CH638705A5

CH638705A5 - Werkstueck-spannvorrichtung, insbesondere zum auswuchten von fahrzeugraedern.

Info

Publication number: CH638705A5
Application number: CH335379A
Authority: CH
Inventors: Gabor Dr Dipl Ing Varga; Ferenc Dipl Ing Szabo; Ferenc Dipl Ing Sztanyik; Jozsef Nemeth; Laszlo Vagvoelgyi
Original assignee: Csepel Muevek Hiradastech
Priority date: 1978-04-24
Filing date: 1979-04-09
Publication date: 1983-10-14
Also published as: AU529839B2; YU40557B; DK165679A; ZA791737B; AT378430B; DE2914844C2; GB2021735B; IT7922064A0; BR7902485A; AU4635079A; FR2424105B1; YU96079A; ES479818A1; US4275594A; FR2424105A1; CA1108657A; HU177080B; ATA267479A; GB2021735A; IT1112600B

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Werkstückspannvorrichtung zur schnellen zentrischen Aufnahme von Werkstük-ken mit vorbestimmten, jedoch unterschiedliche Zahl und Teilkreisdurchmesser aufweisenden Bohrungen und/oder einer zentralen Bohrung, insbesondere zu Einrichtungen zum Auswuchten von Fahrzeugrädern.

Bekanntlich erfordern die laufend zunehmende Motorisation, die Erhöhung der Fahrgeschwindigkeiten der Kraftfahrzeuge sowie die sich auf die Erhöhung des Fahrkomforts und der Lebensdauer der Fahrzeuge richtenden Bestrebungen ein möglichst genaues, die Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkte hingegen ein möglichst rasches Auswuchten der Kraftfahrzeugräder. Zum Auswuchten müssen die Räder zentrisch an der Auswuchtmaschine befestigt werden. Die zentrische Aufnahme kann bei Rädern der gleichen Abmessungen und Bauart z.B. in Automobilfabriken, mittels Sonderwerkzeugen und Pneumatik oder Hydraulik leicht gelöst werden. Schwieriger ist die Situation bei den für Reparaturwerkstätten bestimmten Maschinen, wo die Abmessungen der Räder häufig variieren. Aus diesem Grunde werden am häufigsten mit Bohrungen versehene Scheiben zur Montage der Räder benutzt, bei denen die Gewindebohrungen vorzufinden sind, denen entsprechende Bohrungen auch auf den Scheibenrädern der Kraftwagen vorhanden sind. Die Montage mit 4 bis 6 Schrauben ist eine langwierige Lösung. Die nur einige Sekunden dauernde Hauptmessdauer der modernen Auswuchtmaschinen steht mit der mehrere Minuten ausmachenden Nebenzeit zur Montage und Demontage des Rades nicht in Einklang. Bekanntlich wurden bereits An-

40 strengungen unternommen, die eine Beseitigung des Widerspruches anstrebten. Ein derartiger Versuch ist z.B. in der englischen Patentschrift Nr. 1 189 969 beschrieben. Bei dieser Einrichtung ist das Rad auf einem für diesen Zweck an gefertigten Gestell oder auf einer eigenen Konstruktion an 45 einer Radaufnahmevorrichtung in der Weise montiert, dass die aus zwei Hälften bestehende Radaufnahmevorrichtung mittels eines verhältnismässig langen zentralen Gewindes zusammengeschraubt und hemach das Rad samt der Vorrichtung an die Auswuchtmaschine montiert werden muss. Bei so der Demontage sind die gleichen Arbeitsgänge in der umgekehrten Reihenfolge vorzunehmen. Aus der Zahl der Arbeitsgänge ist klar zu ersehen, dass auch diese Vorrichtung den zeitgemässen Amforderungen nicht entspricht, keine genügend rasche Arbeitsvorrichtung sichert und zur Montage 55 ein eigenes Gestell oder eine sonstige Vorrichtung benötigt, was kostenaufwendig ist und ausserdem das Rad bei der Montage und Demontage durch eine ein ziemliches Gewicht aufweisende Aufnahmevorrichtung schwerer macht. Dadurch wird das Gewicht des Rades erhöht und die Be~ «o dienungsperson bei der Montage und Demontage des Rades an bzw. von der Auswuchtmaschine zu einem unbegründeten Mehraufwand an körperlicher Kraft gezwungen. Zufolge dieser Nachteile konnte sich diese Radaufnahmevorrichtung nicht durchsetzen.

