DE2914844C2 - Schnellspannvorrichtung, insbesondere für Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Fahrzeugrädern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneiispannvorrichtung zum zentrierten Einspannen von Werkstücken mit einer zentralen Bohrung oder mit auf einem Teilkreis liegenden Axialbohrungen und einer zentralen Bohrung, insbesondere für Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Fahrzeugrädern, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekanntlich erfordern die laufend zunehmende Motorisierung, die Erhöhung der Fahrgeschwindigkeiten der Kraftfahrzeuge sowie die sich auf die Erhöhung des Fahrkomforts und der Lebensdauer der Fahrzeuge richtenden Bestrebungen ein möglichst genaues Auswuchten der Kraftfahrzeugräder, was aus Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten heraus möglichst rasch bewerkstelligt werden soll. Zum Auswuchten müssen die Räder zentriert an der Auswuchtmaschine befestigt weiden. Dies kann bei Rädern gleicher Abmessungen und Bauart z. B. in Automobilfabriken mittels Sonderwerkzeugen und pneumatischen oder hydraulischen Antrieben leicht gelöst werden. Schwieriger ist die Situation jedoch bei den für Reperaturwerkstätten bestimmten Maschinen, wo fast sämtliche Abmessungen der Räder häufig variieren. Selbst wenn diese Auswuchtmaschinen mit bekannten Schnellspannvorrichtungen ausgestattet werden, ist die Nebenzeit zur Montage und Demontage des Raues wesentlich länger als die nur einige Sekunden dauernde Hauptmeßdauer moderner Auswuchtmaschinen.

Bei einer bekannten Schneiispannvorrichtung für Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Fahrzeugrädern (DE-GM 74 34 756) wird auf der Abtriebswelle der Auswuchtmaschine ein durch die zentrale Bohrung der Radfelge hindurchführbarer Dorn verspannt, an dessen einem, der Abtriebswelle benachbarten Ende eine Stützplatte angeordnet ist und an dessen anderem Endabschnitt ein Gewinde ausgebildet ist, auf welchem eine als Flügelmutter ausgebildete Spannmutter schraubverstellbar ist, die verdrehbar, jedoch axial fest mit einer auf dem Dorn axial verstellbaren Andrückitnd Zentriereinheit verbunden ist, an deren der Stützplatte zugewendeten Seite eine Zentriereinrichtung aus mehreren mit den Felgenbohrungen zusammenwirkenden Zentrierbolzen oder einem mit der zentralen Felgenbohrung zusammenwirkenden zentralen Zentrierkegel angeordnet ist. Zum Aufspannen des Fahrzeugrades muß dieses daher auf den Dorn bis zum Anliegen an dessen Stützplatte gehoben werden, wonach die Spannmutter auf den Dorn geschraubt wird, so daß dadurch die Andrück- und Zentriereinheit auf dem Dorn axial verstellt wird. Da bis dahin das Fahrzeugrad nicht an dem Dorn zentriert gehalten ist, hängt es ex7entrisch auf dem Dorn, bis die Spannmutter soweit auf den Dorn geschraubt ist, daß die Andrück- und Zentriereinheit bis zu dem Fahrzeugrad verstellt ist.

Das Fahrzeugrad muß dann etwas angehoben und gegebenenfalls verdreht werden, damit die Zentriereinrichtung in die Felgenbohrungen oder in die zentrale Felgenbohrung des Fahrzeugrades eintreten kann. Gleichzeitig muß dann die Spannmutter weitergeschraubt werden, bis das Fahrzeugrad fest gegen die Stützplatte gespannt ist Das Aufspannen des Rades ist daher ein verhältnismäßig aufwendiger und zeitraubender Vorgang, der nur wenig dadurch beschleunigt wird, wenn nach einer weiteren Ausführungsform der bekannten Spannvorrichtung ein in die zentrale Felgenbohrung des Fahrzeugrades eingreifender Andruck- und Zentrierkegel vorhanden ist, der mit der Spannmutter nicht verbunden ist und daher bereits auf den Dorn geschoben werden kann, bevor die Spannmutter auf diesen aufgeschraubt wird.

Bei einer anderen, für Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Fahrzeugrädern vorgesehenen Schnellspannvorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist der Dorn in eine zentrale Gewindebohrung der Antriebsnabe eingeschraubt und ist die Zentriereinrichtung in Form von auf einem Teilkreis liegenden Zentrierbolzen an der Stützplatte selbst ausgebildet, während die Spannmutter als Schnellspannmutter derart gestaltet ist, daß sie verkippt auf dem Gewindeabschnitt des Doms verschoben werden und dann zurückgekippt und mit dem Dorngewinde verschraubt werden kann. Für Fahrzeugräder mit größerem Durchmesser ihrer zentralen Felgenbohrung als der Durchmesser der Spannmutter jo wird zwischen diese und dem Fahrzeugrad eine Spanneinrichtung in Form einer Spannscheibe auf den Dorn geschoben, durch welche der Durchmesserunterschied überbrückt wird. Durch die Ausbildung der Spannmutter als Schnellspannmutter ist der Aufspann- J5 Vorgang gegenüber der oben erwähnten anderen bekannten Spannvorrichtung verkürzt. Das Aufspannprinzip ist jedoch das gleiche: Zuerst muß das Fahrzeugrad auf den Dorn bis zu der Stützplatte gehoben wv.rden, wonach die Schnellspann mutter bis -to zum Anschlagen an dem Fahrzeugrad auf den Dorn geschoben und zum Verspannen des Fahrzeugrades mit dem Dorn verschraubt wird, das vorher bis zum Fluchten seiner Felgenbohrungen mit den zugeordneten Zentrierbolzen ausgerichtet und auf diese aufgesetzt *'■> werden muß. Auch dieser Aufspamivorgang ist noch verhältnismäßig arbeitsaufwendig und zeitraubend.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer Schnellspannvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zur >» Vereinfachung und Beschleunigung des Spannvorganges bei Aufrechterhaltung einer guten Zentrierger.auigkeit des Werkstückes eine Schnellverbindung zwischen dem Dorn und der Antriebsnabe auszubilden, so daß durch diese Schnellverbindung der Dorn in der « Antriebsnabe festgelegt und gleichzeitig das Werkstück mit der Stützplatte der Antriebsnabe verspannt werden kann.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 erreicht.

Durch die Erfindung ist es möglich, den Dorn außerhalb der die Antriebsnabe aufweisenden Maschine mit bereits auf den Dorn aufgeschobener Andrück- und Zentriereinheit und bereits aufgeschraubter Spannmutier durch die zentrale Bohrung des Werkstückes zu 65 schieben und die Zentrierung zwischen Werkstück und Dorn vor dem AufseU/.n des Werkstückes auf die Maschine durchzuführen, wonach das Werkstück mitsamt dem Dorn in dieser zentrierten Lage in die Maschine eingesetzt wird. Es braucht dann nur noch die Spannmurter um einen kleinen Drehwinkel zum Verspannen des Werkstückes mit der Stützplatte der Antriebsnabe und zum gleichzeitigen Verspannen des Doms in der Antriebsnabe verdreht zu werden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion der Schnellspannvorrichtung erfolgt die Montage und Demontage des Werkstückes sehr schnell und nimmt insgesamt nur einige Sekunden in Anspruch, weil der Dom mitsamt dem an ihm bereits zentrierten Werkstück in einer einzigen Bewegung in die Maschine eingesetzt werden kann. Zur Montage und Demontage des Werkstückes ist keine Fremdenergie erforderlich, da sie von Hand erfolgen und keinen größeren Kraftaufwand von der Bedienungsperson verlangen, als das Anziehen und Lösen einer einzigen Spannmutter durch Verdrehen um einen nur kleinen Drehwinkel. Dabei muß die Bedienungsperson nur wenig mehr als das Eigengewicht des Werkstücker, heben, weil das Gewicht des Doms mit Andrück- und Zentriereinheit und Spannmutter im Vergleich zum Werkstückgewicht gering ist

Wenngleich das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Fahrzeugrädern ist, ist die Erfindung auch geeignet zur mittigen Aufnahme sonstiger scheibenartiger Werkstücke, deren schnelles Auswechseln erforderlich ist Die Erfindung ist weiterhin auch für Anwendungsgebiete geeignet auf denen verschiedene umlaufende Werkstücke schnell und mittig aufgenommen bzw. ausgewechselt werden müssen, wie z. B. bei Schleuderprüfständen, speziellen Werkzeugmaschinen für spezielle Bearbeitungen von wenigstens mit einer zentralen Bohrung versehenen Werkstücken und dergleichen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand jeweils der Ansprüche 2 bis 7.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine ein Klinkengesperre enthaltende Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtung im Längsschnitt

Fig.2 eine andere Ausführungsform der Schnellspannvorrichtung, bei der die Feststellvorrichtung ein Klemmgesperre enthält, und

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schnellspannvorrichtung, bei welcher die Feststellvorrichtung ein als Platte mit einer Bohrung ausgeführtes Verkeilungselement enthält

Die aus den F i g. 1 bis 3 ersichtliche Schnellspannvorrichtung besteht aus einer Spanneinheit 20, einer Feststellvorrichtung 10 und einer Entriegelungseinheit li.

