DD261268A3 - DEVICE FOR TENSIONING A CIRCULAR CYLINDER FAN COMPONENT - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Spannen duennwandiger Rohre in einer drehbaren Spanneinrichtung, besonders zum Spannen in beiden moeglichen Drehrichtungen, wie das bei Schraubeinrichtungen erforderlich ist, die auch das Loesen einer Schraubverbindung gestatten sollen. Die Spannkraft soll dabei direkt vom Bedienmoment abhaengen und mit diesem zugleich verschwinden, wenn die Einspannung geloest werden soll. Dazu werden von Zylinderrollen betriebene Spannbacken verwendet, die eine nicht konzentrische, von den Zylinderrollen belastete Aussenkontur haben. Die Zylinderrollen sind in einem Ringzylinder aehnlich einem Waelzlagerkaefig radial fixiert. Die Anordnung ist nicht selbsthemmend, damit die Loesung der Einspannung zwanglos erfolgt und zur Erzeugung der Spannkraft am Bedienelement staendig ein Drehmoment aufgebracht werden muss.The invention relates to a device for clamping thin-walled tubes in a rotatable clamping device, especially for clamping in both possible directions of rotation, as is required in screwing, which should also allow the loosening of a screw connection. The clamping force should depend directly on the operating torque and disappear with this at the same time when the clamping is to be solved. These are operated by cylindrical rollers operated jaws, which have a non-concentric, loaded from the cylindrical rollers outer contour. The cylindrical rollers are radially fixed in a ring cylinder similar to a Waelzlagerkaefig. The arrangement is not self-locking, so that the solution of the clamping is relaxed and must be applied to generate the clamping force on the control constantly a torque.

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen eines kreiszylinderförmigen Bauteiles, insbesondere dünnwandiger Rohre.The invention relates to a device for clamping a circular cylindrical component, in particular thin-walled tubes.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Vorrichtungen dieser Art sind seit langem bekannt. So ist in der DR-PS 313863 ein nach beiden Drehrichtungen wirkendes Spannfutter beschrieben, bei welchem die in einem Käfig gelagerten Rollen auf je einem Kurvenstück gleiten, das von einem Höchstpunkt aus nach beiden Richtungen zu geneigt ist.Devices of this type have long been known. For example, DR-PS 313863 describes a chuck acting in both directions of rotation, in which the rollers mounted in a cage slide on a respective curve piece which is inclined from both sides to a maximum point.

Bei beginnender Drehung des Spannfutters schieben sich die Rollen auf Grund der durch den Schnittdruck des Werkzeuges hervorgerufenen Reibung auf den Kurvenstücken entlang und spannen infolge ihrer Annäherung an die Drehachse das Werkstück fest. Durch Schraubenfedern werden die Rollen nach Aufhören des Arbeitsdruckes selbsttätig in die entspannende Mittellage zurückgeführt.As the chuck begins to rotate, the rollers slide along the curve pieces due to the friction caused by the cutting pressure of the tool and clamp the workpiece firmly as they approach the axis of rotation. By coil springs, the rollers are automatically returned to the relaxing center position after cessation of the working pressure.

Bei dieser Lösung ist es von Nachteil, daß durch die wirkende Kraft der Schraubenfeder eine selbsttätige Einleitung des Spannprozesses nicht möglich ist. Weiterhin kommt es auf Grund der linienförmigen Einspannung zur Herausbildung von Markierungen bzw. bei dünnwandigen Rohren zu einer Deformierung.In this solution, it is disadvantageous that an automatic initiation of the clamping process is not possible by the acting force of the coil spring. Furthermore, it comes due to the linear clamping for the formation of markings or thin-walled tubes to a deformation.

