DD234250A5

DD234250A5 - Spannvorrichtung fuer einen schleifring

Info

Publication number: DD234250A5
Application number: DD26807384A
Authority: DD
Inventors: Erwin Junker
Original assignee: Junker,Erwin,De
Priority date: 1984-02-16
Filing date: 1984-10-05
Publication date: 1986-03-26
Also published as: DE3405556C1; CS759284A2; CS244835B2; BR8405367A; CA1263027A; SU1409123A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Spannvorrichtung fuer einen Schleifring, die einen am Tragflansch loesbar befestigten Spannflansch aufweist, wobei der Tragzapfen des Tragflansches mehrere ueber seine Laenge verlaufende und dabei radial vorspringende Keile aufweist, welche entsprechenden Nuten in der Bohrung des Schleifrings zugeordnet sind. Waehrend es Ziel der Erfindung ist, die Gebrauchswerteigenschaften derartiger Spannvorrichtungen auf kostenguenstige Weise zu erhoehen, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine noch weiter verbesserte Spannvorrichtung fuer einen Schleifring zu schaffen, die nicht nur das leichte Aufschieben und das genaue Zentrieren gestattet, sondern auch die billigere Fertigung der Schleifringe, naemlich solchen mit weiteren Radialtoleranzen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe derart geloest, dass das Querschnittsprofil jedes Keils von einem kleineren Radius, der kleiner als der Bohrungsradius des Schleifrings ist, stetig auf einen groesseren Radius ansteigt, der groesser als der Bohrungsradius ist. Fig. 2

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Spannvorrichtung für einen Schleifring, die einen am Tragflansch lösbar befestigten Spannflansch aufweist, wobei der Tragzapfen des Tragflansches mehrere über seine Länge verlaufende und dabei radial vorspringende Keile aufweist, welche entsprechenden Nuten in der Bohrung des Schleifrings zugeordnet sind. Dabei betrifft die Erfindung eine Verbesserung der Spannvorrichtung, welche nicht nur das Einspannen des Schleifringes erleichtert, sondern auch die Herstellungskosten für die Schleifringe senkt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Schleifringe haben meist kreisrunde Bohrungen, und dementsprechend haben auch die Tragzapfen der Spannflansche meist kreisrunden Querschnitt. Wegen der sehr hohen Drehzahlen, mit denen Schleifringe umlaufen, erzeugen Exzentrizitäten in der Schleifringlagerung gefährlich große Massenkräfte. Darum ist beim Einspannen eines Schleifringes sorgfältig auf die Vermeidung von Unwucht, also auf genaue Zentrierung zu achten. Bei den bekannten Schleifringen wird deshalb das Spiel zwischen der Schleifringbohrung und dem Tragzapfen äußerst gering gehalten. Zwar wird dadurch eine Unwucht vermieden, doch dies um den Preis des Nachteils, daß das Aufschieben des Schleifrings auf den Tragzapfen sehr schwierig wird. Wegen des sehr engen Spiels verkantet nämlich der Schleifring beim Aufschieben leicht, und es erfordert dann jedesmal viel Fingerspitzengefühl, die Verkantung ohne Beschädigung des Schleifrings zu lösen und das Aufschieben auf den Tragzapfen erneut zu versuchen. Nicht wenige Arbeitsunfälle beim Schleifen dürften auf praktisch unsichtbare Defekte am Schleifring zurückzuführen sein, die dieser erst beim Einspannen in die Spannvorrichtung erlitten hat.

Die ebenfalls bekannten Schleifringe, die in der Schleifrrngbohrung mit Nuten versehen sind, und die ihnen entsprechenden Tragzapfen, die in der Art einer Keilwelle mit Keilen versehen sind, weisen dieselben Nachteile auf. Das für die Zentrierung erforderliche enge Spiel verbietet auch hier das für leichtes Aufsetzen wünschenswerte weite Spiel, weswegen die Schwierigkeiten beim Aufsetzen in Kauf zu nehmen sind.

