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Die Erfindung betrifft einen Spannsatz zwischen einem zylindrischen
Bauteil und einem dazu konzentrisch angeordneten Körper, bestehend aus einem an
dem zylindrischen Bauteil anliegenden, federnden Innenspannring und dazu mit radialem
Zwischenraum angeordneten, an dem konzentrisch angeordneten Körper anliegenden,
federnden Außenspannring, deren dem radialen Zwischenraum zugekehrte Mantelflächen
doppelkonisch und axial gesehen im Querschnitt spiegelbildlich gleich ausgebildet
sind und einander radial gegenüberstehen, und je einem zwischen den beiden Spannringen
beidseitig achsparallel eingesetzten, innen und außen konischen und mit einer Seite
der Doppelkonen der Spannringe korrespondierenden und axial spannbar eingesetzten
ringförmigen Druckstück, wobei ein Druckstück mit planetenartig angeordneten Durchgangsbohrungen
zur Aufnahme der Spannschrauben versehen ist.
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Es ist bekannt, an einem Spannsatz der eingangs genannten Gattung
das äußere, an einer Nabe anliegende Federelement konzentrisch zu und in radialer
Richtung im Abstand von dem inneren, auf eine Welle aufliegenden Federelement anzuordnen
und die beiden Federelemente durch beidseitig achsparallel eingesetzte Druckstücke
miteinander zu spannen. Die beiden Federelemente weisen zum radialen Zwischenraum
hin gerichtete doppelkonische, einander gegenüberstehende und spiegelbildlich gleiche
Flächen auf, wobei die zur Mittelebene des Spannsatzes liegenden Spitzen der Doppelkonen
abgeflacht sind. Die beiden, an den konischen Flächen der Ringe anliegenden spiegelbildlich
gleichen Druckstücke nehmen die Schäfte der planetenartig angeordneten Spannschrauben
auf; wofür das eine Druckstück Durchgangs- und das andere Gewindebohrungen besitzt.
Durch Anziehen der Schrauben sind Welle und Nabe kraftschlüssig verbunden. Bei diesem
Spannsatz besteht die Notwendigkeit, beide Druckringe genau in beschriebener Weise
zu bohren. Dies wirkt sich im Arbeitsaufwand und damit in den Kosten ungünstig aus.
Außerdem ist nach dieser Konstruktion eine Vergrößerung der axialen Spannkräfte
nur durch eine Erhöhung der Anzahl der Spannschrauben gegeben, die wiederum die
Kosten und dazu noch das Gewicht vergrößert.
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Weiter ist ein Spannsatz bekannt, der der vorbeschriebenen Lösung
im konstruktiven Aufbau der hier Spannringe genannten inneren und äußeren Federelemente
sowie der Druckstücke gleicht. Dies gilt insbesondere für die Spannung durch Schrauben,
deren Schäfte die Druckstücke und außerdem noch beidseitig außen davor angeordnete
Stahlblechscheiben und anschließende Zentrierringe durchdringen. Die Zentrierringe
sind an ihren zu den Stahlblechscheiben weisenden Flächen ballig ausgebildet, um
beim Spannen eine bessere Anlage der Ringe an Welle und Nabe zu erreichen. Infolge
der dargestellten Spannungsweise ergeben sich dieselben Nachteile wie bei der vorbeschriebenen
Konstruktion.
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Außerdem ist bekannt, einen Spannsatz aus zwei gegeneinander verstellbaren
Elementen zu bilden, die mit gegenüberliegenden doppelkonischen Flächen versehen
sind und ein dehnbares oder zusammenziehbares Teil mit korrespondierenden Oberflächen
aufnehmen. Diese Spannsätze verlangen wegen des teilweise fehlenden zweiten Druckstückes
nachteilig eine ein- oder mehrfachkonische Gestaltung des Wellenendes. Wird dabei
die axiale Spannkraft durch eine Schraube, Schraubenfeder oder durch Zusammenfassung
von Innengewinde und Konus am Druckstück erzeugt, so müssen die Schraube oder die
Feder zur Aufbringung der hohen axialen Spannkräfte bei Übertragung größerer Drehmomente
entsprechend stark dimensioniert werden. Sie sind deshalb schwer ein- und ausbaubar.
