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Titel: Spannvorrichtung mit axial-elastischer
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Spannhülse Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung
mit einem Grundkörper, einer Spannkrafteinrichtung, einem zu spannenden Teil und
einer Spannhülse, die aufgrund von Schlitzen bzw. Aussparungen verformbar ist, die
parallel zueinander, längenmäßig begrenzt, ungefähr quer zur Verformungsrichtung
in Hülsenumfangsrichtung verlaufen, wobei jeweils zwei nebeneinander angeordnete
Schlitze sich überlappen und in Längsrichtung der Schlitze gesehen mindestens zwei
Schlitze mit Abstand hintereinander vorgesehen sind, die mit einem daneben angeordneten
Schlitz auf Lücke angeordnet sind und eine waagscheitartige Verbindungsbrücke begrenzen.
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Bei einer bekannten (US-PS 26 10 066) Vorrichtung dieser Art bildet
die Spannhülse beiderends je einen geschlitzten Konus, der mit Hilfe eines Gegenkonus
und unter Einwirkung der Spannkrafteinrichtung einen in die Spannhülse gesteckten
Rundkörper festspannt. Die in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitze ermöglichen
wie eine Schraubenfeder einen veränderlichen Abstand zwischen den beiden Konen.
Die Federkraft des Federelementes,
das mit den in Umfangsrichtung
verlaufenden Schlitzen versehen ist, wird also nicht direkt zum Spannen des zu spannenden
Teiles ausgenützt.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Spannvorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, bei der aufgrund geeigneter Ausbildung der Spannhülse
und des zu spannenden Teiles eine verbesserte Ausnutzung des durch die in Umfangsrichtung
verlaufenden Schlitze gebildeten Federelementes gegeben ist.
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Die Erfindung sieht, die Aufgabe lösend, eine Spannvorrichtung vor,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Spannhülse derart gestaltet ist, daß sie
in der Lage ist, aufgrund von Verkürzung oder Verlängerung das zu spannende Teil
an einander gegenüberliegenden, von Aufnahmeprofilen gebildeten Stellen zu spannen.
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Hierdurch sind neuartige Anwendungen des Federelementes mit in Umfangsrichtung
verlaufenden Schlitzen bei verschiedensten Spannvorrichtungen ermöglicht, die bisher
mit andersartigen Federelementen arbeiten. Die erfindungsgemäß verwendete Spannhülse,
Spannzange bzw. Spannbüchse genügt gesteigerten Anforderungen bzw. Bedürfnissen
hinsichtlich Zentriergenauigkeit, indem durch sinnvolle Schlitzung federnde Verformungszonen
geschaffen sind, die unter der Wirkung einer von außen eingeleiteten Verformungskraft
gleichmäßig verformt werden.
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Bei der Spannhülse der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
bildet
der Hülsenbereich zwischen zwei hintereinander angeordeneten Schlitzen eine erste
Gelenkstelle; bei den Enden des daneben angeordneten Schlitzes befinden sich eine
zweite und eine dritte Gelenkstelle. Die beiden Streifen zwischen der ersten und
der zweiten bzw. der ersten und der dritten Gelenkstelle sind jeweils der Länge
nach kürzer als ein sich über die gesamte wirksame Länge der Hülse erstreckender
Streifen.
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Zwischen den nebeneinander angeordneten Schlitzen ist kein Materialstreifen
vorhanden, der sich quer über die gesamte wirksame Länge der Spannhülse erstreckt.
Die vorgesehene Schlitzanordnung ermöglicht je nach Anordnung der Schlitze eine
hinsichtlich Gleichmäßigkeit beachtlich verbesserte axiale Verformung der Spannhülse,
wobei die gewünschte Verformungsrichtung quer, vorzugsweise rechtwinkelig, zur Längsrichtung
der Schlitze verläuft.
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Zwei Gelenkstellen befinden sich an den Enden, eine Gelenkstelle genau
in der Mitte einer Verbindungsbrücke. Dabei können mehrere gegengleiche Verbindungsbrücken
an den Gelenkstellen zusammengekuppelt werden. Diese stehen infolge ihrer Symmetrie
und Gleichhebeligkeit unter sich im Gleichgewicht. Infolgedessen verformt sich die
Spannülse auch gleichmäßig.
