-
Spannelement zur Nabenbefestigung Gegenstand der Hauptpatentanmeldung
ist ein Spannelement zur Nabenbefestigung, bestehend aus einem zylindrischen Innenspannring
und einem zylindrischen Außenspannring mit kegeligen Berührungsflächen zur spielfreien
kraftschlüssigen Verbindung einer Nabe mit einer Welle, bei dem an den Außenstirnflächen
der Spannringe Zentrierringe mit balligen Flächen anliegen. Aufgabe der Erfindung
ist es, diesen Gegenstand der Hauptpatentanmeldung weiterzubilden und zu verbessern.
-
Gemäß der Erfindung ist die ballige Fläche der Zentrierringe aus Kugeln
gebildet, die in den Zentrierringen in Ringnuten mit Doppelkegelflächen gelagert
sind. Auf diese Weise wird eine spielfreie Zentrierung mit hoher Rundlaufgenauigkeit
erzielt, da sich die lippenartigen Stirnkanten der Zentrierringe beim Eindringen
der Kugeln in diese aufweiten. Infolgedessen wird auch das übertragbare Gesamtdrehmoment
nicht unwesentlich erhöht.
-
Zweckmäßig sind die lippenartigen Stirnkanten der die Kugeln enthaltenden
Ringnuten umgelegt. Vorteilhaft weist jeder Zentrierring einen Flansch zur Aufnahme
von Spannschrauben auf.
-
Auch können in an sich bekannter Weise die Spannschrauben planetenartig
angeordnet sein und den einen Zentrierring in Durchgangsbohrungen und den anderen
Zentrierring in Gewindebohrungen duti-clidriiil#,eii, wobei die Nabe oder der Innen-
oder Außenring Durchgangsbobrungen für die Spannschrauben aufweisen. Zweckmäßio,
sind die Außenstirnflächen der Spannringe zur Anlage der Kugeln als Kegelflächen
ausgebildet.
-
Mit den Mitteln der Erfindung werden beachtliche Vorteile erzielt.
Durch die vor den Spannringen angeordneten geschlossenen Zentrierringe mit ihren
eingelassenen Doppelkegelflächen, die durch eingesetzte Kugeln mit den Außenstirnflächen
des Innen- und Außenspannrings in Funktionsverbindung stehen, wird erreicht, daß
beim Spannvorgang bei axialer Beaufschlagung der Zentrierringe durch geeignete Spannmittel,
z.B. einer Spannschraube oder Spannschrauben, die lippenartigen Stirnkanten der
zylindrischen Ringnuten der Zentrierringe radial gleichmäßig nach innen und außen
gespannt werden, so daß die Zylinderflächen der Zentrierringe mit einer geringen
Pressung gegen Welle und Bohrung der Nabe anliegen, wodurch eine spielfreie Zentrierung
der Nabe mit hoher Rundlaufgenauigkeit zustande kommt. Die vorteilhafte Spannfunktion
sowie die hohe Zentriergenauigkeit ergeben sich durch die Dreipunktanlage der Kugeln
zwischen den Doppelkegelflächen der Zentrierringe und den Außenstirnflächen des
Innen- und Außenspannrings. Infolgedessen können sich der Innen- und der Außenspannring
des Spannelements beim Spannvorgang mit ge-C el t.' ringster Stirnflächenreibung
über die Kegelschräge radial gleichmäßig gegen die Welle stauchen und gegen die
Bohrung der Nabe dehnen, so daß größere Radialpressungen bei gleicher Axialkraft
und hieraus resultierend höhere Drehmomente erzielt werden. Ferner ergibt sich durch
die Endanordnung der Zentrierringe vorteilhaft eine breitere Zentrierbasis.
-
Durch die durchlaufenden offenen achsparallelen Ausnehmunaen des Innen-
und Außenspannrings zur Durchführung der Spannschrauben sind die Spannringe am Umfang
vorteilhaft in segmentartige C el Klemmbacken unterteilt, so daß zum Spannen
der Spannringe auf Grund der dünnwandigen Querschnitte an den Ausnehmungen geringere
Axiallkräfte als sonst erforderlich sind. Auch können sich die Spannringe beim Spannvorgang
bei gegenläufiger axialer Verschiebung über die Kegelflächen federelastischer den
veränderten Kegeldurchmessern anpassen. so daß auch geringe Fertigungsfehler elimi-C5
niert werden.
