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Spannsatz zur Verbindung einer Nabe mit einer Welle Gegenstand des
Hauptpatents ist ein Spannsatz zur Verbindung einer Nabe mit einer Welle, der aus
einem an der Welle anliegenden federnden Innenspannring, einem an der Nabe anliegenden
federnden Außenspannring und in einem radialen Zwischenraum zwischen den Spannringen
von beiden Seiten her eingreifenden, mit Kegelflächen versehenen, axial beweglichen,
paarweise zusammenwirkenden Druckstücken besteht, die mit Hilfe planetenartig sowie
im Bereich der Druckstücke angeordneter Spannschrauben spannbar sind, wobei der
liinenspannring und der Außenspannring jeweils innen und außen zylindrische Mantelflächen
aufweisen, deren dem radialen Zwischenraum zugekehrte-Mantelflächen mit an sich
bekannten, radial gegenüberliegenden, spiegelbildlich gleichen, kegelförmigen Einschnitten
versehen sind, in die als Druckstücke an sich bekannte, kegelige Druckrollen eingreifen.
Nach einem weiteren Gedanken dieser Erfindung sind der Innen- und der Außenspannring
in je zwei zu-beiden Seiten der Nabe angeordnete Ringe geteilt, die die nach
außen gerichteten kegelförmigen Einschnitte aufweisen, und deren Ab-
stand
durch eine mit Bohrungen für -die Spannschrauben der Druckrollen versehene Distanzbüchse
bestimmt ist.
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Bei einer bekannten Zentriereinrichtung für einen Spannsatz zur Nabenbefestigung
ist in dem Ringraum zwischen Nabenbohrung und Welle axial zwischen den Spannringpaaren
eine Hülse mit mehreren in ringförmige Durchbrüchd mit radialem Spiel eingesetzte,
gleichmäßig über den Umfang verteilten Wälzkörpern angeordnet, wobei die Stirnseiten
der Hülse eine ballige Form aufweisen. Zur Vorzentrierung von Naben auf, Wellen
-bei- einer Nabenbefestigung mit, federnden Spannringen ist bereits ein Vorschlag
des Erfinders bekannt, nach dem zwischen dem im Normalschnitt zur Welle aufgeteilten
Spannsatz in Berührung 'mit Deng inneren Stirnflächen der Innen- und Außenspannringe
und ohne merkliches Spiel zwischen der- Welle und der Nabe mindestens drei gleichmäßig
über den mittleren Durchmesser der Druckringe -verteilte Zentrierrollen, angeordnet
sind, wobei die Zentrierrollen und die ihnen gegenüberliegenden Flächen der Innen-
und Außenspaunringe kegelförinig ausgebildet sind und die Zentrierr-ollen ferner
zur Durchführu n-g je einer Spannsiäraube: eine -axiale Bohrung'aufweisen,-Der-
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spgnnsätze zur_ Verbindung einer
Nabe mit einer Welle bei gleichen Abmessungen , und,gleichem Aufbau bezüglich
der Zentrierr und, Rundlaufgena'uigkeit wesentl . ic I h zu verbe
- s . sern-, eine * Steigerung des übertragbaren Drehmoments
zu erzielen und das Gewicht zu verringern.- -
Erfindungsgemäß erfolgt dies
dadurch, daß die Distanzbüchse beiderseitig ringfönnige Einschnitte mit Erweiterungen
aufweist -und an -den Enden der inneren und äußeren zylindrischen Mantelfläche
der Distanzbüchse ballige, Erhöhungen angeordnet sind, wobei die Querschnittshöhe
zwischen den balligen Erhöhungen ein Übermaß gegenüber dem Ringspalt zwischen der
Welle und der Nabe aufweist. Dabei kann die Distanzbüchse aus, einem federe lastischen
Werkstoff bestehen, wie Stahl, eine hochfeste. Leichtmetallegierung oder ein druckfester
Kunststoff.
