ein Widerlager für den Kipphebel aufweist und mit dem Gegenlager fest verbunden ist.

Es ist bekannt, zum Haltern oder zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen, Werkzeugen, Werkstücken od. dgl. Gewindebolzen mit Muttern zu verwenden. Hierbei entstehen beim Anzug der Mutter bzw. der Schraube sowohl in den Gewindegängen als auch zwischen den Anlageflächen des drehbaren Verbindungsmittels und des feststehenden zu spannenden Teiles Reibungsverluste, die sich mit zunehmendem Axialdruck vergrößern und daher das aufzuwendende Drehmoment für die Spannung sehr ungünstig beeinflussen. Bei großem erforderlichem Anpreßdruck für die zu verbindenden Teile ist an sich schon ein großes Anzugsmoment erforderlich, welches aber durch die Reibungsverluste, die zwischen den Gewindegängen einerseits und zwischen der Anzugsmutter und dem zu spannenden feststehenden Teil andererseits entstehen, noch wesentlich vergrößert wird.

Weiterhin ist eine Spanneinrichtung bekannt, bei welcher der Anpreßdruck durch Kipphebel erzielt wird. Hierbei ist der Kipphebel als Flachstab derart ausgebildet, daß der auf den spannungseinleitenden Kipphebel ausgeübte Druck durch die vor und hinter dem Kipphebel angeordneten Auflager und durch das Übersetzungsverhältnis entsprechend verstärkt auf das hinter dem Kipphebel angeordnete Anpreßglied übertragen und dieses dabei ohne Drehbewegung in axialer Richtung gegen das zu spannende Teil gepreßt wird. Bei dieser bekannten Einrichtung liegt das Gegenlager im Zentrum der Spanneinrichtung, außerdem verläuft auch der als Flachstab ausgebildete Kipphebel zwangläufig durch das Zentrum der Vorrichtung.

Diese zentrale Lage (Anordnung) schließt sowohl die Hindurchführung eines zu spannenden Teiles (Gewindebolzen) durch die Spannvorrichtung als auch die Anordnung weiterer hintereinandergeschalteter Kipphebel zur Erzielung eines höheren Übersetzungsverhältnisses auf engstem Raum um das Zentrum aus.

Mit dieser bekannten Einrichtung ist es also nicht möglich, ein durch die Vorrichtung hindurchragen-Spanneinrichtung zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen

Anmelder: Rudolf Spieth, Eßlingen/Neckar-Kennenburg

Rudolf Spieth, Eßlingen/Neckar-Kennenburg, ist als Erfinder genannt worden

des Teil (Gewindebolzen) zu spannen. Dies ist aber für die vorliegende Erfindung insofern von besonderer Bedeutung, als hierdurch die Spannvorrichtung überall dort Verwendung finden kann, wo bisher zum Spannen, wie einleitend ausgeführt, nur die üblichen Gewindeanzugsmuttern Anwendung finden konnten. Die der vorstehend beschriebenen bekannten Einrichtung anhaftenden Nachteile zu beseitigen und eine Spannvorrichtung mit höchstem Anpreßdruck, hoher Spanngenauigkeit, verhältnismäßig kleinen Abmessungen und einfacher Ausführung zu schaffen, ist Aufgabe der Erfindung.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Spannelement in oder auf dem einen lösbar zu verbindenden Spannteil in Druckrichtung mittels Gewinde od. dgl. axial verstellbar gelagert ist und daß das zwischen dem Kipphebel und dem Anpreßglied liegende Zwischenlager aus zwei diametral angeordneten Kugeln besteht, deren Verbindungsgerade die zweite Kippachse bildet, die zur ersten von der den Spannvorgang einleitenden Schraube und dem dazugehörigen Gegenlager gebildeten Kippachse radial um 90° verdreht ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Kipphebel als Ringscheiben ausgebildet sein, wobei zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses wahlweise zwei oder mehrere Ringscheiben hintereinander angeordnet werden können. Außerdem ist es zweckmäßig, die den Spannvorgang einleitende Druckschraube radial oder wahlweise schräg in einem bestimmten Winkel zur Längsachse im Grundkörper anzuordnen und sie bei ihrem Anzug auf eine an der Kippscheibe angeordnete Keilfläche wirken zu lassen.

