DE2819069A1 - Spannsatz zum kraftschluessigen verbinden konzentrisch angeordneter bauteile - Google Patents

Description

• Spannsatz zum kraftschlüssigen Ver-
• binden konzentrisch angeordneter Bauteile Die Erfindung betrifft einen Spannsatz zum kraftschlüssigen Verbinden konzentrisch angeordneter Bauteile, insbesondere einer Welle mit einer Nabe, der radial gesehen mindestens drei Spannringe enthält, von denen ein Spannring an seiner einen Mantelfläche einen selbsthemmenden und an seiner anderen Mantelfläche einen gleichsinnig verlaufenden, selbstlösenden Konus aufweist und mit den übrigen Ringen über daran entsprechend selbsthemmend bzw.
• selbstlösend ausgebildete Konusflächen zusammenwirkt, wobei der die selbsthemmende Konus fläche aufweisende Ring von axialen Spannschrauben durchdrungen ist.
• Durch die Zeitschrift "Der Konstrukteur", 1978, Heft 3, Seite 50, ist ein Spannsatz mit dem vorgenannten Aufbau bekannt, wobei im übrigen in axialer Richtung eine Doppelanordnung der drei Spannringe vorliegt. Der selbsthemmende Konus und der selbstlösende Konus an dem einen Spannring sind in ihrer jeweiligen Neigung derart aufeinander abgestimmt, daß der Spannsatz ein selbsttätiges Löseverhalten zeigt, sobald die Spannschrauben gelöst sind. Da die Lage dieses Ringes nur durch die im Zusammenwirken mit den beiden übrigen Ringen gegebenen Reibungskräfte bestimmt ist, kann in nachteiliger Weise ein ungewolltes Lösen des Spannsatzes und damit der Verbindung Welle/Nabe im Betrieb auftreten. Ferner ist sogar zu erwarten, daß mit dem bekannten Spannsatz radiale Spannkräfte im Sinne einer kraftübertragenden Verbindung von Welle und Nabe überhaupt nicht erzeugbar sind, weil beim Spannvorgang der besagte Ring vielmehr axiale Bewegungen in Löserichtung ausführt.
• Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Spannsatz der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß zuverlässig eine definierte radiale Spannkraft erzeugt werden kann und - unter Ausschaltung eines ungewollten Lösens - diese Kraft im Betrieb sicher erhalten bleibt.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mit den doppelten Konen versehene Spannring in Löserichtung gegen eine formschlüssig befestigte, entfernbar angeordnete Halterung anliegt.
• Eine besonders einfache Ausführungsform gemäß der Erfindung kann darin bestehen, daß die Halterung durch einen Sprengring gebildet ist, der in einer Nut in einem Ansatz am dünnwandigen Ende des die selbstlösende Konusfläche aufweisenden Ringes teilweise einliegt.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es gegeben, daß der Ring mit der selbstlösenden Konusfläche in axialer Fortsetzung seines dünnwandigen Endes einen Gewindesatz aufweist, der einen Gewindering aufnimmt. Je nachdem, ob der die selbstlösende Konusfläche aufweisende Ring wellen- oder nabenseitig angeordnet ist, weist der Ansatz das Gewinde außen bzw. innen und der die Halterung bildende Gewinde ring sein Gewinde entsprechend innen oder außen auf. Aufgrund der axialen Verstellbarkeit dieses Ringes ist es besonders vorteilhaft möglich, das im wesentlichen von der Fertigungsgenauigkeit von Welle und Nabe abhängige Fügespiel auszugleichen, so daß schon bei geringsten Spannwegen der Schrauben eine Spannkraft auf Welle und Nabe ausgeübt wird. Falls der die selbstlösende Konusfläche aufweisende Ring an einer Wellen- oder Nabenschulter axial abgestützt ist, besteht - unter Verzicht auf den Gewindeansatz - die Möglichkeit einer direkten Aufnahme des Gewinderinges durch Welle oder Nabe.
• Im Hinblick auf eine möglichst geringe radiale Bauhöhe des Spannsatzes besteht ein weiteres Merkmal nach der Erfindung darin, daß der selbstlösende Konus des die doppelten Konen aufweisenden Spannringes und die selbstlösende Konus fläche des damit zusammenwirkenden Ringes in axialer Richtung nach Art von Sägezähnen gestuft ausgebildet sind.
• Durch die erfindungsgemäße, formschlüssig befestigte Halterung ist vorteilhaft der die doppelten Konen aufweisende Ring in seiner Lage gehalten, so daß mit dem Spannsatz in zuverlässiger Weise radiale Spannkräfte erzeugt werden können und ein unfall freier Betrieb sichergestellt ist. Dabei steht aufgrund der noch getroffenen entfernbaren Anordnung dieser Halterung dem gewollten selbsttätigen Lösen des Spannsatzes nichts im Wege.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
• Die Fig 1 bis 8 zeigen jeweils unterschiedliche, Welle und Nabe verbindende Spannsätze, im ausschnittsweise axialen Schnitt.
• Der Spannsatz gemäß Fig. 1 enthält einen hier der Nabe 5 zugewandten äußeren Ring 6 mit außen zylindrischer Umfangsfläche 6b und innen selbsthemmender Konus fläche 6a und einen der Welle 7 zugekehrten inneren Ring 3 mit innen zylindrischer Umfangsfläche 3e und außen selbstlösender Konusfläche 3b, wobei zwischen diesen Konusflächen 6a und 3b ein weiterer, mit entsprechend selbsthemmenden und selbstlösenden Konen 1a bzw. ib ausgebildeter Spannring 1 eingesetzt ist. Der äußere Ring 6 wird von umfänglich gleichmäßig verteilt angeordneten Spannschrauben 8 durchdrungen, die in einen radial ausladenden Bund 3f am inneren Ring 3 geschraubt sind. Der innere Ring 3 hat einen zylindrischen mit einer Nut 3c versehenen Ansatz 3a, in der ein Sprengring 2 einliegt. Dieser Sprengring 2 bildet für den Spannring 1 eine in dessen Löserichtung wirksame Halterung.
• Unterschiedlich zum vorgeschriebenen Aufbau wirkt bei dem Spannsatz nach Fig. 2 der außen eine weitere selbsthemmende Konusfläche 6a aufweisende Ring 6 mit einem vierten Ring 9 zusammen, der andererseits gegen die Nabe 5 anliegt. Der Ring 9 ist am Bund 3f des inneren Ringes 3 axial abgestützt. Der innere Ring 3 hat einen Gewindeansatz 3d, der einen die Halterung für den Spannring 1 bildenden Gewindering 4 aufnimmt.
• In den Fig. 3 und 4 sind weitere Möglichkeiten gezeigt, die axial wirksame Halterung für den Spannring 1 zu bilden, wobei der jeweilige Aufbau dieser Spannsätze weitgehend der Gestaltung gemäß Fig. 2 entspricht. Nach Fig. 3 ist der innere Ring 3 an einer Schulter 7a der Welle 7 abgestützt. Der Gewindering 4 wird - unter Verzicht auf den aus Fig. 2 ersichtlichen Gewindesatz 3d -unmittelbar von einem wellenseitig gebildeten Gewinde 7b aufgenommen. Bei dem ebenfalls an der Wellenschulter 7a axial festgelegten Spannsatz nach Fig. 4 liegt der Spannring 1 gegen einen Flanschring 10 an, der durch Schrauben 10a am Ende der Welle 7 gehalten ist.
• Wie aus Fig. 5 ersichtlich, liegt gegenüber den zuvor beschriebenen Spannsätzen eine Umkehrung der Ringe 3, 1, 6 und 9 vor, wobei der jetzt äußere Ring 3 und der die Spannschrauben 8 aufnehmende, nabenseitig axial abgestützte Bund 3f separat ausgebildet sind. Die strichpunktierte Schraffur deutet an, daß die Spannschrauben 8 auch unmittelbar in die Nabe 5 eingreifen können. Für den Spannring 1 besteht die axiale Halterung in dem entsprechend vergrößerten Flanschring 10 der nabenseitig durch die Schrauben 10a lösbar befestigt ist.
