DE2315278A1

DE2315278A1 - Aufspannvorrichtung

Info

Publication number: DE2315278A1
Application number: DE2315278A
Authority: DE
Inventors: Richard Edward Flagg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-04-03
Filing date: 1973-03-27
Publication date: 1973-10-18
Also published as: ZA731823B; FR2179009B1; CH562976A5; GB1362649A; US3792868A; FR2179009A1; DE2315278C2; JPS4915078A; JPS5647100B2; CA988905A; IT980736B

Description

Richard Edward Flagg; East Bridgewater,

Massachusetts (USA)

Aufspannvorrichtung

Die Erfindung betrifft Verbesserungen in Aufspannvorrichtungen zum vom Innenherergreifen eines hohlen Gegenstandes.

Währenddem eine Anzahl· von Aufspannvorrichtungen zum Gebrauch in einem Arbeitsvorgang ausgebildet waren, indem beispielsweise ein rollenartiger Werkstoff mit einer ihn tragenden Welle oder einem Werkmaschinenarm fest verbunden werden muss, haben frühere Ausbildungen unter einem oder mehreren Nachteilen zu leiden: teures Herstellen, schwieriges Unterhalten, unselbsttätiger Betrieb,nur in einer Drehrichtung betriebsfähig, kurze Lebensdauer der Aufspannvorrichtung.

AMS/ke

21.3.73 - 1 - 29 428

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Hauptsächliches Ziel der Erfindung ist eine ver- besserte Aufspannungvorrichtung, welche im Betrieb selbsttätigend ist und deren Herstellung billig ist.

Weitere Ziele umfassen eine Aufspannvorrichtung, die unabhängig von der Drehrichtung des zu ergreifenden Gegenstandes betriebsfähig ist, welche zusammen mit bestehenden Rollenträgerwellen brauchbar ist (eher als ein Benötigen ihrer eigenen, besonders ausgebildeten Welle)", welche einfach auseinandernehmbar und zusammensetzbar ist und welche insofern verbessert ist, dass die Abnützung der Teile der Einspannvorrichtung vermindert ist und zum Erhalten eines erleichterten Eingreifens und Ausrückens der Einspannbacken bezüglich dem zu ergreifenden Gegenstand.

Zum Erreichen dieses und weiterer Ziele, wie später aufgezeigt wird, weist eine erfindungsgemäss ausgebildete Aufspannvorrichtung zum vom Innenergreifen eines hohlen Gegenstandes einen innen angeordneten Teil auf, der eine Längsachse aufweist und eine Mehrzahl von im wesentlichen flach ausgebildeten äusseren Oberflächen umfasst, welche parallel zur Achse angeordnet sind. Sie weist eine Vielzahl Rollen auf, wobei jede Rolle parallel zu und in Berührung mit einer der äusseren Oberflächen des innen angeordneten Teiles angeordnet ist. Eine Vielzahl von Aufspannbacken

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sind radial bezüglich ausserhalb der Rollen angeordnet. Jede Aufspannbacke weist eine gewölbte, innenliegende Oberfläche auf, welche in Berührung mit wenigstens einer der Rollen ist. Zum Beibehalten der Berührung der Aufspannbacken mit den Rollen sind elastisch ausgebildete Mittel vorhanden. In vorzugsweisen Ausbildungen des Erfindungsgegens'tandes sind eine vorbestimmte gerade Anzahl solcher Oberflächen des innenliegenden Teils vorhanden und jede einzelne Rolle ist mit diesen Oberflächen in Berührung. Daher gibt es also genau halb so viel Aufspannbacken als Oberflächen und jede Aufspannbacke ist in Berührung mit zwei Rollen.

Ebenfalls ist vorgezogen, dass die Aufspannvorrichtung Rollenzurückhaltemittel aufweist, ausgebildet als je ein Paar Ringe, welcheum die in Längsrichtung gesehen, einander gegenüberliegenden Enden des innenliegenden Teiles angeordnet sind, wobei jeder Ring eine Vielzahl Ausnehmungen aufweist und j.ede Ausnehmung den Endbereich einer der Rollen aufnimmt. Um ein übermässiges radialbezügliches Bewegen der Rollen zu vermeiden, sind die Ausnehmungen mit einer kleir neren Oberfläche der in radialer Richtung gesehen, äusserstenFläche des Ringes als in den andern Bereichen des Ringes ausgebildet..

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Vorzugsweise ist jeder Aufspännbackenteil in seiner äusseren Oberfläche mit einer Vielzahl kernergreifenden Ausbildungen sowie auch mit einer Vielzahl in Umfangsrichtung verlaufenden Aussparungen versehen. Dehnbare, in diesen Aussparungen angeordnete Bänder, behalten elastisch die Aufspannbackenteile in Berührung mit den Rollen.

Weitere Ziele, Eigenschaften und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden in der nachfolgenden Beschreibung einer besonders vorgezogenen Ausführung aufgezeigt und der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine teilweise weggebrochene schaubildliche Ansicht der erfindungsgemässen Einspannvorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1

und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 1.

Gemäss der Zeichnung ist die Aufspannvorrichtung in einer vorbestimmten Lage auf einer herkömmlichen drehbewegungsübertragenden Welle 12 mittels einer Vielzahl Stellschrauben 14, die durch die äusseren Endringe 16 und die zylinderförmigen Endteile 18 des inneren Teiles 20 ragen, unverrückbar festgehalten. In der aufgezeigten vorgezogenen Ausbildung weist der Querschnitt durch den

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äusseren Bereich des innenliegenden Teiles 20 zwischen den Endstücken 18 eine sechseckige Form auf, welche sechs flach ausgebildete äussere Oberflächen 21 umfasst, welche sich parallel zur Achse des Teiles 20 erstrecken. Längsweise angeordnete kleine Vertiefungen 22 sind im*Mittelbereich Jedes Rückens21 ausgebildet, {vgl. Fig. 2). Die Vertiefungen 22 weisen vorzugsweise eine V-förmige Ausbildung auf. Obwohl die Abmessungen der Vertiefungen 22 wesentlich veränderbar sind, weisen sie dennoch die weiter hinten beschriebenen Vorteile auf J beispielsweise bei einer Aufspannvorrichtung von ungefähr 7,62 cm Aussendurchmesser weisen sie eine Tiefe von ungefähr 0,079 mm auf und eine Breite, die sich ungefähr über die Hälfte des Rückens 21 erstreckt.

Eine Rolle 24 ist an jedem Rücken 21 des Sechseckes angeordnet. Jede Rolle erstreckt sich weiter als die längsweise einander gegenüberliegenden Endteile des sechseckförmigen Bereiches des Teiles 20 und überliegen teilweise die zylinderförmigen Endteile 18. Die Endteile jeder Rolle befinden sich in Aussparungen 26 in Rollenzurückhalteringen 28, welche um zylinderförmige Bereiche 18 innerhalb der Endringe 16 angeordnet sind.

Wie am besten in Fig. 3 aufgezeigt, weist jede Aus-

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sparung 26 eine kleinere Querschnittsfläche an der in radialer Richtung gesehen, äussersten Oberfläche 30 des Rollenzurückhalteringes 28 auf. Die Nuten 32 sind in die äussere Oberfläche des zylinderförmigen Bereiches 18 des innenliegenden Teiles eingedreht zum Sicherstellen, dass die Rollen 24 in Berührung mit dein sechseckförraigen Bereich des Teiles 20 sind.

Die Oberflächen 36, 21 und/oder die Oberflächen der Rollen 24 können aufgerauht oder von unterschiedlichem Gefüge sein, um. sicherzustellen, dass die Rollen 24 auf den Oberflächen 36 und 21 wirklich rollen und nicht gleiten.

Die Backenteile 34 sind um die Rollen 24 herum angeordnet. Jede der drei Backenteile 34 weist eine gewölbte innere Oberfläche auf, welche je zwei benachbarte Rollen 24 berührt. Die Ausbildungen in der Form von Rillen 38 in der äusseren Oberfläche der Backenteile 34 dienen zum Verbessern des Ergreifens der inneren Oberfläche des Kernes oder eines andern zu ergreifenden Teiles (nicht aufgezeigt). In Längsrichtung ausgerichtete Umfangsnuten 40 sind in der äusseren Oberfläche jedes der Backenteile ausgebildet. Dehnbare Bänder 42 sind in den Nuten 40 angeordnet.

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Im Betrieb ist die Aufspannvorrichtung auf der Welle 12 angeordnet und auf ihr durch ein Anziehen der Stellschrauben 14 gesichert. Eine herkömmliche Rollmanschette {nicht aufgezeigt) ist im Bereiche des Endes der Welle mit ihr verbunden. Die Weile 12 und die Aufspannvorrichtung 10 werden dann.in den rohrförmigen Kern (nicht aufgezeigt) soweit eingeführt, bis der Kern aus der Manschette anliegt (daher ist die Lage des Kernes axialbezüglich festgelegt).