Einen Ausweg aus dem durch unvereinbare Forderungen entstandenen Problem zeigen die inzwischen vorgeschlagenen Schleifringe, die ebenfalls, jedoch aus ganz anderen Gründen, in der Schleifringbohrung mit Nuten versehen sind, während die Tragzapfen mit Keilen versehen sind. Dabei ist der die Keile umschließende Radius nur wenig kleiner als der Bohrungsradius des Schleifrings. Nur beim Aufschieben arbeiten die Keile mit den Nuten zusammen, wobei das weite Spiel zwischen den Keilen und den Nuten ein leichtes und verkantungsfreies Aufschieben ermöglicht. Alsdann wird der Schleifring etwas gedreht, wodurch sich die Keile von den Nuten weg bewegen und mit engem Spiel gegenüber der Bohrung zu liegen kommen, so daß sich eine genaue Zentrierung ergibt. Auf diese Weise wird tatsächlich ein leichtes Aufschieben bei weitem Spiel und ein genaues Zentrieren mit engem Spiel möglich. Wie alle bekannten Schleifringe haben aber auch die zuletzt genannten Schleifringe noch den Nachteil relativ hoher Herstellungskosten, die sich nicht zuletzt daraus ergeben, daß es fertigungstechnisch sehr schwierig und aufwendig ist, Schleifringe mit den sehr genauen Radialtoleranzen herzustellen, die für das Zentrieren erforderlich sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften derartiger Spannvorrichtungen auf kostengünstige Weise zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine noch weiter verbesserte Spannvorrichtung für einen Schleifring zu schaffen, die nicht nur das leichte Aufschieben und das genaue Zentrieren gestattet, sondern auch die billigere Fertigung der Schleifringe, nämlich solchen mit weiteren Radialtoleranzen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Querschnittsprofil jedes Keils von einem kleineren Radius, der kleiner als der Bohrungsradius des Schleifringes ist, stetig auf einen größeren Radius ansteigt, der größer als der Bohrungsradius ist. Wie bei der schon vorgeschlagenen Lösung erfolgt auch hier das leichte Aufschieben des Schleifrings mit dem weiten Spiel, welches die Keile in den Nuten haben. Das Zentrieren jedoch erfolgt nicht mehr dadurch, daß sich die Keile beim Verdrehen des Schleifrings mit engem Spiel konzentrisch in die Schleifringbohrung einpassen, sondern vielmehr dadurch, daß sie sich mit ihren im Querschnittsprofil ansteigenden Außenkonturen wie keilartig schiefe Ebenen an Nutränder des Schleifrings anlegen, wodurch dieser, von den keilartig schiefen Ebenen gesteuert, in die genau zentrierte Stellung rutscht. Da diese Zentrierungsart ohne einen engen konzentrischen Sitz der Keile in der Schleifringbohrung auskommt, entfällt auch die Notwendigkeit, Schleifringe mit engen Radialtoleranzen zu verwenden. Schleifringe mit relativ weiten Radialtoleranzen lassen sich aber vergleichsweise billig herstellen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß jeder Keil eine vom kleineren Radius auf den größeren Radius ansteigende Kontur in Form eines Kreisbogens hat, dessen Krümmungsmittelpunkt um eine Exzentrizität vom Mittelpunkt des Tragzapfens seitlich versetzt ist. Das hat den einen Vorteil, daß die Zentrierung mit größer werdenden Schleifringtoleranzen etwas weicher wird, und den anderen Vorteil, daß die Fertigung der im Querschnitt ansteigenden Keilprofile auf den in der Fertigung gebräuchlichen Fräsmaschinen ohne komplizierte SpezialVorrichtungen möglich ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß bei jedem Keil die Kontur entgegen der Drehrichtung des Tragzapfens ansteigt. Wie bei den bekannten Schleifringspannvorrichtungen wird auch bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung das Drehmoment reibschlüssig vom Tragflansch auf den fest dagegen gespannten Schleifring übertragen. Deshalb sind diejenigen Stellen, an denen die Keile noch vom Zentrieren her an den Nuträndern anliegen, von der Drehkraftübertragung entlastet, und der Schleifring könnte insoweit in beiden Drehrichtungen laufen. In dem normalerweise nicht auftretenden Fall jedoch, daß sich aus irgendwelchen Gründen die Anpressung des Schleifrings an den Tragflansch lockert, würde eine Ablösung der Keile von den Nuträndern die Zentrierung aufheben, so daß die sofort auftretende große Unwucht zu schweren Schäden oder gar Unfällen führen müßte. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Spannvorrichtung verhindert dies, weil auch in einem solchen Notfall die Zentrierung aufrechterhalten und damit das Auftreten einer gefährlichen Unwucht vermieden würde.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß drei Keile über den Umfang des Tragzapfens gleichmäßig verteilt sind. Es ist zwar bei Keilwellen bereits bekannt, eine ungerade Keilanzahl vorzusehen, und es sind auch Keilwellen mit drei Keilen bekannt. Stattdessen können aber auch vier oder fünf oder noch mehr Keile vorgesehen werden, ohne daß der Stand der Technik dies verbieten würde. Bei der Erfindung verhält es sich insofern anders, als es erfindungsgemäß gute technische Gründe gibt, genau drei Keile vorzusehen. So, wie Stühle mit drei Beirren niemals wackeln, kann sich auch ein Tragzapfen mit drei gleichmäßig verteilten Keilen an drei und nur drei gleichmäßig verteilte Stellen des Schleifrings anlegen. Bei einem Tragzapfen mit z. B. fünf Keilen könnte es dagegen vorkommen, daß sich dereine oder andere Keil nicht an den Schleifring anlegt. Das könnte die zentrierte Ausrichtung des Schleifrings in Frage stellen.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung mit eingespanntem Schleifring in Ansicht; Fig.2: einen Schnitt durch die Vorrichtung längs der Linie l-l in Fig. 1, in Zentrierposition und Fig.3: einen Ausschnitt aus Fig. 2, jedoch in Aufschiebeposition, in größerem Maßstab.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung dient zum Spannen des Schleifrings 1, der aus Bornitrid mit geeigneter Bindung . gebildet ist und erfahrungsgemäß sehr empfindlich gegenüber Unwucht ist. Die Spannvorrichtung besteht aus der Antriebswelle 2, dem Tragflansch 3, dem Tragzapfen 4, dem Lagerzapfen 5 und dem Spannflansch 6.

