DE4408146C1 - Spannmodul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannmodul.

Aus US-PS 36 28 253 ist ein Spannmodul bekannt, welcher zwei gegeneinander bewegliche Zahnstangen und ein Ritzel als An­ trieb für das Bewegen der Zahnstangen aufweist. Ferner ist darüber hinaus aus US-PS 22 89 051 oder DE 23 09 931 B2 be­ kannt, das Antriebs-Ritzel außer Eingriff von einer der Zahn­ stangen zu bringen, um nach Lösen einer Kupplung die Zahnstan­ gen von Hand in einen gewünschten Spannbereich zu bringen und dort zu fixieren. Schließlich ist in US-PS 23 31 831 das Prin­ zip des Arretierens und Lösens bei einem Spannmodul beschrie­ ben.

Bei bisher eingesetzten Spannmodulen steht das Ritzel mit sei­ nem unteren Bereich mit der Antriebseinheit in kämmendem Ein­ griff, während sein oberer Bereich mit in Seitenwandungen des Spannmoduls geführten, parallel einander gegenüberliegend an­ geordneten Zahnstangen in einem entsprechenden kämmenden Ein­ griff steht. Ferner ist innerhalb der Seitenwandungen des Spannmoduls jeweils mit einer der beiden Zahnstangen eine Spannbacke bzw. ein Spannbacken-Träger fest verbunden. Bei dem herkömmlichen Spannmodul sind jeweils mit einer der Zahnstan­ gen verbundene Spannbacken oder Spannbacken-Träger innerhalb eines gleichbleibenden Spannhubes verschiebbar, der beispiels­ weise bezogen auf jede Spannbacke bzw. jeden Spannbacken-Trä­ ger in der Größenordnung von 4 bis 7 mm liegen kann.

Herkömmliche Spannmodule mit dem vorstehend beschriebenen Auf­ bau sind jeweils immer nur für einen vorgegebenen Spannbereich ausgelegt, so beispielsweise für Ringe mit einem Innendurch­ messer von 40, 50, 60 mm oder mehr. Für Benutzer und Anwender solcher Spannmodule bedeutet dies, daß passend zu den jeweils zu handhabenden Teilen nicht nur verschieden große Spannmodule vorrätig sein müssen, sondern zum Behandeln anders dimensio­ nierter Teile das gerade benutzte Spannmodul gegen ein anderes Spannmodul austauschen muß. Ein derartiges Austauschen von Spannmodulen ist generell arbeitsintensiv und -aufwendig, und insbesondere bei einer geringen Stückzahl von zu bearbeitenden Teilen ausgesprochen lästig und kontraproduktiv. Obendrein kann das Umrüsten i.a. nur von Fachpersonal durchgeführt wer­ den.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das herkömmliche Spannmo­ dul in der Weise zu verbessern, daß es bei gleichbleibendem Spannhub innerhalb eines variablen, erheblich größeren Spann­ bereich in einfacher Weise schnell und sicher verstellbar ist.

Gemäß der Erfindung ist dies bei einem Spannmodul nach dem Anspruchs 1 erreicht. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist Gegenstand des auf den Anspruch 1 rückbezogenen Anspruchs 2.

Das erfindungsge­ mäße Spannmodul weist zwei gleich lange Zahnstangen auf, die auf beiden Seiten weit über der Führung dienende Modul-Seitenwan­ dungen hinaus vorstehen; gleichzeitig ist an den gegenüberlie­ genden Enden außerhalb der Modul-Seitenwandungen jeweils mit einer der beiden Zahnstangen ein Spannbacken-Träger fest verbunden. Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Spann­ modul das bei dem herkömmlichen Spannmodul bisher verwendete Ritzel in ein oberes und ein unteres Ritzelelement aufgeteilt, von denen das obere Ritzelelement mit den beiden parallel ein­ ander gegenüberliegend angeordneten Zahnstangen in Eingriff steht, während das untere Ritzelelement mit der Antriebsein­ heit in Eingriff steht und damit von dieser angetrieben wird.

