DE2232583C2 - Spanndorn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spanndorn nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Spanndorne der erwähnten Art sind in verschiedenen Ausbildungen bekannt.

Bei einer bekannten Ausführung (US-PS 32 14 109) stehen alle Schläuche mit der Hohlkammer unmittelbar in Verbindung, so daß bei Beschädigung eines Schlauches der Druck in allen anderen Schläuchen abfällt. Gleiches gilt auch für die Ausführungsform gemäß US-PS 34 14 210, wo alle Schläuche in einen Kanal münden. Auch bei einer anderen Anordnung (gemäß US-PS 93 189) stehen alle Schläuche mit der zentralen Hohlkammer in Verbindung.

Ein Hauptnachteil der bekannten Spanndorn-Ausführungen ist darin zu sehen, daß ein Lecken an irgendeiner Stelle eines Schlauches zu einer Druckverminderung des Strömungsmittels führt, wodurch die Spannwirkung nachläßt und ein einwandfreies Verarbeiten des auf den Wickelhülsen befindlichen Materiales nicht mehr gewährleistet ist. Darüber hinaus hat sich die Steuerung der Ventile bei den bekannten Ausführungen als zu kompliziert erwiesen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile einen Spanndorn der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art zu schaffen, bei dem ein eventuelles Lecken des Strömungsmittels an irgendeiner Stelle keinerlei unmittelbar nachteilige Auswirkung auf das Festspannen hat, so daß dieses Lecken nach dem Anhalten der Wikkeihüisen leicht behoben werden kann, wobei außerdem eine einfache Steuerung der Ventileinrichtung gegeben sein soll.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Bei einer anderen bekannten Spanndorn-Ausführung (DE-AS 12 65 528) kommunizieren zwar die aufblähbaren Kammern unabhängig voneinander mit dem jeweiligen Hilfszylinder, doch befaßt sich diese Druckschrift nicht mit den Konsequenzen einer Beschädigung eines der Schläuche. Die Aufgabe dieser bekannten Ausfiihrung besteht vielmehr in der gleichmäßigen Druckverteilung. Rückschlagventile sind dort nicht vorgesehen. Im Falle einer Beschädigung eines der Schläuche ist die bekannte Ausführung nicht in der Lage, den Betrieb fortzusetzen, wie sich aus folgender Überlegung ergibt. Der Druck in den die aufblähbaren Kammern bildenden Schläuche hängt von der auf den Kolben ausgeübten Kraft ab, die ihrerseits durch den im Zylinder herrschenden Druck bestimmt wird. Dieser vom Kolben ausgeübte Kraft widersetzt sich die Summe der auf die Kolbenstangen wirkenden Gegenkräfte. Wird nun einer der Schläuche beschädigt, so entfällt damit die Gagenkraft des zugehörigen Zylinders. Damit müssen dann die drei verbleibenden Zylinder die gesamte Kraft zum Ausgleich der vom Kolben ausgeübten Kraft entwickeln. Infolgedessen wird der Druck in den verbleibenden, nicht beschädigten Schläuchen so weit erhöht, bis wieder ein Gleichgewicht hergestellt ist. Diese übermäßige Druckerhöhung kann zu einer Beschädigung der Bestandteile des Spanndornes sowie der auf den Spanndorn aufgesetzten Hülse führen.

Demgegenüber bleibt bei der erfindungsgemäßen Lösung bei Beschädigung eines der Schläuche und somit bei einem Lecken des Strömungsmittels der Druck in den übrigen Schläuchen unverändert, so daß der Spanndorn einwandfrei weiterarbeiten kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung sei im folgenden anhand einiger bevorzugter, in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsformen des Spanndornes näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Spanndornes;

Fig.2 einen Querschnitt entlang der Linie l-l in so F i g. 1;

Fig. 2a einen Detail-Schnitt in vergrößertem Malistab, zur Veranschaulichung eines automatischen Rückschlagventiles;

F i g. 3 einen Längsschnitt von einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig.4 einen Querschnitt entlang der Linie Ii-Il in F i g. 3;

Fig.5 einen Längsschnitt von einer dritten Ausfiihrungsform des Spanndornes;

Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie Vl-Vl in F i g. 5;

Fig. 7 einen Längsschnitt des Spanndornes gcmiilJ einer vierten Ausführungsform der Erfindung.

Der in der Zeichnung allgemein mit 1 bezeichnete b5 Spanndorn weist einen als Spindel 2 bezeichneten Teil auf.

Wie in den Fig. 1 bis 4 zu ersehen ist, sind in der Spindel 2 Spannbacken 3 mit T-förmigcm Querschnitt

beweglich in am Umfang verteilten, längsschlitzartigen Axialnuten 3a angeordnet, die einen entsprechenden T-förmigen Querschnitt haben. Zweckmäßig ist jede in einer Axialnut 3a vorgesehene Spannbacke 3 in Spannbacken-Segmente unterteilt von denen jedes frei radial beweglich ist, so daß sich diese Spannbacken-Segmente an die Oberflächenunebenheiten einer aufzuspannenden Wickelhülse 23 anpassen können.

Die Spannbacken 3 sind radial nach außen durch aufblähbare Schläuche bzw. Luftschiäuche 4 (im folgenden als Schlauchteile oder Schläuche bezeichnet) verschiebbar, die am Boden der Axialnuten 3a angeordnet und an ihren Enden durch profilierte Klemmteile 5 abdichtend befestigt sind, die mittels Schrauben 6 gegen die Spindel 2 gepreßt werden. Die Klemmteile 5 haben einen erhöhten Abschnitt 5a, der verhindern soll, daß sich die Schlauchenden bis in den Bereich erstrecken, in dem sich die Bohrung für die Schraube 6 befindet, um dadurch zu vermeiden, daß der Schlauch 4 vor der Schraube 6 durchbohrt wird, was zur Folge hätte, daß beim Einschrauben der Schlauch bis zum Abdrehen bzw. Abquetschen verzogen werden ;vürde. Die Oberfläche einer Rippe Sb der Klemmteile 5 befindet sich in einer Höhe, die niedriger als der erhöhte Abschnitt 5a, jedoch so hoch ist, daß eine dichte Verklemmung des Schiauchendes beim Anziehen der Schraube 6 ohne Gefahr eines Abzwickens durch ein übermäßiges Anziehen der Schraube gewährleistet ist.

Zwischen jedem Schlauch 4 und der zugehörigen Spannbacke 3 ist ein schützendes Metallblech 7 angeordnet. Nach der Ausführungsform gemäß F i g. 1 und 2 sind drei Schläuche 4 in drei Axialnuten 3a angeordnet. Als Ventileinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abfuhr des Strömungsmittels in Form von Druckluft ist ein automatisches Ventil in Form eines Rückschlagventiles 8 vorgesehen, wie es bei Kraftfahrzeugreifen üblich ist. Es weist dementsprechend einen Ventilkörper auf, in dem in einem Kanal 8a ein Ventileinsatz Sb gegen die Kraft einer Feder 8c verschiebbar angeordnet ist, der einen Stößel Sd aufweist, welcher Stößel auf einer sich etwas außerhalb einer öffnung Sf in der Spindel 2 erstreckenden Kugel 8e am zylindrisch geformten Vorderteil 10a eines verschiebbaren Steuerstiftes 10 aufsitzt, der in einer axialen Hohlkammer 9 der Spindel 2 angeordnet ist. Dieser Steuerstift 10 gehört zu einer Steuerungseinrichtung und hat anschließend an den zylindrisch geformten Vorderteil 10a nacheinander einen konisch abgeschrägten Teil 11, einen zylindrischen Hauptteil 12 mit großem Durchmesser und eine konische Abschrägung 13; ein zweiter Teil 14, der zylindrisch geformt ist und einen geringeren Durchmesser aufweist als der Hauptteil 12, bildet eine Fortsetzung des Stiftes und weist einen Bund 15 sowie einen Kanal 16 auf, der sich axial durch diesen zweiten Teil 14 erstreckt und einen radialen Aus'aß 16a hat. Am Bund 15 stützt sich eine als Schraubenfeder ausgebildete Rückstellfeder 17 ab. die gegen einen Stopfen 18 drückt, der in einem Hohlteil 19 am Ende des Spanndornes angeordnet ist und durch dessen axiale Bohrung der Steuerstift 10 insbesondere mit seinen Teilen 12 bis 14 abgedichtet verschoben werden kann. Ringdichtungen 18a und 14a sorgen für die nötige luftdichte Abdichtung der axialen Hohlkammer 9 in der Spindel 2. Eine radiale Bohrung 20 in der Spindel 2 mündet in den Bereich der Abschrägung 13 und kann an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen werden. In die hinterschnittenen Erweiterungen 36 der Axialnuten 3a (vgl. Fig. 2) sind Federn 35 eingesetzt, welche die Spannbacken 3 wieder in die Axialnuten zurückdrücken (und somit die Schlauchteile zusammenpressen) sollen, sobald das automatische Rückschlagventil 8 öffnet und die Luft abgelassen wird.

Da das Aufsetzen und Abnehmen von Wickelhülsen 23 auf einem Spanndorn 1 der zuvor erwähnten Art bekannt ist wird im folgenden lediglich das Aufblähen und Ablassen von Luft beschrieben. Wenn Druckluft über eine Zufuhrbohrung in die Hohlkammer 9 eingelassen wird, dann wird jeder Schlauch 4 über das Rück-Schlagventil 8 aufgebläht. Nach Unterbrechung der Druckzufuhr vom Hohlraum 9 bleiben die Schläuche 4 weiterhin aufgrund des Rückschlagventiles 8 aufgeblasen. Um den Druck bzw. die Druckluft aus den Schläuchen 4 abzulassen, wird der Steuerstift 10 der Steuerungseinrichtung in das Innere der Spindel 2 vorgeschoben, wobei er mit seinem konisch abgeschrägten Teil 11 an der Kugel 8e angreift, die über den Stößel Sd den Ventileinsatz Sb anhebt, wodurch die Druckluft entweichen kann; die Kugel 8e bildet dabei einen in die Hohl- kammer 9 hineinragenden Steueranschfag des Rückschlagventiles 8, der durch den Steuerstift 10 und insbesondere durch dessen konisch abgeschrägten Teil 11 betätigt werden kann. Um das Vorbeibewegen des Steuerstiftes 10 herbeizuführen, kann man entweder einen Druck auf den Bund 15 anwenden oder durch die Bohrung 20 einen Schraubendreher oder dergleichen einführen und ihn gegen den abgeschrägten Teil 13 drücken. Wenn dabei die öffnung 20 teilweise oder vollkommen gesperrt wird, kann die Luft durch die Kanäle 16a, 16 nach außen entweichen, da die Ringdichtung 14a entsprechend verschoben werden kann.

Es wird deutlich, daß bei Beschädigung bzw. beim Undichtwerden eines Schlauches 4 andere Schläuche dadurch nicht beeinflußt werden können und diese Schläuche dann zumindest vorübergehend die auf dem Spanndorn 1 befindliche Wickelhülse 23 festklemmen. Ebenso wird deutlich, daß durch eine einzige Betätigung des Steuerstiftes 10 alle Schläuche 4 entleert werden können, falls dies gewünscht wird. Die Anordnung üblieher Federstahlbleche 7 hat sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Verlängerung der Lebensdauer der Schläuche 4 erwiesen, da hierdurch verhindert wird, daß die Schläuche zwischen den Spannbackensegmenten und zwischen den Spannbacken 3 selbst und der Spindel 2 eingeklemmt werden.

Anhand der F i g. 3 und 4 sei eine zweite Ausführungsform des Spanndornes 1 mit einigen Unterschieden zum ersten Beispiel beschrieben; hier werden gleiche Teile wie im ersten Beispiel unter demselben Bezugszeichen angegeben. In diesem Falle sind vier am Umfang verteilte Axialnuten 3a vorgesehen. Auf dem Spanndorn 1 sind zwei Wickelhülsen 23 angeordnet.

Die Ventileinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abfuhr des Strömungsmittels in Form von Druckluft enthält zwei automatische Rückschlagventile 8 und 80, die jedem Schlauch bzw. Schlauchteil 4 nahe dem zugehörigen Schlauchende zugeordnet sind, so daß jeder Schlauch 4 aufgebläht und daraus die Luft abgelassen werden kann. d. h. es sind zwei entgegengesetzt eingestellte und mit Abstand voneinander angeordnete, durch Einwirkung der Druckluft betätigbare Rückschlagventile 8 und 80 vorgesehen. Das eine (erste) Rückschlagventil 8 sieht mit einer axialen Druckluft-Einlaßkammer 9a innerhalb der Spindel 2 in Verbindung, wogegen das andere Rückschlagventil 80 mit einer zweiten axialen Kammer, nämlich einer Druckluft-Auslaßkammer 9b in Verbindung steht, die nicht mit der Einlaßkamrner 9a verbunden ist. Diese

mit einem Rückschlagventil 81 versehen, das in einer axialen Auslaßleitung 22 angeordnet ist und mechanisch in an sich bekannter Weise betätigt werden kann.

Die Wirkungsweise dieser zweiten Ausführungsform ist folgendermaßen: Wenn Druckluft in die Einlaßkammer 9a zugeführt wird, dann werden alle Schläuche 4 gleichzeitig parallel über die Rückschlagventile 8 aufgebläht, die sich bei Abschaltung der Druckluftzufuhr automatisch schließen.

Aus den Schläuchen 4 tritt ein Teil der Luft durch das am Auslaßende befindliche Rückschlagventil 80 aus und bewirkt eine Erhöhung des Druckes in der Auslaßkammer 9b, wodurch sich das automatische Rückschlagventil 81 schließt und somit eine Druckentlastung des Spanndornes 1 steuert. Falls einer der .Schläuche 4 lekken bzw. undicht werden sollte, verhindert das Rückschlagventil 80 eine Entleerung der anderen Schläuche durch die gemeinsame Auslaßkammer 9b oder durch den fehlerhaften Schlauch.

Wenn eine Druckentlastung aller Schläuche 4 und somit die Beendigung der Spannwirkung des Spanndornes 1 gewünscht wird, dann genügt es, den Stößel des Schließventiles bzw. Rückschlagventils 81 zu verschieben, um eine Druckentlastung herbeizuführen und dadurch die Auslaßkammer 9b sowie alle parallel angeordneten Schläuche 4 durch die Auslaßleitung 22 zu entleeren. Wären die beiden Kammern 9a und 9b miteinander in Verbindung, so würde die Beschädigung nur eines Schlauches 4 den Durchtritt der gesamten Druckluft zur Leckstelle zur Folge haben, und es wurden sich alle nicht beschädigten Schläuche über ihre entsprechenden Rückschlagventile 80 in die gemeinsame Auslaßkammer % entleeren, wobei die Druckentlastung letztlich zu einer endgültigen Entleerung der Schläuche führt.

Eine dritte Ausführungsform ist für solche Fälle vorgesehen, in denen eine sehr ausgedehnte Berührung zwischen dem Spanndorn 1 und einer Wickelhülse 23 gewünscht wird. In diesem Falle bestehen die Spannbakken 3 aus zylindrischen Teilen oder zylindrischen Sektoren. Gemäß F i g. 5 sind vier durch solche Sektoren gebildete Spannbacken 40 vorgesehen, die den Außenumfang des Spanndornes 1 bilden bzw. umgeben. Zwei Flansche 44 an den beiden Enden der Spindel 2 begrenzen die Radialbewegung der Spannbacken 40 mittels Fortsätzen 46. die mit entsprechenden Fortsätzen 47 der Spannbacken selbst zusammenwirken und die Umfangsverschiebung in bezug auf die Spindel 2 mittels nicht dargestellter Anschläge steuern. Die Flansche 44 sind an der Spindel 2 mittels Schrauben 45 befestigt. Zwischen den Dortsätzen 46 der Flansche 44 und den Fortsätzen 47 der Spannbacken 40 sind Rückholfedern 48 angeordnet, die die Spannbacken 40 gegen die Spindel 2 drücken und somit die Spannwirkung aufheben, sobald die hier vorgesehenen Schlauchteile 50 entleert werden.

Die;e Schlauchteile 50 haben Endteile, die durch Verschweißen oder Verkleben geschlossen sind. Ein Schlaucrueil 50 kann vorzugsweise aus einem einzigen umlaufenden Luftschlauch bestehen. In F i g. 5 sind zwei solcher Schläuche gezeigt.

Bei der Ausführungsforrn gemäß F i g. 6 wurde davon ausgegangen, daß nur ein einziger umfassender Schlauchteil 50 vorgesehen ist (demnach ist Fig. 6 ein Quersehniti durch den Spanndorn gemäß Fi g. 5. jedoch bei abdeichender Schlauchanzahl).

Die beiden Schläuche 50 sind in Längsrichtung durch gekrümmte Blattfedern 51 getrennt, die an der Spindel 2 befestig! sind. Die Anordnung der Rückschlagventile 8, 80 zur Steuerung der Zu- und Abfuhr des Strömungsmittels in Form von Druckluft sowie deren Funktionsweise entspricht der gemäß F i g. 3. Zwischen dem Schlauch und den Sektoren gemäß Fig. 6 ist ein einziges Metallblech 52 angeordnet, das die ganze Spindel 2 umhüllt und durch Überlappung der Endteile in sich selbsl geschlossen ist, so daß eine Ausdehnungs- und Federwirkung gegeben ist. ohne daß die Endteile außer Eingriff gelangen können. Dadurch wird ein vorteilhafter Schutz für den Schlauch 50 erzielt.