Beim Einsetzen eines Schleifrings 1 wird dieser auf den Tragzapfen 4 aufgeschoben, bis der Schleifring 1 am Tragflansch 3 zur Anlage kommt. Dann wird der Spannflansch 6 auf den Lagerzapfen 5 geschoben, bis er am Schleifring 1 zur Anlage kommt. Schließlich wird der Schleifring 1 zentriert und der Spannflansch 6 mittels (nur aber strichpunktiert angedeuteter) Schrauben fest gegen den Tragzapfen 4 und den Tragflansch 3 gezogen. Dadurch wird der Schleifring 1 festgespannt und bei Drehung der Antriebswelle 2 durch seinen Reibschluß zwischen dem Tragflansch 3 und dem Spannflansch 6 mitgenommen. Der Schleifring 1 weist in der mittleren Schleifringbohrung 7 drei Nuten 8; 9 und 10 auf, die gleichmäßig verteilt, also um jeweils 120° gegeneinander versetzt liegen. DerTragzapfen 4trägt drei Keile 11; 12 und 13, die ebenfalls gleichmäßig verteilt um jeweils 120° gegeneinander versetzt liegen. Das Querschnittsprofil eines jeden Keils 11; 12 und 13, vgl. hierzu den Keil 11 in den Fig. 2 und 3, steigt von einem kleineren Radius R1, der kleiner als der Bohrungsradius B ist, stetig auf einen größeren Radius R 2 an, der größer aid der Bohrungsradius B ist. Dadurch wird die Kontu^r des Keiles 11 zu einer keilartig wirkenden schiefen Ebene, die bei Drehung des Schleifrings 1 im Uhrzeigersinn an den Nutrand 14 der Nut 8 anläuft. So verhält es sich bei allen drei Keilen 11; und 13. Eine Drehung des Schleifrings 1 im Uhrzeigersinn führt deshalb dazu, daß der Schleifring 1 sich an alle drei Keil konturen anlegt und, von diesen gesteuert, in die in Fig. 2 gezeigte zentrierte Position rutscht. In dieser Position wird der Schleifring durch Anziehen des Spannflansches 6 fixiert.

