DE3624167A1

DE3624167A1 - Spanneinrichtung zum drehsteifen verspannen zweier koaxial ineinandergesteckter elemente

Info

Publication number: DE3624167A1
Application number: DE19863624167
Authority: DE
Inventors: Josip Siniko
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-07-17
Filing date: 1986-07-17
Publication date: 1987-03-26
Also published as: DE8619198U1; DE8701793U1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung zum drehsteifen Verspannen zweier koaxial ineinandergesteckter Elemente mit einem beweglich am einen Element angeordneten und abgestützten Druckstück, das auf das ander Element in radialer Richtung ansetzbar ist.

Solche Spanneinrichtungen sind zum Einklemmen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen und Handhabungsgeräten an vielen anderen Stellen des Maschinenbaus eingesetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spanneinrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß sie leicht lösbar und leicht verspannbar ist, daß mit geringer angesetzter Kraft eine hohe Spannkraft erzielbar ist, daß diese Spannkraft sich möglichst gleichmäßig auf den Umfang der Elemente verteilt und daß die Spanneinrichtung einfach und betriebssicher ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen dem inneren Element und dem äußeren Element ein Ringspalt ausgespart ist, daß die den Ringspalt koaxial innen und außen begrenzenden Wände der beiden Elemente steif sind, daß der Ringspalt mit gleichgroßen, stabilen, runden Sperrkörpern gefüllt ist, daß der Durchmesser eines Sperrkörpers kleiner als 95% der radialen Weite des Ringspaltes beträgt und daß das Druckstück unter Zwischenlage von Sperrkörpern auf das andere Element einwirkt.

In gelöstem Zustand liegen die Spannelemente lose, also mit geringem Spiel in dem Ringspalt und behindern die gegenseitige Bewegung der Elemente nicht. Das gilt sowohl für eine gegenseitige Drehbewegung als auch für eine gegenseitige axiale Bewegung. Sobald das Druckstück angesetzt wird, drückt es auf die Sperrkörper. Diese verspannen sich gegenseitig gegen die den Ringspalt koaxial innen und außen begrenzenden Wände und verspannen dadurch die Elemente gegeneinander sowohl gegen Drehbewegung als auch gegen axiale Verschiebung.

Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper Walzen sind und daß die Walzen achsparallel zur Achse der Elemente auf der gleichen axialen Höhe angeordnet sind.

Diese Weiterbildung ist deshalb vorteilhaft, weil im verspannten Zustand jede Walze eine Linienberührung mit den benachbarten Walzen und der inneren und äußeren Wand des Ringspalts findet, so daß sich die Anpreßkraft auf einen linienhaften Bereich verteilt. Es ist aber auch eine Ausgestaltung möglich und unter Umständen vorteilhaft, bei der die Sperrkörper Kugeln sind.

Um die Sperrkörper im Ringspalt in ihrer optimalen Stellung zu sichern, empfiehlt es sich, daß der Ringspalt durch sich senkrecht zur Achse der Elemente erstreckende, steife Seitenwände in Achsrichtung begrenzt ist.

Die Seitenwände können so dicht aneinander angeordnet sein, daß jeweils ein Sperrelement mit Spiel dazwischen paßt. Sie können aber auch weiter auseinanderstehen, so daß im Falle der Walzen mehr als eine Walze in axialer Richtung hintereinander angeordnet mit Spiel zwischen die Seitenwände paßt, während im Falle der Kugeln diese gestaffelt in axialer Richtung versetzt zwischen den Seitenwänden angeordnet sein können.

Das Druckstück kann am äußeren Element angeordnet sein und ist dann zweckmäßig nach Art einer Madenschraube ausgebildet. Das Druckstück kann aber auch am inneren Element angeordnet sein und ist dann zweckmäßig als Exzenter ausgebildet, der um die Achse der Elemente drehbar ist.

Es genügt für die Funktion eine Lage von Sperrkörpern. In diesem Fall beträgt der Durchmesser eines Sperrkörpers 55 bis 95%, vorzugsweise 65 bis 85%, der radialen Weite des Ringspaltes. Man kann statt dessen aber auch mehrere Lagen von Sperrkörpern, bezogen auf den Radius, übereinander anordnen. Bei zwei solchen Lagen ist deren Durchmesser kleiner als 50% der radialen Weite des Ringspaltes, bei drei solchen Lagen ist er kleiner als 33% der radialen Weite und so fort.

Der Ringspalt kann gebildet sein durch Aussparungen in beiden Elementen. Dann kann man leicht sicherstellen, daß durch die Sperrkörper die axiale Verschiebung der beiden Elemente gegeneinander auch bei gelöster Spanneinrichtung blockiert ist.

Bevorzugt ist demgegenüber aber eine Ausgestaltung, bei der bei gelöster Spanneinrichtung nicht nur die Drehbewegung der Elemente gegeneinander sondern auch die axiale Bewegung der Elemente gegeneinander durch die Spanneinrichtung nicht behindert ist, und diese Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt vollständig in einem der beiden Elemente ausgespart ist und daß das andere Element im Bereich gegenüber dem Ringspalt glatt ist.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 schematisch drei verschiedene Ausführungen der Anordnung von Walzen in einem Ringspalt,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt,

Fig. 3 den Querschnitt III aus Fig. 2,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt, und

Fig. 5 den Querschnitt V aus Fig. 4.

In Fig. 1 sind drei Segmente 1. 2. 3 je eines Ringspaltes gezeichnet, der zwischen zwei zur Achse 4 koaxialen ineinandergesteckten Elementen 5, 6; 7, 8 und 9, 10 ausgespart ist. Die Ringspalte sind mit zur Achse 4 achsparallel angeordneten, gleichgroßen Walzen 11 bis 17 gefüllt. Der Durchmesser 18 der Walze 11 beträgt etwa 68% der radialen Weite 19 des Ringspaltes, zu dem die Segmente 1, 2, 3 gehören.

Die Walzen stützen sich gegenseitig und auf den den Ringspalt koaxial innen und außen begrenzenden Wänden 20, 21; 22, 23; 24, 25 ab. Die Walzen 16, 17 . . . des Segments 1 stützen sich einzeln alternierend ab, die Walzen 14, 15 . . . des Segments 2 stützen sich derart ab, daß auf eine Walze, die sich gegen die äußere Wand 22 lehnt, zwei Walzen folgen, die sich gegen die innere Wand 23 lehnen. Von den Walzen 11, 12, 13 des Segments 3 stützt sich eine Walze 12 an der inneren Wand 25 ab, darauf folgen zwei Walzen 11, 13, die sich an der äußeren Wand 24 abstützen, und so fort.

Es sind noch weitere Variationen denkbar. Wesentlich ist, daß die Walzen bei Ansetzen eines Druckstücks, beispielsweise in Pfeilrichtung 30, 31, 32 gegeneinander und gegen die inneren und äußeren Wände verspannbar sind und daß diese Verspannung durch Absetzen des Druckstücks auch wieder lösbar ist.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das äußere Element mit 35 und das innere Element mit 36 bezeichnet. Die beiden Elemente sind koaxial zur Achse 37 gleitend passend ineinandergesteckt. In dem äußeren Element 35 ist ein Ringspalt 38 ausgespart, der durch die äußere Wand 39 und die innere Wand 40 und die Seitenwände 41, 42 begrenzt ist. Die Wände 39 und 40 erstrecken sich koaxial zur Achse 37, die Seitenwände 41, 42 stehen senkrecht zur Achse 37.

Zu dem äußeren Element 35 gehört eine Hülse 43, deren Außenwand die innere Wand 40 bildet. Die Hülse 43 ist an dem äußeren Element 35 befestigt und erstreckt sich koaxial zur Achse 37.