109 738/192

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Spanneinrichtung mit einer Kippscheibe und einem topfförmigen Grundkörper mit Gewindeanschluß im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt A-B nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Spanneinrichtung, deren Grundkörper als Schraube ausgebildet ist, ebenfalls mit einer Kippscheibe, im Längsschnitt,

Fig. 4 einen Teilschnitt einer Spanneinrichtung mit radial angeordneter Druckschraube, Grandkörper mit Bajonettanschluß,

Fig. 5 eine Spanneinrichtung mit mehreren Kippscheiben und topfförmigem Grundkörper mit Gewindeanschluß im Längsschnitt,

Fig. 6 einen Schnitt C-D nach Fig. 5.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 besteht der Grundkörper aus einer topfähnlichen Hülse 1, deren Boden mit einer zentrisch angeordneten Gewindebohrung 8 versehen ist, welche zum Anschluß des Spannelementes an das Spannteil 9 vorgesehen ist. In dem Boden der Hülse 1 ist eine Druckschraube 4 exzentrisch zur Gewindebohrung 8 angeordnet, deren Kuppe in den Hohlraum der Hülse 1 hineinragt und außen an der Kippscheibe 2 aufliegt. Das andere Auflager besteht aus einer Kugel 5 od. dgl., welche diametral zur Druckschraube 4 an der Ringfläche des Hülsenbodens angeordnet ist. Das Gegenlager der Scheibe 2 besteht aus zwei Kugeln 6, die auf einer das Zentrum der Hülse 1 schneidenden Geraden angeordnet sind, welche um 90° zur Verbindungsgeraden der Auflager 4 und 5 der Kippscheibe verdreht ist.

Die beiden als Gegenlager für die Kippscheibe 2 dienenden Kugeln 6 bilden gleichzeitig das Auflager für das Anpreßglied 3, welches andererseits an den zu verspannenden Teilen 9' anliegt und durch das Spannteil 9 zentriert wird. Um die Lage der Teile 2, 3, 5, 6 in der Hülse 1 zu sichern und deren Herausfallen zu verhindern, ist das Anpreßglied 3 beispielsweise mit einem Bund versehen, welcher gegen einen in der Hülse 1 eingelassenen Sprengring 7 od. dgl. anliegt. Das Druckübersetzungsverhältnis ist abhängig von der Anordnung der Auf- und Gegenlager und den Längen der Hebelarme des Kipphebels. Im vorbeschriebenen Beispiel beträgt das Übersetzungsverhältnis 1:2, da das Gegenlager 6 in der Mitte zwischen den beiden Auflagern 4 und 5 angeordnet ist.

Die Wirkungsweise der Spanneinrichtung ist folgende: Zum Zusammenspannen der Teile 9' wird das Spannelement an Stelle einer üblichen Spannmutter auf das Spannteil, z. B. auf eine Welle bzw. Spanndorn, aufgeschraubt, bis das Anpreßglied 3 an den zu spannenden Teilen anliegt. Statt wie bisher die Anzugsmutter zum Zusammenspannen unter großem Kraftaufwand unter großem Reibungsverlust weiterzuverdrehen, wird erfindungsgemäß die im Boden der Hülse 1 exzentrisch gelagerte Schraube 4 betätigt, durch welche die Scheibe 2 um das Auflager 5 gekippt wird, wobei sie das Gegenlager in diesem um den halben Weg der Druckschraube axial vorschiebt und dabei das Anpreßglied 3 ohne Verdrehung um denselben Weg. aber mit doppelter Kraft auf die zu spannenden Teile 9' preßt.

Hierdurch fallen die Gleitreibungswiderstände zwischen dem Anpreßglied und dem zu spannenden Teil völlig fort, außerdem ist die Gewindereibung der Druckschraube 4 gegenüber dem Anpreßdruck im Verhältnis der Kraftübersetzung kleiner als bei der bekannten Gewindeanzugsmutter.