Eine weitere Spannvorrichtung ist aus der DR-PS 313401 bekannt. Sie weist durch eine Steuerscheibe mit kreisförmigen Nuten verstellbare Klemmbacken auf, wobei die Nuten für die Gleitsteine der Klemmbacken geschlossene Kreisbahnen bilden und in nahezu einer Ebene oder in einer Ebene liegen. Durch Bewegen der Steuerscheiben werden die Gleitsteine in den Nuten bewegt und somit die mit ihnen verbundenen Klemmbacken mehr oder weniger dem Mittelpunkt der Spannvorrichtung zugeführt, bis die Klemmbacken an dem einzuspannenden Bauteil anliegen. Der eigentliche Spannvorgang erfolgt dann mit Hilfe einer Schnecke, die in Eingriff mit der Steuerscheibe gebracht wird und durch Drehen ein Festklemmen des Bauteiles mittels der Klemmbacken bewirkt.Another tensioning device is known from DR-PS 313401. It has by a control disc with circular grooves adjustable jaws, wherein the grooves for the sliding blocks of the jaws form closed circular paths and lie in almost a plane or in a plane. By moving the control discs, the sliding blocks are moved in the grooves and thus the jaws connected to them more or less fed to the center of the clamping device until the jaws rest against the component to be clamped. The actual clamping operation is then carried out with the aid of a worm, which is brought into engagement with the control disk and causes by turning a clamping of the component by means of the jaws.

Diese Lösung weist den Nachteil auf, daß sich ein separater Spannprozeß erforderlich macht, bei dem die Spannkraft unabhängig vom auftretenden Drehmoment ist. Ein selbständiges Einspannen ist nicht möglich. Des weiteren ist auch bei dieser Lösung eine Markierung bzw. Deformierung von dünnwandigen Rohren beim Einspannen nicht auszuschließen.This solution has the disadvantage that a separate clamping process is required, in which the clamping force is independent of the torque occurring. An independent clamping is not possible. Furthermore, even with this solution, a marking or deformation of thin-walled tubes during clamping can not be ruled out.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so auszuführen, daß sie einfach bedient werden kann wie ein Schnellspanner und auch für dünnwandige Bauteile verwendbar ist, die den Einsatz von Spannbacken erfordern, wenn sie beim Spannen nicht beschädigt werden sollen.It is the object of the invention to provide a device of the type described in more detail so that it can be easily operated as a quick release and is also suitable for thin-walled components that require the use of jaws, if they should not be damaged during clamping.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Spannen von kreiszylinderförmigen Bauteilen, insbesondere dünnwandiger Rohre, nach beiden Drehrichtungen zu schaffen, bei der die Spannkraft unabhängig vom auftretenden Drehmoment ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich an den Spannbacken Ringbundsegmente befinden, auf deren Umfang mindestens ein Vorspannelement angeordnet ist. Dabei umfassen die inThe object of the present invention has been made to provide a device for the automatic clamping of circular cylindrical components, in particular thin-walled tubes, according to both directions of rotation, wherein the clamping force is independent of the torque occurring. According to the invention the object is achieved in that there are annular collar segments on the clamping jaws, on the circumference of which at least one biasing element is arranged. These include in

Richtung des Lagerbockes weisenden Ringbundsegmente einen in der Nabe befindlichen Rohransatz des Lagerbockes, wobei der Rohransatz von einer unbeweglichen, auf der Lagerspindel geführten, zentrischen Lagerbuchse gebildet wird. Ein in der Nabe befindlicher, von einer Druckfeder belasteter Bremsbolzen liegt mit seiner von der Druckfeder abgewandten Stirnseite am Ringzylinder, so daß in Verbindung mit den Vorspannelementen der Spannprozeß über die Zylinderrollen eingeleitet wird. Weiterhin weisen die Spannbacken Einführungsschrägen oder Einführungsradien für das Bauteil auf.Direction of the bearing block facing annular collar segments located in the hub pipe socket of the bearing block, wherein the pipe socket is formed by a stationary, guided on the bearing spindle, centric bearing bush. A located in the hub, loaded by a compression spring brake pin is located with its remote from the compression spring end face on the ring cylinder, so that in connection with the biasing elements of the clamping process on the cylindrical rollers is initiated. Furthermore, the jaws have insertion bevels or insertion radii for the component.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung an einem Ausführuhgsbeispiel näher erläutert. Es zeigenThe details of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing on a Ausführuhgsbeispiel. Show it

