DE19848902A1

DE19848902A1 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE19848902A1
Application number: DE19848902A
Authority: DE
Inventors: Werner Labs
Original assignee: LABS-HOLLAND GmbH; LABS HOLLAND GmbH
Current assignee: Labs 52349 Dueren De GmbH
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 1999-08-26
Also published as: WO1999027260A2; WO1999027260A3; EP1032768A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung mit einem inneren Rohrstück und einem konzentrischen äußeren Rohrstück, die in Richtung der Rohrachsen gegeneinander verspannbar sind.

Derartige Spannvorrichtungen sind insbesondere als hydraulische Spannvorrichtungen bekannt und dienen bspw. dazu, auf einer Welle angeordnete Teile mit sehr hoher Kraft gegen einen Anschlag zu drücken. Dafür wird die Spannvorrichtung auf das Wellenende mittels eines Gewindes am inneren Rohrstück aufgeschraubt, bis sie am Werkstück anliegt. Anschließend wird zwischen äußeres und inneres Rohrstück eine Hydraulikflüssigkeit eingebracht, die dafür sorgt, daß das äußere Rohrstück fest gegen des Werkstück gepreßt wird, um somit die erforderliche Vorspannkraft zu erzeugen.

Derartige Spannvorrichtungen sind infolge der Abdichtung der Hydraulikeinrichtung und der notwendigen hohen Öldrücke teuer in der Herstellung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Spannvorrichtung so weiter zu entwickeln, daß sie einfach und preisgünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen den Rohrstücken mehrere Tellerfedern beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei ein innerer Teil mindestens einer Tellerfeder mit dem inneren Rohrstück und ein äußerer Teil mindestens einer Tellerfeder mit dem äußeren Rohrstück zusammenwirkt.

Die beabstandete Anordnung der Tellerfedern führt zu einem Kraftspeicher, der durch die Anzahl der Tellerfedern beliebig dimensioniert werden kann. Die Beabstandung ist dabei erfindungsgemäß so ausgebildet, daß zwischen den Tellerfedern eine möglichst geringe bis gar keine Reibung entsteht.

Die Tellerfedern können alle mit dem inneren und dem äußeren Rohrstück in Verbindung stehen. Es genügt jedoch, wenn ein innerer Teil mindestens einer Tellerfeder mit dem inneren Rohrstück und ein äußerer Teil mindestens einer Tellerfeder mit dem äußeren Rohrstück zusammenwirkt. Die Summe der Kraft aller Tellerfedern wird dann über Abstandshalter, die die Tellerfedern beabstandet halten, weitergeleitet.

Diese Abstandshalter können bspw. Ringscheiben oder sogenannte Sprengringe sein. Sprengringe haben den Vorteil, daß sie besonders einfach am inneren und/oder äußeren Rohr befestigbar sind.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Tellerfedern innen und/oder außen durch Gewinde mit dem Rohrstück in Verbindung stehen. Umfangreiche Versuchen haben gezeigt, daß entgegen der allgemeinen Meinung Gewinde am Außenrand der Tellerfedern die Haltbarkeit und Funklion der Tellerfedern nicht nennenswert beeinflussen. Insbesondere die Anordnung von Gewinden am inneren und am äußeren Rand der Tellerfedern und deren Zusammenwirken mit Gewinden an der Außenseite des inneren Rohrstücks und an der Innenseite des äußeren Rohrstücks führen zu einem einfachen Aufbau der Spannvorrichtung.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Tellerfedern am äußeren Rand und/oder am inneren Rand mindestens einen Einschnitt aufweisen. Ein derartiger Einschnitt erlaubt es, die Tellerfedern so zu verbiegen, daß vorzugsweise die innere und die äußere Umfangslinie der Tellerfeder eine Spiralform annimmt. Aneinander angelegte Tellerfedern berühren sich somit nicht flächig sondern nur punktweise. Außerdem kann die Spiralform der inneren Umfangsfläche bzw. der äußeren Umfangsfläche dazu verwendet werden mit einem Gewinde am inneren bzw. äußeren Rohrstück zusammenzuwirken. Dazu kann die Umfangsfläche der Tellerfeder Innen bzw. Außen auf die Form eines Gewindegangs abgestimmt werden. Die Tellerfeder wird hierzu aus dünnem Blech gefertigt, so daß durch die anschließende Verbiegung der innere bzw. äußere Rand der Tellerfeder einen Gewindegang beschreibt. Das Gewinde der Innen- und Außenhülse ist auf die Randform der Tellerfeder abgestimmt und beispielsweise als Flach- oder Rundgewinde ausgeführt.