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Da die erfindungsgemäße Distanzbüchse beiderseitig ringförmige Einschnitte
mit bogenförmigen Erweiterungen aufweist, die Enden der zylindrischen Mantelflächen
ballige Erhöhungen und diese ein Übermaß gegenüber dem jeweiligen Ringspalt von
Welle und Nabe besitzen " zentriert die, Distanzbüchse mit dem, Spannsatz
selbsttätig die Nabe auf der Welle am gesamten Umfang federelastisch, spielfrei
und mit hoher ' Rundlaufgenauigkeit. Das Übermaß der Querschnittshöhe der
balligen Erhöhungen der Distanzbüchse gegenüber dem Ringspalt von Welle und Nabe
wird vorteilhaft so, gewählt, daß die jeweiligrn Toleranzen'der ISA-Passungssitze
von der ISA-FeinpassungH6 zu, h6 bis zur ISA-GrobpassungH11 zu hll federelastisch
spielfrei überbrückt werden und somit die Wellen und die Bohrungen der Naben mit
wesentlich größeren, Toleranzen hergestellt werden könft ' en, was,eine beachtliche
Verbilligung mit sich' bringt. Ferne' r dient, die Distanzbüchse
mit
ihren balligen, federelastischen Erhöhungen als Kugel-Glättedorn, da beim Eindrücken
der Distanzbüchse zwischen der Welle und der Nahe die Oberflächenrauhigkeiten von
Welle und Nabenbohrung egalisiert werden, wodurch ein besseres Tragbild erzielt
wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Distanzbüchse besteht darin, daß
die mit Cbermaß versehenen federelastischen balligen Erhöhungen nach dem Einbau
sphärisch den Ringspalt zwischen Welle und Nabe abdichten und so die Möglichkeit
gegeben ist, am mittleren abgesetzten Teil der Distanzbüchse Schmiermittel von der
Nabe zur Welle, oder umgekehrt, durchzuleiten. Durch die Distanzbüchse nach der
Erfindung wird der Spannvorgang vorteilhaft vom Zentriervorgang getrennt, wodurch
das zeitraubende Justieren mittels der planetenartig angeordneten Spannschrauben
des Spannsatzes zur Erreichung einer ausreichenden Rundlaufgenauigkeit entfällt.
Auch wird das Nabengewicht - bei großen Naben sehr beachtlich -
durch
die spielfreie federelastische Distanzbüchse aufgenommen, so daß sich die vorgeschalteten-
Innen-und Außenspannringe des Spannsatzes einwandfrei und ohne Behinderung spannen
und entspannen können, die axiale Spannkraft besser zur Wirkung kommt und das übertragbare
Drehmoment des Spannsatzes erhöht wird. Eine weitere Steigerung des übertragbaren
Drehmoments bringt die unter Vorspannung bzw. Pressung zwischen der Welle und der
Nabe eingesetzte federelastische Distanzbüchse. Da die balligen Erhöhungen der Distanzbüchse
nur Linienberührung mit der Welle und der Nabe nach dem Einsetzen aufweisen, wird
am gesamten Umfang eine spielfreie Zentrierung und eine leichte Montage und Demontage
des Spannsatzes mit den Vorzügen von Zentriereinrichtungen mittels Zentrierrollen
erreicht. Auch ist es gegeben, die spielfreie federelastische Distanzbüchse nach
der Erfindung für jeden anderen Spannsatz zu verwenden, ohne daß dadurch das Wesen
der Erfindung geändert wird * Ferner besteht die erfindungsgemäße Distanzbüchse
nur aus einem Teil und ist in ihrem.Aufbau sehr einfach. Die Zentrierung wird beim
Spannen des Spannsatzes nicht beeinflußt, so daß zeitraubende Justierarbeiten entfallen.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Ab b. 1 zeigt den längsgeteilten Spannsatz mit Distanzbüchse,
eingesetzt zwischen einer Welle und einer Nabe in einem axialen Schnitt, im ungespannten
Zustand; Ab b. 2 zeigt die eine Hälfte des Spannsatzes nach .Ab b. 1
mit einer einseitigen verkürzten Distanzbüchse in einer Teildarstellung mit Welle
und Nahe iin Axialschnitt, ungespannt.