-
ZU1P FestIcaen ei:icr versch-#"enkbaren i#clisz C
_C,
- -
0 Genüber ortsfesten Lager-mitteln ist zwar eine Klemmvorrichtung
bekanntgeworden, bei der eine von Hand zu betätigende Druckmutter an ebenen, schrägen
Flächen anliegende und ebensolche Flächen besitzende Klemmbacken über Kugeln verschiebt,
die zu einem Wälzlager gehören, mit dem die wirksame Fläche der Druckmutter an einem
Zwischenring anliegt. Dieser Aufbau zeigt aber nur die hier nicht beanspruchte Anordnung
der Kugeln eines
Drucklagers zur Bildung einer Anpreßfläche und
nicht die Ausbildung eines Zentrierringes. Ab-
gesehen von dem andersartigen
Aufbau kommt auch die charakteristische Wirkung der Erfindung, wonach die Kugeln
der Zentrierringe diese zur Herbeiführung einer einwandfreien Zentrierung aufweiten,
bei der bekannten Anordnung nicht zustande.
-
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigt A b b. 1 ein Spannelement gemäß der Erfindung in einem halben Längsschnitt,
Ab b. 2 das Spannelement in einer halben Stirnansicht, Ab b. 3 ein
Einbaubeispiel des Spannelements gemäß den Ab b. 1 und 2 mit einer Welle,
Nabe und Spannschraube in einem teilweisen Längsschnitt, Ab b. 4 ein Spannelement
gemäß der Erfindung, bei welchem die zylindrischen Ansätze der beiderseitig vor
das Spannelement geschalteten Druckflansche als Zentrierringc ausgebildet sind,
mit Welle, Nabe und planetenartig angeordneten Spannschrauben im Längsschnitt,
Ab b. 5 -ein Spannelement gemäß der Erfindung, bei dem die Zentrierringe
mit Kugeln und der Inneu- und Außenspannring mit kegeligen Berührungsflächen durch
durchgehende planetarisch angeordnete Spannschrauben axial beaufschlagt werden,
in einem halben Längsschnitt der Linie B-B der Abb. 7,
A b b. 6 das
Spannelement mit Zentrierringen und durchgehender Spannschraube in einem teilweisen
Längsschnitt nach der Linie D-D der A b b. 7,
A b b. 7 das Spannelement
mit Zentrierringen nach den Ab b. 5 und 6 in einem halben Querschnitt
nach der Linie E-E der A b b. 5 und Ab b. 8 ein Spannelement gemäß
der Erfindung mit Zentrierringen, Kugeln und planetarisch durchgehenden Spannschrauben,
bei welchem die dickwandigen Außenstirnseiten des Innen- und Außenspannrings zu
ihren Achsen Kegelflächen aufweisen, die in Funktionsverbindung mit den Kugeln der
Zentrierringe stehen, in einem teilweisen Längsschnitt.
-
Das Spannelement nach Abb. 1 und 2 besteht aus einem zylindrischen
Innenspannring 1 mit Außenkegelfläche und einem zylindrischen Außenspannring
la mit korrespondierender Innenkegelfläche. An den Außenstimflächen der Spannringe
1,
la liegen Zentrierringe 2 an, die an ihren Innenstirnflächen Ringnuten
2b, 2c mit Doppelkegelflächen 2a aufweisen, in denen Kugeln 3 gelagert
sind. Durch Umlegen der lippenartigen Stimkanten der zylindrischen Ringmiten 2c
der geschlossenen Zentrierringe 2 sind die eingesetzten Kugeln 3 mit diesen
zu einer Einheit vereinigt.
