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Innenspanndorn
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Die Erfindung betrifft einen Innenspanndornzum Aufspannen und Lösen
von mit ihrer Außenflächen in einem Trägerteil, insbesondere mittels (;ewindeeingriff
festsitzenden Hohlkörpern, mit einem in (lie llöÄlung des Werkstückes vorragenden
Spannkopf, der durch Gewindeverstellung über Keilflächen zu betätigende Aufspreizmittel
aufweist.
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Bei einem bekannten Spanndorn dieser Art sind gemäß der DE-OS 29 15
197 im Schaft einer Kopfschraube drei im Querschnitt trapezförmige Längsnuten eingeformt,
deren Boden keilförmig zur Schraubenachse angestellt ist, so daß in den Nuten längsverschiebliche
Keilmesser radial nach außen angestellt werden können. Die Verstellung erfolgt dabei
durch zwischen zwei Ilohlscheiben eingreifende Nasenenden der Keilmesser durch Druck
zweier gegeneinander verspannbarer Muttern. Auf diese Weise kann man zwar über einen
größeren Durchmesserbereich längs dreier Mantellinien scharf in eine festsitzende
Gewindehülse eingreifen und diese in der durch die Schneidenausbildung angegebenen
Richtung zurückdrehen.
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Einmal ist aber der bekannte Innenspanndorn verhältnismäßig kompliziert
und störanfällig aufgebaut, und zum anderen macht es der Kraftangriff an dem weit
von der Ilinspannstcllc vorrngeriden Schraubenkopf notwendig, mit einem Doppelhebei
anzugreifen, wenn die Schraube nicht abgebrochen oder der das Werkstück tragende
Teil zerstört werden soll. Der hierfür benötigte Raum ist aber oftmals vor allem
bei an der Wand verlegten Leitungen, nicht vorhanden.
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Die Erfindung verfolgt die Aufgabe, einen Spanndorn der eingangs genannten
Gattung einmal möglichst einfach und robust und zum anderen so zu gestalten, daß
er auch auf beengtem Raum mit nahezu beliebig großem i)rehmoment betätigt werden
kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist erf indungsgemflß der Spann -kopf
einen von einem aufweitbaren Backenmantel umgebenen, gegenüber einem ihn tragenden
Dornmantel längseinstellbaren Keilkörper auf, und der Dornmantel ist dicht am Ansatz
des Spannkopfes mit Kuppiungsflächen zum Anschluß eines Betätigungshebels versehen.
Hier ist die bewegliche Anordnung feingliedriger Teile und Keilmesser, deren Führung
und Einstellung vermieden. Im Prinzip geht es nur darum, den Dornmantel, der den
Grundkörper des Dornes bildet, durch eine geci~!ncte Anordnung mit d<m Keilkörper
zu verbinden, und diesen im Aufweitsinne auf den Backenmantel einwirken zu lassen,
der in irgendeiner geeigneten Weise drehschlüssig mit dem Dornmantel verbunden ist.
Man kommt daher mit nur wenigen Einzelteilen aus, die außerordentlich robust und
auf einfache Weise preiswert herzustellen sind. Zudem macht es die Verwendung eines
l)is dicht an die F,ingrifçstelle herangeführten Dornmantels möglich, einen einarmigen
Betätigungshebel dicht an der Angriffsstelle zum Einsatz zu bringen, da das von
dort aus auf den Dorn wirkende Biegemoment beim Lösevorgang vernachlässigbar klein
ist. Man kann also ohne weiteres abgebrochene Gewindeenden von fest und dicht an
einer Wand verlegten Leitungen leicht aus dem Sitz herauslösen.
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Der Keilkörper kann auf recht unterschiedliche Weise ausgebildet sein,
bevorzugt wird seine Ausbildung als in eine kegelförmige Innenfläche des Backenmantels
eingreifendes Kegelküken. Dies ist nicht nur herstellungsmäßig
einfacher,
sondern ermöglicht auch die Obertragung der radialen Spannkräfte auf großer, glatter
Kegelfläche.
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Der Keilkörper kann im Prinzip als rotationssymmetrischer Schraubenkopf
ausgebildet sein, der durch eine am Dornmantel abgestützte Mutter verspannt wird.
Dies empfiehlt sich vor allem für Spanndorne mit kleinem Eingriffsdurchmesser. Falls
dieser Durchmesser nicht kritisch ist, läßt sich der Keilkörper mit einer zentrischen
Gewindebohrung auf einer insbesondere als Innenkantschraube ausgebiid Kopfschraube
anbringen, die durch den hohlen Dornmantel hindurchgeführt ist.
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Der Dornmantel sollte wenigstens zu seinem kopfseitigen Ende hin eine
prismatische, insbesondere Sechskant-Außenfläche aufweisen, um die üblichen Schlüssel
ansetzen zu können. Zweckmäßigerweise hat er auf ganzer l..ingc eine Sccliskantform.
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Der Backenmantel kann mehrere, vom Dornmantel axial frei vorragende
Spannbacken aufweisen. Diese Spannbacken lassen sich im Prinzip einstückig am Dornmantel
anformen.
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Auch dann, wenn dabei nur geringe Spannwege zu bewältigen sind, empfiehlt
es sich jedoch, die Anschlußstellen mit die Verformung begünstigten Schwächungen
zu versehen, die einerseits ein Ausbiegen bzw. eine radiale Verlagerung zulassen,
andererseits jedoch die Ubertragung des benötigten Drehmoments ermöglichen. Dabei
kann es auch von Vorteil sein, den Dornmantel mit vier angeformten Backen aus höher
clastischem Werkstoff wie faserverst'ärkte#i Kunststoff herzustellen und an den
Eingriffsfl:.ichen mit einer Oberflächenschicht aus härterem verschleißfestem Werkstoff
zu versehen oder gar Elemente aus hartem, meist metallischem Material einzulagern.
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Nach einem anderen Erfindungsvorschlag wird der Backenmantel lösbar
zwischen Keilkörper und Dornmantel eingefügt und mit diesem durch Drehmoment-Kupplungsmittel
verbunden. Die einfachste Ausführung ist dann die Ausbildung des Backenmantels als
einstückiger, mit wenigstens einer Dehnungsausnehmng versehener Ringkörper.
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Dabei lassen sich die Dehnungsausnehm#ingen durch einzelne, unter
Zwischenabständen von unterschiedlichen Seiten angebrachte Schlitze ausbilden. Bevorzugt
wird derzeit die Ausbildung wenigstens einer Dehnungsatisnehmung als Durchgangsschlitz,
insbesondere Längsschl itz. Durch seinen C-förmigen Querschnitt bleibt der Backenmantel
noch verhältnismäßig kompakt und ermöglicht daher eine zuverlässige Übertragung
des Drehmoments vom Dornmantcl her auch dann, wenn sich der Backenmantel weit aufspreizt.
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Die Kupplungsmittel sollten wenigstens eine Kupplungsnase aufweisen,
die vom einen Teil her in die Kupplungsausnehmung des anderen Teils axial vorragt.
So kann beispielsweise eine Kupplungsnase in einen Längsschlitz des Backenmantels
eingreifen. Eine bessere Drehmomentübertragung wird jedoch dadurch erzielt, daß
man den Kupplungsangriff dem Durchgangsschlitz gegenüberliegend vorsieht. Dabei
kann es zudem zweckmäßig sein, den Vorsprung am Backenmantel anzuformen, der dadurch
verstärkt wird.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsvorschlag wird der Backenmantel mit
mehreren, insbesondere drei Spannbacken versehen, die jeweils mit radial einstellbaren
Kupplungsmitteln an den ornmantel angeschlossen sind.
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Diese Kupplungsmittel können eine völlig freie Einstellbarkeit zulassen
oder auchdurch eine Schwenklagerung eine Führung durch eine Blattfeder oder dgl.
ausgerichtet sein. Wesentlich ist nur, daß dadurch ein
wesentlich
größerer Verstellbereichals bei einer einstückigen Anformung von Snannbacken am
Dornmantel erreicht wird.
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Die Zeichnung gibt mehrere Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
wieder. s zeigen Fig. 1 den liinsatz eines erfindungsgemäßen Innenspanndorns beim
Lösen eines abgebrochenen Gewindeendes einer Installationsleitung, Fig. 2 einen
Längsschnitt durch einen gegenüber Fig. 1 nur unwesentlich abgeänderten Spanndorn,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Dornmantels mit angeformten Backen, Fig. 4 die Ansicht
dieses Dornmantels von links in l:ig. 3 gesehen, Fig. 5 einen Längsschnitt durch
einen Dornmantel mit lösbar eingesetzten Spannbacken, lig. <) einen Querschnitt
nach der Linie VI-VI in Fig.5, Fig. 7 einen der Fig. 5 entsprechenden Längsschnitt
nach der in Fig. 8 eingezeichneten Schnittlinie, mit einer abgewandelten Führung
von drei Spannbacken, Fig. 8 eine Ansicht dieser Ausführung von links in Fig. 7
gesehen, Fig. 9 einen Längsschnitt durch einen Dornmantel mit einer längsgeschlitzten
Spannbuchse und Fig.10 einen Schnitt durch diese Ausführung nach der linie X-X in
Fig. 9.
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Nach Fig. 1 sind in einem fest und dicht an einer Gebäudewand verlegten
T-förmigen Verzweigungsstück 1 drei Rohre ' mit ihren Inden eingeschraubt. Eines
der drei Rohre ist abgebrochen, sein Gewindeteil 2a steckt
im Rohrstutzen
la und soll durch einen Spanndorn 3 aus dem Rohrstutzen herausgelöst werden. Elicrzu
wird der Spannkopf 4 des Spanndorns in das Gewindeende 2a eingesteckt, durch Anziehen
der Spannschraube 5 aufgespreizt und anschließend durch den Dornmantel () cntg(>gen
der Finschraubrichtung der Gewinderohrc gedrehet . Bei hinreichend fester Spannung
und scharfkantiger Oberflächengestaltung der Spannbacken wird dann mit dem Spannkopf
4 das Gewindeteil 2a mitgenommen.
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Nach den Fig. 2 bis 4 hat der Dornmantel 6 die Form eines hohlen Sechskantstabes
mit zwei an seinem vorderen Ende angeformten, im Querschnitt annähernd halbkreisförmigen
Spannbacken 7, die eine im wesentlichen zylindrische oder auch leicht ballenförmig
gewölbte Außenfläche 8 haben und mit ihrer nach außen geöffneten Kegeifläche 9 ein
Kegelküken 11 aufnehmen. In dessen Innengewinde 12 greift die Spannschraube 5, die
sich mit ihrem zvlindrischell lnnensechskantkopf 13 mittels einer Ilntcrlcgschcic
14 an dem dem Spannkopf 4 gegenüberliegenden Lande des ornmantels h abstützt.
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Zieht man hier die Schraube 5 an, so wandert das Kegelküken 11 immer
weiter zwischen die Spannbacken 7 und drückt diese nach außen bis an die Innenfläche
des Gewindeteiles 2a und mit in bekannter Weise vorzusehenden Eingreifteilen in
diese Innenfläche ein. Dadurch wird eine feste Drehschlußkupplung vom Gewindeteil
2a über die Spannbacken 7 zum Dornmantel 6 geschaffen. Dreht man jetzt den Dornmantel
im Lösesinne des jeweiligen Gewindes, in aller Regel also im Linksdrehsinne, so
wird der Gewindeteil 2a mitgenommen und ausgeschraubt. Es versteht sich, daß man
auf diese Weise auch solche Ilohlkörper aus ihrem Trägerteil herauslösen kann, die
nicht mit Gewindeeingriff festsitzen.
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Anstatt nun die Spannschraube in das Innengewinde 12 des Kegelkükens
11 eingreifen zu lassen, läßt sich auch dieses Kegelküken mit angeformtem Gewindeschaft
versehen und mittels einer an Stelle des Innensechskantkopfes 13 vorgesehenen Hutmutter
verspannen. Dies wird bei kleinen Spanndurchmessern bevorzugt.
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Da die nach Art von Zungen frei vorragenden Spannbacken 7 sich nur
begrenzt auslenken lassen, sind Snanndorne nach den I:ig. 2 bis 4 meist nur dort
einsetzbar, wo der Spanndurchmesser nur geringe Toleranzen hat. Wesentlich ist jedenfalls
eine federnde Rückverformung der Spannbacken 7, was die Herstellung des ganzen Dornteiles
6,7 aus entsprechend elastisch verformbarem Material empfehlenswert macht. Sofern
dabei die notwendige Härte und Verschleißwiderstandsfähigkeit nicht gewährleistet
ist, etwa bei Leichtmetall oder auch faserverstärktem Kunststoff, können die in
Eingriff zu bringenden Oberflächen 8, 9 und ggf. die Mißenfi#iche des Dornmantels
6 mit einer aufgebrachten Schicht aus hartem und verschleißfestem Werkstoff versehen
sein.
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Um den Biegewiderstand gegen das Ausschwenken der Spannbacken 7 zu
verringern, kann der nuerschnitt an der Ansatzstelle mit verkleinerter Dicke bzw.
