DE2502561C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spanndorn für Rohre nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Spanndorn dieser Art (DE-GM 17 31 499) ist der Spanndorn mit einem Träger versehen, der einstückig mit ihm ausgebildete Spannbacken aufweist. Sie sind segment­ förmig ausgebildet und haben innenliegende, auf einem gedachten Kegelmantel liegende Druckflächen für den Spreiz­ dorn. Er ist mit einem Bolzen versehen, dessen Außengewinde in ein Innengewinde an dem von den Spannbacken abgewandten Ende des Trägers eingreift. Das außerhalb des Trägers liegende Ende des Spreizdornes ist als Formschlußglied ausgebildet, mit dem der Spreizdorn zum Verstellen der Spannbacken gegen­ über dem Träger gedreht werden kann. Der Spanndorn dient zum Abziehen von Kugellagern, Ringen und dgl.. Hierbei wird er in das entsprechende Kugellager gesteckt und durch Drehen des Spreizdornes mit einer einzigen Kante innenseitig an das Kugellager angelegt. Der Spanndorn dient somit lediglich dazu, die Bauteile in ihre Einbaulage einzuschieben bzw. sie wieder aus ihr herauszuziehen. Der Spanndorn ist aber nicht geeignet, Rohre bei der Bearbeitung festzuhalten und auf das Rohr wirken­ de Drehmomente aufzunehmen. Daß dieser bekannte Spanndorn nicht zum Festhalten von Rohren bei der Bearbeitung dient, ergibt sich auch daraus, daß der Spreizdorn mit großem radialem Spiel im Träger liegt. Der Bolzen ist mit relativ großem Abstand von den Spannbacken angeordnet; würde er daher zur Aufnahme großer Drehmomente eingesetzt, müßten die Spannbacken mit entsprechend großer Kraft an das zu bearbeitende Rohr angelegt werden. Hierzu müßte von der Druckstange eine erheb­ liche Kraft ausgeübt werden. Beim Spreizen der Spannbacken wird der Spreizdorn mit der gesamten Länge auf Druck beansprucht. Infolge des großen radialen Spiels besteht hierbei die Gefahr, daß der Spreizdorn im Bereich zwischen der Mutter und dem mit den Spannbacken zusammenwirkenden Enden knickt.

Aus der US-PS 38 35 520 ist ein Spanndorn bekannt, der hydraulisch betätigt wird. Dieser Spanndorn hat als Spreiz­ dorn eine Kolbenstange, die mit einer Zugstange verbunden ist. Sie ist ihrerseits mit einem Kolben eines Hydraulikzylinders verbunden. Durch Druckbeaufschlagung des Kolbens werden die Zugstange und die Kolbenstange axial verschoben und dadurch die Spannbacken betätigt. Die Zähne der Spannbacken verlaufen in Umfangsrichtung. Infolge dieser Anordnung der Zähne können Drehmomente von diesem Spanndorn nicht aufgenommen werden. Wenn auf dem eingespannten Rohr ein Gewinde geschnitten würde, könnten die Spannbacken das Rohr nicht gegen Drehen sichern, da die Zähne in Umfangsrichtung verlaufen.

