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Spannsatz zur Verbindung einer Nabe mit einer Welle Die Erfindung
betrifft einen Spannsatz zur Verbindung einer Nabe mit einer Welle, bestehend aus
einem an der Welle anliegenden federnden Innenspannring, einem an der Nabe anliegenden
federnden Außenspannring und in einen radialen Zwischenraum zwischen den Spannringen
von beiden Seiten her eingreifenden, mit Kegelflächen versehenen, axial beweglichen,
paarweise zusammenwirkenden Druckstücken, die mit Hilfe planetenartig sowie im Bereich
der Druckstücke angeordneter Schrauben spannbar sind.
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Ein bekannter Spannsatz der vorgenannten Art weist einen Innenspannring
mit zwei entgegengesetzt verlaufenden kegelförmigen Außenflächen und einen Außenspannring
mit ebensolchen Innenflächen auf. Die in den Zwischenraum zwischen den Spannringen
eingesetzten, paarweise zusammenwirkenden Druckstücke bestehen aus Keilringen, die
entsprechende Kegelflächen aufweisen und von denen der eine von den planetenartig
angeordneten Spannschrauben in Durchgangsbohrungen und der andere in Gewindebohrungen
durchdrungen ist. Dieser bekannte Spannsatz muß mit großer Präzision gefertigt werden,
wenn er einwandfrei seiner Aufgabe genügen soll. Hierbei müssen sowohl der Innenspannring
mit den entgegengesetzt verlaufenden kegelförmigen Außenflächen als auch der Außenspannring
mit ebensolchen Innenflächen in einer zweifachen Aufspannung bearbeitet werden,
so daß die Kegelflächen fertigungsbedingt voneinander abweichen und je nach Größe
der Abweichungen zu deren Ausgleich beachtliche axiale Spannkräfte erforderlich
sind, die dem eigentlichen Spannvorgang zur Erzeugung der Flächenpressung für die
Drehmomentübertragung verlorengehen. Auch Spielunterschiede zwischen der Welle und
dem Innenspannring sowie zwischen dem Außenspannring und der Nabenbohrung, die auch
bei genauester Herstellung des Spannsatzes immer vorhanden sind, haben zur Folge,
daß in jedem Fall die Keilringe des Spannsatzes eine radiale Verformung erfordern,-
für die zusätzliche Spannkräfte aufzubringen sind. Ferner ist durch diese Verformungsvorgänge
die Rundlaufgenauigkeit des Spannsatzes herabgesetzt. Durch die erforderliche Herstellungsgenauigkeit
werden die Spannsätze teuer.
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Außerdem werden bei dem bekannten Spannsatz die aus Keilringen bestehenden
Druckstücke ständig verkantet, wodurch die Spannschrauben beeinträchtigt und vorgespannt
werden, so daß die errechneten Anzugsmomente für die. Schrauben nicht die gewünschte
radiale Anpreßkraft ergeben und unkontrollierbare Spannungsverhältnisse entstehen.
Infolgedessen ist es nicht möglich, das maximal übertragbare Drehmoment einwandfrei
zu bestimmen.
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Es ist auch schon bekannt, eine Nabe mit einer Welle dadurch lösbar
zu verbinden, daß in planetenförmig angeordnete, kegelförmige Bohrungen, die mit
ihren Achsen in der zylindrischen Trennfläche zwischen beiden Körpern liegen, kegehge
Druckrollen eingesetzt sind, die durch Spannschrauben in die Bohrungen hineingedrückt
werden. " Es ist jedoch recht schwierig, solche kegehgen ,Bolhrungen, die teilweise
in den einen und teilweise in` den anderen Körper hineingreifen, mit der erforderlichen
Genauigkeit herzustellen, insbesondere dann, wenn, wie in den meisten Fällen, die
Nabe und die Welle aus verschiedenen Werkstoffen mit verschiedenen Festigkeitswerten
bestehen. Unter diesen Umständen geht das Werkzeug immer den Weg.des geringsten
Widerstandes, d. h., es arbeitet sich in den Körper mit dem weicheren Werk-Stoff
stärker ein als in den anderen. Die Folge hiervon ist ein ungleichmäßiges Anliegen
der eingesetzten Druckrolle in der Kegelbohrung, so daß beim Spannvorgang unvorhersehbare
Spannungsverhältnisse auftreten und beachtliche Rundlauffehler zustande kommen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile der bekannten
Spannsätze zu vermeiden und einen Spannsatz zu schaffen, bei dem mit einfacheren
Bauteilen eine höhere Genauigkeit als bisher erreichbar ist. Gemäß der Erfindung
weisen der Innenspannring und der Außenspannring des Spannsatzes jeweils innen und
außen zylindrische Mantelflächen auf, 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. Bei dem neuen Spannsatz sind zusätzliche Spannkräfte zur
Verformung dickwandiger ringförmiger Druckstücke nicht erforderlich, da die kegeligen
Druckrollen mit den Spannschrauben radial nach innen und außen ausweichen und sich
jeder Fertigungstoleranz anpassen können. Das bedeutet, daß bei gleicher Axialkraft
größere Drehmomente übertragen werden oder bei gleichem Drehmoment geringere Spannkräfte
und somit weniger Spannschrauben erforderlich sind. Auch wird mit den Mitteln der
Erfindung ein radial gleichmäßiger Anpressungsdruck zwischen Welle und Nabe erzielt,
so daß die Mitnehmerverbindung bezüglich des übertragbaren Drehmoments rechnerisch
im voraus mit geringen Abweichungen bestimmbar ist. Durch das Spannen der Spannringe
mittels der kegeligen Druckrollen wird die Reibung zur Erzeugung der Axialkraft
herabgesetzt. Durch die Formschlußkupplung des zylindrischen Innen- und Außenspannrings
mit den Druckrollen und den Spannschrauben wird der Spannsatz zu einer baulichen
Einheit, so daß eine tängentiale Verschiebung des Innen- und Außenspannrings nach
der Montage nicht mehr zu befürchten ist und die Möglichkeit besteht, den Spannsatz
auf einen Spitzenspanndorn aufzunehmen und den Außenspannring zu überschleifen oder
feinst zu überdrehen, wodurch alle Rundlauffehler weitgehend ausgeschlossen werden.
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Dadurch, daß jede Spannschraube beim Spannvorgang für sich achsparallel
angezogen werden kann, ohne dabei die anderenSpannschrauben zu behindern, kommt
das errechnete Anzugsmoment und somit die axiale Spannkraft voll zur Auswirkung.
Infolgedessen werden wesentlich höhere Drehmomente übertragen. Ferner ermöglichen
die einzeln wirkenden Spannschrauben ein genaues Justieren der Nabe zur Welle, wodurch
eine hohe Rundlaufgenauigkeit und ein allseitig gutes Tragbild der Spannverbindung
erreicht wird. Dadurch, daß als Druckstücke nicht mehr Keilringe verwendet werden,
brauchen diese beim Spannvorgang nicht mitgedehnt oder gestaucht zu werden, wodurch
fast das Doppelte an axialer Spannkraft gewonnen wird und das übertragbare Drehmoment
beachtlich zunimmt. Durch den Fortfall der dickwandigen Keilringe werden auch Gewicht
und Raum gespart, was besonders für den Leichtbau von Bedeutung ist.
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Weiterhin ist bei dem neuen Spannsatz wegen des übertragbaren größeren
Drehmoments nur noch eine geringere Zahl von Spannschrauben notwendig als bisher,
so daß auch die Montage und Demontage des Spannsatzes weniger Zeit erfordern. Wegen
der klar übersehbaren Spannungsverhältnisse kann zudem das übertragbare Drehmoment
einwandfrei berechnet werden.
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Der Spannsatz gemäß der Erfindung kann auch derart gestaltet sein,
daß der Innen- und der Außenspannring in je zwei zu beiden Seiten der Nabe angeordnete
Ringe geteilt ist, die die nach außen gerichteten kegelförmigen Einschnitte aufweisen
und deren Abstand durch eine mit Bohrungen für die Spannschrauben der Druckrollen
versehene Distanzbüchse bestimmt ist. Derartige Spannsätze sind besonders zur Befestigung
von sehr breiten Naben geeignet.
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Die Innen- und Außenspannringe können auch geschlitzt sein, ohne daß
dadurch der Erfindungsgedanke geändert wird.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.
Es zeigt A b b. 1. einen Spannsatz gemäß der Erfindung in einem axialen Schnitt
gemäß der Linie B-B der Abb.2. A b b. 2 den Spannsatz, bei dem die unterste Spannschraube
und Druckrolle herausgenommen ist, in einer Vorderansicht, A b b. 3 ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines Spannsatzes gemäß der Erfindung, der zum Befestigen breiter
Naben geeignet ist, in einer Teildarstellung in einem axialen Schnitt.
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Wie aus den A b b. 1 und 2 hervorgeht, besteht der Spannsatz aus je
einem zylindrischen Innenspannring 1 und einem ebensolchen Außenspannring 2. Die
Spannringe 1 und 2 weisen beiderseitig an ihren radial gegenüberliegenden Zylindermantelflächen
1 a und 2 a jeweils über den Umfang gleichmäßig verteilte, axial gerichtete, spiegelbildlich
gleiche, kegelförmige Einschnitte 3 zur Aufnahme kegelförmiger Druckrollen 4, 5
auf, die mittels Innensechskant-Spannschrauben 6 mit den Spannringen 1, 2 zu einer
Einheit zusammengeschraubt sind. Die Druckrollen 4 haben Durchgangsbohrungen und
die Kegelrollen 5 Gewindebohrungen für die Spannschrauben 6. Wird der Spannsatz
auf einer Welle 9 montiert und eine Nabe 10 aufgeschoben und werden alsdann die
Spannschrauben 6 in Verbindung mit den Druckrollen 4, 5 über Kreuz stufenweise angezogen,
so wird der Innenspannring 1 auf die Welle 9 gestaucht und der Außenspannring 2
gegen die Bohrung der Nabe 10 gedehnt, so daß über den gesamten Umfang eine spielfreie,
kraftschlüssige Verbindung aller Teile zur Durchleitung von Drehmomenten erzielt
wird.
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Bei dem Spannsatz nach A b b. 3, der zur Befestigung besonders breiter
Naben geeignet ist, ist der Innen- und der Außenspannring in je zwei zu beiden Seiten
der Nabe angeordnete Ringe 1 b und 2 b geteilt. Diese weisen die nach außen gerichteten
kegelförmigen Einschnitte 3 auf. Ihr Abstand ist durch eine mit Bohrungen für die
Spannschrauben 7 mit Innensechskant der Druckrollen versehene Distanzbüchse 8 bestimmt.