Die beiden Ritzelelemente sind über eine lösbare, ein Selbst­ lösen hemmende Kupplung miteinander verbunden. Gemäß einer be­ vorzugten Weiterbildung der Erfindung ist als Kupplung vor­ zugsweise an den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Ritzelelemente eine Hirth-Verzahnung ausgebildet; zum Verbinden der beiden Ritzelelemente ist eine das obere mit dem unteren Ritzelelement verbindende Schraube vorgesehen.

Zum Ändern eines eingestellten Spannbereichs muß bei dem er­ findungsgemäßen Spannmodul lediglich die die beiden Ritzelele­ mente miteinander verbindende Schraube gelöst werden. An­ schließend braucht dann nur noch einer der beiden mit einer der Zahnstangen verbundene Spannbacken-Träger von Hand in etwa in den Bereich gebracht werden, der annähernd dem gewünschten Spannbereich entspricht.

Da durch Lösen der die beiden Ritzelelemente verbindenden Schraube lediglich die Kupplung zwischen den beiden Ritzelele­ menten gelöst ist, steht das obere Ritzelelement weiterhin in kämmenden Eingriff mit den beiden Zahnstangen; bei Verschieben eines der beiden Spannbacken-Träger von Hand wird durch das Ritzel zentrisch auch der andere Spannbacken-Träger um diesel­ be Strecke verschoben. Nach der mittels des oberen Ritzelele­ ments erreichbaren, zentrischen Verschiebung der beiden Spannbacken-Träger müssen somit nach Erreichen des gewünschten Spannbereichs die beiden Ritzelelemente nur noch mittels der sie verbindenden Schraube zu einer ein Selbstlösen hemmenden Kupplung verbunden werden.

Nach Befestigen der benötigten Spannbacken auf den beiden Spannbacken-Trägern und nach Zuführen des aufzuspannenden Teils, braucht zum endgültigen Aufspannen des zu behandelnden Teils, dann nur noch die mit dem unteren Ritzelelement in Ein­ griff stehende Antriebseinheit pneumatisch, hydraulisch, elek­ trisch oder auf sonstige Weise betätigt zu werden.

Wenn somit bei dem erfindungsgemäßen Spannmodul die beiden gleich langen Zahnstangen so dimensioniert sind, daß der Spannbereich beispielsweise zwischen 40 und 100 mm oder mehr variabel ist, brauchen zum Ändern, d. h. Verkleinern oder Ver­ größern des Spannbereichs, lediglich die die beiden Ritzelele­ mente in Eingriff haltende Schraube gelöst, und die beiden Spannbacken-Träger etwa in den gewünschten Spannbereich ge­ bracht werden, wobei prinzipiell nur einer der beiden Spann­ backen-Träger verschoben werden muß, da der andere Spann­ backen-Träger über das Ritzel zentrisch zu diesem um die glei­ che Strecke mit verschoben wird. Anschließend braucht dann le­ diglich wieder die die Ritzelelemente verbindende Schraube an­ gezogen zu werden.

Dasselbe Spannmodul gemäß der Erfindung kann also in einem verhältnismäßig großen Spannbereich verwendet werden; mit we­ nigen Handgriffen kann somit in kürzester Zeit auch von ange­ lernten Personen bei dem erfindungsgemäßen Spannmodul dessen Spannbereich sicher und zuverlässig eingestellt werden. Ein zeitaufwendiges Austauschen von Spannmodulen, was i.a. nur von Fachpersonal vorgenommen werden kann, ist nicht mehr erforder­ lich.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform eines Spannmoduls gemäß der Erfindung anhand der anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Spannmoduls;

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene Seitenan­ sicht der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannmoduls nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine in der Mittenebene des erfindungsgemäßen Spannmoduls in Fig. 1 und 2 liegende Schnittan­ sicht.

