DE2220166C2 - Spannmutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine 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 mittels des an der Spannfläche anliegenden, drehbeweglich ausgebildeten Mutterringes oder eines zwischen dem Druckbolzen und einem der Mutterringe angeordneten drehbeweglichen Mitnehmerringes 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 Spannmutiern beim Spannen mit einem Schlüssel so lange 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 iniolge der auftretenden Reibung und der unzureichenden Schmierungsmöglichkeiten einem hohen Verschleiß.

Mi! den Spannmuttern der eingangs genannten, aus der US-Patentschrift 33 76 769 bekannten 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. Das heißt, 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

^J5 der Druckbolzen möglich, die die Reibung und den mit der Reibung auftretenden Verschleiß verringert. Trotz der außergewöhnlichen Übersetzung in den Spannmuttern der eingangs genannten Art sind oft noch erhebliche Kräfte für die gewünschte Zugkraft erforderlieh. 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 dem jeweils drehfesten Mutterring oder im Falle des Mitnehmerringes wahlweise in beiden Mutterringen ein Mitnehmerbolzen mit zur Ringachse paralleler Drehachse drehbeweglich gelagert ist, der mit dem Mitnehmerring oder dem drehbeweglichen Mutterring getrieblich verbunden ist. Bereits bei einer 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 verursacht.

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. Erl'indungsgemäQ ist die Exzentrizität de« Zapfens dazu gleich dem zum Verschwenken der Druckbolzen in die Parallellage erforderlichen Weg.

Die Ausnehmung für den Zapfen, ozw. die Zapfen ist zylindrisch gewölbt, so daß zwischen dem Zapfen und dem Mitnehmer- oder Mutterring infolge 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 bei. Infolge des auch unabhängig von der besonderen Anordnung der Druckbolzen verwendbaren Kugelgelenkes stellt sich die erfindungsgemäße Spannmutter in weiten Bereichen auf jede Neigung des zu verspannenden Bolzens gegenüber seiner Spannfläehe 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 Ausführungsbeispiei der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fi g. 1 eine erfindungsgemäße Spannmutter in einem Schnitt entlang der Mutterachse und

F i g. 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 Nut 12, in die ein drehbeweglich in dem geschlossenen Ende der Kappe 1 gelagerter Mitnehmerbolzen 13 mit einem exzentrischen Zapfen 14 greilt. 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 Innensechskantschlüssel versehen. Bei einer Drehung des Mitnehmerbolzens 13 mit dem Schlüssel 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 Spannstellu <ig 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 in das durch den Bund 17 ragende Wandende der Kappe 1 ist 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 Telle^rfedern besteht und zweckmäßigerweise mil 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 die Druckpfanne 8 an der Wand Test 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 Innensechskantschlüssel 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 Drückbolzen 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

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 mitteis des an der Spannfläche anliegenden, drehbeweglich ausgebildeten Mutterringes oder eines zwischen dem Druckbolzen und einem der Mutterringe angeordneten drehbeweglichen Mitnehmerringes aus einer Schräglage zur Ringachse und Spannrichtung in eine Parailellage zu»· Ringachse und Spannricntung verschwenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem jeweils drehfesten Mutterring (1) oder im Falle des Mitnehmerringes wahlweise in beiden 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) gleich dem zum Verschwenken des oder der Druckbolzen (6) in die Parallellage erforderlichen Weg ist.

4. Spannmutter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (14) des Mitnehmerringes (13) und/oder die Ausnehmung (12) des Mitnehmer- oder Mutterringe'; einen 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).