Aus der Literaturstelle "Werkstückspanner", K. Schreyer, 3. Auf­ lage, Springer Verlag, Berlin 1969, S. 157 und 158, Bilder 535 und 538 ist ein schraubbarer Spannkegel bekannt; die übrige Ausbildung des Spanndornes ist der Literaturstelle je­ doch nicht zu entnehmen. Aus dieser Literaturstelle ist ferner ein Spanndorn mit einem Spreizdorn bekannt, der durch eine Reitstockpinole über Druckbolzen, Kugel und Gelenk aufge­ weitet wird. Dieser Spanndorn soll für geringere Arbeits­ kräfte geeignet sein. Er ist nicht dazu vorgesehen, ein aufgespanntes Rohr gegen Verdrehen auf dem Spanndorn beim Auftreten von hohen Drehmomenten zu sichern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs ge­ nannten Spanndorn so auszubilden, daß die Spannbacken zum Einspannen von Rohren, insbesondere von Gas- und Wasserrohren, über den Spreizdorn mit hoher Kraft an die Innenseite des zu bearbeitenden Rohres so angelegt werden können, daß der Spanndorn beim Bearbeiten des eingespannten Rohres in beiden Drehrichtungen Drehmomente aufnehmen kann.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Spanndorn erfindungs­ gemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung ist der Träger in ein Ende des rohrförmigen Halteschaftes gesteckt und durch die Schweißung mit ihm fest verbunden. Durch diese Schweißung ist gewährleistet, daß die Drehmomente in beiden Drehrichtungen vom Träger auf den Halteschaft übertragen und von ihm aufge­ nommen werden können. Der Halteschaft ist in einfacher Weise als kostengünstiger und einfach herstellbarer Rohrabschnitt ausgebildet, der auf dem Träger befestigt wird.

Der Träger selbst kann beim erfindungsgemäßen Spanndorn verhältnismäßig kurz ausgebildet sein, da er in den Halteschaft eingesetzt ist. Dadurch wird erheblich Material für den Träger eingespart. Er muß nur so lang sein, daß die Schweißung angebracht werden kann. Das Gewinde im Träger liegt mit Abstand vom rückwärtigen Ende des Halteschaftes und kann unmittelbar hinter den Spannbacken vorgesehen werden. In Ver­ bindung mit der Führung des Spreizdornes im Halteschaft wird dadurch erreicht, daß keine Knickungsgefahr für den Spreiz­ dorn besteht, wenn die Spannbacken mit hoher Kraft an die Innenfläche des zu bearbeitenden Rohres angelegt werden. Mit dem Spreizdorn können somit auch sehr hohe Spannkräfte ausgeübt werden, so daß das Rohr beim Gewindeschneiden sicher auf dem Spanndorn gehalten ist. Lediglich der schmale Über­ gangsbereich vom Endschaft zu dem im Träger geführten Teil des Spreizdornes ist ohne Führung. Dieser Bereich ist aber so kurz, daß auch sehr hohe Druckkräfte beim Spannen vom Spreizdorn ohne Gefahr des Knickens aufgenommen werden können. In Verbindung mit den über die axiale Länge der Spannbacken verlaufenden und über ihren Umfang vorgesehenen Zähnen wird das Rohr einwandfrei gegen Verdrehen auf dem Spanndorn gesichert. Der erfindungsgemäße Spanndorn eignet sich besonders für Gas- und Wasserrohre, die, nachdem sie auf der einen Seite mit dem Spanndorn eingespannt sind, am anderen Ende mit einem Gewinde versehen werden. Dazu wird das freie, nicht gespannte Ende des Rohres mit einer Gewindeschneidmaschine, einer Gewindeschneidkluppe oder dgl. bearbeitet. Beim Schneiden des Gewindes entsteht ein hohes Drehmoment, das vom erfindungs­ gemäßen Spanndorn voll aufgenommen werden kann.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt annähernd maßstabsgerecht

Fig. 1 einen Spanndorn im Axialschnitt;

Fig. 2 den Spanndorn gemäß Fig. 1 in Vorderansicht.

Der dargestellte Spanndorn besteht im wesentlichen aus einem hülsenförmigen Träger 1, der einstückig mit mindestens zwei um die Dornachse 2 verteilt angeordneten, untereinander gleichen Spannbacken 3 ausgebildet ist, einem Halteschaft 4 und einem Spreizdorn 5.