Bei der Ausführungsforrn gemäß Fig.7 besteht der Spanndorn aus einer Vielzahl von in Längsrichtung benachbarten Abschnitten 60. Jeder dieser Abschnitte weist einen sich über den ganzen Umfang erstreckenden Schlauch 62 auf und ist mit einem diesem Schlauch zugeordneten Rückschlagventil 61 versehen. In diesem Falle sind drei Schläuche 62 mit drei Rückschlagventilen 61 vorgesehen, die durch einen einzigen mittleren Steuerstift 61a betätigt werden können, der Abschrägungen 616 mit entsprechenden Schrägflächen aufweist. Auch in diesem Falle sind die Teile, die denen der anderen Ausführungsformen entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen.

Gemäß einer Ausführungsvariante sind im linken Teil der Fig. 7 wulstförmige Schlauchteile 62 und gemäß einer weiteren Ausführungsvariante im rechten Teil der Fig. 7 Schläuche aus einem einfachen Schlauchteil 63 (aus Gummi oder dergleichen) veranschaulicht. Um die Schläuche 62 oder 63 herum sind jeweils die zugehörigen Spannbacken 64 angeordnet, die eine Radialbewegung ausführen können und durch Zwischenflanschtcile 65 und Endflansche 66, 67 in ihrer Lage gehalten und in ihrer Bewegung geführt werden.

Wenn die Schläuche 63 aus Gummi bestehen, so ist die Spindel 68, auf der sie montiert sind, mit konischen Abschnitten 69 am Ende der Schlauchteile 63 versehen, und dementsprechend haben die Zwischenflansche 65 und die Endflansche 67 konisch geformte Innenflächen, so daß nach dem Abdichten beispielsweise mit einem Schraubteii die konischen Abschnitte 69 die Enden der Schlauchteile 63 zusammenpressen, wobei der Raum zwischen den Schlauchteilen und der Spindel 68 luftdicht ist. Wenn Druckluft durch die Bohrung 20 und das Rückschlagventil 61 eingeblasen wird, dann werden die Schlauchteile 62 bzw. 63 aufgeblasen. Infolgedessen werden Stahlklingen 70 nach außen gedrückt, die zwischen den Schlauchteilen 62 bzw. 63 und Spannbacken 64 angeordnet sind und letztere radial nach außen drükken. Das Ablassen der Druckluft erfolgt durch Verschieben des Steuerstiftes 61a, so daß gleichzeitig die Ventile 61 durch die Schrägflächen 61 b betätigt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spanndorn für Wickelhülsen, mit axialer Hohlkammer, am Umfang verteilten Axialnuten und in diesen angeordneten, radial nach außen verschiebbaren Spannbacken, denen wenigstens ein durch ein Strömungsmittel aufblähbarer Schlauch zugeordnet ist, sowie mit einer Ventileinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abfuhr des Strömungsmittels, d a durch gekennzeichnet, daß jedem Schlauch (4) mindestens ein Rückschlagventil (8 bzw. 80) zugeordnet ist, das jeweils mit der Hohlkammer (9) in Verbindung steht, in der eine das Rückschlagventil (8 bzw. 80) öffnende Steuerungseinrichtung (12 bzw. 81) vorgesehen ist.

2. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiciinet, daß das Rückschlagventil (8, 61) einen in die Hohikammer (9) hineinragenden Steueranschlag aufweist und daß die Steuerungseinrichtung einen in der Hohlkammer (9) gegen die Wirkung einer Rückstellfeder (17) verschiebbaren Steuerstift (10; 6ta) enthält, durch den der Steueranschlag betätigbar ist.

3. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei entgegengesetzt eingestellte und mit Abstand voneinander angeordnete, durch Einwirkung von Druckluft betätigbare Rückschlagventile (8,80) vorgesehen sind, von denen das eine, unter Einwirkung der Druckluft sich zum Schlauchinnern hin öffnende Rückschlagventil (8) mit einer Druckluft-Einlaßkammer (9a) und das andere, unter Einwirkung der Druckluft sich vom Schlauchinnern nach außen hin öffnende Rückschlagventil (80) mit einer Druckluft-Auslaßkammer (9b) in Verbindung steht, wobei die das letztgenannte Rückschlagventil (80) öffnende Steuerungseinrichtung ein die Druckluft-Auslaßkammer (9b) schließendes, von außen betätigbares Schließventil (81) enthält.