Vorteilhaft ist es, wenn zwischen den Rohrstücken mindestens drei und vorzugsweise mindestens fünf Tellerfedern, insbesondere sogar mehr als zehn Tellerfedern angeordnet sind. Dies führt zu einer geringeren Belastung der einzelnen Tellerfeder. Durch die Wahl der Art, Größe und Anzahl der Tellerfedern kann die Vorrichtung an beliebige Anwendungsfälle angepaßt werden.

Je nach Aufbau der Spannvorrichtung kann es vorkommen, daß ein Verdrehen des inneren Rohrstücks gegen das äußere Rohrstück möglich ist, und es werden deshalb Mittel vorgeschlagen, um eine Verdrehung des inneren Rohrstücks zum äußeren Rohrstück zu begrenzen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine unverspannt auf einem Wellenende aufgeschraubte Spannvorrichtung,

Fig. 2 die Spannvorrichtung nach Fig. 1 mit auf das Wellenende aufgesetztem Werkzeug,

Fig. 3 eine mit dem Werkzeug vorgespannte Spannvorrichtung,

Fig. 4 eine gegen die Spannfläche auf dem Wellenende festgeschraubte Spannvorrichtung,

Fig. 5 die Spannvorrichtung nach Fig. 4 mit abgenommenen Werkzeug,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung und

Fig. 7 ein Beispiel einer Schraubtellerfeder.

Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Spannvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem inneren Rohrstück 2, einem konzentrisch dazu angeordneten äußeren Rohrstück 3 und fünf dazwischen angeordneten Tellerfedern 4, 5, 6, 7 und 8.

Das innere Rohrstück 2 hat ein Innengewinde 9, mit dem es auf ein Wellenende 10 aufschraubbar ist. Das innere Rohrstück 2 hat auf seiner von einer Spannfläche 11 abgewandten Seite einen Innenflansch 12 und auf seiner der Spannfläche 11 zugewandten Seite ist in das innere Rohrstück 2 eine radial vorstehende Ringscheibe 13 eingepaßt. Diese Ringscheibe 13 kann bspw. auch als Sprengring ausgebildet sein, um möglichst einfach in eine an der Außenseite des inneren Rohrstücks 2 eingefräste Nut 14 einklemmbar zu sein.

Das äußere Rohrstück 3 hat an seinem, der Spannfläche 11 zugewandten Ende einen Innenflansch 15 und am anderen Ende vom Rohrstück einen nach innen weisenden Positioniering 16.

Das innere Rohrstück 2 hat auf seiner Außenseite ein Gewinde 17 und das äußere Rohrstück 3 hat an seiner Innenseite ein Gewinde 18. Die zwischen innerem und äußerem Rohrstück angeordneten Tellerfedern weisen an ihren radialen Innen- und Außenflächen ebenfalls Gewinde 19 bzw. 20 auf, so daß die Tellerfedern 4, 5, 6, 7, 8 zwischen den Rohrstücken einschraubbar sind. Zum Einsetzen der Tellerfedern 4 bis 8 ist der Sprengring 13 und der auf das Innengewinde 18 des äußeren Rohrstücks 3 aufgeschraubte Positionierring entfernbar.

Die so zusammengesetzte Spannvorrichtung 1 kann als kompakte Einheit auf ein Wellenende 10 aufgeschraubt werden, so daß der Flansch 15 des äußeren Rohrstücks 3 die Spannfläche 11 berührt. Anschließend wird, wie in Fig. 2 gezeigt, ein hydraulisches Werkzeug 21 auf das Wellenende 10 aufgesetzt. Dieses hydraulische Werkzeug 21 gleitet über das Gewinde 22 des Wellenendes und ist mittels eines Außengewindes 23 auf das Innengewinde 19 des äußeren Rohrstücks 3 aufschraubbar. Dieses hydraulische Werkzeug 21 wird zunächst soweit auf das Gewinde 19 des äußeren Rohrstücks aufgeschraubt, bis das Spannwerkzeug am Flansch 12 des inneren Rohrstücks 2 anliegt. Anschließend wird über nicht gezeigte Kanäle Hydraulikflüssigkeit in die Ringkammer 24 gepreßt, so daß über die Dichtung 25 eine Kraft auf den Ringkolben 26 ausgeübt wird.

Durch diese Kraft wird, wie in Fig. 3 gezeigt, der Ringkolben 26 so stark gegen den Flansch 12 des inneren Rohrstücks 2 gepreßt, daß das äußere Rohrstück 3 entgegen der Kraft der Tellerfedern 4 bis 8 von der Spannfläche 11 weggezogen wird.

