Spannelement zur Verbindung von Naben mit einer Welle Die Erfindung
bezieht sich auf Spannelemente zur Verbindung von Naben mit einer Welle mittels
zylindrischer Spannringe aus hochfestem Stahl mit korrespondierenden Kegelflächen
und Mitnehmern.Clamping element for connecting hubs to a shaft The invention
refers to clamping elements for connecting hubs to a shaft by means of
cylindrical clamping rings made of high-strength steel with corresponding conical surfaces
and drivers.
Nach einem älteren, noch nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag
ist es bei Spannelementen dieser Art bekannt, den zylindrischen Mantel des stärkeren
Außenringes mit einer parallel zur Achse laufenden Mitnehmerverzahnung zu versehen
und gegebenenfalls als Verzahnungswerkzeug gegenüber der Nabenbohrung auszubilden,
um mit geringer Flächenpressung einen spielfreien Formschluß zwischen Außenspannring
und Nabenkörper herbeizuführen. Ein weiterer, ebenfalls nicht vorveröffentlichter
Vorschlag sieht vor, zusätzlich zu der verzahnten Mantelfläche des Außenspannringes
auch den Innenspannring sowohl in seiner zylindrischen Bohrung als auch auf seiner
kegeligen Mantelfläche mit einer parallel zur Achse laufenden Mitnehmerverzahnung
zu versehen, wobei letztere in die gleichfalls verzahnte Kegelfläche des Außenspannringes
eingreift. Auf diese Weise wird bei niedrigem Gewicht und geringem Platzbedarf eine
Verbesserung der kraftschlüssigen Verbindung mittels konischer Spannringe erreicht.According to an older suggestion that is not yet part of the state of the art
it is known for clamping elements of this type, the cylindrical jacket of the stronger one
To provide the outer ring with driving teeth running parallel to the axis
and, if necessary, designed as a gear cutting tool opposite the hub bore,
in order to achieve a backlash-free form fit between the external clamping ring with low surface pressure
and bring about hub bodies. Another, also not pre-published
Proposal provides, in addition to the toothed outer surface of the external clamping ring
also the internal clamping ring both in its cylindrical bore and on its
conical outer surface with driving teeth running parallel to the axis
to be provided, the latter in the likewise toothed conical surface of the external clamping ring
intervenes. In this way, with a low weight and small footprint, a
Improvement of the frictional connection achieved by means of conical clamping rings.
Bei einer Nabenbefestigung mit zwei übereinandergeschobenen Spannhülsen,
von denen die innere geschlitzt und innen zylindrisch und außen konisch ist und
die äußere innen konisch und außen zylindrisch ist, ist es bekannt, die Welle und
die innere Spannhülse sowie die Nabe und die äußere Spannhülse mit je einem
axial gerichteten Keil fonnschlüssig zu verbinden. Es ist ferner bekannt, Spannringe
aus weichem Werkstoff, wie ungehärtetera Stahl, Messing, Kupfer oder anderen Metallen
oder Kunststoff, zu fertigen, um das plastische und elastische Arbeitsvermögen von
Spannelementen mit zylindrischen Spannringen und korrespondierenden Kegelflächen
zu erhöhen. Bei Geräten zur Aufhängung von Rohren mittels eines in einen konischen
Gehäuseteil einzuziehenden Keilstücks gehört es zum Stand der Technik, zwischen
die radial gezahnte Außenmantelfläche des einzuziehenden Keilstücks und das verjüngte
Gehäuseteil eine Zwischenlage aus härterem Material einzufügen, deren Oberfläche
den Bewegungen der Zähne größeren Widerstand gegen axiale Verschiebungen entgegensetzt.
Schließlich ist es bei lösbaren Klemmverbindungen zweier mit Gleitflächen aufeinandersitzender
Körper bekannt, zwischen den inneren Druckkegel und die aufzuweitende kegelförmige
Ausnehmung einer Welle Nadelrollen zu schalten. Dabei wird die Schränkung der Nadelrollen
für die Klemmverbindung nutzbar gemacht.In the case of a hub fastening with two clamping sleeves pushed one on top of the other, of which the inner one is slotted and cylindrical on the inside and conical on the outside and the outer one is conical on the inside and cylindrical on the outside, it is known that the shaft and the inner adapter sleeve as well as the hub and the outer adapter sleeve each have one axially directed wedge to connect positively. It is also known to manufacture clamping rings from soft material, such as unhardened steel, brass, copper or other metals or plastic, in order to increase the plastic and elastic working capacity of clamping elements with cylindrical clamping rings and corresponding conical surfaces. In devices for suspending pipes by means of a wedge piece to be drawn into a conical housing part, it is part of the state of the art to insert an intermediate layer made of harder material between the radially toothed outer circumferential surface of the wedge piece to be drawn in and the tapered housing part, the surface of which has greater resistance to the movements of the teeth against axial Opposed to shifts. Finally, in the case of releasable clamping connections of two bodies seated one on top of the other with sliding surfaces, it is known to switch needle rollers between the inner pressure cone and the conical recess of a shaft that is to be expanded. The twisting of the needle rollers is made usable for the clamping connection.