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung, teilweise geschnitten,1 shows a device according to the invention, partly in section,

Fig.2: einen Schnitt A-A aus Fig. 1 und2 shows a section A-A of Fig. 1 and

Fig.3: eine Einzelheit X in vergrößerter Darstellung aus Fig. 13 shows a detail X in an enlarged view from FIG. 1

Auf einer ortsfesten Grundplatte 1 —in der Zeichnung durch eine bloße Schraffur angedeutet—ist ein Lagerbock 2 befestigt, der entsprechend Fig. 1 dreiteil ig ist und aus einer Fußplatte 3, einem Unterteil 4 und einer Spindelführung 5 besteht. Zum Lagerbock 2 gehört noch eine Lagerspindel 6, die in der Spindelführung 5 axial und gegebenenfalls auch gegen Drehung arretiert ist. Die Lagerspindel 6 besitzt an ihrem freien Ende einen Lagerzapfen 7, dessen Durchmesser etwas größer ist als derjenige der sonstigen Lagerspindel 6. Eine Lagerbuchse 8 ist auf den Lagerzapfen 7 aufgeschoben. Die Lagerbuchse 8 ist einseitig mit einem Anschlagbund 9 versehen, dessen Innendurchmesser etwas kleiner ist als derjenige der sonstigen Lagerbuchse 8 und etwa so groß wieder Außendurchmesser der Lagerspindel 6. Der Anschlagbund 9 liegt deshalb am Lagerzapfen 7 an und ist axial — in Fig. 1 nach rechts — festgelegt.On a fixed base plate 1 - indicated in the drawing by a mere hatching - a bearing block 2 is fixed, which is in accordance with Fig. 1 in three parts and consists of a base plate 3, a lower part 4 and a spindle guide 5. For bearing block 2 still includes a bearing spindle 6, which is axially locked in the spindle guide 5 and possibly also against rotation. The bearing spindle 6 has at its free end a bearing pin 7 whose diameter is slightly larger than that of the other bearing spindle 6. A bearing bush 8 is pushed onto the bearing pin 7. The bushing 8 is provided on one side with a stop collar 9, whose inner diameter is slightly smaller than that of the other bearing bushing 8 and about as large again outer diameter of the bearing spindle 6. The stop collar 9 is therefore on the journal 7 and is axially - in Fig. 1 according to right - set.

Eine Nabe 12 eines Bedienteiles 11, deren Innendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser der Lagerbuchse 8 gleicht und auf die sie mit einem Preßsitz aufgeschoben ist, besitzt an ihrem — in Fig. 1 linken — Ende eine zylindrische Ausnehmung 13 analog dem von dieser umschlossenen Anschlagbund 9. Bei der Anwendung geeigneter Preßpassungen oder entsprechender anderer konstruktiver Maßnahmen können axiale Bewegungen der Lagerspindel 6, der Lagerbuchse 8 und der Nabe 12, wahlweise axiale relative Bewegungen, verhindert werden; auf die Darlegung der bekannten Einzelheiten wird verzichtet.A hub 12 of a control panel 11, whose inner diameter is substantially equal to the outer diameter of the bearing bush 8 and to which it is pushed with a press fit, has at its - left in Fig. 1 - end a cylindrical recess 13 analogous to the enclosed by this stop collar. 9 When using suitable press-fits or other appropriate constructive measures, axial movements of the bearing spindle 6, the bearing bush 8 and the hub 12, optionally axial relative movements, can be prevented; on the presentation of the known details is omitted.

Das Bedienteil 11 wird vervollständigt durch ein Handrad 20, das entsprechend Fig. 2 durch mehrere Speichen 21 mit der Nabe 12 verbunden ist. Die Speichen 21 sind in einfacher Weise, wie in Fig. 1 zu sehen, sowohl mit der Nabe 12 als auch mit dem Handrad 20 vermittels Schraubverbindungen fest verbunden.The control unit 11 is completed by a hand wheel 20, which is connected by a plurality of spokes 21 with the hub 12 as shown in FIG. The spokes 21 are in a simple manner, as shown in Fig. 1, firmly connected to both the hub 12 and the handwheel 20 by means of screw.

Ein Spannteil 24 ist in dem in Fig. 1 rechten Teil der Nabe 12 untergebracht, die zu diesem Zweck eine kreiszylindrische, koaxiale Ausnehmung 14 aufweist. Die Ausnehmung 14 ist so tief, daß die Lagerbuchse 8 teilweise in sie hineinragt. Der dadurch in der Nabe 12 entstehende Rohransatz 10 ist, wie weiter unten beschrieben, gleichzeitig ein Funktionsorgan des Spannteiles 24. In eine weitere koaxiale Ausnehmung 15, die aber kürzer ist als die vorige Ausnehmung 14, ist ein gehärteter Ring 16 eingelegt, dereine verschleißarme, glatte Innenkontur 17 der Nabe 12 bildet. Er ist zweckmäßig mit einem Preßsitz in der Ausnehmung 15 befestigt und gegen Verdrehen (Fig. 2!) durch eine Paßfeder 18 oder dergleichen Bauelement gesichert. Eine Bohrung (von mehreren) 19 in der Nabe 12, parallel zu deren Achse, ermöglicht die Demontage des Ringes 16.A clamping member 24 is housed in the right in Fig. 1 part of the hub 12, which has a circular cylindrical, coaxial recess 14 for this purpose. The recess 14 is so deep that the bearing bush 8 partially protrudes into it. The resulting thereby in the hub 12 tube extension 10 is, as described below, at the same time a functional organ of the clamping member 24. In a further coaxial recess 15, but which is shorter than the previous recess 14, a hardened ring 16 is inserted, a wear-resistant, smooth inner contour 17 of the hub 12 forms. It is expedient with a press fit in the recess 15 and secured against rotation (Fig. 2!) By a feather key 18 or the like component. A bore (of several) 19 in the hub 12, parallel to its axis, allows the disassembly of the ring 16th