Die Spanneinheit 20 enthält einen zentralen Dorn 1 mit einem Gewinde an seinem einen Endabschnitt, auf welches eine Spannmutter 2 aufgeschraubt ist, und eine aus einem Andrückelement und einer Zentriereinrichtungbestehenden Andrück- und Zentriereinheit 3.

Die Spannmutter 2 ist bei der dargestellten Lösung als Flügelmutter ausgeführt. Die Spannmutter 2 liegt axial an der Andrück· und Zentriereinheit 3 an, welche ebenfalls auf den zentralen Dom 1 aufgesteckt ist und auf diesem in axialer Richtung verstellbar, jedoch verdrehfesi angeordnet ist.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 ist die Andrück- und Zentriereinheit 3 mit Zentrierbolzen 6 ausgestattet, welche mit dem Rand der Axialbohrungen

des Werkstückes 4 zusammenwirken und an denen dieses zentriert an eine Stoßplatte 8 der Schnellspannvorrichtung angedrückt wird. Die Anzahl und der Teilkreisdurchmesser der auf der Andrück- und Zentriereinheit 3 vorgesehenen Zentrierbolzen entspre- ι chen denen der in dem Werkstück 4 befindlichen Axialbohrungen, d. h. für unterschiedliche Werkstücke werden entsprechend unterschiedliche Andrück- und Zentriercinheiten 3 mit Zentrierbolzen 6 unterschiedlicher Anzahl verwendet.

Die Feststellvorrichtung 10 ist bei der in F i g. I dargestellten Lösung an eine an die Hauptwelle der Maschine montierte, als Hohlnabe ausgeführte Antriebsnabe 9 montiert. An der Antriebsnabe 9 ist auch die das Werkstück 4 gegenstützende, austauschbare \% Stützplatte 8 befestigt. In eine als Bohrung ausgebildete zentrale Ausnehmung der Antriebsnabe 9 ragt der zentrale Dorn 1 der Spanneinheit 20 hinein. An dem in der Antriebsnabe 9 liegenden Ende des zentralen Doms 1 ist eine sägezahnförmige Verzahnung 5 ausgebildet, in 2n welche in der Antriebsnabe 9 schwenkbar gelagerte Klinken 12 eingreifen. Die Klinken 12 werden durch Federn 21 in die Verzahnung 5 hineingedrückt. Der zentrale Dorn 1 wird nach seinem Einstecken in die Bohrung der Antriebsnabe 9 durch die Feststellvorrich- >> tung 10 solange festgehalten, bis die Entriegelungseinheit 11 betätigt wird. Die Feststellvorrichtung 10 ermöglicht das Einführen des zentralen Dorns 1, verhindert jedoch sein Herausziehen in jeder Stellung. Die Entriegelungseinheit 11 sichert, daß bei der jo Demontage des Werkstückes 4 der zentrale Dorn I und mit diesem zusammen auch die Spanneinheit 20 aus der Feststellvorrichtung 10 herausgezogen werden können. Mit Hilfe eines doppelarmigen Handbetätig'.'ngshebels 18 wird auch ein elektrisches Schaltelement 19 betätigt, so daß dadurch der die Hauptwelle der Maschine antreibende Elektromotor verriegelt wird.

Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform sitzen die Zentralbolzen 6 an verstellbaren Armen 7 der Andrück- und Zentriereinheit 3. Die Zentrierbolzen 6 -»o sind wie in der Ausführungsform nach F i g. t an ihrem freien Ende kalottenförmig ausgebildet, damit sie an der Wandung der konischen Bohrungen des Werkstückes 4, die unterschiedliche Kegelwinkel aufweisen können, sicher zur Anlage gelangen. Hinter der Kalotte -»5 hingegen sind die Zentrierbolzeri 6 an ihrem freien Ende mit einem abstehenden zylindrischen Zapfen versehen, damit das Werkstück 4 im Verlauf der Montage nicht von den Zentrierbolzen 6 herunterfällt. Die Lage der Zentrierbolzen 6 kann durch Verstellen der Arme 7 mittels Stellschrauben eingestellt und festgelegt werden. Bei dieser Ausführungsform enthält die Feststellvorrichtung 10 anstelle des Klinkengesperres nach Fig. I ein Klemmgesperre mit an Federn 14 abgestützten, mit bogensegmentförmigen Klemmflächeii ausgestatteten Klemmhebeln 13, die jeweils in einer die Achse des Dorns 1 enthaltenden Ebene schwenkbar an der hohlen Antriebsnabe 9 gelagert sind und mit Hilfe einer ebenfalls gegen Federn axial beweglichen Buchse 17 gelöst werden können. «>

Die schwenkbar gelagerten Klemmhebel 13 werden durch die Federn 14 gegen den zylindrischen Teil des zentralen Dorns 1 gepreßt. Das Einführen des zentralen Dorns 1 in die zentrale Bohrung der Antriebsnabe 9 wird durch die Klemmhebel 13 zugelassen, sein Herausziehen aus der Bohrung jedoch dadurch verhindert, daß dann die Klemmhebel 13 sich an dem Dorn 1 verkeilen. Der zentrale Dorn 1 kann nach Betätigung der Entriegelungseinheit 11. deren Buchse 17 dabei die Klemmhebel 13 zurückschwenkt, herausgezogen werden.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind keine gesonderten Zentrierbolzen vorgesehen, sondern die Andruck- und Zentriereinheit 3 ist als konzentrischer Zentrierkonus ausgebildet. Diese Lösung kann in erster Linie in dem Fall verwendet werden, wenn das Werkstück 4 lediglich eine zentrale Axialbohrung aufweist.

Die Feststellvorrichtung 10 der aus Fig.3 ersichtlichen Variante enthält ein hebelartiges Verkeilungselement, das an einem außerhalb der Achslinie der Antriebsnabe 9 liegenden Punkt schwenkbar abgestützt ist. Das Verkeilungselement ist als Platte 15 ausgebildet, welche mit einer Ausnehmung versehen ist. durch welche der zentrale Dorn 1 hindurchgeführt werden kann, der jedoch bei seinem Herausziehen aus der Ausnehmung durch Verschwenken der Platte 15 am Rand der Ausnehmung verklemmt wird. Das Verklemmen wird auch durch die an der Platte 15 angreifende Feder 16 gefördert. Der zentrale Dorn I kann nach Beseitigung der Verklemmung aus der Ausnehmung der Platte 15 herausgezogen werden.

Die Entriegelungseinheit 11 ist an die Art der verwendeten Feststellvorrichtung 10 angepaßt gestaltet, jedoch ist ihre Funktion bei jeder Variante die gleich". Sie ermöglicht das Herausziehen des zentralen Dorns 1 aus der zentralen Ausnehmung der Antriebsnabe 9 in der Weise, daß sie die Klinken 12 in der Ausführungsform nach F i g. 1 aus der Verzahnung 5 des zentralen Dorns 1 aushebt bzw. die Verkeilung der Verkeilungselemente bei den Ausführungsformen nach Fig. 2 oder 3 durch deren Abheben von dem Dorn 1 löst.

Das in der Entriegelungseinheit 11 vorgesehene Schaltelement 19 verhindert den Antrieb der Hauptwelle, wenn die Entriegeluiigseinheit 11 betätigt wird.

Auf dieser Grundlage kann die Arbeitsweise der Schnellspannvorrichtung leicht erläutert werden und ihre Vorteile sind leicht einzusehen. Eine dem Teilkreisdurchmesser und der Anzahl der axialen Bohrungen des Werkstückes 4 in ihren Abmessungen entsprechende Andrück- und Zentriereinheit 3 wird so auf den zentralen Dorn 1 aufgesteckt, daß sie an der Stirnfläche der Spannmutter 2 anliegt. Hiernach werden die Zentrierbolzen 6 der ausgewählten Andruck- und Zentriereinheit 3 in die zugeordneten Axialbohrungen des Werkstückes 4 eingeführt Das Werkstück 4 mit der einen, den zentralen Dorn 1 mit der anderen Hand haltend, wird das zylindrische Ende des zentrale¹" Dorns 1 in die Führungsausnehmung der Antriebsnabe 9 soweit eingeführt, bis die Stirnfläche des Werkstückes 4 an der auswechselbaren Stützplatte 8 anliegt. Die Feststellvorrichtung 10 ermöglicht das Einführen oder Einstecken des zentralen Doms 1, verhindert jedoch dessen Herausziehen. Zur endgültigen Befestigung des Werkstückes wird die Andrück- und Zentriereinheit 3 mittels der Spannmutter 2 durch deren Verdrehen um etwa eine halbe Umdrehung bis zu dem erforderlichen Maße festgeklemmt Hierdurch ist die mittige Montage des Werkstückes 4 durchgeführt und die Drehbewegung bzw. das Auswuchten kann eingeleitet werden.