Anschließend kann, wie in Fig. 4 gezeigt, die Spannvorrichtung 1 zusammen mit dem hydraulischen Werkzeug 21, im vorgespannten Zustand gegen die Spannfläche 11 geschraubt werden.

Sowie der Flansch 15 des äußeren Rohrstücks 3 an der Spannfläche 11 anliegt, kann das hydraulische Werkzeug 21 entspannt werden. Anschließend wird es entsprechend dem Pfeil 27 von der Spannvorrichtung 1 abgeschraubt und von der Welle 10 genommen, so daß letztlich, wie in Fig. 5 gezeigt, die gesamte Kraft durch die Tellerfedern 4 bis 8 aufgenommen wird. Der Kraftfluß geht dann von der Spannfläche 11 auf den Flansch 15 des äußeren Rohrstücks 3 und über das Innengewinde 18 des äußeren Rohrstücks 3 auf die Außengewinde 19 der Tellerfedern 4 bis 8 über. Die radial innenliegenden Gewinde 20 der Tellerfedern leiten die Kraft weiter über das Außengewinde 17 in das innere Rohrstück 2 und von dort über das Innengewinde 9 des inneren Rohrstücks 2 auf das Außengewinde 22 der Welle 10.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Spannvorrichtung 30, bei der die Tellerfedern 31 bis 35 weder ein Außengewinde, noch ein Innengewinde aufweisen. Um die Tellerfedern beabstandet zu halten, sind ringförmige Abstandshalter 36 bis 39 zwischen den Federn 31 bis 35 am radial inneren Ende der Federn vorgesehen und weitere ringförmige Abstandshalter 40 bis 43 am radial äußeren Ende der Tellerfedern 31 bis 35 zwischen den Tellerfedern angeordnet. Diese Abstandshalter 36 bis 43 können einfach zwischen die Tellerfedern 31 bis 35 eingelegt werden. Vorteilhafterweise sind die Abstandshalter 36 bis 43 jedoch in entsprechende Nuten an der Außenseite des inneren Rohrstücks 44 und an der Innenseite des äußeren Rohrstücks 45 eingepaßt. Der übrige Aufbau entspricht dem Aufbau der Spannvorrichtung 1 und die Funktionsweise entspricht ebenfalls dem anhand der Fig. 1 bis 5 dargestellten Ablauf.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Tellerfeder ist in Fig. 7 dargestellt. Diese Tellerfeder 46 hat einen äußeren Rand 47 und einen inneren Rand 48. Im äußeren Rand 47 ist ein Einschnitt 49 vorgesehen, der sich etwa bis zur neutralen Linie der Tellerfeder erstreckt. Im Bereich der neutralen Linie zwischen innerem Rand 48 und äußerem Rand 47 erweitert sich der Einschnitt 49 in eine Öffnung 50, die als Bohrung ausgebildet ist. Im vorliegenden Fall ist nur ein Einschnitt 49 gezeigt. Es ist jedoch verständlich, daß am äußeren Umfang 47 auch mehrere derartige Einschnitte vorgesehen werden können, um das Verbiegen der Tellerfeder zu erleichtern oder eine stärkere Steigung zu erreichen. Das gleiche trifft für den inneren Umfang 48 zu, bei dem im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Einschnitt 51 vorgesehen ist, der in einer Bohrung 52 auf der neutralen Linie der Tellerfeder endet.

Claims

1. Spannvorrichtung
mit einem inneren Rohrstück und
einem konzentrischen äußeren Rohrstück, die in Richtung der Rohrachsen gegeneinander verspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rohrstücken mehrere Tellerfedern beabstandet zueinander angeordnet sind,
wobei ein innerer Teil mindestens einer Tellerfeder mit dem inneren Rohrstück und
ein äußerer Teil mindestens einer Tellerfeder mit dem äußeren Rohrstück zusammenwirkt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern durch Abstandshalter beabstandet angeordnet sind.

3. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter Sprengringe aufweisen.

4. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter am inneren und/oder äußeren Rohr befestigt sind.

5. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern innen und/oder außen durch Gewinde mit dem Rohrstück in Verbindung stehen.

6. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern am äußerem Rand und/oder am inneren Rand mindestens einen Einschnitt aufweisen.

7. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rohrstücken mindestens drei Tellerfedern angeordnet sind.

8. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rohrstücken mindestens fünf Tellerfedern angeordnet sind.

9. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Begrenzung einer Verdrehung des inneren Rohrstücks zum äußeren Rohrstück vorgesehen sind.