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DE9208196U1 - Clamping set - Google Patents

Clamping set

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Publication number
DE9208196U1
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DE
Germany
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conical
circumferential surface
clamping
component
cylindrical
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DE9208196U
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German (de)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spannsatz der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.The invention relates to a clamping set of the type corresponding to the preamble of claim 1.

Ein solcher Spannsatz ist durch die DE-PS 33 05 538 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform liegt der gesamte Spannsatz an der Innenumfangsflache des äußeren Bauteils, zum Beispiel in einer Nabenbohrung an, was eine gewisse Breite des äußeren Bauteils bzw. der Nabe erfordert, die in der Praxis manchmal nicht gegeben ist, zum Beispiel bei schmäleren Zahnrädern oder Wälzlagern. Steht aber der bekannte Spannsatz axial aus dem äußeren Bauteil vor, so finden in diesem Bereich die radialen Aufweitungskräfte kein Widerlager, und es kommt zu unzuträglichen Verformungen des Spannsatzes. Dies ist bei den gattungsgemäßen Spannsätzen besonders mißlich, weil dadurch die Dichtheit der auf den zusammenwirkenden Konusflächen vorgesehenen Oberflächenkanäle beeinträchtigt und der Druck des Schmiermittels zusammenbrechen kann, so daß die gewünschte flächenmäßige Verteilung nicht mehr gewährleistet ist.Such a clamping set is known from DE-PS 33 05 538. In the known embodiment, the entire clamping set rests on the inner circumferential surface of the outer component, for example in a hub bore, which requires a certain width of the outer component or the hub, which is sometimes not the case in practice, for example with narrower gears or roller bearings. However, if the known clamping set protrudes axially from the outer component, the radial expansion forces find no abutment in this area and the clamping set becomes deformed to an unacceptable extent. This is particularly unfortunate with the generic clamping sets because it impairs the tightness of the surface channels provided on the interacting conical surfaces and the pressure of the lubricant can collapse, so that the desired surface distribution is no longer guaranteed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Spannsatz so auszugestalten, daß er auch in einer Weise eingesetzt werden kann, bei der ein Teil des Spannsatzes axial aus dem äußeren Bauteil vorsteht.The invention is based on the object of designing a generic clamping set in such a way that it can also be used in a way in which a part of the clamping set protrudes axially from the outer component.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.This object is solved by the invention set out in claim 1.

Der im Durchmesser vergrößerte äußere Teil des Spannsatzes hat eine größere Widerstandskraft gegen radiale Aufweitungen und hält daher die Gestalt des Spannsatzes auch bei fehlendem äußeren Gegendruck so weit aufrecht, daß die Dichtheit der aufeinander anliegenden Konusflächen nicht nennenswert leidet. Dies ist auch für die Vermeidung von Passungsrost auf den Konusflächen maßgeblich.The larger diameter outer part of the clamping set has a greater resistance to radial expansion and therefore maintains the shape of the clamping set even in the absence of external counterpressure to such an extent that the tightness of the conical surfaces that lie against one another is not significantly impaired. This is also crucial for preventing fretting corrosion on the conical surfaces.

Eine ausreichende Stabilisierung des außerhalb des äußeren Bauteils gelegenen Teils des Spannsatzes wird schon erreicht, wenn die Vergrößerung des Außendurchmessers gemäß Anspruch 2 in der Größenordnung von zwei Spannschraubendurchmessern liegt.Adequate stabilization of the part of the clamping set located outside the outer component is already achieved if the increase in the outer diameter according to claim 2 is in the order of two clamping screw diameters.

Nachdem der im Durchmesser vergrößerte Teil des Spannsatzes zur Verfügung steht, empfiehlt es sich, den Schmiermittelanschluß in dem Bereich der radialen Vergrößerung unterzubringen, so daß er aus dem Teilkreisbereich der Spannschrauben herausgenommen ist und die Spannschrauben dicht bei dicht und über den ganzen Umfang gleichmäßig gesetzt werden können.Once the part of the clamping set with the enlarged diameter is available, it is recommended to place the lubricant connection in the area of the radial enlargement so that it is removed from the pitch circle area of the clamping screws and the clamping screws can be placed close together and evenly over the entire circumference.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.The drawing shows two embodiments of the invention.

Fig. 1 und 2 zeigen Teillängsschnitte durch die obere Hälfte eines auf einem Wellenende angeordneten Spannsatzes.Fig. 1 and 2 show partial longitudinal sections through the upper half of a clamping set arranged on a shaft end.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten, als Ganzes mit 100 bzw. 200 bezeichneten Ausführungsformen eines Spannsatzes geht es darum, auf einem inneren Bauteil in Gestalt einer Welle 1 ein äußeres Bauteil in Gestalt eines Zahnrades 2 (Fig. 1) bzw. eines Wälzlagers 2' (Fig. 2) festzulegen. Die Welle 1 besitzt eine zylindrische Außenumfangsflache 3, das Zahnrad 2 bzw. das Wälzlager 4 besitzen eine zylindrische Innenumfangsflache 4.The embodiments of a clamping set shown in Fig. 1 and 2, designated as a whole with 100 and 200 respectively, are about fixing an outer component in the form of a gear 2 (Fig. 1) or a rolling bearing 2' (Fig. 2) to an inner component in the form of a shaft 1. The shaft 1 has a cylindrical outer circumferential surface 3, the gear 2 or the rolling bearing 4 have a cylindrical inner circumferential surface 4.

Der Spannsatz 100 besteht aus einem inneren Konusring 5 mit einer zylindrischen Innenumfangsflache 6, die auf der zylindrischen Außenumfangsflache 3 der Welle 1 anliegt. Der Konusring 5 besitzt eine konische Außenumfangs-The clamping set 100 consists of an inner conical ring 5 with a cylindrical inner circumferential surface 6, which rests on the cylindrical outer circumferential surface 3 of the shaft 1. The conical ring 5 has a conical outer circumferential

fläche 7, die in dem Ausführungsbeispiel einen Konuswinkel von 2°, also einen im Selbsthemmungsbereich liegenden Konuswinkel aufweist. Der äußere Konusring 8 besitzt eine konische Innenumfangsflache 9, die den gleichen Konuswinkel hat wie die Konusfläche 7 und von außen auf dieser anliegt. Die äußere Umfangsflache 10 des Konusrings 8 ist zylindrisch und liegt gegen die Innenumfangsflache 4 des Zahnrades 2 an.surface 7, which in the embodiment has a cone angle of 2°, i.e. a cone angle in the self-locking range. The outer cone ring 8 has a conical inner circumferential surface 9, which has the same cone angle as the cone surface 7 and rests on it from the outside. The outer circumferential surface 10 of the cone ring 8 is cylindrical and rests against the inner circumferential surface 4 of the gear 2.

An dem dickwandigen Ende des äußeren Konusrings 8 ist ein nach innen vor die Stirnfläche 11 des Konusrings 5 vorragender Flansch 12 vorgesehen, der Durchgangslochungen aufweist, mit denen Gewindebohrungne in der Stirnseite 11 des Konusrings 5 fluchten. In die Gewindebohrungen werden durch die Durchgangsbohrungen hindurch achs-■ parallele Spannschrauben 15 eingespannt, die die Konusringe 5,8 beim Anziehen axial gegeneinander verlagern und über die Konusflächen 7,9 radial aufweiten. Dadurch wird das Zahnrad 2 unter Reibschluß auf der Welle 1 festgesetzt. At the thick-walled end of the outer cone ring 8, a flange 12 is provided that projects inwards in front of the end face 11 of the cone ring 5. The flange has through holes with which threaded holes in the end face 11 of the cone ring 5 are aligned. Axis-parallel clamping screws 15 are clamped into the threaded holes through the through holes, which axially displace the cone rings 5,8 against each other when tightened and expand them radially over the cone surfaces 7,9. This fixes the gear 2 on the shaft 1 with friction.

In Fig. 1 ist nur eine Spannschraube 15 wiedergegeben; es versteht sich aber, daß eine ganze Anzahl von Spannschrauben 15 über den Umfang verteilt auf einem Teilkreis vorgesehen ist.In Fig. 1, only one clamping screw 15 is shown; however, it is understood that a whole number of clamping screws 15 are provided distributed over the circumference on a pitch circle.

Das Zahnrad 2 nimmt nur einen Teil der axialen Erstreckung des Spannsatzes 100 ein, der dem Klemmbereich 13 entspricht. Der Spannsatz 100 steht auf der Seite der Spannschrauben um eine Strecke axial aus dem Zahnrad 2 hervor, die als Spannbereich 14 bezeichnet ist. In diesem Bereich ist der äußere Konusring 8 in seinem Aussendurchmesser gegenüber der zylindrischen äußeren Umfangsflache 10 vergrößert. Die Durchmesservergrößerung liegt in dem Ausführungsbeispiel etwa in der Größenordnung des Durchmessers der Spannschrauben 15. Der Vergrößerungsbereich 16 erstreckt sich axial über den Flansch und den diesem zugewandten Anfangsbereich der KonusflächeThe gear 2 only takes up part of the axial extension of the clamping set 100, which corresponds to the clamping area 13. The clamping set 100 protrudes axially from the gear 2 on the side of the clamping screws by a distance that is referred to as the clamping area 14. In this area, the outer conical ring 8 is enlarged in its outer diameter compared to the cylindrical outer peripheral surface 10. In the exemplary embodiment, the increase in diameter is approximately in the order of magnitude of the diameter of the clamping screws 15. The enlargement area 16 extends axially over the flange and the initial area of the conical surface facing it.

9. Der Vergroßerungsbereich 16 liegt vor der Stirnfläche des Zahnrades 2. Er hat die Aufgabe, den Spannbereich zu stabilisieren, d.h. ein Widerlager gegen die dort schon auftretenden, durch die axiale Verschiebung längs der Konusflächen 7,9 entstehenden radialen Aufweitkräfte zu bilden.9. The enlargement area 16 is located in front of the front face of the gear 2. Its task is to stabilize the clamping area, i.e. to form an abutment against the radial expansion forces that already occur there due to the axial displacement along the conical surfaces 7,9.

In dem Vergroßerungsbereich 16, d.h. radial außerhalb des Teilkreisbereich der Spannschrauben 15, ist an einer Stelle eine achsparallele Gewindebohrung 17 vorgesehen, in die das Schraubnippel 18 einer Hochdruckleitung 19 eingeschraubt ist. Von der Gewindebohrung 17 geht ein Verbindungskanal 20 aus, der in eine Längsnut in der Konusfläche 9 mündet, die sich nicht über deren ganze Länge erstreckt, vorwiegend aber in dem Klemmbereich 13 verläuft. Von der Längsnut 21 gehen in dem Ausführungsbeispiel drei in Achsrichtung Abstand voneinander aufweisende, in Umfangsrichtung verlaufende Oberflächenkanäle 22 aus. Die Oberflächenkanäle haben einen in dem Ausführungsbeispiel flach kreisabschnittförmigen Querschnitt und sind etwa 0,5 bis 1 mm tief. Ihr Abstand in Achsrichtung richtet sich nach der Größe des Spannsatzes. Bei größeren Spannsätzen können natürlich auch mehr als drei Oberflächenkanäle 22 vorgesehen sein.In the enlargement area 16, i.e. radially outside the pitch circle area of the clamping screws 15, an axially parallel threaded hole 17 is provided at one point, into which the screw nipple 18 of a high-pressure line 19 is screwed. A connecting channel 20 extends from the threaded hole 17, which opens into a longitudinal groove in the conical surface 9, which does not extend over its entire length, but mainly runs in the clamping area 13. In the exemplary embodiment, three surface channels 22 extend from the longitudinal groove 21, spaced apart from one another in the axial direction and running in the circumferential direction. In the exemplary embodiment, the surface channels have a flat circular cross-section and are approximately 0.5 to 1 mm deep. Their distance in the axial direction depends on the size of the clamping set. For larger clamping sets, more than three surface channels 22 can of course also be provided.

Wenn die Längsnut 21 und damit die Oberflächenkanäle 22 durch die Hochdruckleitung 19 mit einem unter hohem Druck stehenden fließfähigen Schmiermittel, beispielsweise Drucköl, beschickt werden, so breitet sich dieses Drucköl längs der Konusflächen 7,9 aus, wie in Fig. 1 durch die Pfeile 23 angedeutet ist. Es entsteht also auf der durch das Konusflächenpaar 7,9 gebildeten Verlagerungsfläche eine zusammenhängende Flüssigkeitsschicht, auf der die Konusflächen 7,9 abgleiten. Dadurch wird die Reibung an den Konusflächen 7,9 beim Anziehen der Spannschrauben 15 vermindert. Auch das Lösen des Spannsatzes 100 durch nicht dargestellte AbdrückschraubenIf the longitudinal groove 21 and thus the surface channels 22 are supplied with a high-pressure, flowable lubricant, for example pressure oil, through the high-pressure line 19, this pressure oil spreads along the conical surfaces 7,9, as is indicated in Fig. 1 by the arrows 23. This creates a continuous liquid layer on the displacement surface formed by the pair of conical surfaces 7,9, on which the conical surfaces 7,9 slide. This reduces the friction on the conical surfaces 7,9 when tightening the clamping screws 15. The clamping set 100 can also be loosened using forcing screws (not shown).

kann durch das Einpressen des Drucköls erleichtert werden. Nach Fortnahme des Drucks setzt sich die Verbindung in dem durch das Anziehen der Spannschrauben 15 erreichten Verspannungszustand.can be facilitated by injecting the pressure oil. After the pressure is removed, the connection is in the tensioned state achieved by tightening the clamping screws 15.

Der Spannsatz 100 besitzt am rechten Ende des inneren Konusrings 5 einen radial nach außen vor die dortige Stirnseite des Zahnrades 2 vorspringenden Flansch 24. Dadurch wird erreicht, daß sich das Zahnrad 2 beim Anziehen der Spannschrauben 15 in Achsrichtung allenfalls bis zur Anlage an dem Flansch 24 verlagert, beim weiteren Anziehen aber eine definierte axiale Lage beibehält. Wenn es auf eine besonders präzise axiale Lage des Zahnrades 2 nicht ankommt bzw. die beim Anziehen des Spannsatzes 100 vorauszusehende axiale Verschiebung im voraus genau genug berücksichtigt werden kann, kann der Flansch 24 auch fehlen, wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist.The clamping set 100 has a flange 24 at the right end of the inner conical ring 5 that projects radially outwards in front of the front side of the gear 2. This ensures that when the clamping screws 15 are tightened, the gear 2 is displaced in the axial direction at most until it rests on the flange 24, but maintains a defined axial position when tightening further. If a particularly precise axial position of the gear 2 is not important or the axial displacement to be expected when tightening the clamping set 100 can be taken into account precisely enough in advance, the flange 24 can also be omitted, as indicated by the dashed line.

Der Spannsatz 100 weist in seinem inneren Konusring 5 an einigen wenigen, über den Umfang symmetrisch verteilten Stellen axiale Durchgangsbohrungen 25 auf, die die Verformung des inneren Konusrings unter der Wirkung der Anzugskräfte ohne das Auftreten unerwünschter Exzentrizitäten erleichtern.The clamping set 100 has axial through holes 25 in its inner conical ring 5 at a few points distributed symmetrically around the circumference, which facilitate the deformation of the inner conical ring under the effect of the tightening forces without the occurrence of undesirable eccentricities.

Soweit bei dem Spannsatz 200 der Fig. 2 funktionell entsprechende Teile vorhanden sind, sind diese mit gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet.If functionally corresponding parts are present in the clamping set 200 of Fig. 2, these are marked with the same reference numbers.

Der Unterschied besteht nur darin, daß von dem inneren Konusring 5 der Fig. 1 im Klemmbereich 13 an der Innenumfangsflache etwas weggenommen ist, so daß dort ein vergrößerter Durchmesser D zur Verfügung steht und im Klemmbereich 13 die radiale Wandstärke des inneren Konusrings 51 kleiner geworden ist. Umgekehrt kann gesagt werden, daß an einem inneren Konusring 51 mit im Klemmbereich 13 geringerer radialer Wandstärke auf der Seite der Spannschrauben 15 ein radial nach innen vor-The only difference is that the inner conical ring 5 of Fig. 1 has a little removed from the inner peripheral surface in the clamping area 13, so that an enlarged diameter D is available there and the radial wall thickness of the inner conical ring 5 1 has become smaller in the clamping area 13. Conversely, it can be said that an inner conical ring 5 1 with a smaller radial wall thickness in the clamping area 13 on the side of the clamping screws 15 has a radially inwardly projecting

springender Flansch 26 vorgesehen ist, der sich vor die Stirnseite der Welle 1 erstreckt und in den die Spannschrauben 15 eingreifen. Durch die Anlage des Flansches 26 an der Stirnseite der Welle 1 und die gleichzeitige Anlage des Wälzlagers 2 an dem radialen Flansch 24 am anderen Ende des inneren Konusrings 51 ist die axiale Lage des Wälzlagers 21 gegenüber der Welle 1 vollkommen festgelegt. Ein weiterer Vorteil des Spannsatzes 200 liegt darin, daß er im Klemmbereich 13 auch eine geringere radiale Gesamterstreckung aufweist und dort weniger radialen Platz braucht. Die Wandstärke der Konusringe 8 und 51 braucht in diesem Fall nur so bemessen zu werden, wie es die mechanische Festigkeit beim Anziehen der Spannschrauben 15 erfordert. Es braucht aber nicht radial Platz für die Spannschrauben 15 berücksichtigt zu werden, wie es bei dem Konusring 5 des Spannsatzes 100 der Fall ist.A spring-loaded flange 26 is provided which extends in front of the front face of the shaft 1 and into which the clamping screws 15 engage. As a result of the flange 26 being in contact with the front face of the shaft 1 and the rolling bearing 2 being in contact with the radial flange 24 at the other end of the inner conical ring 5 1 , the axial position of the rolling bearing 2 1 relative to the shaft 1 is completely fixed. A further advantage of the clamping set 200 is that it also has a smaller overall radial extension in the clamping area 13 and requires less radial space there. In this case, the wall thickness of the conical rings 8 and 5 1 only needs to be dimensioned as required by the mechanical strength when tightening the clamping screws 15. However, radial space for the clamping screws 15 does not need to be taken into account, as is the case with the conical ring 5 of the clamping set 100.

Im übrigen ist die Funktion des Spannsatzes 200 die gleiche wie die des Spannsatzes 100.Otherwise, the function of the clamping set 200 is the same as that of the clamping set 100.

Claims (9)

DÜSSELDORFDUSSELDORF ESSENEAT PATENTANWÄLTEPATENT ATTORNEYS DJPL-PrttS. DR. PETER PALGEN DIPL-PHYS. DR. H. SCHUMACHERDJPL-PrttS. DR. PETER PALGEN DIPL-PHYS. DR. H. SCHUMACHER EUROPEAN PATENT ATTORNEYSEUROPEAN PATENT ATTORNEYS UNSER ZEICHENOUR SIGN Dr.P./Sch
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(5) DÜSSELDORF,DUSSELDORF, 9.6.19929.6.1992 Ralph MÜLLENBERG in 4048 Grevenbroich 12Ralph MÜLLENBERG in 4048 Grevenbroich 12 SchutzansprücheProtection claims 1. Spannsatz zur übertragung von Drehmomenten zwischen einem eine zylindrische Außenumfangsflache (3) aufweisenden inneren Bauteil, insbesondere einer Welle (1) und einem eine zylindrische Innenumfangsflache (4) aufweisenden äußeren Bauteil, mit mindestens zwei Konusringen (5,8;5',8), von denen der erste Konusring (8) eine zylindrische Außenumfangsflache (10), die zur Anlage an der Innenumfangsflache (4) des äußeren Bauteils (2,2') bestimmt ist, sowie eine konische Innenumfangsflache (9) und der zweite, damit zusammenwirkende Konusring (5,5') eine zylindrische Innenumfangsflache (6), die zur Anlage an der Außenumfangsflache (3) des inneren Bauteils bestimmt ist, sowie eine konische Außenumfangsfläche (7) aufweisen, mit axialen Spannschrauben (15), mittels deren die Konusringe (5,8;5',8) axial gegeneinander anziehbar und unter Abgleiten über die Konusflächen (7,9) die zylindrischen Außen- und Innenumfangsflachen (10,6) radial voneinander wegdrückbar sind, wobei auf mindestens einer (9) der Konusflächen (7,9) über die Konusfläche (9) verteilte Oberflächenkanäle (22) geringen Querschnitts vorgesehen sind, die während der axialen Verlagerung der Konusflächen (7,9) mit einer Quelle unter hohem Druck stehenden fließfähigen Schmiermittels in1. Clamping set for transmitting torques between an inner component having a cylindrical outer circumferential surface (3), in particular a shaft (1) and an outer component having a cylindrical inner circumferential surface (4), with at least two conical rings (5,8; 5',8), of which the first conical ring (8) has a cylindrical outer circumferential surface (10) intended to rest on the inner circumferential surface (4) of the outer component (2,2'), as well as a conical inner circumferential surface (9) and the second conical ring (5,5') cooperating therewith has a cylindrical inner circumferential surface (6) intended to rest on the outer circumferential surface (3) of the inner component, as well as a conical outer circumferential surface (7), with axial clamping screws (15), by means of which the conical rings (5,8; 5',8) can be axially tightened against one another and can slide over the Conical surfaces (7,9) the cylindrical outer and inner circumferential surfaces (10,6) can be pressed radially away from one another, wherein on at least one (9) of the conical surfaces (7,9) surface channels (22) of small cross-section distributed over the conical surface (9) are provided, which during the axial displacement of the conical surfaces (7,9) are connected to a source of high-pressure flowable lubricant in D-4000 DÜSSELDORF 1 MULVANYSTX-.SSE 2 TELEFON 49 / 2 V. ■■ 63 27 27 TELEFAX 49/211/63*9 15 D-43OO ESSEN I ■ FRÜHUNGSTRASSE 43 A TcLEFON 49 I 01 / 4 If 94 ■ TELEFAX 49 / 2 01' 4 19 97 . TELETEX: 201342 = RUHRPATD-4000 DÜSSELDORF 1 MULVANYSTX-.SSE 2 TELEPHONE 49 / 2 V. ■■ 63 27 27 FAX 49/211/63*9 15 D-43OO ESSEN I ■ FRÜHUNGSTRASSE 43 A TELEPHONE 49 I 01 / 4 If 94 ■ FAX 49 / 2 01' 4 19 97 . TELETEX: 201342 = RUHRPAT Verbindung stehen, so daß während dieser Bewegung eine zusammenhängende Gleitschicht entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des am äußeren Bauteil (2,2') radial anliegenden Konusrings (5,5') gegenüber seiner zylindrischen Außenumfangsflache (10) in einem auf der Seite der Spannschrauben (15) axial außerhalb des äußeren Bauteils (2,2') gelegenen Endbereich (14) vergrößert ist.Connection so that a continuous sliding layer is created during this movement, characterized in that the outer diameter of the conical ring (5,5') radially adjacent to the outer component (2,2') is enlarged compared to its cylindrical outer circumferential surface (10) in an end region (14) located axially outside the outer component (2,2') on the side of the clamping screws (15). 2. Spannsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung des Außendurchmessers in der Größenordnung von zwei Spannschraubendurchmessern liegt.2. Clamping set according to claim 1, characterized in that the increase in the outer diameter is in the order of two clamping screw diameters. 3. Spannsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelanschluß (18,19) radial im Bereich der Außendurchmesservergrößerung (16) gelegen ist.3. Clamping set according to claim 1 or 2, characterized in that the lubricant connection (18, 19) is located radially in the region of the outer diameter enlargement (16).
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