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HYDRAULISCHES SPANNELEmENT MIT DOPPELDICHTUNG Die Erfindung betrifft
an sich bekannte hydraulische Spannelemente mit ringförmigem, axial austretendem
Druckring, deren Aufbau und Funktion im folgenden schematisch dargestellt wird.
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Es handelt sich um Spannelemente, welche vor ihrer Betätigung mit
ihrer Funktiansfläche und/oder dem in einer Ringnut dichtgleitend gefuhrten ringförmigen
Druckring (Ringkolben) an einer Gegenfläche angelegt wird.
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Der innere freie Ringraum in der Ringnut ist Teil eines mit hydraulischem
medium gefüllten hydraulischen Druckraums, dessen Innendruck von aussen auf verschiedene
Weise erhöht werden kann. Dies geschieht beispielsweise durch Anschluss an ein hydraulisches
System. Wir der Druck im hydraulischen System erhöht, so wird auch der Druck im
hydraulischen Raum des Spannelements erhöht und der Ringkolben wird aus der Ringnut
vorgetrieben und gegen die genannte Gegenfläche gedrückt. Dieser Spanndruck wird
für die verschiedensten Zwecke ausgenutzt, beispielsweise um Werkstücke oder Werkzeuge
gegen einen Körper zu verspannen. Es werden so mit einfachen Mittelund mit geringem
Kraftaufwand sehr hohe Spanndrücke erzielt, die bis zu mehreren hundert Tonnen gehen
können.
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Von besonderer Bedeutung für das einwandfreie Funktionieren des Spannelements,
besonders auch dann, wenn der Druck längere Zeit aufrecht erhalten bleiben muss,
ist die Abdichtung des Drucksystems nach aussen.
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Es ist bekannt, den Ringkolben mit einer Nutringdichtung zu beaufschlagen,
welche beispielsweise mit zwei Lippen versehen ist, die unter der Einwirkung des
hydraulischen mediums fest an den Nutwänden anliegen.
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Es ist auch eine Ausführung bekannt, bei welcher an der Innenfläche
und an der Aussenfläche des Ringkolbens, Je eine umlaufende Nut vorgesehen ist,
in welcher je ein O-Ring angeordnet wird.
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Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, dass diese Arten der Abdichtung
unzuverlässig sind, besonders dann, wenn der Durchmesser des Ringkolbens und seine
Breite grössere Dimensionen annehmen müssen. Die genannten Arten der Abdichtung
werden dann sehr aufwendig und trotzdem wird die Abdichtung dann unzuverlässig und
zwar entweder schon bei der
Betätigung, jedenfalls aber bei längerer
Standdauer des Spannelements unter hohem Druck, was zu erheblichen Schäden und zu
Unfällen führen kann.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein hydraulisches Spannelement
zu schaffen, bei welchem dieser Mangel nicht auftritt.
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Das wird dadurch gelöst, dass am oberen Ende des Ringkolbens; DlnBr
zwei bei Nutdichtungen angeordnet werden. Das wird im Einzelnen in der Zeichnung
schematisch dargestellt und zwar am Beispiel einer gut bekannten Austührungsform
eines hydraulischen Spannelements, nämlich einer hydraulischen Spannmutter. Die
Zeichnung ist ein Axialschnitt durch eine solche Spannmutter.
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In dieser Zeichnung ist (1) der Körper der Spannmutter mit der Mittelbohrung
(2), die mit Innengewinde versehen ist und die auf dem Gewindezapfen (4), welcher
Teil des Körpers (10) ist, aufgeschraubt ist bis zur Anlage an die Gegenfläche (5)
des gegen den Körper (10) zu verspannenden Teils (6). (7) ist eine zylindrische
Bohrung, die mit Innengewinde versehen ist. Hier wird die Betätigungsvorrichtung
zur Erhöhung des Innendrucks im hydraulischen Druckraum angeordnet oder angeschlossen,
die auf der Zeichnung durch (8) symbolisch dargestellt ist. In einer beispielsweisen
Ausführungsart wird hier fest oder lösbar (Schnellkupplung) ein Anschluss an ein
hydraulisches System angeordnet, mittels dessen in an sich bekannter Weise der Innendruck
im Druckraum der Spannmutter erhöht oder herabgesetzt werden kann. Dieser hydraulische
Druckraum besteht aus dem zylindrischen Raum (7), dem Kanal (11) und dem oberen
freien Ringraum (12) der Ringnut (13) in dessen unterem Ringraum der Ringkolben
(14) gleitend und dichtend geführt ist. Nach dem eingangs beschriebenen Aufschrauben
von Hand der Spannmutter auf den Zapfen (4) liegt der Ringkolben ohne entscheidende
Druckausübung an der Gegen fläche (5) des einzuspannenden Teils (6) an.
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Der Ringkolben (14) ist an seiner dem Druckraum zugewandten Stirnseite
sowohl an der Innen- wie an der Aussenkante mit je einer Ringnutdichtung (15' und
15") versehen.
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Wird nun der Druck in Druckraum durch Einführung von zusätzlichem
hydraulischen Medium aus dem angeschlossenen hydraulischen Drucksystem erhöht, so
wird der Ringkolben (14) aus der Ringnut (13) vorgetrieben und gegen die Fläche
(5) gedrückt. Der Gewindezapfen (4) wird mit dieser Kraft gespannt und dieser Spanndruck
bewirkt über den Spannmutterkörper (1), den hydraulischen Druckraum (7, 11, 12)
und den Ringkolben (14) die Verspannung des Teils (6) gegen den Körper (10).
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Dieser Verspannungszustand bleibt erhalten, solange der Überdruck
im Druckraum (7, 71, 12) erhalten bleibt. Das aber ist abhängig von der Wirksamkeit
und der Dauerzuverlässigkeit der Abdichtung durch die beiden Dichtungen (ins' und
15").
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Die Praxis hat bewiesen, dass bei der Anordnung von zwei Nutringdichtungen
wie oben beschrieben, statt der bisher bekannten Anordnung von einer Nutringdichtung
oder von zwei O-Ringen, die Abdichtung und damit die Funktion der Spannmutter auch
bei höchsten Drücken, wie sie vom Metall der Spannmutter noch ausgehalten werden,
dauerhaft und zuverlässig aufrecht erhalten werden kann.
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Solche Nutringdichtungen bestehen vorzugsweise aus synthetischem.
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gummielastischem Material und können in ihrer Gestaltung den jeweiligen
Verhältnissen in bekannter Weise angepasst werden.
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Statt durch Anschluss an ein hydraulisches Drucksystem kann auch eine
andere Betätigungsart vorgesehen werden. Beispielsweise kann ein Schmiernippel mit
Rückschlagventil angeordnet werden und die Druckerhöhung in bekannter Weise mittels
einer Druckpresse über den Schmiernippel vorgenommen werden, wonach die Druckpresse
wieder abgekuppelt wird. Zwecks Abbau des Innendruckes und Entspannung der Mutter
muss bei dieser Anordnung der Druckraum mit einem verschliessbaren nach aussen führenden
Kanal versehen sein.
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Es kann auch der Druckerzeuger selbst in die Spannmutter eingebaut
werden und beispielsweise aus einem Kolben bestehen, der von aussen mittels Stellschraube
in den Druckraum hineingedrückt werden kann.
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In der obigen Beschreibung und der zeichnerrischen Darstellung ist
als Beispiel eine gebräuchliche, hydraulische Spannmutter gewählt worden. Der Anwendungsbereich
der Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf derartige Spannmuttern.
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Während diese Spannmutter eine mit Innengewinde versehene mittels
borung (2) hat, mit welcher sie auf den Zapfen (4) aufgeschraubt wird, welcher Zapfen
ein Teil des Körpers (10) ist, ist bei einem anderen hydraulischen Spannelement
die umgekehrte Einrichtung getroffen, indem der Zapfen (4) nicht mit dem Körper
(10) einstückig ist, sondern mit dem Spannmutterkörper (1). Dieser Zapfen ist dann
an seinam unteren Ende mit Aussengewinde versehen, während der Körper (10) eine
entsprechende mit Innengewinde versehene Bohrung aufweist, in welche der Zapfen
eingeschraubt wird. Der Ausdruck, dass der Zapfen (4) mit dem Körper (1) einstückig
ist kann auch bedeuten, dass der Zapfen für sich gefertigt und anschliessend im
Mutterkörper (1) durch Einschrauben, Aufschrumpfen oder dergleichen befestigt worden
ist. Das Entscheidende ist, dass nicht mehr eine Spannmutter auf einen Zapfen aufgeschraubt
wird, sondern dass ein mit einem hydraulischen Kopf versehenen Gewindezapfen in
den Körper (10) hineingeschraubt wird, während im Übrigen der Spannvorgang mit der
gleichen Wirkung in der gleichen Weise abläuft wie er oben für die Spannmutter beschrieben
uurde. Solche Spannelemente sind an sich als hydraulische Spannschrauben (mit Druckring)
bekannt.
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Eine dritte beispielsweise Ausführung besteht darin, dass das Spannelement
als Spannring ausgebildet ist. In diesem Fall entspricht das Spannelement dem in
Fig. 1 gezeichneten Ausführungsbeispiel t'Spannmutter", jedoch ist die Innenbohrung
nicht mit Innengewinde versehen sondern glatt. Dieses als Spannring ausgebildete
Spannelement wird über einen Zapfen geschoben und dann mit anderen mitteln, beispielsweise
mittels einer Sechskantmutter, gegen die Anlagefläche vorgebracht, dann aber der
eigentliche Spannvorgang mittels Hydraulik in der gleichen Weise und mit der gleichen
Wirkung vollzogen wie er im Beispiel "Hydraulische Spannmutter¢ aufgezeigt wurde.
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In einer anderen Ausführungstorm ist das Spannelement als Platte oder
Rondell ausgebildet, wobei der Ringkolben aus einer der Flächen austritt.