65 Ziel dieser Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mit der die beschriebenen Nachteile beseitigt werden können und mit deren Hilfe jede Grösse und Bauart aufweisendes, mittels Schrauben oder zentrisch positioniertes

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Werkstück, in erster Linie Fahrzeugrad, samt der im Vergleich zum Fahrzeugrad ein zu vernachlässigendes Gewicht aufweisenden Vorrichtung unmittelbar auf die Auswuchtmaschine gesetzt und schnell befestigt bzw. wieder gelöst werden kann.

Die Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches I enthaltenen Merkmale gelöst.

Der Feststellmechanismus kann ein Klinkengesperre oder mindestens ein Verteilungselement enthaltender Mechanismus sein.

Die Bestimmungselemente können auf dem Druckelement fest oder auf verstellbaren Armen angeordnet sein. Die Vorrichtung kann auch mit einem Druckelement ausgeführt sein, das als zentrischer Kegel mit dem Druckelement aus einem Stück hergestellt ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann universell ohne Verwendung von Hilfsenergie eingesetzt und schnell betätigt werden. Die Vorrichtung kann mit dem Werkstück zusammen mittels einer einzigen Bewegung auf die Auswuchtmaschine aufgesetzt und die konzentrische Befestigung sehr schnell vorgenommen werden. Die Vorrichtung eignet sich auch zur Aufnahme der Werkstücke in herkömmlicher Weise mit Hilfe von Schrauben.

Die weiteren Details werden anhand vom Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnung beschrieben. Auf der Zeichnung ist:

Fig. 1 die ein Klinkengesperre enthaltende Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung im Längsschnitt,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, bei der der Feststellmechanismus Keilsegmente enthält und

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei der der Feststellmechanismus ein als eine Platte mit Bohrungen ausgeführtes Verteilungselement enthält.

Die in den Figuren gezeigte. Vorrichtung enthält eine Spanneinheit 20, einen Feststellmechanismus 10 und einen Freigabemechanismus II.

Die Spanneinheit 20 enthält an ihrem einen Ende einen zentralen Gewindedorn 1, an dessen Gewindeteil das Spannelement aufgeschraubt ist.

Das Spannelement ist bei den dargestellten Ausführungsform als Flügelmutter 2 ausgeführt. Die Flügelmutter liegt auf dem Druckelement 3 auf. Das Druckelement 3 ist ebenfalls auf den zentralen Dorn 1 aufgesetzt und auf diesem in axialer Richtung beweglich, zugleich jedoch gegen Verdrehung gesichert.

Aus Fig. 1 ist zu ersehen, dass das Druckelement 3 mit Bestimmungsbolzen 6 versehen ist, die das Positionieren und Andrücken des Werkstückes 4 bewirken. Die Zahl und der Teilkreisdurchmesser der auf dem Druckelement 3 vorgesehenen Bestimmungsbolzen sind den in dem auszuwuchtenden Werkstück befindlichen Bohrungen entsprechend vorgesehen. So können zu verschiedenen Werkstücken verschiedene Druckelemente 3 und Bestimmungsbolzen 6 unterschiedlicher Zahl verwendet werden.

