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Doppelwandige, beidendig verschlossene und mit einem
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Druckübertragungsmedium gefüllte Spannbuchse Die Erfindung betrifft
eine doppelwandige, beidendig verschlossene und mit einem Druckübertragungsmedium
gefüllte Spannbuchse zum kraftschlüssigen Verbinden einer Welle mit einem zu spannenden
Teil wie z.B. einem Kettenrad, einer Keilriemenscheibe, einem Zahnritzel oder dergleichen.
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Bei einer bekannten Spannbuchse sind zwei Rohrabschnitte durch einseitiges
Verschweißen zu einer doppelwandigen Buchse geformt, wodurch eine konzentrische
Ringnut entsteht, die sich nahezu über die gesamte Länge des Rohrabschnittes erstreckt.
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Diese bekannte Spannbuchse besitzt an ihrem offenen Ende einen senkrecht
nach außen gerichteten Ringflansch mit radial verteilten und mit Innengewinde versehenen
Bohrungen, deren Achsen parallel zur Buchsenachse verlaufen. In die konzentrische
Ringnut greift stirnseitig ein mit einem rechtwinklig nach außen gerichteten Ringflansch
versehener Druckring ein,
dessen Ringflansch radiale Bohrungen mit
durchgesteckten Spannschrauben aufweist, die in am Ringflansch der Buchse vorgesehenen
Gewindebohrungen eindrehbar sind. Dabei ist dann die konzentrische Ringnut mit einem
Druckübertragungsmedium gefüllt und zwischen dem Druckmedium und der diesem zugewandten
Seite des Druckringes eine Dichtung angeordnet. Der Druckring kann mit Hilfe der
Spannschrauben axial in die konzentrische Ringnut eingeschoben werden, wobei dann
über das Druckmedium auf die zwei Buchsenwände eine Kraft ausgeübt wird. Die Buchsenwände
werden dadurch nach außen bzw. nach innen gedrückt und eine Welle und ein zu spannendes
Teil kraftschlüssig miteinander verbunden. Diese bekannte Spannbuchse besitzt einen
ersten wesentlichen Nachteil insofern, als für die Herstellung sowohl des Buchsenkörpers
als auch für die des Druckringes Präzisions-Drehautomaten erforderlich sind, deren
Betriebsstundenkosten bekanntlich sehr hoch liegen. Insbesondere fällt durch die
konstruktive Ausgestaltung des Buch sein körpers und des Druckringes auch ein besonders
hoher Zerspanungsanteil an. Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser bekannten
Spannbuchse besteht darin, daß sie eine besonders große ungenutzte Gesamtbaulänge
besitzt, und der einseitige Flanschteil über die Spannzone hinausragt oder durch
Freidrehung im Nabenkörper eingelassen werden muß. Die hohe Gesamtlänge ergibt sich
aus dem Ringflansch am Buchsenkörper und dem Ringflansch am Druckring sowie des
erforderlichen Abstandes der Ringflansche voneinander zwecks Erzielung eines genügend
langen An zugswe ges sowie der überstehenden Schraubenköpfe. Schließlich müssen
alle
Spannschrauben gleichmäßig angezogen werden, damit ein Verkanten
des Druckringes vermieden wird.
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Der Erfindung liegt hiernach die Aufgabe zugrunde, eine Spannbuchse
der eingangs genannten Art zu verbessern, und somit eine Spannbuchse zu schaffen,
die sich durch einen relativ einfachen, insbesondere kostengünstigen Aufbau und
durch eine besonders geringe, der jeweiligen Nabenlänge eines auf eine Welle aufspannbaren
Teils anpaßbare Gesamtbaulänge auszeichnen soll.