In Fig. 1 und 2 ist in einer Draufsicht bzw. einer - teilweise aufgeschnittenen - Seitenansicht eine Ausführungsform eines in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes Spannmoduls dargestellt. Ein Grundkörper 100 des Spannmoduls 1 weist zwei Seitenwandun­ gen 13 und 14 auf, in welchen zwei parallel einander gegenü­ berliegende Zahnstangen 11a und 11b beispielsweise durch in den Seitenwandungen passend zu den Zahnstangen ausgebildetes Innengewinde geführt sind, wie schematisch in der Seitenan­ sicht der Fig. 2 bei der teilweise aufgeschnitten wiedergegebe­ nen Seitenwandung 14 angedeutet ist.

An den äußeren Enden der beiden Zahnstangen 11a und 11b ist jeweils ein Spannbacken-Träger 15 vorgesehen; hierbei sind die beiden Spannbacken-Träger 15 jeweils nur mit einer der beiden Zahnstangen 11a bzw. 11b, beispielsweise der in Fig. 1 und 2 links dargestellte Spannbacken-Träger 15 mit der Zahnstange 11a und der rechte Spannbacken-Träger 15 mit der Zahnstange 11b verbunden.

Wie im einzelnen aus der Schnittansicht der Fig. 3 zu ersehen ist, stehen die beiden Zahnstangen 11a und 11b mit einem obe­ ren Ritzelelement 10₁ in kämmendem Eingriff. Ein weiteres, darunter angeordnetes, unteres Ritzelelement 10₂ ist in ent­ sprechend ausgelegten Lagern 10₁ und 10₂ gelagert, welche im oberen bzw. unteren Teil des Spannmodul-Grundkörpers 100 un­ tergebracht sind. Das untere Ritzelelement 10₂ wird von einer in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise pneuma­ tisch betätigbaren Antriebseinheit 16 angetrieben, welche, was im einzelnen nicht näher dargestellt ist, in kämmendem Ein­ griff mit dem unteren Ritzelelement 10₂ steht.

Die beiden Ritzelelemente 10₁ und 10₂ sind durch eine von dem oberen Ritzelelement 10₁ in das untere Ritzelelement 10₂ rei­ chende Schraube miteinander verbunden. Durch eine entsprechen­ de Ausbildung der an einer Trennstelle 10 einander gegenüber­ liegenden Stirnflächen der beiden Ritzelelemente 10₁ und 10₂ ist durch Einwirken der die beiden Ritzelelemente verbindenden Schraube 12 eine lösbare Kupplung geschaffen. Vorzugsweise sind die beiden an der Trennfläche 10 einander gegenüberlie­ genden Stirnflächen der Ritzelelemente 10₁ und 10₂ so ausge­ bildet, daß eine als Kupplung wirkende, an sich bekannte Hirth-Verzahnung geschaffen ist; Wirkungsweise und Ausführung der Hirth-Verzahnung sind im einzelnen beispielsweise in "Ma­ schinenelemente, Bd. I von G. Niemann, 2. Auflage, 1981, Stn. 381 ff" im einzelnen detailliert beschrieben, worauf hiermit aus­ drücklich Bezug genommen ist.

Bei der bei dem erfindungsgemäßen Spannmodul vorzugsweise vor­ gesehenen Hirth-Verzahnung ist darüber hinaus vorteilhaft, daß deren Kerbverzahnung eine Zentrierung der beiden zu verbinden­ den Teile, im vorliegenden Fall der beiden Ritzelelemente 10₁ und 10₂ übernimmt. Aufgrund der radial verlaufenden Zähne und einer dadurch erreichten axialen Vorspannung ist zusätzlich durch die im Inneren der zu verbindenden Teile vorgesehene Schraube ein Selbstlösen dieser die beiden Ritzelelemente 10₁ und 10₂ verbindenden Schraube 12 verhindert und unterbunden.

Im unteren, teilweise in Schnittansicht wiedergegebenen Be­ reich in Fig. 2 ist neben einer schematisch angeordneten Dich­ tung 16₁ auch noch ein Einstellelement 16₂ zu erkennen, mit­ tels welchem der mittels der Antriebseinheit 10 erreichbare Spannhub einstellbar ist.