Die Spannbacken 3, die zur Erzielung einer verhältnismäßig großen radialen Beweglichkeit einstückig mit dem Träger aus vergütetem Federstahl ausgebildet sind, sind durch das mit Axialschlitzen 6 versehene vordere Ende des Trägers 1 gebildet und etwas kürzer als die halbe Gesamtlänge des Trägers 1. Die hinteren Begrenzungsflächen der Axialschlitze 6 liegen rechtwinklig zur Dornachse 2. Die Spannbacken 3 sind im Querschnitt segmentförmig und konzentrisch zur Dornachse 2 angeordnet. Die gekrümmten Umfangsflächen 7 der Spannbacken 3 bilden Spannflächen, die mit gleichmäßig verteilt angeordneten Zähnen 8 versehen sind. Die Zähne liegen etwa radial zur Dorn­ achse 2 und sind jeweils symmetrisch zu der durch ihre Spitze gehenden Radialen ausgebildet. Die verzahnten Abschnitte der Spannbacken 3 bzw. Umfangsflächen 7 reichen bis zu den vorderen Endflächen 9 der Spannbacken 3, haben jedoch Abstand von deren hinteren Enden. Die Zähne sind auf etwa zwei Drittel der Gesamtlänge der Spannbacken bzw. Umfangsflächen vorgesehen. Dadurch bleibt die Innenfläche des in Fig. 1 strichpunktiert dargestellten, zu spannenden Rohres 10 im zugehörigen Endbereich ohne Einprägungen durch die Spannzähne. In Umfangsrichtung reicht die Verzahnung jedoch bis zu den durch die Innenflächen der Axialschlitze 6 gebildeten Seitenflächen der Spannbacken 3, so daß die verzahnten Flächen verhältnismäßig groß sind. Die in Längsrichtung und Umfangsrichtung des Spanndorns nebeneinander liegenden Zähne 8 sind zweckmäßig nach Art einer Kreuzverzahnung pyramidenförmig ausgebildet, so daß einerseits ein zu tiefes Eindringen in das Werkstück vermieden und andererseits gewährleistet ist, daß die Zähne 8 trotz ihrer zum Schutz gegen Ausbrechen geringfügig abgestumpften Spitzen bereits bei verhältnismäßig geringem Spanndruck in das Werkstück eingedrückt werden. Der Außendurchmesser des nicht verzahnten Teiles der Spannbacken 3 ist zweckmäßig gleich dem Außendurch­ messer des verzahnten Teiles gewählt, so daß das Rohr 10 auch im hinteren Bereich der Spannbacken 3 genau zentriert ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Länge der verzahn­ ten Abschnitte der Spannbacken 3 um etwa ¹/₅ kleiner als ihr Außendurchmesser, während die Gesamtlänge der Spannbacken dem­ gegenüber etwa um ¹/₅ größer ist. Die Außenumfangsfläche der Spannbacken 3 schließt mit ihrem rückseitigen Ende an eine nach außen vorstehende Anschlagfläche 11 für das Rohr 10 an. Die Anschlagfläche liegt auf dem Mantel eines gedachten, in Richtung auf die Spannbacken sich verjüngenden Kegelstumpfes mit einem spitzen Öffnungswinkel. Der kleinste Durchmesser der Anschlag­ fläche 11 ist gleich dem Außendurchmesser der Spannbacken 3 in entspanntem Zustand. An der Anschlagfläche 11 kann das Rohr 10 in einem Bereich genau ausgerichtet sein und sicher anschlagen, der beim Spannen nicht aufgespreizt wird. Die Anschlagfläche 11 geht mit ihrem rückseitigen Ende in die zylindrische Außen­ umfangsfläche des Trägers 1 über.