Die Demontage des Werkstückes 4 erfolgt in nachstehender Weise: Nachdem das rotierende Werkstück 4 zum Stillstand gekommen ist, wird die Spannmutter 2 durch Verdrehen um etwa eine halbe Umdrehung gelockert und dann die Feststellvorrich-

tung 10 durch Bewegung des Handhebels 18 in der Pfeilrichtung gelöst. Hiernach wird das Werkstück 4 samt der Spanne'nheit 20 abgezogen und sodann von der Spanneinheit 20 getrennt. Damit ist die Demontage des Werkstückes 4 beendet und es kann mit der Montage des nächsten Werkstückes begonnen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schneiispannvorrichtung zum zentrierten Einspannen von Werkstücken mit einer zentralen Bohrung oder mit auf einem Teilkreis liegenden Axialbohrungen und einer zentralen Bohrung, insbesondere for Auswuchtmaschinen zum Auswuchten von Fahrzeugrädern, mit einer eine zentrale Ausnehmung aufweisenden Antriebsnabe, an deren freiem Ende eine Stützplatte zur axialen to Abstützung des Werkstückes angeordnet ist und in deren zentraler Ausnehmung ein durch die zentrale Bohrung des Werkstückes hindurchführbarer Dorn festlegbar ist, an dessen der Antriebsnabe abgewendetem Endabschnitt ein Gewinde ausgebildet ist, auf ι\ welchem eine Spannmutter schraubverstellbar ist, die an der der Stützplatte abgewendeten Seite eines eine zentrale Bohrung aufweisenden, auf dem Dorn axial verschiebbar angeordneten Andrückelementes angreift, und mit einer durch die Schraubverstellung der Spannsnutter mit den Axialbohrungen oder der zentralen Bohrung des zwischen dem Andrückeiement und der Stützplatte angeordneten Werkstükkes zusammenwirkenden Zentriereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn(l) in die zentrale Ausnehmung der Antriebsnabe (9) einsteckbar ist, die mit eir-er mit dem Dorn (1) zusammenwirkenden, sein Einstecken in die Antriebsnabe (9) zulassenden, ihn gegen ein Herausziehen aus der Antriebsnabe (9) jedoch selbsttätig jo sperrenden Feststellvorrichtung (10) versehen ist, welche millels einer Entriegelungseinheit (II) für das Herausziehen dps Dorn-s (1) aus der Antriebsnabe (9) entriegelbar >st, und daß das Andrückelement und die Zentriereinrichtung als auf dem Dorn (1) verdrehfest, jedoch axial verstellbar angeordnete Andrück- und Zentriereinheit (3) ausgebildet sind, an deren der Stützplatte (8) zugewendeten Seite die Zentriereinrichtung ausgebildet ist.

2. Schnellspannvorrichtung nach Anspruch 1,40 dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung (10) ein Klinkengesperre aus an der Antriebsnabe (9) federnd abgestützten Klinken (12) und ei;:er am Einsteckende des Doms (1) ausgebildeten Verzahnung (5) ist

3. Schneiispannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung (10) wenigstens ein in der Antriebsnabe (9) gelagertes Verkeilungselement (13,15) enthält.

4. Schneiispannvorrichtung nach Anspruch 3, so dadurch gekennzeichnet, daß das Verkeilungselement als federbelasteter Bogensegment-Klemmhebel (13) ausgebildet ist, welcher in einer Achsebene des Dorns (1) schwenkbar in der Antriebsnabe (9) gelagert ist.

5. Schneiispannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verkeilungselement als Platte (15) ausgebildet ist, die aus einer zur Achslinie des Dorns (1) senkrechten Ebene ausschwenkbar an der Antriebsnabe (9) abgestützt ist m> und eine Ausnehmung aufweist durch welche der Dorn (1) hindurchsteckbar ist, so daß der Rand der Ausnehmung als Klemmrand mit dem Dorn (1) zusammenwirkt.

6. Schneiispannvorrichtung nach einem der f>3 Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrück- und Zentriereinheit (3) mehrere Zentrierbolzen (6) aufweist, an deren Zentrierende ein Zapfen absteht, der mit einer das Abfallen des Werkstückes (4) verhindernden Kreisnut versehen ist

7, Schneiispannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 —6, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinheit (U) einen schwenkbaren, an der Feststellvorrichtung (10) angreifenden Handbetätigungshebel (18) aufweist, der mit einem auf den Entriegelungszustand anspechenden elektrischen Schaltelement (19) zusammenwirkt