Der Erfindung liegt die Verbesserung der Notlaufeigenschaften von
Spannelementen zur Verbindung von Naben mit einer Welle mittels zylindrischer Spannringe
aus hochfestem Stahl mit korrespondierenden Kegelflächen und Mitnehmem bei Schlupf
infolge überlast zugrunde. Gemäß der Erfindung sind die zylindrischen Außenflächen
des Außenringes und die zylindrischen Innenflächen des Innenringes mit achsparallelen
Mitnehmerzähnen versehen, und die korrespondierenden Kegelflächen der Spannringe
weisen, wie bekannt, eine glatte Oberfläche auf, die bei überlast einen Schlupf
der konischen Verbindung zulassen. Auf diese Weise ist bei überschreitung eines
maximalen Drehmoments die Schlupfmöglichkeit der gesamten Verbindung auf die Kegelflächen
der Spannringe beschränkt, so daß Beschädigungen in der Bohrung des Nabenkörpers
und an der Welle - Kaltverschweißen - verhindert sind und die Nabe
und die Welle vor Zerstörung bewahrt werden. Dagegen ist die Auswechselung beschädigter
Spannringe selbst einfach und mit niedrigen Kosten und Zeitaufwand leicht möglich.
Es ist im übrigen vorteilhaft, den inneren Spannring aus einem Werkstoff mit Notlaufeigenschaften
und hoher Druckbeanspruchungsfähigkeit, wie Grauguß, Bronze, Kunststoff od. dgl.,
zu fertigen, um die Lebensdauer der Spannverbindung zu erhöhen, oder den Innenspannring
an seiner Kegelfläche mit einer Ausdrehung zur Aufnahme eines druck- und verschleißfesten,
auswechselbaren Bandes aus einem Werkstoff mit Notlaufeigenschaften und hoher Druckbeanspruchungsfähigkeit
zu versehen, damit auch die Spannringe vor Abnutzung geschützt werden und nach entsprechender
Betriebsdauer
gegebenenfalls nur die Auswechslung des Bandes erforderlich
ist. Schließlich kann die Ausdrehung der Kegelfläche am Umfang des Innenspannringes
zur Einlagerung von gehärteten Nadeln in Form eines Nadellagers herangezogen werden,
um den Verschleiß der Kegelflächen weitgehend auszuschließen.The invention is based on the improvement of the emergency running properties of clamping elements for connecting hubs to a shaft by means of cylindrical clamping rings made of high-strength steel with corresponding conical surfaces and drivers in the event of slippage due to overload. According to the invention, the cylindrical outer surfaces of the outer ring and the cylindrical inner surfaces of the inner ring are provided with axially parallel driving teeth, and the corresponding conical surfaces of the clamping rings have, as is known, a smooth surface that allows the conical connection to slip when overloaded. In this way, if a maximum torque is exceeded, the possibility of slippage of the entire connection is limited to the conical surfaces of the clamping rings, so that damage in the bore of the hub body and on the shaft - cold welding - is prevented and the hub and shaft are protected from destruction. In contrast, the replacement of damaged clamping rings is simple and easy to do with low cost and time. It is also advantageous to make the inner clamping ring from a material with emergency running properties and high compressive strength, such as gray cast iron, bronze, plastic or the like To accommodate a pressure-resistant and wear-resistant, replaceable belt made of a material with emergency running properties and high compressive strength, so that the clamping rings are also protected from wear and tear and after a corresponding period of operation, only the replacement of the belt may be necessary. Finally, the recess in the conical surface on the circumference of the inner clamping ring can be used to store hardened needles in the form of a needle bearing in order to largely prevent wear on the conical surfaces.
Für die an sich bei drehmomentübertragenden Verbindungen bekannten
Merkmale der Unteransprüche wird Schutz nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch
begehrt.For those known per se in torque-transmitting connections
Features of the subclaims will only be protected in connection with the main claim
desired.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise in
fünf Abbildungen dargestellt. Es zeigt Ab b. 1 das Spannelement
- den Innen- und Außenspannring - mit mehreren an den zylindrischeu
Mantelflächen parallel zur Achse verlaufenden Mitnehmerzähnen und glatten, korrespondierenden
Kegelflächen im Axialschnitt, A b b. 2 die Stimansicht der A b b. 1,
Ab
b. J das Spannelement, bei welchem der Innenspannring an seiner Kegelfläche
eine Ausdrehung zur Aufnahme eines druck- und verschleißfesten Bandes besitzt, im
Axialschnitt, Ab b. 4 das Spannelement, bei welchem die Ausdrehung der Kegelfläche
des Innenspannringes mit gehärteten Nadeln ausgefüllt ist, im Axialschnitt und
Ab b. 5 ein Einbaubeispiel des Spannelementes nach Ab b. 3 mit Nabe,
Welle und Spannmutter. Das Spannelement nach Ab b. 1 und 2 besteht aus einem
Innenspannring 1 und einem Außenspannring 2 mit glatten, korrespondierenden
Kegelflächen, von denen jeder an seiner zylindrischen Mantelfläche parallel zur
Achse verlaufende Mitnehmerzähne 3, 4 aufweist.In the drawing, the subject matter of the invention is shown, for example, in five figures. It shows Ab b. 1 the clamping element - the inner and outer clamping ring - with several driving teeth running parallel to the axis on the cylindrical outer surfaces and smooth, corresponding conical surfaces in axial section, A b b. 2 the front view of A b b. 1, from b. J the clamping element, in which the inner clamping ring has a recess on its conical surface for receiving a pressure-resistant and wear-resistant band, in axial section, from b. 4 the clamping element, in which the recess of the conical surface of the inner clamping ring is filled with hardened needles, in axial section and from b. 5 an installation example of the clamping element according to Ab b. 3 with hub, shaft and clamping nut. The tensioning element according to Ab b. 1 and 2 consists of an inner clamping ring 1 and an outer clamping ring 2 with smooth, corresponding conical surfaces, each of which has driver teeth 3, 4 running parallel to the axis on its cylindrical outer surface.
Das Spannelement gemäß Ab b. 3 besteht gleichfalls aus einem
Innen- und Außenspannrincy la, 2 mit korrespondierenden, glatten Kegelflächen und
Mitnehmer7ähnen3, 4. Der Innenspannringla ist an seiner Kegelfläche mit einer Ausdrehung5
zur Aufnahme eines auswechselbaren druck- und verschleißfesten Bandes
6 versehen.The tensioning element according to Ab b. 3 also consists of an inner and Außenspannrincy la, 2 with corresponding, smooth conical surfaces and Mitnehmer7ähnen3, 4. The Innenspannringla is provided a removable pressure-resistant and wear-resistant strip 6 on its conical surface with a Ausdrehung5 for recording.
Das Spannelement nach Ab b. 4 entspricht im Aufbau dem Spannelement
nach Ab b. 3, mit dem Unterschied, daß die Ausdrehung 5 der Kegelfläche
des Innenspannringesla mit gehärteten Nadeln 7 ausgefüllt ist. In dem Einbaubeispiel
nach Ab b. 5 sind die Spannringe 1 a und 2 der A b b. 3
zwischen einer abgesetzten Welle 8 und einer Nabe 9 eingesetzt und
werden durch ein Druckstück 10 in Verbindung mit einer Mutter 11,
die in Funktionsverbindung mit einem Gewindeansatz der Welle 8 steht, axial
beaufschlagt, wodurch die Verbindungsteile spielfrei und kraftschlüssig gekuppelt
werden.The tensioning element according to Ab b. 4 corresponds in structure to the clamping element according to Ab b. 3, with the difference that the recess 5 of the conical surface of the inner clamping ring is filled with hardened needles 7. In the installation example according to Ab b. 5 are the clamping rings 1 a and 2 of A b b. 3 inserted between a stepped shaft 8 and a hub 9 and are acted upon axially by a pressure piece 10 in connection with a nut 11, which is functionally connected to a threaded shoulder of the shaft 8 , whereby the connecting parts are coupled with no play and frictionally.