DE2220166A1 - Spannmutter - Google Patents
SpannmutterInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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Description
Dipl.-lng. H. Sauerland · Dn.-lng. R. König ■ Dipl.-lng. K. Bergen
Patentanwälte ■ 4οαο Düsseldorf · Cecilienallee 7b . Telefon 43S7aa
Unsere Akte: 27 298 - 24. April 1972
Amsted-Siemag Kette G.m.b.H., 5240 Betzdorf/Sieg,
Kölner Straße
"Spannmutter"
Die Erfindung betrifft eine Spannmutter für einen zu spännenden
Gegenstand, beispielsweise einen Bolzen, der gegenüber einer Spannfläche vorragt, mit mindestens zwei in
axialer Richtung ineinander verschiebbaren Mutterringen,
von denen der eine an der Spannfläche anliegt und der andere den Bolzen umschließt und sich über-mehrere Druckbolzen an dem an der Spannfläche anliegenden Mutterring abstützt, die beim Spannen aus einer Schräglage zur Ringachse und Spannrichtung in eine Parallellage zur Ringachse
und Spannrichtung verschwenkt werden.
axialer Richtung ineinander verschiebbaren Mutterringen,
von denen der eine an der Spannfläche anliegt und der andere den Bolzen umschließt und sich über-mehrere Druckbolzen an dem an der Spannfläche anliegenden Mutterring abstützt, die beim Spannen aus einer Schräglage zur Ringachse und Spannrichtung in eine Parallellage zur Ringachse
und Spannrichtung verschwenkt werden.
Zumeist sind Spannmuttern und Bolzen mit einem Gewinde versehen und werden die Spannmuttern beim Spannen mit einem
Schlüssel solange gegen die Spannfläche geschraubt, bis
sich die gewünschte Zugkraft in den Bolzen einstellt"» Diese Zugkraft ergibt sich aus dem Moment, mit dem der Schlüssel bewegt wird und aus der Gewindesteigung. Zwar kann als Gewinde ein Feingewinde gewählt werden, das eine sehr geringe Steigung besitzt; auch kann der Schlüssel verlängert werden. Der erreichbaren Zugkraft sind in der Praxis durch die Gewindesteigung und die Schlüssellänge erhebliche Grenzen gesetzt. Außerdem unterliegen derartige Spannmuttern
bei häufiger Betätigung infolge der auftretenden Reibung
und der unzureichenden Schmierungsmöglichkeiten einem ho-
Schlüssel solange gegen die Spannfläche geschraubt, bis
sich die gewünschte Zugkraft in den Bolzen einstellt"» Diese Zugkraft ergibt sich aus dem Moment, mit dem der Schlüssel bewegt wird und aus der Gewindesteigung. Zwar kann als Gewinde ein Feingewinde gewählt werden, das eine sehr geringe Steigung besitzt; auch kann der Schlüssel verlängert werden. Der erreichbaren Zugkraft sind in der Praxis durch die Gewindesteigung und die Schlüssellänge erhebliche Grenzen gesetzt. Außerdem unterliegen derartige Spannmuttern
bei häufiger Betätigung infolge der auftretenden Reibung
und der unzureichenden Schmierungsmöglichkeiten einem ho-
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hen Verschleiß.
Mit den Spannmuttern der eingangs genannten Art kann dagegen eine sehr viel höhere Zugkraft in den Bolzen erzielt
werden als mit vergleichbaren Schraubenmuttern. Das resultiert aus der Geometrie der Druckbolzenbewegung bei deren
Verschwenken zum Spannen, denn je näher die Druckbolzen ihrer
Parallellage kommen, desto geringer ist die bei gleichbleibender Druckbolzenbewegung resultierende Änderung des
Abstandes zwischen den Mutterringen. D.h. durch die Druckbolzen wird die Spannbewegung in den Spannmuttern unabhängig
von einer Verschraubung mit den Bolzen mit einer sehr viel größeren Übersetzung als die sich beispielsweise aus
einem Feingewinde ergebende Übersetzung verstärkt. Ferner ist in den Spannmuttern der eingangs genannten Art eine
gezielte Schmierung der Druckbolzen möglich, die die Reibung und mit der Reibung den auftretenden Verschleiß verringert.
Trotz der außergewöhnlichen Übersetzung in den Spannmuttern der eingangs genannten Art- sind oft noch erhebliche Kräfte für die gewünschte Zugkraft erforderlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Übersetzung in den Spannmuttern noch weiter zu vergrößern.
Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß in an sich bekannter Weise der an der Spannfläche anliegende
Mutterring zum Verschwenken der Druckbolzen drehbeweglich angeordnet ist oder zwischen den Druckbolzen und einem der
Mutterringe ein Mitnehmerring zum Verschwenken der Druckbolzen drehbeweglich angeordnet ist und in dem jeweils
drehfesten Mutterring oder im Falle des Mitnehmerringes
wahlweise in beiden Mutterringen ein Mitnahmebolzen mit
zur Ringachse paralleler Drehachse drehbeweglich gelagert ist, der mit dem Mitnehmerring oder dem drehbeweglichen
i'iutterring getrieblich verbunden ist. Bereits bei einer
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Auslegung dieser Verbindung als Zahnradgetriebe ergibt sich durch die gegebenen konstruktiven Verhältnisse zwangsläufig
eine bemerkenswerte zusätzliche Übersetzung.
Nach der Erfindung wird diese Übersetzung noch erheblich gesteigert und verringert sich der für die getriebliche
Verbindung erforderliche bauliche Aufwand, wenn der Mitnehmerbolzen exzentrisch mit einem'Zapfen versehen ist und
mit dem Zapfen in eine Ausnehmung des Mitnehmerringes bzw. Mutterringes greift, deren Öffnungsweite so gewählt ist,
daß der Zapfen mindestens bei jeder Umdrehung des Mitnehmerbolzens eine Schwenkbewegung des Mitnehmerringes bzw.
Mutterringes verursachte >
Bei einem Mitnehmer- oder Mutterring, der schon nach jeder Schwenkbewegung des Mitnehmerbolzens um 90° eine zum
Verschwenken der Druckbolzen in die Parallellage ausreichende Bewegung ausführt, steigert sich das zusätzliche
Übersetzungsverhältnis in gleicher Weise wie das mit den Druckbolzen verbundene Übersetzungsverhältnis während deren
Verschwenken. Erfindungsgemäß ist die Exzentrizität des Zapfens dazu gleich dem zum Verschwenken der Druckbolzen
in die Parallellage erforderlichen Weg.
Die Ausnehmung für den Zapfen und/oder der Zapfen ist zylindrisch gewölbt, so daß zwischen dem Zapfen und dem Mitnehmer-
oder Mutterring abgesehen von der Schmierung eine minimale Reibung entsteht«, Die Schmierung wird dadurch erleichtert,
daß sich die Ausnehmung des Mitnehmer- oder Mutterringes nach geeigneter Abdichtung als Schmierkammer nutzen
läßt. Schließlich trägt zu einer einwandfreien Funktion der'erfindungsgemäßen Spannmutter noch eine Ausbildung des
an dem an der Spannfläche anliegenden Mutterringes als Kugelgelenk beiβ Infolge des auch unabhängig von der besonderen
Anordnung der Druckbolzen verwendbaren Kugelgelenkes
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stellt sich die erfindungsgemäße Spannmutter in weiten Bereichen
auf jede Neigung des zu verspannenden Bolzens gegenüber seiner Spannfläche ein, so daß quer zur Mutterachse
verlaufende Kräfte verhindert werden, die ein Verschwenken der Druckbolzen behindern und einen unvorhergesehenen Verschleiß
verursachen könnten.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: '
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Spannmutter in einem Schnitt
entlang der Mutterachse und
Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Spannmutter nach Fig. 1.
Eine ringförmige Kappe 1 nimmt als einer von zwei in axialer Richtung verschiebbar ineinander angeordneten Mutterringen
zwischen einer Innenwand 2 mit einem Innengewinde 3 für einen nicht dargestellten Schraubenbolzen und einer
Außenwand 4 einen Mitnehmerring 5 auf. Der Mitnehmerring 5 stützt sich in der Kappe 1 einerseits über einen Druckbolzen
6 an dem geschlossenen Ende der Kappe 1 und andererseits über ein Rollenlager 7 an dem als Kugelgelenk ausgebildeten
und aus dem offenen Ende der Kappe 1 herausragenden anderen Mutterring ab, der aus einer ringförmigen Kugelpfanne
8 und einem ringförmigen Kugelkopf 9 besteht.
Der Druckbolzen 6 ist zylindrisch und an seinen beiden Enden abgerundet, mit denen er in entsprechend runde Ausnehmungen
10 und 11 greift, von denen sich die mit 11 bezeichnete in dem Mitnehmerring 5 und die mit 10 bezeichnete
in dem geschlossenen Ende der Kappe 1 befindet. Beide Ausnehmungen weisen den gleichen Abstand von der Mutterachse
16 auf. Neben der Ausnehmung 11 besitzt der Mitnehmerring 5 noch eine in radialer Richtung verlaufende
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Nut 12, in die ein drehbeweglich in dem geschlossenen Ende
der Kappe 1 gelagerter Mitnehmerbolzen 13 mit einem exzentrischen
Zapfen 14 greift* Bei zylindrischem Zapfenquerschnitt weist die Nut 12 abgesehen von einem zur Bewegung
des Zapfens 14 erforderlichen Spiel eine dem Zapfendurchmesser gleiche Breite auf. Zur Drehung ist der Mitnehmerbolzen
13 mit einer von dem geschlossenen Kappenende her zugänglichen Ausnehmung 15 für einen Imbusschlüssel versehen.
Bei einer Drehung des Mitnehmerbolzens 13 mit dem Imbusschlüssel bewegt sich der Zapfen 14 infolge seiner exzentrischen
Anordnung auf einer kreisförmigen Bahn und verschwenkt den Mitnehmerring 5» der seinerseits den Druckbolzen
6 durch dessen Abstützung in den Ausnehmungen 10 und
11 verschwenkt.'
In Fig. 1 ist der Druckbolzen 6 in seiner Spannstellung
dargestellt, in der seine Längsachse parallel zur Mutterachse 16 verläuft. Dagegen verläuft die Druckbolzenlängsachse
in der Ausgangsstellung, d.h. der ungespannten Mutterstellung, schräg zu der Mutterachse 16. .
Im übrigen umschließt die Kugelpfanne 8 die Innenwand der
Kappe 1 mit einem Bund 17 und ist in das durch den Bund ragende Wandende der Kappe 1 ein Seegerring 18 eingelassen.
Zwischen dem Bund 17 und dem Seegerring 18 befindet sich eine Feder 19, die als Spiralfeder ausgebildet ist
oder aus mehreren Tellerfedern besteht und zweckmäßigerweise mit geringer Verspannung sicherstellt, daß der Druckbolzen
6, der Mitnehmerring 5, das Wälzlager 7, der Kugelkopf 9 und die Kugelpfanne 8 ihre vorbestimmte Lage in der
Kappe 1 einnehmen«
Bei der Montage der Spannmutter wird die Kappe 1 mit ihrem
Innengewinde 3 auf den aus einer Wand vorragenden Schraubenbolzen aufgeschraubt und gegen die Wand geschraubt, bis
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die Druckpfanne 8 an der Wand fest anliegt. Das geschieht vorzugsweise von Hand, da das Gewinde 3 leichtgängig ist
und sich die Kugelpfanne 8 infolge ihrer allseitigen Schwenkbeweglichkeit leicht schließend an die Wand anlegt.
Danach wird der Imbusschlüssel in die Ausnehmung 15 des Mitnehmerbolzens 13 eingesetzt und durch Drehung des Mitnehmerbolzens
13 über den Mitnehmerring 5 der Druckbolzen 6 aus einer Ausgangsschräglage in die Parallellage zur Mutterachse
16 verschwenkt. Dabei ändert sich zwangsläufig der Abstand zwischen der druckbolzenseitigen Innenfläche
der Kappe 1 und dem Mitnehmerring 5 und wird die Kappe 1 durch den Druckbolzen 6 von der Wand weggerückt, während
sich der Druckbolzen 6 über den Mitnehmerring 5, das Wälzlager 7, den Kugelkopf 9 und die Kugelpfanne 8 an der Wand
abstützt. Das Wegdrücken der Kappe 1 bewirkt dann einen Zug auf den mit der Kappe 1 verschraubten, aus der Wand
herausragenden und zu verspannenden Schraubenbolzen.
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Claims (7)
1. Spannmutter für einen zu spannenden Gegenstand, beispielsweise einen Bolzen, der gegenüber einer Spannfläche vorragt,
mit mindestens zwei in axialer Richtung ineinander verschiebbaren Mutterringen, von denen der■eine an der
Spannfläche anliegt und der andere den Bolzen umschließt und sich über mehrere Druckbolzen an dem an der Spannfläche
anliegenden Mutterring abstützt, die beim Spannen aus einer Schräglage zur Ringachse und Spannrichtung in eine
Parallellage zur Ringachse und Spannrichtung verschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß in an sich bekannter Weise der an der Spannfläche anliegende Mutterring zum Verschwenken der Druckbolzen (6)
drehbeweglich angeordnet ist oder zwischen den Druckbolzen (6) und einem der Mutterringe (1, 8, 9) ein Mitnehmerring
(5) zum Verschwenken der Druckbolzen (6) drehbeweglich angeordnet ist und in dem jeweils drehfesten Mutterring (1)
oder Mutterringen ein Mitnehmerbolzen (13) mit zur Ringachse
paralleler Drehachse drehbeweglich gelagert ist, der mit dem Mitnehmerring (5) oder dem drehbeweglichen Mutterring
getrieblich verbunden ist.
2. Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mitnehmerbolzen (13) mit einem exzentrischen Zapfen (14) in eine Ausnehmung (12) des Mitnehmer-
oder Mutterringes greift.
3. Spannmutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Exzentrizität des Zapfens (14)
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gleich dem zum Verschwenken des oder der Druckbolzen (6) in die Parallellage erforderlichen Weg ist.
4. Spannmutter nach Anspruch 2 oder 3»dadur. ch gekennzeichnet
, daß der Zapfen (14) des Mitnehmerringes (13) und/oder die Ausnehmung (12) des Mitnehmer-
oder Mutterringes eines kreisförmigen Querschnitt aufweist, oder die Ausnehmung (12) des Mitnehmer- oder
Mutterringes bei zylindrischem Zapfen (14) als in radialer Richtung verlaufende Nut ausgebildet ist.
5. Spannmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Spannfläche anliegende Mutterring (8, 9) zugleich
als Kugelgelenk ausgebildet ist.
6. Spannmutter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Mutterringe (8, 9; 1) durch eine oder mehrere
Federn (19) miteinander verbunden sind.
7. Spannmutter nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorspannung der Federn (19).
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