Da die Verbindungsgeraden der Auflager 4, 5 und der Gegenlager 6 um 90° verdreht sind und so ein Kippachsenkreuz bilden, das bei zentrischer Führung des Anpreßgliedes 3 auf dem Spannteil 9 mit dem Zentrum der gesamten Spanneinrichtung zusammenfällt, werden während des Spannvorganges beispielsweise die Welle 9 oder dergleichen Teile genau zentrisch belastet und tritt auch bei nicht parallel ausgeführten Planflächen des Teils 9 selbsttätig ein Ausgleich zur Lage des Grundkörpers ein, wodurch die in solchem Fall bei den bekannten Gewindeanzugsmuttern auf Grund einseitiger bzw. exzentrischer Belastung zwangläufig entstehenden Verbiegungen des Spannteils 9 vermieden werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besteht der Grundkörper aus einem Schraubenbolzen 10, welcher in das Spannteil 11 hineingeschraubt wird. Die Druckschraube 4 ist hierbei parallel zum Schraubenbolzen im Schraubenkopf gelagert, wobei die Spanneinleitung wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 erfolgt. Diese Ausführungsform findet in den Fällen Anwendung, wo statt einer Anzugsmutter eine Anzugsschraube verwendet wird.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 zeigt eine Spanneinrichtung, bei welcher die Druckschraube 4 radial im Grandkörper bzw. in der Hülse 1 gelagert ist, wobei die Druckkraft auf eine Schrägfläche der Kippscheibe 2 wirkt und diese unter Keilwirkung um das Auflager 5, wie vorbeschrieben, gekippt wird. Hierbei wird beispielsweise der Grandkörper 1 mittels Bajonettkupplung 12 mit dem einen Spannteil verbunden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 und 6 zeigt eine Spanneinrichtung, bei welcher in dem Grundkörper bzw. der Hülse 1 zur Erzielung einer höheren Kraftübersetzung mehrere Kippscheiben 2, 15 hintereinander angeordnet sind. Der Hebelarm zwischen dem Auflager 5 und dem Gegenlager 14 sowie zwischen dem Auflager 5 und der Druckschraube bzw. Druckstift 13 verhält sich hier beispielsweise wie 1:7. Das Gegenlager 14 wirkt gleichzeitig als druckgebendes Auflager für die zweite Kippscheibe 15, dessen Abstand zum Gegenlager 6 halb so groß ist wie der Abstand vom Auflager 14 zum Auflager 16, welches sich gegen den Grandkörper unmittelbar abstützt. Das ergibt für die zweite Kippscheibe eine Hebelübersetzung von 1:2. Das Gesamtübersetzungsverhältnis beträgt demnach

1 1

ι = — . —

7 2

1
14

Selbstverständlich können durch die Anzahl der wirksamen Kippscheiben und deren entsprechende Lagerung die Übersetzungsverhältnisse beliebig gewählt und erhöht werden.

Bei dieser Ausführung ist statt der Druckschraube 4 ein Druckstift 13 verwendet, dessen Axialhub beispielsweise durch ein Federpaket, einen Exzenterhebel od. dgl. bewirkt wird.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Spannvorrichtung zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen mit einem als Gegenlager

ausgebildeten Spannteil und einem mit diesem zusammenwirkenden Spannelement, das aus einem Grundkörper, einem durch Schraubwirkung betätigbaren Kipphebel und einem Anpreßglied besteht, wobei der Grundkörper außermittig eine den Spannvorgang einleitende Schraube und ein Widerlager für den Kipphebel aufweist und mit dem Gegenlager fest verbunden ist, dadurch ge kennzeichnet, daß das Spannelement in oder auf dem einen lösbar zu verbindenden Spannteil (11,9) in Druckrichtung mittels Gewinde (8, 10) od. dgl. axial verstellbar gelagert ist und daß das zwischen dem Kipphebel (2) und dem Anpreßglied (3) liegende Zwischenlager aus zwei diametral angeordneten Kugeln (6) besteht, deren Verbindungsgerade die zweite Kippachse bildet, die zur ersten von der den Spannvorgang einleitenden Schraube (4) und dem dazugehörigen Gegenlager (5) gebildeten Kippachse radial um 90° verdreht ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kipphebel (2, 15) als Ringscheiben ausgebildet skid.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses zwei oder mehrere Ringscheiben hintereinander angeordnet sind.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Spannvorgang einleitende Druckschraube (4) radial oder wahlweise schräg in einem bestimmten Winkel zur Längsachse im Grundkörper (1) angeordnet ist und bei ihrem Anzug auf eine an der Kippscheibe (2) angeordnete Keilfläche wirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 238 881;
USA.-Patentschriften Nr. 2 530 130, 2 612 805,
673 054.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen