DE2845056A1

DE2845056A1 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE2845056A1
Application number: DE19782845056
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Ing Froehlich; Hermann Walter
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1978-10-16
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2845056C2; IT7949821A0; FR2439060A1; GB2034276B; IT1118129B; US4253694A; GB2034276A; FR2439060B1

Description

PATENTANWALTIN .:.'.." -"-*.-* ." *-·* 2845056

DR. HELGA WEISSENFELD — 6940 Weinheim/Bergstr.

"*">J ^— Hohnerweg 2

Telefon 06201 - 80-4494 + 8618 Telex 0465531

k. Juli 1978 Mo/Sch S 199

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim

Spannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für rotationssymmetrische Teile.

Es ist bekannt, rotationssymmetrische Teile mit Hilfe mechanischer Greifeinrichtungen aufzunehmen und zu transportieren. Solche Einrichtungen sind relativ aufwendig, und zwar insbesondere dann, wenn eine gleichmäßige Anpreßkraft auf die gesamte Oberfläche des aufgenommenen Objektes ausgeübt werden soll. Die erzielte Haltekraft ist ausschließlich abhängig von dem Reibschluß der in Kontakt befindlichen Oberflächen. Um diesbezüglich befriedigende Bedingungen zu erhalten, ist es·deshalb üblich, die Greiffinger solcher Greifeinrichtungen mit einer Oberflächenbeschichtung aus Gummi oder anderen elastomeren Werkstoffen zu versehen.

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In jedem Falle sind Greifeinrichtungen dieser Art relativ verschleißempfindlich und relativ unrobust gegenüber unsachgemäßer Behandlung. Reparaturen sind im allgemeinen aufwendig und nur von Fachkräften durchzuführen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung für rotationssymmetrische Teile zu entwickeln, die die Erzielung einer hohen und vollkommen ausgeglichenen Haltekraft ermöglicht, und die bei einem robusten Aufbau nach eingetretenem Verschleiß von Hilfskräften wieder instand gesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art , bestehend aus einem Trägerstück 1 mit wenigstens einer auf dem Umfang angeordneten Nut 5 mit einem Anschluß 2 für ein flüssiges oder gasförmiges Arbeitsmedium und einem in der Nut angeordneten, beweglichen Spannring 3 aus einem elastomeren Werkstoff mit jeweils wenigstens einer Dichtlippe k auf jeder Stirnfläche, die gleitend an der zugehörigen Stirnwand 6 der Nut 5 anliegt.

Die Wahl des Arbeitsmediums für den Betrieb der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist beliebig, und es können sowohl flüssige als auch gasförmige Arbeitsmedien verwendet werden. Im allgemeinen genügt ein Arbeitsdruck von 6 kp/cm . Der in den üblicherweise installierten Druckluftnetzen vorhandene Betriebsdruck ist daher für den Betrieb der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung im allgemeinen vollständig ausreichend.

Die relativ große hydraulisch bzw. pneumatisch wirksame Oberfläche des Spannringes ermöglicht die Verwendung elastomerer Werkstoffe mit relativ hoher Festigkeit. Die Spannvorrichtung läßt sich dadurch auch beim Vorhandensein relativ rauher Betriebsbedingungen vorteilhaft verwenden.

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Nach einer besonderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Nut 5 auf dem Außenumfang eines bolzenähnlich ausgebildeten Trägerteiles angeordnet ist. Die Ausführung entspricht einem Innengreifer, der durch den kompakten Aufbau des Trägerteiles in der Lage ist, sehr große radiale Schlag- oder Stoßbelastungen abzufangen. Das Trägerteil muß nicht zwangsläufig als fertige Einheit bezogen werden, sondern es läßt sich aufgrund seiner relativ einfachen Gestalt mit den üblichen und in allen Betrieben vorhandenen Werkzeugmaschinen leicht selbst herstellen bzw. in Anpassung an spezielle Gegebenheiten verändern. In bezug auf die Erzielung bestimmter Haltekräfte ist es lediglich erforderlich, die zu den vorgefertigten Spannringen gehörigen Einbautoleranzen einzuhalten sowie eine bestimmte Oberflächengüte. Der Flexibilität des Maschinenparks in bezug auf wechselnde Fertigungsprogramme kommt diese Möglichkeit außerordentlich entgegen.

Die gleichen Vorzüge treffen zu in bezug auf eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, bei der die Nuten auf dem Innenumfang der Bohrung eines muffenartig ausgebildeten Trägerteiles angeordnet sind. Diese Ausführung ist ein Innengreifer, und durch Variation des Mediums des Arbeitsdruckes sowie des Profiles des Spannringes bzw. der Wahl des für seine Herstellung verwendeten elastomeren Werkstoffes läßt sich seine Haltekraft sehr exakt in einem weiten Bereich präzisieren. Eine Spannvorrichtung dieser Art ist beispielsweise geeignet für die Handhabung und den Transport dünnwandiger Kristallgläser und für den Transport schwerer Metallbolzen. Eine hohe Anpassungsfähigkeit an Oberflächenunebenheiten, wie sie beispielsweise bei mundgeblasenen Kristallgläsern oder bei Steuerkolben von Ventilen gegeben sind, läßt sich ohne weiteres erzielen.

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Nach einer besonderen Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß beim Vorhandensein mehrerer Spannringe die Anschlüsse für das flüssige oder gasförmige Arbeitsmedium alle Nuten des Trägerstückes untereinander verbinden. Durch diese Maßnahme wird eine vollkommen synchrone und ausgeglichene Anpreßkraft aller Spannringe erzielt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß das Profil des verwendeten Spannringes an das Profil der jeweiligen Nut angepaßt ist, und daß die Dichtlippen als vorstehende Ringwülste im Bereich der Kante zwischen der jeweiligen Stirnfläche und dem Außen- bzw. dem Innenumfang des Spannringes angeordnet sind. Das exakte Profil der Dichtlippen geht aus von den Profilen bekannter Kolbendichtungen. Aus der speziellen Position der wulstähnlich ausgebildeten Dichtlippen resultiert eine nur teilweise druckabhängige Anpressung an die abzudichtenden Stirnflächen. Ohne Beeinträchtigung des Abdichteffektes ergibt sich daraus eine besonders große elastische Flexibilität der Spannringe.

Die Nuten haben im allgemeinen ein U-förmiges Profil, und es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die axiale Länge der darin eingesetzten Spannringe 0,8 bis 3 mal der radialen Dicke des Profils entspricht. Die Abmessungen beziehen sich dabei auf das Grundprofil des an das Profil der Nut angepaßten Spannringes ohne Berücksichtigung der vorspringenden und mit den Dichtlippen ausgestatteten Ringwülste. Aus der Einhaltung des vorgenannten Verhältnisses resultiert eine besonders große Anpassungsfähigkeit des Spannringes neben einer für durchschnittliche Betriebsbedingungen besonders hohen Robustheit.

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Nach einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß die Kanten zwischen den jeweiligen Stirnflächen und dem Außen- bzw. dem Innenumfang des Spannringes auf der von den Dichtlippen abgewandten Seite unter einem Winkel abgeschrägt sind. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Abschrägung mit der Rotationsachse der Spannvorrichtung einen Winkel von 1+5 bis 80 einschließt, und wenn die Abschrägung sich auf maximal 50 % der radialen Erstreckung der Stirnfläche bezieht. Die Abschrägung hat insbesondere den Zweck, in Verbindung mit einer an dem aufgenommenen Objekt vorhandenen Stufe auf dieses eine zusätzliche axiale Kraft auszuüben. Die Erzielung einer solchen sekundären Kraft ist abhängig von einer relativen Beweglichkeit zwischen der durch die Abschrägung gebildeten Fläche und der an dem aufgenommenen Objekt vorhandenen Stufe. Für eine entsprechende Ausbildung des Spannringes werden deshalb elastomere Werkstoffe mit einer Shorehärte von wenigstens 70 Shore A bevorzugt.

Die in der Anlage beigefügte Zeichnung zeigt zwei beispielhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in längsgeschnittener Darstellung.

Figur 1 zeigt einen Innengreifer aus einem Trägerteil 1 mit einem Anschluß 2 für das Arbeitsmedium. Der Anschluß ist verbunden über Kanäle mit den Ringnuten k, in denen die beweglichen Spannringe 3 aus dem elastomeren Werkstoff angeordnet sind.

Im Bereich der Übergangszone zwischen dem Innenumfang der Spannringe und deren stirnseitigen Flächen ist jeweils ein Ringwulst U angeordnet, dessen Dichtlippe an der zugehörigen Stirnfläche 6 der Nut anliegt. Zwischen den beiden Ringwülsten wird ein U-förmiger Raum eingeschlossen, und zur Auslösung des Haltevorganges wird der Innendruck in diesem Innenraum durch Erhöhung des Druckes des Arbeitsmediums über den Anschluß 2 erhöht.

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Daraus resultiert eine elastische Verformung des Spannringes in Form einer Durchmesservergrößerung. Diese wird erfindungsgemäß zur form- und kraftschlüssigen Festlegung des aufgenommenen Objektes ausgenutzt.

Figur 2 zeigt einen Außengreifer auf der Basis des der Erfindung unmittelbar zugrundeliegenden Gedankenganges. Das Trägerteil 1 ist hierbei muffenähnlich ausgebildet, und es weist im Innenraum eine Bohrung T auf. Die Bohrung ist in einem Bereich in Gestalt einer Nut mit einem rechteckigen Profil erweitert, und in diese Nut ist der Spannring 3 eingelegt. Das Arbeitsmedium wird durch einen Anschluß 2 zugeführt, und aus einer Druckerhöhung des Arbeitsmediums ergibt sich eine elastische Durchmesserverminderung des Spannringes 3. Die Anordnung und spezielle Ausbildung der Dichtlippen entspricht vollständig den in bezug auf Figur 1 gemachten Ausführungen.

Bei beiden Ausführungen sind die Spannringe lediglich lose in die an dem Trägerteil vorhandenen Nuten eingelegt. Bei eingetretenem Verschleiß ist es deshalb möglich, die Spannringe durch einfache elastische Aufweitung aus den Nuten zu entfernen und durch neue Spannringe zu ersetzen, die man elastisch in die Nut einschnappen läßt.

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Claims

Patentansprüche:

Spannvorrichtung für rotationssymmetrische Teile, "bestehend aus einem Trägerteil (1) mit wenigstens einer auf dem Umfang angeordneten Wut (5) mit einem Anschluß (2) für ein flüssiges oder gasförmiges Arbeitsmedium und einem in der Nut (5) angeordneten, beweglichen Spannring (3) aus einem elastODieren Werkstoff, mit jeweils wenigstens einer Dichtlippe (k) auf jeder Stirnfläche, die gleitend an der zugehörigen Stirnwand (6) der Nut (5) anliegt,
2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (5) auf dem Außenumfang eines bolzenähnlich ausgebildeten Trägerteiles (1) angeordnet ist.
3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut auf dem Innenumfang der Bohrung eines muffenartig ausgebildeten Trägerteiles (1) angeordnet ist.
k. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (2) für das flüssige oder gasförmige Arbeitsmedium alle Nuten des Trägerteiles untereinander verbindet.
5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil des Spannringes dem Profil der Nut angepaßt ist, und daß die Dichtlippen als vorstehende Ringwülste auf den Kanten zwischen der jeweiligen Stirnfläche und dem Außen- bzw. Innenumfang der Spannvorrichtung angeordnet sind.

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6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Spannringes 0,8 bis 3 mal der radialen Dicke des Profils entspricht .
7. Spannvorrichtung nach Anspruch 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten zwischen den jeweiligen Stirnflächen und dem Außen- bzw. dem Innenumfang auf der von den Dichtlippen abgewandten Seite abgeschrägt sind.
8. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung mit der Rotationsachse einen Winkel von 1+ 5 bis 80 einnimmt, und daß die Abschrägung sich auf maximal 5o % der radialen Erstreckung der Stirnfläche bezieht.

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