-
In dem Einbaubeispiel Ab b. 3 ist zwischen einer abgesetzten
Welle 4 und einer Nabe 5 das Spannelement mit Zentrierringen nach
Ab b. 1 und 2 eingesetzt. Durch eine Spannschraube 6, die mit ihrem
Gewindeansatz in einer Gewindebohrung der Welle 4 sitzt, wird das Spanneleinent
axial beaufschlagt.
-
Hierdurch werden die an den Enden angeordneten Zentrierringe 2 in
Verbindung mit ihren Doppelkegelflächen 2 a und den eingesetzten Kugeln
3 mit geringer Radialpressung gegen die Welle 4 und die Bohrung der Nabe
5 gespannt, so daß die Nabe 5
mit hoher Rundlaufgenauigkeit spielfrei
zentriert wird. Sodann kommt der eigentliche Spannvorgang der Spannringe
1, la über die korrespondierenden Keggelflächen zustande, indem der Innenspannring
1
gegen die Welle 4 und der Außenspannring la gegen die Nabe 5 radial
gepreßt werden. Durch die Kombination des Spannelements mit den Zentrierringen und
den eingelegten Kugeln Wird der Spannvorgang in eine spielfreie Zentrierstufe
und in eine Spannstufe unterteilt. Die Winkelschräge der Doppelkegelflüchen der
Zentrierringe wird so gewählt, daß beim Spannen nur eine geringe Pressung erzeugt
wird, so daß die aufgebrachte Axialkraft fast ausschließlich zum Spannen der Spannringe
genutzt wird.
-
Das Einbaubeispiel nach A b b. 4 zeigt in einer Abwandluna
der aeschlossenen Zentrierringe an den Enden der Nabe 9 Druckflansche
7, die an ihren zylindrischen Ansätzen 7 aeingelassene Doppelkegelflächen
7 b mit zylindrischen Ringnuten zur Aufnahme von Kugeln 3 aufweisen,
so daß hier die spielfreie Zentrierung der Nabe 9 durch die Druckflansche
erfolgt. Zwischen einer durchgehenden Welle 8 und einer Nabe 9 ist
das Spannelement eingesetzt, welches durch die Druckflansche 7 in Verbindung
mit -am Umfang angeordneten Spannschrauben 10 gegenläufig axial beaufschlagt
wird.
-
Das Spannelement für größere Wellendurchmesser gemäß den
Ab b. 5 bis 7 besteht aus einem zylindrischen Innenspannring 11 und
Außenspannring lla mit kegeligen Berührungsflächen sowie vorgeschalteten geschlossenen
Zentrierringen 12, 12 a mit Doppelkegelflächen 12b und zylindrischen Ringnuten 12
c mit eingesetzten Kugeln 13.
-
Durch planetarisch angeordnete Spannschrauben 14, die den einen Zentrierring
12 in Durchgangsbohrungen und den anderen Zentrierring 12a in Gewindebohrungen durchdringen,
wobei der Innen-und der Außenspannringll, Ila durchlaufende offene achsparallele
Ausnehmungenllb, llr zur Durchführung der Spannschrauben14 aufweisen, werden die
Spannringe 11, lla gegenläufig axial beaufschlaat.
-
Das Spanneleinent mit Zentrierungen nach Ab b. 8 unterscheidet
sich von dem Spannelement mit Zentrierringen gemäß den Ab b. 5 bis
7 dadurch, daß die dickwandigen Außenstirnseiten des Innen- und Außenspannrings
15, 15a zu ihren Achsen Kegelflächen16, 16a und 17,
17a aufweisen, wobei die umlaufende Funktionskegelfläche16 des Innenspannrings15
zur Achse Außenkegelform und die umlaufende Funktionskegelfläche17 des Außenspannrings
15a zur Achse Innenkegelforrn besitzen und die Kegelflächen16, 17 durch zwischen-(reschaltete
Kugeln13 mit den Doppelkegelflächen der Zentrierringe12, 12a in Kontaktberührung
stehen. Die Spannung des Spannelements mit Zentrierringen und Kugeln erfolgt ebenfalls
durch planetarisch angeordnete Spannschrauben 14.