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In der Regel sind mindestens zwei waagscheitartige Verbindungsbrücken
vorgesehen. Die beiden waagscheitartigen Verbindungsbrücken sind, wenn eine Schlitzreihe
mindestens drei Schlitze aufweist, hintereinander angeordnet und, wenn eine Schlitzreihe
maximal zwei Schlitze aufweist, nebeneinander angeordnet.
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Die mindestens zwei waagscheitartigen Verbindungsbrücken ersetzen
hinsichtlich Elastizität in etwa einem durchgehenden Schlitz.
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Da die Schlitze in Hülsenumfangsrichtung verlaufen, ist es im Rahmen
der Erfindung besonders zweckmäßig und vorteilhaft, wenn der Abstand zweier nebeneinander
angeordneter Schlitze kleiner als 1/4, vorzugsweise 1/7 bis 1/30 des Hülsendurchmessers
ist. Hierbei sind die Abstände zwischen nebeneinander angeordneten Schlitzen, d.h.
die Verbindungsbrücken besonders schmal gestaltet, was entscheidend für die Erfindung
ist.
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Es ist möglich, die Schlitze gleichmäßig über den wirksamen Bereich
der Spannhülse zu verteilen. Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es jedoch,
wenn die mindestens eine waagscheitartige Verbindungsbrücke begrenzenden Schlitze
eine Verformungszone bilden und mehrere dieser Verformungszonen ungefähr quer, vorzugsweise
rechtwinkelig, zur Dehnrichtung nebeneinander mit einem Abstand voneinander angeordnet
sind, der größer als der Abstand zweier in einer der Verformungszonen nebeneinander
angeordneter Schlitze voneinander ist. Bei dieser Ausführungsform ist eine allzu
weiche Ausbildung der Spannhülse vermieden, sind möglichst wenig Schlitze vorgesehen,
was die Herstellung vereinfacht, und sind die Brücken zwischen den Schlitzen vorteilhaft
schmal.
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Bei der erfindungsgemäß verwendeten Spannhülse, Spannzange, bzw.
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Spannbüchse verlaufen die Schlitze in Umfangsrichtung, wobei
Winkel
der Schlitze mit der Umfangsrichtung bis zu z.B. 150 ebenfalls noch unter die Erfindung
fallen. Die Schlitze oder die Verformungszonen sind in bestimmten Breichen der Hülse
oder gleichmäßig verteilt über die Hülse vorgesehen. Die massiven Bereiche zwischen
zwei Verformungszonen sind z.B.
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mit profilierten Längsstegen versehen, mittels derer Profile spannbar
sind. Die Spannhülse ist zur Ermöglichung ihrer Aufweitung unter dem Einfluß der
Spannkrafteinrichtung z.B. mit einfachem oder doppeltem Spannkegel, mit Spanngewinde
oder mit Kegelrillen versehen. Da die Schlitze in Umfangsrichtung verlaufen, ist
es möglich, daß Spannhülse und Grundkörper aus einem Stück sind und von Spannschrauben
parallel zur Längsachse durchdrungen sind, wobei die Spannschrauben die zur Verformung
der Spannhülse notwendige Spanneinleitungskraft erzeugen.
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Besonders zweckmäßig und vorteilhaft ist es auch, wenn die Dikke der
Spannhülse im Bereich der Verformungszone über die Länge der Spannhülse konstant
ist. Bei dieser Gestaltung sind z.B. in der Verformungszone Sägengewinde oder eine
konische Wanddickenzunahme, die dem Dehnen der Spannhülse dienen, nicht vorgesehen
oder ist die Wanddicke der Spannhülse außerhalb der Verformungszone größer als im
Bereich der VerformungSione. Hierdurch sind die durch die Verformungszonen gegebenen
yedereigenschaften der Spannhülse unabhängig von der Wanddicke der Spannhülse außerhalb
der Verformungszonen, d.h. in den Tragzonen.
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In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt
und zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer Spannvorrichtung mit axialelastischer
Spannhülse, Fig. 2 im Schnitt eine Einzelheit der Fig. 1 in einem gegenüber Fig.
1 vergrößerten Maßstab, Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie AB in Fig. 1, Fig. 4 eine
Seitenansicht einer weiteren Spannvorrichtung mit axialelastischer Spannhülse und
Fig. 5 eine Seitenansicht der Spannvorrichtung gemäß Fig. 4.