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Darüber hinaus soll die Einstellung des Anpreßdruckes einfach und
kontrollierbar sein sowie konstant einstellbar, d.h. unter Gewährleistung der Aufrechterhaltung
des Druckes während einer langen Betriebsdauer. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
dadurch gelöst, daß die Spannbuchse aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten,
beidendig miteinander verbundenen Rohrabschnitten besteht, wobei in dem zwischen
den Rohrabschnitten gebildeten ringförmigen Hohlraum mindestens ein Zylinder mit
einem darin parallel zur Buchsenachse stufenlos längsverschiebbar geführten Kolben
gelagert ist, der von einer Spannbuchsenstirnseite aus zugänglich ist. Die Anzahl
der Zylinderanordnungen richtet sich nach den Anforderungen, die sich beispielsweise
aus der Kompensierung von Unwuchten ergeben können. Eine solchermaßen erfindungsgemäß
ausgebildete Spannbuchse ist praktisch materialverlustfrei herzustellen und kann,
da der Druckaufbau des Druckmediums über einen innerhalb der Spannbuchse angeordneten
Zylinder mit Kolben erfolgt,
eine Gesamtbaulänge besitzen, die
der Länge eines auf eine Welle zu spannenden Teils entspricht. Aus wirtschaftlichen
Gründen werden allerdings die Buchsen mit Normlängen gefertigt werden.
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Jedoch können, da die erfindungsgemäße Spannbuchse die Form eines
symmetrischen Hohlzylinders besitzt, überlange Naben auch mit mehreren Spannbuchsen
gespannt werden. Der einmal eingestellte Druck bleibt auch im Betrieb unverändert.
Zweckmäßigerweise kann bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform vorgesehen sein,
daß der äußere Rohrabschnitt beidendig eine nach innen gerichtete U-förmige Bördelung
und der innere Rohrabschnitt eine hierzu spiegelbildliche, nach außen gerichtete
U-förmige Bördelung besitzt, wobei die Bördelungen unmittelbar miteinander verschweißt,
verklebt oder verlötet sind. Nach einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform der
Erfindung kann auch nur ein Rohr mit einer U-förmigen Bördelung und das zweite Rohr
glatt ausgeführt sein.
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In einem Stirnende der Spannbuchse ist mindestens eine kreisförmige
Öffnung eingearbeitet, in die ein endseitig mit Flansch versehen er rohrförmiger
Zylinder eingeführt und flanschseitig mit dem äußeren Stirnende der Spannbuchse
verschweißt, verklebt oder verlötet ist. Der flanschbedingte Überstand kann dabei
eine nur geringe Länge besitzen. Der mit Flansch versehene rohrförmige Zylinder
besitzt eine durchgehende Axialbohrung, die zweckmäßigerweise etwa mittig stufenförmig
abgesetzt ist. Dabei weist die
erste vom Flansch ausgehende Bohrungsstufe
einen größeren Durchmesser als die zweite Bohrungsstufe sowie ein Innengewinde auf,
in das der außenseitig mit Gewinde versehene Kolben eingeschraubt ist, dessen mit
einem in einer Ringnut eingelegten Runddichtring versehener Kolbenkopf oder eine
Dichtlippe in der Bohrungsstufe kleineren Durchmessers geführt ist. Auf diese Weise
ist eine einfache Montage des Kolbens von außen in das Innere der Spannbuchse und
eine einfache Verstellbarkeit des Kolbens ermöglicht. Um das Einführen des Kolbenkopfes
mit Runddichtring oder Dicht lippe in die Bohrungsstufe kleineren Durchmessers zu
vereinfachen und insbesondere eine Beschädigung der Dichtung zu verhindern, kann
in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weiterhin vorgesehen sein,
daß die stufenförmige Absetzung der Axialbohrung des Zylinders als konische Anfasung
ausgebildet ist.
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Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform kann zweckmäßigerweise
der äußere Rohrabschnitt mit dem inneren Rohrabschnitt über beidendige Innenflansche
kleb-, löt- oder schweißgemäß verbunden sein. Dabei weist einer der ringförmigen
Innenflansche mindestens eine Bohrung auf, die den Endbereich eines rohrförmigen
Zylinders aufnimmt, mit dem er kleb-, löt- oder schweißgemäß verbunden ist, wobei
sich eine plane Stirnfläche der Spannbuchse ergibt. Zwecks guter Zentrierung und
tragfähiger Flächenbildung für die Schweiß- oder Lötnaht ist es zweckmäßig, daß
der rohrförmige Zylinder einen an seiner Außenwandung
sitzenden
Ringflansch aufweist, der sich gegen den inneren Randbereich der Bohrung abstützt.