In der Ausnehmung 14 ist leicht drehbar ein Ringzylinder 25 gelagert, der—im Bereich des Rohransatzes 10—einen nach innen gerichteten Bund 26 aufweist. Der Ringzylinder 25 besitzt (Fig.2) drei Ausnehmungen 27, die (Fig. 1) fast bis an den Bund 26 reichen, den Ringzylinder 25 vollständig durchbrechen und in denen je eine Zylinderrolle 28 geführt wird. Der Durchmesser d_z der Zylinderrollen 28 ist (Fig. 2) etwas größer als die radiale Dicke s_R des Ringzylinders 25, so daß die Zylinderrollen 28 innerhalb des Ringzylinders 25 etwas vorstehen, wann dieser nicht bündig an dem Spannteil 24 anliegt, was erfindungsgemäß nicht möglich ist wegen der besonderen Form der übrigen, das Spannteil 24 bildenden und nachfolgend beschriebenen Einzelteile. Gemäß Fig. 2 ist jeder Zylinderrolle 28 eine Spannbacke 29 zugeordnet. Diese erscheinen in der Draufsicht in Richtung der Achse der Vorrichtung deshalb ungefähr als Segmente eines Kreisringes, dessen eine Innenkontur 30 bestimmender Innenradius R, dem Außenradius des zu spannenden Bauteiles 38, das in Fig. 1 und 3 strichpunktiert eingezeichnet ist, etwa gleich ist. Wenn das Bauteil 38 eingespannt ist, befinden sich die Mittelpunkte aller Innenradien Ri ungefähr in einem zentrischen Mittelpunkt Mj. Im Gegensatz dazu ist der für alle Spannbacken 29 gleiche, deren Außenkontur 31 bestimmende Außenradius r_a so groß, daß sei η M itteipunktMa u meine Exzentrizität e entfernt ist vom (zentrischen !Mittelpunkt Μ,, bezogen auf die Mitte der Spann backen 29. Demzufolge fallen die Mittelpunkte M_a bei gespanntem Bauteil 38 nicht zusammen: in Fig.2 sind die drei Mittelpunkte M₃ vermerkt. .In the recess 14, an annular cylinder 25 is easily rotatably mounted, which has-in the region of the pipe socket 10 -an inwardly directed collar 26. The annular cylinder 25 has (FIG. 2) three recesses 27 which extend (FIG. 1) almost as far as the collar 26, completely break through the annular cylinder 25 and in each of which a cylindrical roller 28 is guided. The diameter d _{z of} the cylindrical rollers 28 is (Fig. 2) slightly larger than the radial thickness s _{R of} the annular cylinder 25, so that the cylindrical rollers 28 protrude slightly within the annular cylinder 25, when this is not flush with the clamping member 24, which is not according to the invention is possible because of the special shape of the rest, the clamping part 24 forming and described below items. According to FIG. 2, each cylindrical roller 28 is assigned a clamping jaw 29. These appear in the plan view in the direction of the axis of the device therefore approximately as segments of a circular ring whose inner contour 30 determining inner radius R, the outer radius of the component 38 to be clamped, which is shown in phantom in Fig. 1 and 3, is approximately equal. When the component 38 is clamped, the centers of all inner radii Ri are approximately in a central center Mj. In contrast, the outer radius r _a , which is the same for all clamping jaws 29 and whose outer contour 31 determines the external radius r _{a, is} such that η M isteipunktMa u my eccentricity e is away from the (centric! Center Μ, based on the center of the clamping jaws 29. Accordingly the centers M _a do not coincide when the component 38 is tensioned: in FIG. 2 the three center points M _{3 are} noted.

Die Spannbacken 29 sind durch Schlitze voneinander getrennt, die sich durch ihre Abmessungen und ihre Anordnung im Spannteil 24 ergeben. Es entstehen demzufolge ebene Seitenkonturen 32, deren Abstand voneinander (die Schlitzbreite) von der momentanen Zustellung der Spannbacken 29 abhängt.The jaws 29 are separated by slots, resulting in their dimensions and their arrangement in the clamping part 24. This results in flat side contours 32, the distance from each other (the slot width) of the current delivery of the clamping jaws 29 depends.

Die Spannbacken 29 besitzen gemäß Fig.3 Ringbundsegmente 33, die den Rohransatz 10 umgreifen. Über alle Ringbundsegmente 33 ist ein Vorspannelement 34 gezogen, das dafür sorgt, daß die Spannbacken 29 beständig, also auch bei nicht betätigter Vorrichtung, in Richtung auf die zentrische Achse belastet sind. Ihre Bewegung in dieser Richtung wird von dem Rohransatz 10 begrenzt, der so bemessen ist, daß zwar das Bauteil 38 gespannt werden kann, daß aber die Seitenkonturen 32 sich nicht berühren können. Weitere Ringbundsegmente 35 sind (in Fig. 3) auf den rechten Seiten der Spannbacken 29 vorgesehen und von einem Vorspannelement 36 übergriffen. Es versteht sich, daß die Kraft der Vorspannelemente 34 und 36 nur gering ist und keinesfalls das Bauteil 38 spannen darf; essoll lediglich verhindert werden, daß sich die Spannbacken 29 beim Spannen um ihre gemeinsame Achse drehen, ohne das eingeprägte Drehmoment in eine Spannkraft am Bauteil 38 umzusetzen.According to FIG. 3, the clamping jaws 29 have annular collar segments 33, which surround the tubular extension 10. About all annular collar segments 33, a biasing element 34 is pulled, which ensures that the clamping jaws 29 are loaded consistently, so even when not actuated device in the direction of the central axis. Their movement in this direction is limited by the pipe socket 10, which is dimensioned so that although the component 38 can be tensioned, but that the side contours 32 can not touch. Further annular collar segments 35 are provided (in FIG. 3) on the right sides of the clamping jaws 29 and overlapped by a biasing element 36. It is understood that the force of the biasing elements 34 and 36 is low and under no circumstances must tension the component 38; It should only be prevented that the clamping jaws 29 rotate about their common axis during clamping, without converting the impressed torque into a clamping force on the component 38.