Höhe etwa dergestalt ausgeführt sein, daß man am Ansatz zum Dornmantel von außen
einen Querschlitz anbringt und dadurch das etwa halbkreisförmige Querschnittssegrnent
in zwei einzelne seitliche Brückenteile auflöst. Auf diese Weise kann die für den
Biegewiderstand maßgebliche fluerschnittshöhe auf etwa 25 >, bis 30 t verringert
werden, was eine Minderung des Biegewiderstandes und der auftretenden Spannung anf
wenige Prozent der sonst eintretenden Größe bewirkt.
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Wesentlich ist hier, daß der Dornmantel 6 auf seiner ganzen Länge
eine Sechskantform hat, also auch einarmige Ring- oder Maul-Schraubenschlüssel unmittelbar
am Spannkopf 4 bzw. in Fig. 1 am Rohrstutzen la angesetzt werden können und das
auf den Rohrstutzen ausgeübte Biegemoment so klein wie möglich gehalten wird.
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Nach den Fig. 5 und 6 haben zwar die Spannbacken 7 die gleiche Form
wie bisher beschrieben, sind jedoch mit einem rückseitigen Fortsatz in Form einer
flachen Keilfeder 15 versehen, die in eine rechteckförmige Innennut 16 des Dornmantels
6 eingreift. diese Nut 16 weist zur Spannbacke 7 hin jeweils eine bogenförmige Vertiefung
17 auf, um auch größere Auslenkwege beim Spannvorgang zu ermöglichen.
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Zum Erfassen größerer Durchmesserbere iche verwendet man anstelle
der bisher gezeigten zwei Spannbacken möglichst drei oder mehr. Dies gilt ohne sonderliche
änderungen für die Ausführungen der Fig. 5 und tz. Eine abweichende Ausführung zeigt
Fig. 7. Jeder der drei Spannbacken 71 greift dort mit einem Segmentansatz 18 in
eine Radialnut 19 des Dornmantels 6 und stützt sich mit einer Nase 21 in einer entsprechenden
Ausnehmung 22 des Dornmantels. Das ermöglicht zwar nur eine llebelwirkung bzw. ein
sternförmig radiales Ausschwenken der Spannbacken, aber man kommt ohne federnde
Elemente wie die Keilfedern 15 aus.
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In Verbindung mit der inneren Schraube 5 lassen sich auch die Spannbacken
in ihrer l3etriebsstellung am Dornmantel halten. Diese Halterung wird verbessert
durch den in Fig. 7 gezeigten Wulsteingriff 23. Es versteht sich, daß auch dabei
die drei einzelnen Spannbacken durch eine vertieft anzuordnende Ringfeder oder dgl.
zusammengehalten werden können.
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I)iese Notwendigkeit besteht nicht bei der einstückigen Ausführung
des Spannmantels als im Querschnitt C-förmige Spannhülse 72, die durch einen längsverlaufenden
Durchgangsschlitz 24 radial geöffnet ist, so daß sich die beiden Buchsenränder auseinanderspreitzen
lassen.
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Gegenüber dem Durchgangsschlitz 24 ist an der Spannbuchse 72 eine
segmentförmige Kupplungsnase 25 angeformt, die in eine der Radialnut 19 entsprechende
Radialnut 26 des Dornmantels c) eingreift. Dabei sollte der Schaft der Spannschraube
5 möglichst eng passend in die Bohrung 27 des Dornmantels 6 eingreifen, und es kann
auch empfehlenswert sein, den Schraubenschaft einstückig mit dem Kegelküken auszuführen,
um das Drehmoment zwischen der zentrischen Anlage und dem Kupplungseingriff 95,
26 übertragen zu können, ohne daß der Aufspreizvorgang gestört wird. Daß im übrigen
durch das Ausspreizen die Zentrierung der Spannhülse 72 zum Dornmantel 6 verloren
geht, ist für die Drehmomentübertragung unwesentlich.
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Die kompakte Ausführung der Spannbacken 71 und auch der Spannhülse
72 erleichtert das Harten und steigert die Uncmgfindlichkcit dieser Teile gegenüber
einer Verformung bei irtevorgang Auch der Dornmantel 6 kann ggf. gehärtet sein bzw.
aus entsprechend hartem Werkstoff bestehen. Während jedoch bei den. Spannbacken
durchgehärtet werden sollte, kommt man beim Dornmantel in der Regel mit einer überflächenhartung
an der Außenfläche aus.
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