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Wie aus Ab b. 1 hervorgeht, besteht der Spannsatz aus der Distanzbüchse
1 mit den beiderseitig ringförmigen Einschnitten la und den bogenförmigen
Erweiterungen lb. An den Enden der inneren und äußeren zylindrischen Mantelfläche
besitzt die Distanzbüchse 1 ballige Erhöhungen 1 c, die in
ihrer Querschnittshöhe ein übermaß gegenüber dem Ringspalt von Welle 6 und
Nabe 7 aufweisen. An beiden Seiten der Distanzbüchse 1 sitzen die
Spannsatzhälften des Spannsatzes, bestehend aus je einem zylindrischen Innenspannring
2 und einem ebensolchen Außenspannring 3. Die Spannringe 2 und
3 weisen an ,ihren radial gegenüberliegenden Zylindermantelflächen 2
a, 3 a jeweils über den Umfang gleichmäßig verteilte, nach außen gerichtete
kegelförmige Einschnitte 3 c auf, wobei ihr Abstand durch die mit Bohrungen
für die Kegelkopfspannschrauben 4 mit Innensechskant versehene Distanzbüchse
1 -bestimmt ist. Die Kegelkopfspannschrauben 4 stehen mit kegeligen Druckrollen
5 in Funktionsverbindung. Zur Erleichterung der Demontage weist die Distanzbüchse
1 beiderseitig am Umfang Abzuggewinde 1 d
auf.
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Der Spannsatz nach Ab b. 2, der besonders zur Befestigung von
Naben mit geringer Breite geeignet ist, besteht iin wesentlichen aus dem Innenspannring
2, dem Außenspannring 3 und der verkürzten und einseitig angeordneten Distanzbüchse
8, vergleichbar mit der rechten Hälfte des Spannsatzes nach Ab b. 1.
Die Spannringe 2, 3 besitzen wiederum kegelförmige Einschnitte
3 c und -die Distanzbüchse 8
einen ringförmigen Einschnitt la, bogenförmige
Erweiterungenlb, ballige Erhöhungenlc und Bohrungen zur- Durchführung derb planetenartig
angeordneten Zylinderspannschrauben 9 mit Innensechskani zum Anziehen der
kegelförmigen Druckrollen 5. Der Spannsatz mit Distanzbüchse ist zwischen
einer Welle 10 und einer abgesetzten Bohrung der Nabe 11 angeordnet.
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Arbeitsweise des Spannsatzes nach A b b. 1:
Beim Einsetzen des
Spannsatzes mit der Distanzbüchse zwischen der Welle6 und der Nab-e7--zentriert
die 'Distanzbüchsel mit ihren mit übermaß ,gegenüber dem Ringspalt von Welle6 und
Nabe7 versehenen beiderseitigen# balligen Erhöhungen 1-c federelastisch mit einer
bestimmten Radialpressung die Nabe7 spielfrei auf der Welle6 am gesamten Umfang
mit Linienberührung. Hierdurch wird eine
hohe Zentrier- und Rundlaufgenauigkeit
der gesamten Spannverbindung-erzielt. Beim Anziehen der Spannschrauben4 in Verbindung
mit den kegelförmigen DruckrolIen5 werden zur Durchleitung von
Drehmomenten
die Innenspannringe 2 radial gleichmäßig ohne Behinderung durch das Nabengewichi
auf die Welle6 und die Außenspannringe3 radi#I gleichmäßig gegen die Bohrung der
Nabe 7 gepreßt. Nach dem Lösen der Spannschrauben 4 gehen die Spannringe
2, 3 federelastisch in ihre Ursprungslage zurück. Mittels der Abzuggewinde
1 d *in der Distanzbüchse 1 wird sodann der komplette
Spannsatz entfernt.