Um die Einführung des Bauteiles 38 in das Spannteil 24 zu erleichtern, sind an den Spannbacken 29 Einführungsradien 37 vorgesehen. Ferner ist dafür gesorgt, daß der Ringzylinder 25 beständig unter einer geringen Belastung gehalten wird, die seine Verdrehung gegenüber der Nabe 12 behindert. In einfacher Weise dient dazu ein in der Nabe 12 befindlicher, von einer Druckfeder 22 belasteter Bremsbolzen 23. Zusammen mit den Vorspannelementen 34 und 36 sorgt die Einrichtung dafür, daß der Spannvorgang eingeleitet wird. Wenn die Zylinderrollen 28 belastet sind, haben diese Maßnahmen ihren Zweck erfüllt.In order to facilitate the introduction of the component 38 in the clamping part 24, 29 insertion radii 37 are provided on the clamping jaws. Furthermore, it is ensured that the annular cylinder 25 is kept constantly under a small load, which hinders its rotation relative to the hub 12. In a simple way serves a located in the hub 12, by a compression spring 22 loaded brake pin 23. Together with the biasing elements 34 and 36, the device ensures that the clamping operation is initiated. When the cylindrical rollers 28 are loaded, these measures have served their purpose.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Spannen eines kreiszylinderförmigen Bauteiles, insbesondere dünnwandiger Rohre, bestehend aus einem ortsfesten Lagerbock mit einer Lagerspindel, einer auf der Lagerspindel drehbar gelagerten Nabe und einem in der Nabe untergebrachten, nach beiden Drehrichtungen wirkenden Spannteil, das mehrere Spannbacken mit auf ihrem Umfang befindlichen Kurvenbahnen für sich darauf abrollende Zylinderrollen und einen Ringzylinder zur Führung der Zylinderrollen aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Spannbacken (29) Ringbundsegmente (33,35) befinden, auf deren Umfang mindestens ein Vorspannelement (34, 36) angeordnet ist, und die in Richtung des Lagerbockes (2) einen in der Nabe (12) befindlichen Rohransatz (10) des Lagerbockes (2) umfassen, wobei der Rohransatz (10) von einer unbeweglichen, auf der Lagerspindel (6) geführten, zentrischen Lagerbuchse (8) gebildet wird, und daß ein in der Nabe (12) befindlicher, von einer Druckfeder (22) belasteter Bremsbolzen (23) mit seiner von der Druckfeder (22) abgewandten Stirnseite am Ringzylinder (25) anliegt.1. A device for clamping a circular cylindrical member, in particular thin-walled tubes, consisting of a stationary bearing block with a bearing spindle, a rotatably mounted on the bearing spindle hub and housed in the hub, acting on both directions of rotation clamping part, which are several jaws with on its circumference Curved tracks for rolling cylindrical rollers and an annular cylinder for guiding the cylindrical rollers; characterized in that on the clamping jaws (29) annular collar segments (33,35) are located on the circumference at least one biasing element (34, 36) is arranged, and in the direction of the bearing block (2) one in the hub (12) located Pipe lug (10) of the bearing block (2), wherein the tube extension (10) of a immovable, on the bearing spindle (6) guided, central bearing bushing (8) is formed, and that in the hub (12) befindlicher, of a Compression spring (22) loaded brake pin (23) with its from the compression spring (22) facing away from the end face of the annular cylinder (25). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (29) Einführungsschrägen oder Einführungsradien (37) für das Bauteil (38) aufweisen.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the clamping jaws (29) insertion bevels or insertion radii (37) for the component (38).