Die Größe eines unabhängig vom Spannbereich gleichbleibenden Spannhubs I ist in Fig. 1 und 2 rechts und links von den Spann­ backen-Trägern 15 durch gestrichelte Linien angedeutet. Eben­ so ist in der Draufsicht der Fig. 1 der bei dem schematisch wiedergegebenen Spannmodul maximale Spannbereich 11 eingetra­ gen, der beispielsweise, wie eingangs bereits erwähnt, im Be­ reich von 40 bis 100 mm oder mehr liegen kann, während der Spannhub 1, wie ebenfalls eingangs bereits erwähnt, in der Größenordnung von 4 bis etwa 7 mm liegen kann.

In Fig. 1 und 2 ist der maximale, bei dem dargestellten Span­ nungsmodul erreichbare Spannbereich II angedeutet. Wenn das Spannmodul 1 auf einen anderen, bezogen auf Fig. 1 und 2 klei­ neren Spannbereich eingestellt werden soll, ist durch Lösen der die beiden Ritzelelemente 10₁ und 10₂ in Eingriff halten­ den Schraube 12, die vorzugsweise als Paßschraube ausgebildet sein kann, die an der Trennstelle 10 wirkende Kupplung zu lö­ sen. Anschließend kann durch Verschieben eines der beiden Spannbacken-Träger 15 und der mittels des oberen Ritzelele­ ments 10₁ gleichzeitig durchgeführten, zentrischen Verschie­ bung des anderen Spannbacken-Trägers in etwa der gewünschte Spannbereich eingestellt werden.

Durch Anziehen der Schraube 12 kommen die an der Trennstelle ausgebildeten Kupplungselemente vorzugsweise eine Hirth-Ver­ zahnung wieder in sicheren Eingriff, wodurch ein ein Selbstlö­ sen hemmendes Kuppeln erreicht ist. Nach Befestigen entspre­ chender Spannbacken auf den Spannbacken-Trägern 15 und Zufüh­ ren eines aufzuspannenden Elements, beispielsweise eines Rings, kann durch pneumatische, hydraulische oder eine ent­ sprechende Betätigung der Antriebseinheit 16 im Rahmen des Spannhubs I nunmehr das endgültige zentrische Festlegen des aufzuspannenden Elements erfolgen.

Claims (2)

1. Spannmodul, umfassend
einen Grundkörper (100) mit zwei Seitenwandungen (13, 14), in deren oberen Bereich parallel angeordnete, gleich lange Zahn­ stangen (11a, 11b), welche weit über die Seitenwandungen (13, 14) vorstehen, geführt werden,
mit den Zahnstangen (11a, 11b) fest verbundene Spannbackenträ­ ger (15),
eine pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder auf sonstige Weise betätigbare Antriebseinheit (16,),
ein Ritzel (16), dessen unterer Bereich (10₂) mit der An­ triebseinheit (16) in kämmendem Eingriff steht, und dessen oberer Bereich (10₁) mit den Zahnstangen (11a, 11b) in einem solchen kämmenden Eingriff steht, daß die Spannbackenträger (15) einen an der Antriebseinheit (16) einstellbaren, vorgege­ benen Spannhub durchführen, wobei
das Ritzel (10) zweiteilig mit einem oberen (10₁) sowie einem unteren (10₂) Ritzelelement ausgebildet ist, derart, daß die beiden Ritzelelemente (10₁, 10₂) über eine lösbare, ein Selbstlösen hemmende Kupplung miteinander verbunden sind, so daß nach Lösen der Kupplung die jeweils mit einer der beiden Zahnstangen (11a, 11b) verbundenen Spannbackenträger (15) von Hand zentrisch in den gewünschten Spannbereich bringbar und dort fixierbar sind.

2. Spannmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kupplung an den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der beiden Ritzelelemente (10₁, 10₂) jeweils eine Hirth-Verzahnung ausgebildet ist und zum Lösen der Kupplung eine das obere (10₁) mit dem unteren Ritzelelement (10₂) verbindende Schraube (12) vorgesehen ist.