Die Erfindung ermöglicht also, wie Fig. 3 zeigt, ein leichtes Aufschieben mit weitem Spiel, während sie eine genaue Zentrierung ermöglicht, ohne daß der Tragzapfen 4 einen engen konzentrischen Sitz in der Schleifringbohrung 7 haben müßte. Vielmehr stellt sich der für das Zentrieren erforderliche enge „Sitz" zwischen den ansteigenden Konturen der Keile 11; 12 und 13 sowie den Rändern, z. B. dem Nutrand 14, der Nuten 8; 9 und 10 ein. So ermöglicht die Erfindung die Verwendung von Schleifringen 1 mit relativ großen Radialtol.eranzen in den Schleifringbohrungen 7. Solche Schleifringe sind wegen der erlaubten großen Toleranzen in der Herstellung billiger als bisher übliche Schleifringe.

Die Drehrichtung der Spannvorrichtung mit dem Tragzapfen 4 ist in Fig. 3 mit einem Pfeil bezeichnet. Es ist zweckmäßig, daß die Kontur der Keile entgegen der Drehrichtung 15 ansteigt, daß also z. B. beim Keil 11 der kleinere Radius R1 voraniäuft. Das Ansteigen der Keilkontur vom kleineren Radius R1 auf den größeren Radius R 2 kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Im Prinzip ist sogar ein lineares Ansteigen möglich. Eine fertigungstechnisch besonders einfache Lösung zeigt Fig. 3. Danach ist die Kontur des Keils 11 kreisboaenförmia. wobei iedoch der Krümmunasmittelrjunkt M? des Kreist-innens mit dem

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Spannvorrichtung für einen Schleifring, die einen am Tragflansch lösbar befestigten Spannflansch aufweist, wobei der Tragzapfen des Tragflansches mehrere über seine Länge verlaufende und dabei radial vorspringende Keile aufweist, welche entsprechenden Nuten in der Bohrung des Schleifringszugeordnetsind.gekennzeichnetdadurch, daß das Querschnittsprofil jedes Keils (11; 12; 13) von einem kleineren Radius (R 1), der kleiner als der Bohrungsradius (B) des Schleifrings (1) ist, stetig auf einen größeren Radius (R 2) ansteigt, der größer als der Bohrungsradius (B) ist.
2. Spannvorrichtung nach Punkt ^gekennzeichnet dadurch, daß jeder Keil (11; 12; 13) eine vom kleineren Radius (R 1) auf den größeren Radius (R 2) ansteigende Kontur in Form eines Kreisbogens mit dem Radius (R) hat, dessen Krümmungsmittelpunkt (M 2) um eine Exzentrizität (x) vom Mittelpunkt (M 1) des Tragzapfens (4) seitlich versetzt ist.
3. Spannvorrichtung nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß bei jedem Keil (11; 12; 13) die Kontur entgegen der Drehrichtung (15) des Tragzapfens (4) ansteigt.
4. Spannvorrichtung nach einem oder mehreren der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß drei Keile (11; 12; 13) über den Umfang des Tragzapfens (4) gleichmäßig verteilt sind.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen