DE4330399A1 - Force multiplier - Google Patents

Abstract

A description is given of a force multiplier in which a wedge-shaped slide (1) pushes pressure pieces (2) into radially narrowing gaps (3). The proposal according to the invention is that all the faces (1/2), (2/5) and (2/6) which transmit the force should be flat, that the axial thrust should be produced by means of two threads (7/4) and (7/1) acting simultaneously in series and that the distance between the lower edge (8) of the actuating hexagon (9) and the upper edge (10) of the housing (4) should be used as a means of controlling the clamping stroke. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft mechanische Kraftverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Kraftverstärker dieser Gattung sind beispielsweise beschrieben inThe invention relates to mechanical boosters according to the Preamble of claim 1. Power amplifier of this Genus are described for example in

DE-GM 80 03 004
DE-PS 27 41 166
DE-PS 28 44 265
EP-PS 0 015 327
EP-PS 0 281 934.DE-GM 80 03 004
DE-PS 27 41 166
DE-PS 28 44 265
EP-PS 0 015 327
EP-PS 0 281 934.

Allen diesen Lösungen und ihren Vorläufern gemeinsam ist zwar der Vorteil, daß sich Druckstücke in Form von Kugeln oder Walzen (zylindrisch, kegelig, tonnenförmig) sicher preisgün­ stig beschaffen lassen, dafür muß aber der empfindliche Nach­ teil in Kauf genommen werden, daß der Kraftfluß über Punkt- und/oder Linienpressung erfolgt. Werkstoff-Auswahl und -Paa­ rung zu niedrigen Beschaffungskosten ist natürlich auf solche Materialien beschränkt, in denen die Druckstücke aus der Mas­ senfertigung angeboten werden. Die Pressungsart bestimmt zu­ sammen mit der Materialpaarung den maximal realisierbaren Verstärkungsfaktor und/oder Verschleiß. Eine weitere Grenze zieht der Gewindeantrieb. Feingewinde sind zwar höher belast­ bar als Grobgewinde, dafür sind aber mehr Umdrehungen der Spindel für den gleichen Spannhub erforderlich, dies ist ein Nachteil für die Bedienbarkeit. Schließlich ist bei den be­ kannten Lösungen auch nicht die Ursache für einen steilen An­ stieg des Spindeldrehmomentes erkennbar. Er kann sowohl durch den unerwünschten aber unvermeidlichen inneren Anschlag der bewegten Teile als auch durch die gewünschte erzeugte Spann­ kraft ausgelöst werden.Common to all of these solutions and their forerunners the advantage that pressure pieces in the form of balls or Rolls (cylindrical, conical, barrel-shaped) are certainly affordable have it procured, but the sensitive night must be accepted that the power flow via point and / or Line pressure takes place. Material selection and pa Of course, low procurement costs are due to such Limited materials in which the pressure pieces from the Mas production are offered. The type of pressure determines together with the material pairing the maximum feasible Gain factor and / or wear. Another limit pulls the screw drive. Fine threads are more heavily loaded bar as a coarse thread, but there are more revolutions Spindle required for the same clamping stroke, this is a Disadvantage for usability. Finally, with the be solutions did not know the cause of a steep rise the spindle torque increased noticeably. He can do both the unwanted but inevitable internal attack of the moving parts as well as generated by the desired clamping be triggered by force.

Aufgabe der Erfindung ist es die ge­ nannten Nachteile zu beseitigen. Als Lösung wird vorgeschla­ gen erfindungsgemäßThe object of the invention is the ge to eliminate the mentioned disadvantages. The solution is suggested gene according to the invention

• a) alle Kraftfluß-Übertragungsflächen eben auszuführena) Execute all power flow transmission surfaces evenly
• b) statt einem Grobgewinde die Summe der Steigungen zweier Feingewinde als Antrieb einzusetzen b) instead of a coarse thread, the sum of the pitches two fine threads as the drive  
• c) als Spannhubkontrolle die markierte Einschraubtiefe der Spindel in das Gehäuse zu benutzen.c) the marked screw-in depth as clamping stroke control to use the spindle in the housing.

Abb. 1 zeigt beispielhaft einen der typischen Anwen­ dungsfälle für erfindungsgemäße Kraftverstärker. Das Gehäuse (4) des Kraftverstärkers wird mit dem Gewinde (14/4) in die Vorrichtung (14) solange eingeschraubt, bis der Druckstempel (6) auf dem zu spannenden Teil (15) aufsitzt. Sodann wird die Spindel (7) zum Erzeugen der Spannkraft betätigt, wobei die Benutzung eines Drehmomentschlüssels zu empfehlen ist. Fig. 1 shows an example of one of the typical applications for power amplifiers according to the invention. The housing ( 4 ) of the power amplifier is screwed into the device ( 14 ) with the thread ( 14/4 ) until the pressure ram ( 6 ) is seated on the part ( 15 ) to be tensioned. The spindle ( 7 ) is then actuated to generate the clamping force, the use of a torque wrench being recommended.

Abb. 2 zeigt nun den Kraftverstärker je zur Hälfte in Lösestellung und in Spannstellung als Beispiel für die Aus­ führung einer erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe. Dreht man die Spindel (7), die mit dem Rechtsgewinde (7/4) im Gehäuse (4) gelagert ist im Uhrzeigersinn, so bewegt sie sich nach rechts im Bilde. Zugleich treibt ihr Innen-Linksgewinde (7/1) den Keilschieber (1) ebenfalls nach rechts. Dessen Keil schiebt die Druckstücke (2) nach außen in die sich radial verengenden Spalte (3) die zwischen dem Keillager (5) und dem axial beweglichen Druckstempel (6) ausgebildet sind. Da sich das Keillager (5) im Gehäuse (4) abstützt muß sich der Druck­ stempel (6) nach rechts in die Spannstellung bewegen. Die Flächen (1/2), (2/5) und (2/6) sind eben. Durch ent­ sprechende Wahl der Neigungswinkel und der Gewindesteigungen werden ohne unzulässigen Verschleiß 80 kN Spannkraft am Druckstempel (6) bei nur 100 Nm Drehmoment an der Spindel (9) erreicht. Der Hub der Spindel (9) ist dabei geringer als bei den herkömmlichen Lösungen mit nur einem Gewinde. Fig. 2 shows the power amplifier half in the release position and in the tensioned position as an example of the implementation of a solution from the task. If you turn the spindle ( 7 ), which is mounted with the right-hand thread ( 7/4 ) in the housing ( 4 ) clockwise, it moves to the right in the picture. At the same time, its internal left-hand thread ( 7/1 ) also drives the wedge slide ( 1 ) to the right. Its wedge pushes the pressure pieces ( 2 ) outwards into the radially narrowing gaps ( 3 ) which are formed between the wedge bearing ( 5 ) and the axially movable pressure ram ( 6 ). Since the wedge bearing ( 5 ) is supported in the housing ( 4 ), the pressure stamp ( 6 ) must move to the right into the clamping position. The areas ( 1/2 ), ( 2/5 ) and ( 2/6 ) are flat. By appropriately selecting the angle of inclination and the thread pitches, 80 kN clamping force on the pressure ram ( 6 ) with only 100 Nm torque on the spindle ( 9 ) is achieved without undue wear. The stroke of the spindle ( 9 ) is less than in the conventional solutions with only one thread.

Die axiale Bewegung nach rechts des Druckstempels (6) ist durch die Kreisscheibe (12) begrenzt. Wenn dieser innere An­ schlag erreicht würde entstünde an der Spindel (9) ein Dreh­ moment, das eine nicht erzielte Spannkraft vortäuscht. Er­ findungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen die Kraftverstärker­ teile so zu berechnen und auszuführen, daß die Unterkante (8) die Betätigungssechskante (9) der Spindel (7) deutlich sichtbar mit der Oberkante (10) des Gehäuses (4) fluchtet be­ vor dieser innere Anschlag erreicht ist.The axial movement to the right of the pressure ram ( 6 ) is limited by the circular disc ( 12 ). If this internal stop were reached, a torque would arise on the spindle ( 9 ), which simulates an unattained clamping force. He according to the invention is therefore proposed to calculate and execute the power amplifier parts so that the lower edge ( 8 ) the actuating hexagon ( 9 ) of the spindle ( 7 ) is clearly visible with the upper edge ( 10 ) of the housing ( 4 ) aligned before this inner stop is reached is.

Erfindungsgemäß kann natürlich das Drehmoment in die Spindel (9) statt über einen Sechskant auch über Vierkante, Polygone, Zahnprofile usw. eingeleitet werden. Statt deren Unterkante zur Hubkontrolle zu benutzen kann natürlich z. B. auch eine Ringnut als Markierung eingestochen werden.According to the invention, the torque can of course be introduced into the spindle ( 9 ) instead of via a hexagon also via squares, polygons, tooth profiles, etc. Instead of using the bottom edge for stroke control, of course, B. also an annular groove can be inserted as a marking.

Beim Verfahren des Kraftverstärkers in die Lösestellung sor­ gen ein oder mehrere Druckfedern (11) die sich über die Kreisscheibe (12) und den Sprengring (13) im Gehäuse (4) ab­ stützen dafür, daß der Druckstempel (6), die Druckstücke (2), das Keillager (5) sich nicht lose im Gehäuse (4) bewegen kön­ nen.In the process of the booster in the release position, one or more compression springs ( 11 ), which are supported via the circular disk ( 12 ) and the snap ring ( 13 ) in the housing ( 4 ), ensure that the pressure plunger ( 6 ), the pressure pieces ( 2 ), the wedge bearing ( 5 ) cannot move loosely in the housing ( 4 ).

Die Teile des erfindungsgemäßen Kraftverstärker lassen sich mit seit Jahrzehnten abgesicherten Berechnungsmethoden mühe­ los optimal dimensionieren; die Wahl der Werkstoffe ist nicht eingeengt, denn die Formgebung ist bei dem heutigen Stand der Fertigungstechniken zu vertretbaren Kosten möglich.The parts of the power amplifier according to the invention can be with calculation methods that have been secured for decades dimension optimally; the choice of materials is not restricted, because the shape is at the current state of the art Manufacturing techniques possible at reasonable costs.

Für Anwendungsfälle bei denen der Spannhub extrem feinfühlig einstellbar sein muß, also viele Spindelumdrehungen wenig Hub erzeugen sollen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen die Ge­ winde (7/1) und (7/4) gleichsinnig mit unterschiedlicher Ge­ windesteigung auszuführen. Mit dieser Reihenschaltung kann man offensichtlich beliebig feine Übersetzungen bis hinab zu 0 mm Hub pro Spindelumdrehung erreichen.For applications in which the clamping stroke must be adjustable extremely sensitively, that is, many spindle revolutions should produce a small stroke, the invention proposes that the threads ( 7/1 ) and ( 7/4 ) run in the same direction with different thread pitch. With this series connection you can obviously achieve arbitrarily fine ratios down to 0 mm stroke per spindle revolution.

Claims (5)

1. Kraftverstärker mit einem durch Gewindevorschub axial beweg­ lichen Keilschieber (1), der radial bewegliche Druckstücke (2) in sich radial verengende Spalte (3) drückt, die zwisch­ en dem im Gehäuse (4) befestigten Keillager (5) und dem axial beweglichen Druckstempel (6) ausgebildet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle die Kraft weiterleitenden Flächen (1/2), (2/5) und (2/6) eben sind.1. booster with an axially moving union by threaded feed wedge slide (1), the radially movable plungers (2) pressed into the radially narrowing gaps (3) en clipboard said fixed in the housing (4) wedge bearing (5) and moving the axially Pressure stamps ( 6 ) are formed, characterized in that all the force-transmitting surfaces ( 1/2 ), ( 2/5 ) and ( 2/6 ) are flat. 2. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegung des Keilschiebers (1) durch in Reihe wirkende Gewinde (7/4) und (7/1) erzeugt wird, und diese Ge­ winde gegensinnig ausgeführt sind.2. Power amplifier according to claim 1, characterized in that the axial movement of the wedge slide ( 1 ) by thread acting in series ( 7/4 ) and ( 7/1 ) is generated, and these Ge threads are executed in opposite directions. 3. Kraftverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bewegung des Keilschiebers (1) durch in Reihe wirkende Gewinde (7/4) und (7/1) erzeugt wird, und diese Ge­ winde gleichsinnig ausgeführt sind.3. Power amplifier according to claim 1, characterized in that the axial movement of the wedge slide ( 1 ) by thread acting in series ( 7/4 ) and ( 7/1 ) is generated, and these threads are designed in the same direction. 4. Kraftverstärker nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spindel (7) mit einer Markierung versehen ist, deren Stellung zum Gehäuse (4) als Spannhubanzeige dient.4. Power amplifier according to claims 1 to 3, characterized in that the spindle ( 7 ) is provided with a marking, the position of which relative to the housing ( 4 ) serves as a clamping stroke indicator. 5. Kraftverstärker nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Unterkante (8) des Betätigungssechskantes (9) der Spindel (7) als Markierung benutzt wird, deren Stel­ lung zur Oberkante (10) des Gehäuses (4) den Spannhub an­ zeigt.5. Power amplifier according to claims 1 to 4, characterized in that the lower edge ( 8 ) of the actuating hexagon ( 9 ) of the spindle ( 7 ) is used as a mark, the Stel development to the upper edge ( 10 ) of the housing ( 4 ) the clamping stroke indicates.