Eine zweite Manschette ist mit der Welle verbunden zum Anliegen an das andere Ende des Kernes. Eine bremsende oder antreibende Kraft kann am Kern (und der darum- herumwirkenden Rolle Werkstoff) von der Welle 12 mittels der

Aufspannvorrichtung 10 wie folgt angebracht werden.

Bei der in den Kern eingefügten Welle 12 und Aufspannvorrichtung 10 drückt das Gewicht des Kernes (und etwaiger darum gewickelter Werkstoff) auf den (die) Backenteil (e) 34 welche s;ich zufälligerweise im oberen Bereich der Aufspannvorrichtung 10 befinden. Jegliche bezügliche Drehbewegung zwischen dem Kern und der Welle 12 verursacht eine Drehbewegung der Backenteile 34 bezüglich des inneren Teiles 20, weil letzterer mit der Welle 12 mittels den Feststellschrauben 14 fest verbunden ist und weil der Reibungs-

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eingriff der (des) obersten Backenteile(s) im Kern yer-.ursacht, dass die Backenteile (welche mittels dem Band 42 miteinander verbunden sind) die Bewegung des Kernes übernehmen.

Die Rollen 24, in Berührung sowohl mit dem inneren Teil 20 als auch mit dem Backenteil 34 rollen auf den sich unterschiedlich bewegenden Oberflächen 21, 36 gegen den Scheitel des Sechseckes. Weil die Rollen hart und im wesentlichen nicht zusammendrückbar sind, wenn sie in die Bereiche des Scheitels des Sechseckes rollen (wo der Abstand zwischen den Oberflächen 21 und 36 kleiner war als der des Rollendurchmessers) drücken sie die elastisch zurückgehaltenen Backenteile gegen den Widerstand der elastischen Bänder 42, wobei die Rillen 38 zum Eingriff mit dem Kern gezwungen werden. Die Rollenzurückhalteringe 28 versichern ein gleichzeitiges umfangsbezügliches Verschieben aller Rollen 24 und die daraus erfolgende gleichzeitige radiale Bewegung aller Backenteile 34, um somit die innere Oberfläche des rohrförmigen Kernes gleichmässig und sicher zu erfassen.

Die gewölbte Form der Backenteiloberflächen 36 und die Gliederung der Rücken 21 verursachen eine grössere radiale Bewegung der Backenteile und folglich stärkeres

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Ergreifen des Kernes, je grosser die erzeugte Drehverschiebung der Backenteile 34 und des inneren Teiles 20 "ist. Durch die Rollreibung zwischen den Rollen 24 und beiden Oberflächen 36 und 21 erfolgt jedoch keine Abnützung der Einzelteile der Spannbacke, trotz den riesigen Kräften, welche auftreten, wenn eine massige Rolle Werkstoff auf den einzelnen Kern gewickelt wird. Der Gebrauch der Rollen schafft auch ein fortdauerndes Ausgleichen der Greifkraft,welche entsprechend der -auf die Welle oder rohrförmige Bohrung ausgeübte Kraft veränderbar ist. Weiter, wenn die Kräfte, welche eine Drehverschiebung der Welle 12 und des Kernes verursachen, entfernt v/erden, * können die Rollen frei in ihre neutrale (d.h. zentrale) Lage auf den Rücken 21 zurückrollen. Die Vertiefungen 22 unterstützen diese Zurückbewegung der Rollen in die in der Fig. 2 aufgezeigten Lage. Diese Vertiefungen vergrössern auch dfe gesamte zunehmende Erweiterung der Backen von ihrer neutralen oder eingezogenen Lage zu ihrer gänzlich ausgestreckten Lage, wobei eine grössere Ausdehnung geschafft ist, um eine Verwendung mit Kernen mit einem ausgedehnten Bereich von Durchmessern zu schaffen.

Die radiale Ausdehnung der Rollenzurückhalteringe 28 ist derart gewählt (bezüglich der Rollen 24 eines festen

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Durchmessers), dass die Ausdehnung der Teilbereiche verminderter Abmessung der Aussparungen 26 weniger als die der Rollendurchmesser (in radialer Richtung gemessen) als die der Scheitelpunkte, welche durch die Schnittlinien zweier benachbarter Rücken 21 geformt sind, betragen. Diese Ausbildung versichert, dass die Rollen 24 sich nicht über den Scheitel und auf den benachbarten Rücken 21 bewegen können, auch wenn die gewaltigen auftretenden Kräfte (und/oder die Nachgiebigkeit des Kernwerkstoffes) die Backenteile weit genug nach aussen drücken könnten, um diesen Zustand zuzulassen= Falls der Ring 28 in radialer Richtung gesehen, dicker wäre,würden die Eindrehungen 26

sich nicht in der Oberfläche 30 öffnen, sie würden unter der Oberfläche 30 in einer genügenden Tiefe enden, um die erwünschte Begrenzung der radialen Bewegungsfreiheit der Rollen 24 zu erwirken.

Währenddem das Arbeiten der vorzugsgemässen Ausbildung einer Einspannvorrichtung, welche entsprechend der Erfindung ausgebildet ist, zum Gebrauch mit einer herkömmlichen Rollentragwelle beschrieben worden ist (d«,h. Welle 12), ist es für den Fachmann augenscheinlich, dass zahlreiche andere Anwendungsbereiche der Aufspannvorrichtung möglich sind. Zum Beispiel mehrere Aufspannvorrichtungen

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auf einer einzelnen Welle 12; eine Einzelanfertigung
einer Welle, bei welcher die flachen Rücken 21 einteilig mit dem restlichen Teil der Welle ausgebildet sind; ein
Paar Aufspannvorrichtungen, welche den rohrförmigen Kern an seinen Enden ergreifen und selbst mit Maschinenwellen oder Köpfen verbunden sind etc. Ebenfalls ist es für den Fachmann augenscheinlich, dass zahlreiche andere Ausbildungen im Rahmen der Erfindung und den nachfolgenden Ansprüchen möglich sind.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1)J Aufspannvorrichtung zum von Innenergreifen eines hohlen Gegenstandes, gekennzeichnet, durch. einen innenliegenden Teil, welcher eine Längsachse und eine Vielzahl allgemein flache Außenoberflächen,. jede parallel zur Längsachse, umfaßt,

eine Vielzahl Rollen, wobei jede Rolle parallel zu und in Berührung mit einer der allgemein flachen Oberflächen ist,

eine Vielzahl Backenteile, wobei jeder Backenteil eine gewölbte innere Oberfläche in Berührung mit wenigstens einer der Rollen aufweist und .

Mittel zum elastischen Beibehalten der Backenteile in Berührung mit diesen Rollen. .

2) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 1 , dadurch g e kennzeic hnet , daß die äußere Form des innenliegenden Teiles im Bereich seiner mittigen Achse, im Schnitt senkrecht zu der Längsachse, ein gleichseitiges Vieleck ist, welches durch die im wesentlichen flachen Außenoberflächen begrenzt ist.

3) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede der im wesentlichen flachen Außenoberflächen in Berührung mit einer einzigen Rolle ist.

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4) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Vieleck eine vorbestimmte
gerade Zahl Seiten aufweist.

5) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß sie genau halb so viel Backenteile als Seiten des Vielecks aufweist, wobei die Innenoberfläche jedes Backenteiles in Berührung mit je zwei der Rollen ist.

6) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zum elastischen Beibehalten der Berührung der Backenteile mit den Rollen eine Mehrzahl Umfangsnuten in den Außenoberflächen der Backenteile und
elastische, sich in den Nuten befindliche Bänder aufweist.

7) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Backenteile auf.seiner äußeren Oberfläche Ausbildungen zum Vereinfachen des Ergreifens
des hohlen Gegenstandes aufweist.

8) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie in jede der Rollen eingreifbare Rollenzurückhaltemittel aufweist, zum Beibehalten eines vorbestimmten umfangsbezüglichen Abstandhaltens der Rollen und zum
Begrenzen der radialbezüglichen Bewegung jeder Rolle.

9) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Rollenzurückhaltemittel, die mit jeder Rolle eingreifbar sind, zum Beibehalten von vorbestimmten umfangsbezüglichen Abständen jeder der Rollen und zum Begrenzen der radialen Bewegungsfreiheit jeder der Rollen.

10) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der innenliegende Teil an seinen beiden Enden einen zylinderförmigen Außenoberflächenteil aufweist und daß die Rollenzurückhaltemittel ein Paar Ringe aufweisen, wobei jeder Ring sich um den zylinderförmigen Außenober-

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flächenteil erstreckt und eine Vielzahl von entlang des Umfanges verteilten Aussparungen aufweist zur Aufnahme der Endteile jeder Rolle in den Aussparungen.

11) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeich ne t , daß die Aussparung im Bereich der äußeren Oberfläche des Ringes eine kleinere Fläche aufweist als in allen anderen Bereichen bezüglich des Radius des Ringes.

12) Aufspannvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede der im wesentlichen flach ausgebildeten Außenoberflächen eine sich längsweise erstreckende, mittige darin angeordnete Vertiefung aufweist.

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