Der Feststellmechanismus 10 ist bei der in Fig. 1 dargestellten Lösung an die an die Hauptwelle der Maschine montierte Hülse 9 angeschlossen. An die Hülse 9 ist auch die das Werkstück 4 abstützende austauschbare Scheibe 8 befestigt. In die zentrale Bohrung der Hülse 9 ist der zentrale Dorn 1 der Spanneinheit 20 hineingeführt. Am Ende des zentralen Domes 1 ist eine Sägezahnförmig ausgeführte Verzahnung 5 vorgesehen, in welche die in der Hülse 9 verdrehbar gelagerten Klinken 12 hineingreifen. Die Klinken 12 werden durch die Federn 21 in die Verzahnung hinein gedrückt. Der zentrale Dorn 1 wird nach seinem Hineinstecken in die Bohrung der Hülse 9 durch den Feststellmechanismus 10 solange festgehalten, bis der Freigabemechanismus 11 wirksam wird. Der Feststellmechanismus 10 ermöglicht, das Hineinführen des zentralen Domes 1, verhindert jdoch sein Herausziehen in jeder Stellung. Der Freigabemechanismus 11 sichert, dass bei der Demontage des Werkstückes der zentrale Dorn 1 und mit diesem zusammen auch die Spanneinheit 20 aus dem Feststellmechanismus 10 herausgezogen werden können. Mit Hilfe des Armes 18 hebt die auf der Hülse 9 bewegliche Buchse 17 die Klinken 12 aus der Verzahnung 5 der zentralen Welle I heraus. Bei Bewegen des Armes 18 wird auch der Schalter 19 wirksam und verriegelt den die Hauptspindel der Einrichtung antreibenden Elektromotor.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Lösung ist das Druckelement 3 mit verstellbaren Armen 7 versehen. Auf den Armen 7 sind die Bolzen 6 angeordnet. Diese Bolzen sind an ihren Enden kalottenförmig ausgebildet, damit sie in den verschiedene Kegelwinkel aufweisende Bohrungen zur Auflage kommen. Hinter der Kalotte hingegen sind sie mit einem zylindrischem Teil versehen. Die Lage der Bolzen 6 kann durch Bewegen der Arme 7 mittels Stellschrauben eingestellt und befestigt werden.

Der Feststellmechanismus beinhaltet bei dieser Ausführungsform durch Federn 14 abgestützte Keilsegmente 13, die mit Hilfe der ebenfalls gegen Federn beweglichen Buchse 17 gelöst werden können.

Die Keilsegmente 13 werden durch die Federn 14 an den zylindrischen Teil des zentralen Domes 1 gepresst. Das Hineinführen des zentralen Domes 1 in die zentrale Bohrung der Hülse 9 wird durch die Keilsegmente 13 zugelassen, dessen Herausziehen jedoch zufolge ihres Verkeilens verhindert. Der zentrale Dom 1 kann nach Betätigung des Freigabemechanismus 11 herausgezogen werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform werden keine eigenen Bolzen vorgesehen, sondern das mit einem kegeligen Mantel versehene Druckelement 3 versieht gleichzeitig auch die Rolle der Bestimmungselemente (Bestimmungsbolzen). Diese Lösung kann in dem Falle verwendet werden, wenn das Werkstück 4 nur eine zentrale Bohrung enthält.

Der Feststellmechanismus 10 der in Fig. 3 dargestellten Variante enthält ein Verkeilungselement, das an einem ausserhalb der Achslinie der Hülse 9 liegenden Punkt abgestützt wird. Das Verkeilungselement ist die mit einer Bohrung versehene Platte 15, durch deren Bohrung der zentrale Dom 1 hereingeführt werden kann, wobei jedoch bei seinem Herausziehen die mit der Bohrung versehene Platte 15 verklemmt wird. Die Verklemmung wird auch durch die Feder 16 gefördert. Der zentrale Dorn 1 kann nach Beseitigung der Verklemmung der Bohrungsplatte 15 herausgezogen werden. Der Freigabemechanismus 11 richtet sich in seiner Ausgestaltung nach dem Festestellmechanismus 10, jedoch ist seine Funktion bei jeder Variante die gleiche. Er ermöglicht das Herausziehen des zentralen Domes 1 aus der zentralen Bohrung der Hülse 9 in der Weise, indem er die Klinken 12 freigibt bzw. die Verkeilung der Verkeilungselemente aufhebt.