• Unterschiedlich zu Fig. 2 sind bei dem Spannsatz nach Fig. 6 der selbstlösende Konus 1b des Spannringes 1 und die selbstlösende Konus fläche 3b des Ringes 3 nach Art von Sägezähnen gestuft ausgebildet. Die dadurch bei vergleichsweise steilerem Winkel erzielbare Verkleinerung der Gesamtbauhöhe ist insbesondere für einen aus vier Ringen bestehenden Spannsatz von Bedeutung.
• Gemäß Fig. 7 ist der am Außenmantel mit doppelten selbstlösenden Konus flächen 3b ausgeführte Ring 3 auf einem die Welle 7 umgebenden Ansatz 5a der Nabe 5 angeordnet.
• Auf jeder selbstlösenden Konusfläche 3b des Ringes 3 sitzt einer der beschriebenen Spannringe 1, die wiederum mit den Ringen 6 zusammenwirken. Diese Ringe 6 sind im übrigen in ihrem Querschnitt für ein Stauchen der von ihnen umschlossenen Anordnung, insbesondere des Nabenansatzes 5a im Sinne einer drehmomentübertragenden Verbindung auf die Welle 7, ausgelegt. Das Festlegen der selbstlösenden Spannringe 1 erfolgt, wie an Hand der Fig. 2 näher erläutert, durch die Gewinderinge 4.
• Aus den Fig. 1 bis 6 sind doppelt ausgeführte Spannsätze - wie bei Fig. 7 für eine Außenspannung gezeigt -auch für die Innenspannung ohne weiteres ableitbar. Derartige Spannsätze müssen allerdings von beiden Seiten zugänglich sein, damit die dann ja auf jeder Seite befindliche Halterung, z.B. Gewindering 4, betätigt werden kann. Falls eine solche Zugänglichkeit nicht vorliegen sollte, kann die Halterung für die beiden Spannringe 1 gemäß Fig. 8 durch Halteschrauben 11 erfolgen, die von einer Seite her eingesetzt und zwischen den Spannschrauben 8 auf dem gleichen Lochkreis angeordnet sind.

Claims (4)

1. Patentansprüche U! Spannsatz zum kraftschlüssigen Verbinden konzentrisch angeordneter Bauteile, insbesondere einer Welle mit einer Nabe, der radial gesehen mindestens drei Spannringe enthält, von denen ein Spannring an seiner einen Mantelfläche einen selbsthemmenden und an seiner anderen Mantelfläche einen gleichsinnig verlaufenden, selbstlösenden Konus aufweist und mit den übrigen Ringen über daran entsprechend selbsthemmend bzw. selbstlösend ausgebildete Konusflächen zusammenwirkt, wobei der die selbsthemmende Konus fläche allein aufweisende Ring von axialen Spannschrauben durchdrungen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den doppelten Konen (la und 1b) versehene Spannring (1) in Löserichtung gegen eine formschlüssig befestigte, entfernbar angeordnete Halterung anliegt.
2. 2. Spannsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung durch einen Sprengring (2) gebildet ist, der in einer Nut (3c) in einem Ansatz (3a) am dünnwandigen Ende des die selbstlösende Konusfläche (3b) aufweisenden Ringes (3) teilweise einliegt.
3. 3. Spannsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) mit der selbstlösenden Konusfläche (3b) in axialer Fortsetzung seines dünnwandigen Endes einen Gewindeansatz (3d) aufweist, der einen Gewindering (4) aufnimmt.
4. 4. Spannsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der selbstlösende Konus (1b) des die doppelten Konen aufweisenden Spannringes (1) und die selbstlösende Konusfläche (3b) des damit zusammenwirkenden Ringes (3) in axialer Richtung nach Art von Sägezähnen gestuft ausgebildet sind.