Auch bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform besitzt der Zylinder eine durchgehende
Axialbohrung, die vorzugsweise stufenförmig abgesetzt ist, wobei die vom Anschlußflansch
ausgehende erste Bohrungsstufe ein Innengewinde zur verschiebbaren Aufnahme des
außenseitig mit Gewinde versehenen Kolbens besitzt und im Durchmesser wesentlich
kleiner ist als die zweite Bohrungsstufe, in der der Kolbenkopf geführt ist, der
eine Ringnut mit einem darin eingelegten Runddichtring oder einer Dichtlippe aufweist.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung ist der Kolben von der innerhalb der Spannbuchse
liegenden Zylinderseite montierbar.
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Der sich dadurch ergebende Vorteil liegt im relativ großen Durchmesser
des Kolbenkopfes begründet, der einen genügend hohen Druckaufbau der Druckflüssigkeit
schon bei relativ kleinen Verstellwegen bewirkt. Um bei der Montage das Einführen
des Kolbenkopfes mit Dichtung in den Zylinder zu vereinfachen, ist zweckmäßigerweise
das freie Ende der Bohrungsstufe größeren Durchmessers des Zylinders mit einer sich
von außen nach innen verjüngenden Anfasung versehen. Ein Verschieben des Kolbens
innerhalb des Zylinders ist besonders einfach, wenn der Kolben erfindungsgemäß eine
stirnseitige als Innensechskant ausgebildete Schlüsselöffnung besitzt.
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Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß das Außen- und Innenrohr
aus schweißbarem, elastischen Stahl und der komplette Druckzylinder aus Armaturenwerkstoff
bestehen.
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Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert, wobei auf der Zeichnung in der oberen Schnitthälfte nach Fig. 1
ein erstes und in der unteren Schnitthälfte nach Fig. 1 ein zweites Ausführungsbeispiel
dargestellt ist. In Fig. 2 ist der Endbereich einer Spannbuchse dargestellt, wobei
in der oberen Schnitthälfte ein drittes und in der unteren Schnitthälfte ein viertes
Ausführungsbeispiel gezeigt ist.
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Die in der oberen Schnitthälfte dargestellte Spannbuchse nach Fig.
1 besteht aus einem äußeren Rohrabschnitt 1 und einem hierzu konzentrisch angeordneten
inneren Rohrabschnitt 2. Die beiden Enden der Rohrabschnitte 1 und 2 besitzen eine
spiegelbildliche U-förmige Bördelung 3, 4, die beim Rohrabschnitt 1 nach innen und
beim Rohrabschnitt 2 nach außen gerichtet und die unmittelbar miteinander verschweißt,
verklebt oder verlötet sind. In eine der durch die Bördelungen 3,4 gebildeten Stirnringflächen
ist eine kreisrunde Öffnung 5 eingearbeitet, in die ein rohrförmiger Druckzylinder
6 eingesteckt ist, der an einem Stirnende einen zylindrischen Flansch 7 trägt. Der
Flansch 7 des Zylinders 6 liegt auf der Stirnringfläche der Spannbuchse auf und
ist rundum mit dieser verschweißt, verklebt oder verlötet.
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Der Zylinder 6 besitzt eine durchlaufende, etwa mittig stufenförmig
abgesetzte Axialbohrung. Dabei besitzt die erste vom Flansch 7 ausgehende Bohrungsstufe
8 einen größeren Durchmesser als die zweite Bohrungsstufe 9 und ein Innengewinde
10.
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In die Axialbohrung 8, 9 ist ein Kolben 11, der auf seiner Mantelfläche
ein Außengewinde 12 trägt, eingeschraubt. Der Kolben 11 trägt am freien Ende seiner
Kolbenstange 13 einen Kolbenkopf 14 mit einer darin eingearbeiteten Ringnut 15,
in der ein Runddichtring 16 eingelegt ist. Anstelle des Runddichtringes 16 kann
auch eine nicht gezeigte, am freien Ende des Kolbenkopfes 14 angeordnete Dichtlippe
vorgesehen werden. Eine Anfasung 17, die den Stufensprung zwischen den Bohrungsstufen
8 und 9 bildet, erleichtert das axiale Einführen des Kolbenkopfes 14 mit Runddichtring
16 in die Bohrungsstufe 9. Der Kolben 11 weist an seinem flanschseitigen Ende eine
als Innensechskant 18 ausgebildete Schlüsselfläche zum Einstecken eines Schraubwerkzeuges
auf. Der von den Rohrabschnitten 1, 2 gebildete ringförmige Hohlraum ist mit einer
Druckflüssigkeit, vorzugsweise in Form von Hydrauliköl, gefüllt.
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Die in der unteren Schnitthälfte dargestellte Spannbuchse weist einen
äußeren Rohrabschnitt 20 und einen inneren Rohrabschnitt 21 auf. Die Rohrabschnitte
20, 21 sin« mittels kreisringförmiger Innenflansche 22, 23 schweiß- oder lötgemäß
miteinander dicht verbunden. Der Innenflansch 23 besitzt eine Bohrung 24, in die
der Endbereich eines Zylinders 25 von innen nach außen hineinragt. Der Zylinder
25 besitzt an seinem einsteckseitigen Endbereich
einen Zylinderflansch
26, der sich gegen den inneren Randbereich der Bohrung 24 ab stützt und mit diesem
rundum dicht verschweißt ist. Der Zylinder 25 besitzt weiterhin eine durchlaufende
stufenförmig abgesetzte Axialbohrung, deren erste von der Bohrung 24 im Ringflansch
23 ausgehende Bohrungsstufe 27 ein Innengewinde 28 zur schraubgemäßen Aufnahme eines
mit Außengewinde 29 versehenen Kolbens 30 aufweist. Diese Bohrungsstufe 27 besitzt
einen wesentlich geringeren Durchmesser als die zweite Bohrungsstufe 31, in der
der am freien Ende der Kolbenstange 32 sitzende Kolbenkopf 33, der eine Ringnut
34 mit darin eingelegtem Runddichtring 35 oder eine Dichtlippe aufweist, geführt
ist. Der Kolben 30 wird von der Innenseite der Spannbuchse her montiert, wobei dann
die Verschweißung des Flanschringes 22 oder 23 mit den Rohrabschnitten 20, 21 erst
nach erfolge Montage des Kolbens 30 bewerkstelligt wird. Zur Einführung des Kolbenkopfes
33 mit Runddichtring 35 in die Bohrungsstufe 31 des Zylinders 25 weist dieser am
freien Ende der Bohrungsstufe 31 eine sich von außen nach innen konisch verjüngende
Anfasung 36 auf. Der Kolben 30 besitzt an seinem stirnseitigen Ende noch einen Innensechskant
37 zum Einstecken eines Schraubwerkzeugess Der von den Rohrabschnitten 20, 21 und
den Ringflanschen 22, 23 umschlossene ringförmige Hohlraum ist mit Druckflüssigkeit,
vorzugsweise in Form von Hydrauliköl, gefüllt.
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Fig. 2 zeigt den Endbereich einer Spannbuchse, wobei in der oberen
Schnitthälfte
der äußere Rohrabschnitt 38 eine nach innen gerichtete Bördelung 39 besitzt, die
unmittelbar mit dem inneren glatten Rohrabschnitt 40 verklebt, verschweißt oder
verlötet ist. In der unteren Schnitthälfte besitzt das Innenrohr 41 eine nach außen
gerichtete U-förmige Bördelung 42, die mit dem äußeren Rohrabschnitt 43, der durchlaufend
glatt ausgebildet ist, verschweißt, verklebt oder verlötet ist. Hinsichtlich der
innerhalb der Spannbuchse anzuordnenden Druckzylinder usw. besitzen die Ausführungsbeispiele
gemäß Fig. 2 einen Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 entsprechenden Aufbau.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Spannbuchse ist bei den oben
beschriebenen Ausführungsbeispielen gleichartig.
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Bei der Montage wird die Spannbuchse einfach zwischen die Welle und
das zu befestigende Teil geschoben. Durch Drehen des Kolbens 11 oder 30 wird der
Kolbenkopf 14 oder 33 weiter in die Spannbuchse eingedreht. Dadurch wird ein Druck
erzeugt, der bewirkt, daß die Mantelflächen der Spannbuchse sich nach außen dehnen
und einen Preßsitz mit der Mantel fläche der Welle und Nabe hervorrufen.
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L e e r s e i t e