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Gemäß Fig. 1 bis 3 ist ein zu spannendes Teil 11 vorgesehen, das ein
Innengewinde 16 aufweist, das über eine Spannvorrichtung geschraubt ist, die zwischen
einem Anschlag 12 eines Grundkörpers 10 und einer Spannkrafteinrichtung 13 eine
Spannhülse 1 aufweist. Die Spannhülse besitzt beiderends einen Gewindebereich 17
mit Außengewinde, auf das das Innengewinde 16 geschraubt ist. Zwischen den beiden
Gewindebereichen 17 ist die Spannhülse 1 mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen
3, 4 versehen, die gleichmäßig über den Umfang und über den zwischen den Gewindebereichen
17 befindlichen Bereich verteilt sind, so daß nicht mehrere ausgeprägte Verformungszonen
gebildet sind, sondern nur eine umfangreiche Verformungszone vorhanden ist. Diese
Verformungszone wirkt wie ein Federelement, das durch entsprechende Dimensionierung
der Verbindungsbrücken in seiner Federkennlinie verändert werden kann. Eine durch
die Kraftspanneinrichtung 13 aufgebrachte axiale Kraft verformt die
Spannhülse
in axialer Richtung. Auf diese Weise ist die Spannhülse in der Lage, ein zu spannendes
Teil an irgendwelchen einander gegenüberliegenden Stellen zu spannen, die im vorliegenden
Fall von dem Innengewinde gebildet sind. Unter der Wi#rkung der Spanneinleitungskraft
verkürzt sich die Spannhülse. Der gleiche Spanneffekt könnte unter dem Einfluß einer
Zugkraft durch Verlängerung der Spannhülse erreicht werden, was nur von der Funktion
der Spannkrafteinrichtung abhängt. Nach dem gleichen Prinzip können auch Außenkonturen
gespannt werden. Das zu spannende Teil kann mit Aufnahmeprofilen wie Formrillen
oder Gegenschultern versehen sein, um mit der in axialer Richtung elastischen Spannhülse
gespannt zu werden.
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Die Spannvorrichtung gemäß Fig. 4 und 5 dient zum Spannen des Teiles
11 auf dem Außengewinde 18. An einem ringförmigen Grundkörper 10 ist einstückig
eine Spannhülse 1 angeformt, die mit einem Innengewinde 19 auf das Außengewinde
18 geschraubt ist.
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Rechtwinkelig zur Scheibe 10 und in Längsrichtung eines Mantels 2
sind als Spannkrafteinrichtung 13 Schrauben eingeschraubt, deren Kopf sich an dem
ringförmigen Grundkörper 10 abstützt.
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Die Schrauben ziehen die in axialer Richtung zusammendrückbare Spannhülse
1 zusammen. Die Spannhülse 1 besitzt beispielsweise zwei sich um den Umfang herum
erstreckende Reihen von Schlitzen 3, 4, die eine Verformungszone 7 bilden. Durch
Anziehen der Schrauben wird die Verformungszone 7 komprimiert und erfolgt ein Verspannen
der Gewindeflanken des Außengewindes 18 ähnlich wie bei Fig. 2. Selbstverständlich
können auch mehr als zwei Schlitzreihen angebracht werden.
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Eine Spannhülse 1 gemäß Zeichnung ist ein einstückiges Gebilde mit
einem sich um eine Mittellängsachse herum erstreckenden Mantel 2. In der Spannhülse
1 bzw. im Mantel 2 sind Schlitze 3, vorgesehen, die rechtwinkelig zur Mittellängsachse
bzw.
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radial durch den Mantel hindurchgehen. Die Schlitze sind an ihren
in der Spannhülse liegenden Enden sich verjüngend, d.h.
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ohne Erweiterung, und abgerundet gestaltet. Die beiden hintereinander
angeordneten Schlitze 3 und der daneben angeordnete Schlitz 4 begrenzen eine waagscheitartige
Verbindungsbrücke 5, deren drei Kraftangriffspunkte bei drei Gelenkstellen 6 liegen,
von denen eine zwischen den beiden Schlitzen 3 und je eine an jedem Ende des Schlitzes
4 angeordnet ist. Es ist eine Gelenkstelle genau in der Mitte zwischen den beiden
zugehörigen anderen Gelenkstellen angeordnet. Eine solche Verbindungsbrücke ist
das Grundelement der Verformungszone, die durch Aneinanderreihen mehrerer gegengleicher
Verbindungsbrücken variiert werden kann.
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L e e r s e i t e