Auf dieser Grundlage kann die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung leicht erklärt werden und ihre Vorteile sind leicht einzusehen. Eines der dem Bohrungskreisdurchmesser und der Bohrungszahl des auszuwuchtenden Werkstückes 4 in seinem Abmessungen entsprechenden Druckelemente 3 ist so auf den zentralen Dom 1 aufzusetzen, dass es an die Stirnfläche der Flügelmutter 2 aufliegt. Hiernach sind die sich anschliessenden Flächen der ausgewählten Drackelemente 3 in die Bohrungen des auszuwuchtenden Werkstückes 4 hineinzupassen. Das Werkstück 4 mit der einen, den zentralen Dorn 1 mit der anderen Hand hal-

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tend, ist das zylindrische Ende des zentralen Dornes 1 in die Führungsbohrung der Hülse 9 soweit hineinzuführen, bis die Auflageebene des auszuwuchtenden Werkstückes 4 auf der auswechselbaren Scheibe 8 aufliegt. Der Feststellmechanismus 10 ermöglicht das Hineinführen (Stecken) des zentralen Dornes 1, jedoch verhindert dessen Herausziehen. Zur endgültigen Befestigung des auszuwuchtenden Werkstückes können die Druckelemente 3 mittels der Flügelmutter 2 durch Verdrehen um etwa eine halbe Umdrehung bis zum erforderlichen Masse festgeklemmt werden. Hiermit ist die mittige Montage des Werkstückes 4 verrichtet und die Drehbewegung bzw. Auswuchtung kann eingeleitet werden.

Die Demontage des Werkstückes 4 erfolgt in nachstehender Weise: Nachdem die Drehbewegung des Werkstückes 4 zum Stillstand gekommen ist, wird die Flügelmutter 2 durch Verdrehen um etwa eine halbe Umdrehung gelockert und dann wird der Feststellmechanismus 10 durch Bewegen des Armes 18 in der Pfeilrichtung gelöst. Hiernach kann das Werkstück 4 samt der Spanneinheit 20 entfernt werden. Hiermit ist die Demontage des Werkstückes 4 beendet und es kann die Montage des nächsten Werkstückes 4 begonnen werden.

Der im Freigabemechanismus 11 vorgesehene Schalter 19 verhindert den Antrieb der Hauptspindel, wenn der Auslösemechanismus betätigt wird.

Als wichtigste Vorteile sind folgende zu erwähnen:

- die Montage und Demontage des Werkstückes erfolgt sehr schnell und nimmt insgesamt nur einige Sekunden in Anspruch;

- zur Montage und Demontage des Werkstückes ist keine fremde Energiequelle erforderlich, da sie von Hand erfolgen und keinen grösseren Kraftaufwand von den Werktätigen verlangen als das Anziehen und Lösen einer einzigen s Mutter durch Verdrehen um etwa eine halbe Umdrehung;

- bei der Montage und Demontage des Werkstückes muss die Bedienungsperson nur wenig mehr als das Eigengewicht des Werkstückes heben, da das Gewicht der Vorrichtung praktisch das Werkstückgewicht nicht erhöht;

xo - die Werkstückspannvorrichtung sichert die entsprechende konzentrische Lage des Werkstückes;

- die Werkstückspannvorrichtung ist eine universale Vorrichtung;

- die Werkstückspannvorrichtung besteht aus einfachen is und preiswerten Bauelementen, wobei jedoch deren zweckdienliche Verbindung eine überraschend schnelle und sichere Lösung ergibt.

