DE10312091A1

DE10312091A1 - Spannvorrichtung zur Befestigung einer Welle in einer Hohlwelle

Info

Publication number: DE10312091A1
Application number: DE2003112091
Authority: DE
Original assignee: Brenner Bernd Dipl-Ing
Current assignee: Brenner Bernd Dipl-Ing
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2004-09-30

Abstract

Die neue Spannvorrichtung soll im Gegensatz zu bekannten Spannvorrichtungen auch Axialkräfte übertragen und eine einfachere Handhabung ermöglichen. DOLLAR A Die Spannvorrichtung besteht aus zwei Kegelflächenpaaren, eines zwischen Hohlwelle und innerer Welle und eines radial außerhalb der Hohlwelle, welche durch ein gemeinsames Spannmittel jede Paarung sowohl in sich als auch gegeneinander verspannt und so die beiden Wellen reibschlüssig fest verbindet. DOLLAR A Mit der Spannvorrichtung können Hohlwellen mit grob tolerierten inneren Wellen unterschiedlichen Durchmessers einfach verbunden werden.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Spannsatz, der auf ein freies Ende einer Hohlwelle gesetzt wird, um diese mit einer inneren Welle zu verbinden.
Stand der Technik
Aus der DE-A 423 094 1 ist eine Spannvorrichtung für die Verbindung eines Hohlteiles mit einer Vollwelle bekannt, die mit zwei Spannkegeln, die mit Spannkegelflächen aneinander liegen und von denen der eine Spannkegel am Hohlteil anliegt und an einem Spannring vorgesehen ist, der durch Spannschrauben mit einem Kraftaufnahmeteil verbunden ist, der den anderen Spannkegel umgibt und die beim Spannvorgang auftretenden Radialkräfte aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannkegel zumindest teilweise im Bereich zwischen dem Hohlteil und der Welle liegen, dass der eine Spannkegel ein vom Spannring getrenntes Teil ist, der axial fest mit dem Spannring verbunden ist, und dass das Kraftaufnahmeteil unmittelbar auf dem Hohlteil sitzt.
Diese bekannte Spannvorrichtung hat den Nachteil, dass Toleranzen der Vollwelle nur beschränkt ausgeglichen werden können, weil die Spannkegel durch ihre geschlossene Form radial nur eng begrenzt elastisch aufweitbar sind. Um diese für die Grundfunktion notwendige Elastizität sicherzustellen, können deshalb nur dünnwandige Spannkegel verwendet werden. Hieraus ergibt sich der Nachteil, dass auch der Durchmesserbereich von mit einer bestimmten Hohlwelle verbindbaren Vollwellen eng begrenzt ist. Ein weiterer Nachteil ist darin begründet, dass diese bekannte Spannvorrichtung aus vielen Einzelteilen besteht und deshalb am Verwendungsort schwierig zu montieren ist.
Aus der DE-A 100 600 37 ist eine weitere Spannvorrichtung bekannt, die zur Befestigung einer Hohlwelle auf einer Vollwelle dient. Die Hohlwelle weist an zumindest einem ihrer Enden einen Innenkonus zur Aufnahme einer Adapterbuchse auf, die einen entsprechenden Außenkonus aufweist und auf der Vollwelle liegt und wobei die Adapterbuchse einen axialen Längsschlitz aufweist und wobei eine Schrumpfscheibe, umfassend mindestens einen Pressring, eine Schrumpfkraft mittels des mindestens einen Pressringes auf die Hohlwelle ausübt, und wobei der Pressring einen axialen Längsschlitz aufweist.
Diese bekannte Spannvorrichtung hat den Nachteil, dass sie schwierig zu montieren ist, da sie ebenfalls aus vielen Einzelteilen besteht. Ein weiterer Nachteil ist das Fehlen einer axialen Sicherung der Adapterbuchse, die sich durch im Betrieb auftretende Umlaufbiegung der Vollwelle lösen kann, da dann die Selbsthemmung nicht mehr gewährleistet ist.
Aufgabe der Erfindung
Eine Hohlwelle wird normalerweise in mechanischen Getrieben eingesetzt, um An- und Abtriebswellen von Maschinen und Vorrichtungen mit dem Getriebe zu verbinden. Um geringes Gewicht und niedrige Drehmasse zu erreichen, sollte die Wandstärke der Hohlwelle möglichst gering sein. Deshalb ist die Verwendung von Passfedern hier nicht geeignet. Die Kraftübertragung muss daher kraftschlüssig durch eine Spannvorrichtung erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der oben genannten Nachteile bestehender Spannvorrichtungen einen Spannsatz bereitzustellen, der gleichzeitig

– einfach zu montieren ist,
– im Nenndurchmesser unterschiedliche Vollwellen mit einer Hohlwelle verbinden kann,
– große Toleranzen der Vollwelle ausgleichen kann,
– ein möglichst großes Drehmoment übertragen kann,
– und auch bei Umlaufbiegung der Vollwelle die Funktion sicher ausübt

Um geringes Gewicht und niedrige Drehmasse zu erreichen sollte die Wandstärke der Hohlwelle möglichst gering sein. Die herkömmliche Verwendung von maschinell hergestellten Passfedernuten ist bei dünnwandigen Hohlwellen nicht geeignet.
Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Spannsatz zur Befestigung einer inneren Welle in einer Hohlwelle nach den in den Ansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorteilhaften Wirkungen der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen Spannsatz, der die Hohlwelle (3) mit einer inneren Welle (1) verbindet.
Der größte Vorteil des erfindungsgemäßen Spannsatzes liegt darin, dass die Hohlwelle (3) beim Spannen gleichzeitig von innen und von außen mit einer Druckkraft beaufschlagt wird. Dadurch kann die Wandstärke kleiner dimensioniert werden als bei allen bekannten Spannvorrichtungen. Das Wirkprinzip wird im folgenden durch die Montagefolge verdeutlicht. Zunächst werden der Spannring mit Innenkonus (5) und der geschlitzte Klemmring mit Außenkonus (4) über die Hohlwelle (3) geschoben. Dann wird der Klemmring mit Außenkonus (4) durch Anziehen seiner tangential zur Hohlwelle wirkenden Klemmschraube auf der Hohlwelle befestigt. Die geschlitzte Konusbuchse (2) wird über den Spannflansch (7) mit ihrem Außenkonus gegen den entsprechenden Innenkonus der Hohlwelle (3) geschoben. Durch Anziehen der Spannschrauben (10) wird deren Axialkraft über die Winkel sowohl des inneren Kegelpaares Konusbuchse (2) und Hohlwelle (3), als auch über die des äußeren Kegelpaares, Klemmring mit Außenkonus (4) und Spannring mit Innenkonus (5), anteilig in zwei Radialkräfte umgewandelt, wobei eine von innen nach außen und die andere von außen nach innen wirkt. Das wiederum bewirkt, dass die Hohlwelle (3) als Ganzes weder geschrumpft noch aufgedehnt wird. Hierdurch ist eine dünnere Wandstärke der Hohlwelle (3) möglich, was den Durchmesserbereich der mit ihr verbindbaren inneren Wellen (1) nach oben vergrößert.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Spannsatzes liegt in seiner leichten Handhabung, denn der Anbau am Verwendungsort kann auch von Nicht-Fachleuten ohne Spezialwerkzeug in einfachen Schritten ausgeführt werden.
Das zweite Ende der Hohlwelle (3) wird durch den Außenkonus des Anschlag-Klemmringes mit Außenkonus (9) der gegen den Innenkonus der Hohlwelle (3) geschoben wird, sowohl radial, als auch axial fixiert.

1: Innere Welle
2: Konusbuchse
3: Hohlwelle mit Innenkonus
4: Klemmring mit Außenkonus
5: Spannring mit Innenkonus
6: Bund an Konusbuchse
7: Spannflansch
8: Sprengring
9: Anschlag-Klemmring mit Außenkonus
10: Spannschraube

Claims

Spannvonichtung um in einer Hohlwelle (3) eine innere Welle (1) zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen gleichzeitig durch zwei Kegelflächenpaare von denen jeweils eines radial innerhalb und eines radial außerhalb der Hohlwelle (3) liegt, über axial wirkende Spannmittel fest miteinander verbunden werden.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kegelflächenpaare über ein gemeinsames Spannmittel verbunden sind, was auf beide gleichzeitig wirkt, so dass jedes Kegelflächenpaar sowohl in sich als auch die beiden Paare gegeneinander verspannt werden.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das radial außerhalb der Hohlwelle (3) liegende Kegelflächenpaar aus einem Klemmring mit Außenkonus (4) und einem Spannring mit Innenkonus (5) besteht.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das radial innerhalb der Hohlwelle (3) liegende Kegelflächenpaar aus einem Innenkonus der Hohlwelle (3) und der Konusbuchse (2) besteht.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Klemmring mit Außenkonus (4) als auch die Konusbuchse längs geschlitzt sind.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Spannflansch (7) und die Konusbuchse (2) fest verbunden, vorzugsweise einstückig ausgebildet sind.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites freies Ende der Hohlwelle, ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung oder alternativ mit einem Anschlag-Klemmring mit Außenkonus (9) befestigt werden kann.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Spannflansch (7) stirnseitig auf dem Umfang verteilte Bohrungen aufweist, durch die hindurch sich Spannschrauben (10) erstrecken, welche in Gewindebohrungen des Spannringes mit Innenkonus (5) eingreifen.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Spannflansch (7) stirnseitig auf dem Umfang verteilte Abdrückgewinde aufweist, zum Abziehen der Spannvorrichtung von der Hohlwelle (3) wobei die Spannschrauben (10) verwendet werden können.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des Klemmringes mit Außenkonus (4) eine axial längs geschlitzte Konusbuchse mit Außenkonus ohne Klemmschraube verwendet wird, die sich axial nicht auf der Hohlwelle (3) sondern am Spannflansch (7) abstützt.
Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring mit Außenkonus (4) beim Anziehen der Spannschrauben nicht reibschlüssig durch eine Klemmschraube, sondern formschlüssig durch Einrasten in eine Ringnut auf der Hohlwelle (3) axial gesichert wird.