Der Ringspalt 38 ist mit gleichgroßen als Sperrkörper dienenden Walzen 45, 46 gefüllt, die alternierend angeordnet sind entsprechend wie im Segment 1 nach Fig. 1. Der Durchmesser der Walzen beträgt etwa 70% der Weite des Ringspaltes. Mit 50 ist ein nach Art einer Madenschraube ausgebildetes Druckstück bezeichnet, das in radialer Richtung gemäß Pfeil 51 durch Verdrehen verstellt werden kann und über eine Druckplatte 52 auf die Walze 47 einwirkt, die nach außen versetzt ist. Durch Lösen der Spanneinrichtung wird das Druckstück 50 gegen die Pfeilrichtung 51 abgesetzt, die Walzen gewinnen dann etwas Spiel und das innere Element 36 ist gegenüber dem äußeren Element 35 beweglich.

Zum Spannen der Spanneinrichtung wird das Druckstück 50 in Pfeilrichtung 51 angesetzt, verspannt die Walzen gegeneinander und sperrt damit die Bewegung des inneren Elementes 36 gegen das äußere Element 35.

Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das äußere Element mit 60 und das innere Element mit 61 bezeichnet. Die beiden Elemente stecken koaxial zur Achse 62 ineinander. Ein Ringspalt 63 ist außen am inneren Element ausgespart. Das äußere Element 60 hat die Form einer Hülse und deckt den Ringspalt nach außen ab. Der Ringspalt 63 ist mit Walzen 64, 65, 66 . . . gefüllt. Mit 67 ist ein in radialer Richtung gemäß Doppelpfeil 68 beweglich im inneren Element 61 gelagerter Stempel bezeichnet, der sich auf der Exzenterfläche 69 eines Exzenters 70 abstützt. Der Exzenter 70 ist koaxial zur Achse 62 drehbar im inneren Element 61 gelagert und kann von außen, von der Stirnseite 71, betätigt werden.

Durch Drehen des Exzenters kann der Stempel 67 in eine zurückgezogene, die Walzen entlastende und in eine vorgeschobene, die Walzen verspannende Stellung verstellt werden. Im übrigen ist dieses Ausführungsbeispiel genauso ausgebildet wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und 3.

Beide Ausführungsbeispiele können aus Metall oder auch aus Kunststoff oder anderem Material oder aus unterschiedlichen Materialien der einzelnen Teile hergestellt sein. Wesentlich ist, daß die an der Verspannung beteiligten Teile, also die Sperrkörper und die innere und die äußere Wand des Ringspaltes steif genug sind, um die Spannkräfte aufzunehmen.

Claims

1. Spanneinrichtung zum drehsteifen Verspannen zweier koaxial ineinandergesteckter Elemente
mit einem beweglich am einen Element angeordneten und abgestützten Druckstück, das auf das andere Element in radialer richtung ansetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem inneren Element (36) und dem äußeren Element (35) ein Ringspalt (38) ausgespart ist,
daß die den Ringspalt koaxial innen und außen begrenzenden Wände (39, 40) der beiden Elemente steif sind,
daß der Ringspalt mit gleichgroßen, stabilen, runden Sperrkörpern (45 . . .) gefüllt ist,
daß der Durchmesser eines Sperrkörpers kleiner als 95% (Prozent) der radialen Weite (19) des Ringspaltes beträgt und
daß das Druckstück (50) unter Zwischenlage von Sperrkörpern (45 . . .) auf das andere Element (36) einwirkt.

2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sperrkörper Walzen (45 . . .) sind und
daß die Walzen achsparallel zur Achse (37) der
Elemente (35, 36) auf der gleichen axialen Höhe angeordnet sind.

3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sperrkörper Kugeln sind.

4. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringspalt (38) durch sich senkrecht zur Achse (37) der Elemente (35, 36) erstreckende, steife Seitenwände (41, 42) in Achsrichtung begrenzt ist.

5. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckstück (50) am äußeren Element (35) angeordnet und nach Art einer Madenschraube ausgebildet ist.

6. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckstück (70) am inneren Element (61) angeordnet ist,
daß das Druckstück als Exzenter ausgebildet ist und daß der Exzenter um die Achse der Elemente drehbar ist.

7. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser (18) eines Sperrkörpers 55 bis 95% der radialen Weite (19) des Rinspaltes (3) beträgt.

8. Spanneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringspalt (38) vollständig in dem einen der beiden Elemente (35) ausgespart ist und
daß das andere Element (36) im Bereich gegenüber dem Ringspalt glatt ist.