Mit Hilfe solcher Spannvorrichtungen können Kraftfahrzeugräder auf Aufwuchtmaschinen aufgenommen wer-20 den. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die Aufnahme von Fahrzeugrädern, sondern ist auch zur mittigen Aufnahme anderer scheibenartigen, umlaufender Bauteile geeignet, wo ein schnelles Auswechseln der Bauteile erforderlich ist. Die Erfindung ist weiterhin auch nicht nur auf 25 Auswuchtmaschinen beschränkt, sondern sie erstreckt sich auch auf Anwendungsgebiete, auf denen verschiedene umlaufende Bauteile schnell und mittig aufgenommen bzw. ausgewechselt werden können, wie z. B. bei Schleuderprüfständen, Werkzeugmaschinen usw.

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2 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Werkstückspannvorrichtung zur schnellen zentrischen Aufnahme von Werkstücken mit vorbestimmten, jedoch unterschiedliche Zahl und Teilkreisdurchmesser aufweisenden Bohrungen und/oder einer zentralen Bohrung, insbesondere zu Einrichtungen zum Auswuchten von Fahrzeugrädern, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Feststellmechanismus (10), Freigabemechanismus (11) und an den Feststellmechanismus, mit dem Werkstück (4) zusammen, anschliess-barer Spanneinheit (20) besteht, wobei die Spanneinheit (20) einen an seinem einen Ende mit Gewinde versehenen zentralen Dorn (1), auf dem zentralen Dorn (1) auswechselbar, ein dem Werkstück entsprechendes, in axialer Richtung bewegliches, gegen Verdrehen abgesichertes Druckelement (3) mit einem in die zentrale Bohrung eingreifenden Bestimmungselement oder mehreren in die Bohrungen des Werkstückes (4) eingreifenden Bestimmungselementen (6) und ein sich auf das Druckelement (3) abstützendes mit Gewinde versehenes Spannelement (2) enthält, der Feststellmechanismus (10) eine den zentralen Dorn (1) der Spanneinheit (20) aufnehmende Hülse (9) und eine mit dem Freigabemechanismus (11) verbundene Feststellvorrichtung sowie eine das Werkstück (4) abstützende Scheibe (8) enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellmechanismus (10) ein Klinkengesperre aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Klinkengesperre aus einer am Ende des zentralen Domes (1) vorgesehenen Verzahnung (5) und einem in der Hülse (9) gelagerten, durch eine Feder (21) angedrückten Klinkenteil (12) besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellmechanismus mindestens ein in der Hülse (9) gelagertes Verkeilungselement (13) enthält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verkeilungselemente vorhanden sind, die in durch die geometrische Achslinie des zentralen Domes (1) durchgehenden Ebenen gegen Federn verschwenkbare Keil-

5 segmente (13) sind.
6. Vorrichtung nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verkeilungselement eine in der Hülse (9) angeordnete, den zentralen Dorn (1) umgebende, mit einer Bohrung versehene Platte (15) ist, die aus der zur Achslinie des io zentralen Domes (1) senkrechten Ebene ausschwenkbar gelagert ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungselemente auf festen oder verstellbaren Armen (7) des Druckelementes ange-

15 ordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungselemente Bolzen (6) sind.
9. Vorrichtung nach einem der Anspräche 1 bis 6, da-

20 durch gekennzeichnet, dass das Bestimmungselement (6) als zentrischer Kegel aus einem Stück mit dem Druckelement (3) ausgeführt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bolzen eine das Herabfallen des Werkstük-

25 kes verhindernde Kreisnut vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Gewinde versehene Spannelement eine Flügelmutter oder ein Handrad ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da-

30 durch gekennzeichnet, dass der zur Freigabe des Feststellmechanismus (10) dienende Freigabemechanismus (11) einen Betätigungsarm (18), die Bewegung übertragende Elemente, insbesondere eine Büchse (17), und ein die Freigabe wahrnehmendes elektrisches Schaltelement (19) besitzt.