Der im wesentlichen als Rotationskörper ausgebildete Träger 1 ist mit seinem im Durchmesser geringfügig verkleinerten, rückseitigen Ende 12 in den durch ein einfaches gewalztes Rohr gebildeten Halteschaft 4 gesteckt. Das vordere Ende 13 des Halteschaftes 4 hat einen geringfügig größeren Innendurchmesser, der etwa gleich dem Außendurchmesser des rückseitigen Endes 12 des Trägers ist. Dadurch ist der Träger 1 genau gegenüber dem Halteschaft ausgerichtet. Wie Fig. 1 zeigt, liegt der Träger 1 mit seinem rückseitigen Ende an einer Schulter am Übergang vom vorderen Ende 13 zum rückseitigen Ende an einer Schulter am Übergang vom vorderen Ende 13 zum rückseitigen Ende des Halteschaftes 4 und mit einer Schulterfläche, die am Übergang vom rückseitigen Ende 12 zum vorderen Ende des Trägers 1 vor­ gesehen ist, an der vorderen Stirnfläche des Halteschaftes 4 an. Dadurch ist die Lage des Trägers 1 in Axialrichtung gegen­ über dem Halteschaft 4 genau bestimmt. Der Träger 1 ragt nicht über dem Umfang des Halteschaftes 4, der etwa gleichen Außen­ durchmesser wie das zu spannende Rohr 10 hat. Das Halterohr 4 übergreift den Träger 1 auf einer Länge, die etwa seinem Außen­ durchmesser entspricht. Zur Sicherung des Trägers 1 gegenüber dem Halteschaft 4 ist mindestens ein Widerstandsschweißpunkt 14 vorgesehen, wodurch eine zu große Erwärmung des vergüteten Trägers 1 trotz einfacher und sicher haltender Verbindung vermieden ist. Der Schweißpunkt 14 liegt etwa in der Mitte zwischen den Enden des Eingriffsabschnittes zwischen dem Träger 1 und dem Halteschaft 4.

Der Spreizdorn 5 ist in den Träger 1 und den Halteschaft 4, dessen Innendurchmesser etwa gleich dem Außendurchmesser der Spannbacken 3 ist gesteckt und ragt nach hinten aus dem Halte­ schaft 4. Am vorderen Ende ist der Spreizdorn 5 mit einer kegel­ stumpfförmigen Gegenfläche 15 für entsprechend ausgebildete Druckflächen 16 an den Innenseiten der Spannbacken 3 vorgesehen. Die Druckflächen 16 liegen auf dem Mantel eines spitzwinkligen, nach hinten sich öffnenden Kegels. Der Abstand der vorderen Enden der Druckflächen 16 von den vorderen Endflächen 9 der Spannbacken 3 entspricht etwa der halben Länge des verzahnten Abschnittes der Umfangsflächen 7. Die rückseitigen Enden der Druckflächen 16 liegen etwa auf der Höhe der hinteren Enden der ver­ zahnten Abschnitte der Umfangsflächen 7. Die Gegenfläche 15 des Spreizdornes 5 ist kürzer als die Druckflächen 16 und liegt bei entspannten Spannbacken 3 im Bereich der hinteren Enden der Druck­ flächen 16. Durch die beschriebene Ausbildung ergibt sich eine günstige Biegelinie beim Aufweiten des Spanndornes, da die Spannbacken 3 zunächst mit den vorderen Enden der Spannflächen am Rohr 10 anliegen und dann beim weiteren Aufweiten und elastischer Biegeverformung annähernd über ihre ganze Länge gleichmäßig gegen das Rohr 10 gepreßt werden können. Die vorderen Enden der Spannbacken 3 sind etwa auf der halben Länge der verzahnten Abschnitte im Querschnitt gegenüber den nach hinten anschließenden, die Druckflächen 16 bildenden Abschnitten im Querschnitt bzw. in der Wandungsdicke reduziert, so daß sie eine hohe Elastizität aufweisen. Zur Querschnittsverringerung der vorderen Enden der Spannbacken 3 ist in den vorderen Endflächen eine koaxial zur Dornachse 2 liegende, im wesentlichen zylin­ drische Vertiefung vorgesehen, in deren zur Dornachse 2 recht­ winkligen Boden die vorderen Enden der Druckflächen 16 über­ gehen.

Die Gegenfläche 15 des Spreizdornes 5 ist durch das vordere, angefaste Ende eines vorderen Endschaftes 17 gebildet. Er ist zylindrisch und hat einen Außendurchmesser, der nur gering­ fügig kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 18 des Trägers 1, die vom hinteren Ende der Druckflächen 16 bis zum hinteren Ende des Trägers 1 im wesentlichen durchgehend zylindrisch ist. In das hintere Ende des Trägers ist ein Innengewinde 19 geschnitten, dessen Kerndurchmesser zweck­ mäßig gleich dem Durchmesser der Bohrung 18 ist, so daß eine einfache Herstellung dieses Innengewindes 19 möglich ist. In das Innengewinde 19 greift der Spreizdorn 5 mit einem an das hintere Ende des Endschaftes 17 anschließenden Außengewinde­ abschnitt 20 ein, so daß der Spreizdorn 5 durch Drehen gegenüber den Druckflächen 16 axial verstellt werden kann. Hinter dem Außengewindeabschnitt 20 geht der Spreizdorn 5 in einen hinteren Endschaft 21 über, der im wesentlichen durchgehend zylindrisch ist und dessen Außendurchmesser nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Halteschaftes 4 ist. Dadurch ist auch bei verhältnismäßig großem Spiel zwischen dem Innengewinde 19 und dem Außengewindeabschnitt 20 eine genaue Führung des Spreizdornes 5 gegenüber dem Halteschaft 4 und dem Träger 1 gewährleistet. Das Radialspiel des hinteren Schaftendes 21 des Spreizdornes 5 ist so groß gewählt, daß sich die Gegen­ fläche 16 selbsttätig radial gegenüber den Druckflächen 16 ausrichten kann und stets gleichmäßig an allen Druckflächen anliegt.

Das hintere Schaftende 21 weist in seinem nach hinten aus dem Halteschaft 4 ragenden Ende zum Drehen des Spreizdornes 5 ein Formschlußglied 22 in Form einer Querbohrung auf, in die ein Schraubenzieher, ein Stab od. dgl. gesteckt werden kann, so daß von Hand verhältnismäßig große Drehmomente auf den Spreizdorn 5 übertragen werden können.

Claims (6)

1. Spanndorn für Rohre, insbesondere für Gas- und Wasserrohre, mit einem Träger, der mit mehreren um die Drehachse ver­ teilt angeordneten Spannbacken versehen ist, die um die Dorn­ achse gekrümmte Umfangsflächen haben und die durch axial verlaufende Schlitze voneinander getrennt sind, mit einem im Träger über Gewinde geführten Spreizdorn, dessen den Spannbacken zugewandtes vorderes Ende mit einer Gegenfläche versehen ist, die mit innenliegenden, auf einem Kegelmantel angeordneten Druckflächen der Spannbacken zusammenwirkt, die federnd beweglich am Träger vorgesehen sind, aus dem der Spanndorn am rückwärtigen, von den Spannbacken abge­ wandten Ende ragt, der mit einem Formschlußglied zum Be­ tätigen des Spreizdornes versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (1) ein rohrförmiger Halteschaft (4) mit mindestens einer Schweißung (14) be­ festigt ist, daß der Halteschaft (4) den Träger (1) an seinem rückwärtigen Ende überragt, daß das Gewinde (19) im Träger (1) im Abstand vom rückwärtigen Ende des Halte­ schaftes (4) vorgesehen ist, daß der Spreizdorn (5) mit einem Endschaft (21) im Halteschaft (4) geführt ist, und daß die Spannbacken (3) auf ihren Umfangsflächen (7) mit Zähnen (8) versehen sind, die über die axiale Länge der Spannbacken (3) verlaufen und über den Umfang der Spann­ backen vorgesehen sind.

2. Spanndorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (15) des Spreiz­ dorns (5) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

3. Spanndorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflächen (16) und/oder die an ihnen anliegende Gegenfläche (15) des Spreizdornes (5) kürzer sind als die Umfangsflächen (7) der Spannbacken (3).

4. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (8) pyramidenförmige Spitzzähne sind.

5. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) mit einem im Durchmesser verringerten rückwärtigen Endabschnitt (12) in das vordere Ende des Halteschaftes (4) gesteckt ist.

6. Spanndorn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung (14) durch einen Widerstandsschweißpunkt oder eine Schweißnaht gebildet ist.