Die Zusammenfassung von Gewinde und Konus am Druckstück ist nachteilig in bezug
auf die Größe der axialen Spannkomponente. Die weiter dargestellten Spannsatzausführungen
für zylindrische Wellenenden weisen zum Teil am Druckstück Außengewinde für eine
Verbindung mit der Nabe auf. Die eben genannten Nachteile bei einer Kombination
von Gewinde und Konus am Druckstück gelten auch für Außengewinde der Druckstücke
zum Einschrauben in eine Nabe. Nach einer letzten Spannsatzausführung dieser Veröffentlichung
sind für zylindrische Wellenenden in zwei nabenseitig zylindrischen und wellenseitig
doppelkonischen, zur Mittelebene des Spannsatzes steigend geneigten Hülsen zwei
konische Druckstücke angeordnet, wobei eine konzentrisch zur Welle angeordnete Schraubenfeder
die beiden Druckstücke axial in Richtung ihrer Konen preßt und damit die Hülsen
in der Bohrung der Nabe zur Anlage bringt. Die konischen Druckstücke sind an beiden
Wellenenden über Nocken mit der Welle formschlüssig verbunden. Diese Ausführungsform
verlangt an einem an sich glatten Wellenende zur Aufnahme der Nocken zusätzlich
eine mechanische Bearbeitung, die Spiel in den Fügungen und eine Schwächung des
Wellenquerschnittes ergibt. Darüber hinaus ist der Zusammenbau und das Lösen eines
solchen Spannsatzes bei übertragung großer Leistungen, für die axiale Spannkräfte
von mehreren hundert Mp aufzubringen sind, nur mit aufwendigen Hilfsmitteln möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der aufgezeigten
Nachteile einen Spannsatz zu schaffen, durch den mit geringerem Herstellungs- und
Montageaufwand größere Axialkräfte aufzubringen und damit auch größere Drehmomente
zu übertragen sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Innen- und
Außenspannring geschlitzt sind, die Doppelkonen von innen nach außen abnehmend ausgebildet
sind, das mit Durchgangsbohrungen versehene Druckstück einen umlaufenden Bund aufweist,
in dem zu den Durchgangsbohrungen fluchtende und im Durchmesser größere Gewindebohrungen
für die Spannschrauben angeordnet sind, die auf der dem Druckstück zugewandten Stirnfläche
des zweiten vollen Druckstücks abgestützt sind.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß zur
Anordnung der Spannschrauben nur ein Druckstück gebohrt zu werden braucht, wobei
mit Gewindedurchmessern größer als die Durchgangsbohrungen entsprechend hohe axiale
Spannkräfte aufgebracht werden können. Bei gleichen Abmessungen sind dadurch größere
Drehmomente übertragbar oder es kann bei gleichbleibendem Drehmoment die Zahl der
Spannschrauben verringert werden.
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Erfindungsgemäß ist ein Druckring als ungebohrter Keilring ausgebildet
und die durch den anderen, gebohrten Keilring geführten Spannschrauben stützen sich
mit der Stirnfläche ihres Schaftes gegen den ungebohrten Druckring ab. Neben einer
günstigeren Spannungsverteilung wird auf diese Weise eine preisgünstigere
Herstellung
erreicht und es entfällt die Schwierigkeit, Durchgangsbohrungen und Gewindebohrungen
an den beiden Druckringen in Übereinstimmung zu fertigen. Ferner können die Unterlegscheiben
bei den Abzugsgewinden entbehrt werden. - Wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
der gebohrte Druckring umlaufend mit einem abgesetzten Bund zur Aufnahme des Gewindes
für die Einbringung der Spannschrauben versehen, so können stärkere Schrauben verwendet
bzw. größere Drehmomente übertragen werden.
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Es liegt ferner im Wesen der Erfindung, zwischen die beiden Druckringe
einen Ring zur Aufnahme des Gewindes zu schalten, wobei die Druckringe ausgearbeitet
sein können, um eine gute Anlage an den Spannringen sicherzustellen. - Werden nach
einem weiteren Gedanken der Erfindung die Spannringe mit je einem abgewinkelten
Steg versehen und damit gleichzeitig als Druckringe ausgebildet und in diese konische
Ausnehmungen eingearbeitet, in denen sich die Spannschrauben abstützen, so ergibt
sich eine weitere Vereinfachung im Aufbau des Spannsatzes und es werden geringere
Verspannungskräfte benötigt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Darin
zeigen A b b. 1, 2, 4 und 5 verschiedene Ausführungsformen von Spannsätzen, jeweils
im Teilschnitt, A b b. 3 einen Druckring mit Bund im Teilschnitt. Wie aus A b b.
1 hervorgeht, sind die Druckringe 1 und 2 im Spannsatz von innen nach außen konisch
abnehmend angeordnet, d. h. sie liegen mit ihren breiten Stirnflächen gegeneinander.
Der Druckring l ist massiv ausgeführt, während der Druckring 2 eine Gewindebohrung
zur Aufnahme der Spannschraube 3 besitzt. Der äußere Spannring 4 hat eine zylindrische
Außenfläche und eine doppelkonische Innenfläche, wobei die kleineren Durchmesser
der Konen in den freiliegenden Stirnseiten liegen. Der innere Spannring 5 ist innen
zylindrisch und weist außen einen in gleicher Weise ausgebildeten, d. h. spiegelbildlich
glechen Doppelkonus wie der Spannring 4 auf. Die Druckringe 1 und 2 werden unter
Spreizen der axial geschlitzten Spannringe 4 und 5 zwischen diese eingeschoben und
sind dann unverlierbar festgehalten. Beim Anziehen der Spannschrauben 3 verschieben
diese den Druckring 1 axial gegenüber dem Druckring 2 über das Schraubengewinde.
Dabei werden die Spannringe 4 und 5 bei gleichzeitiger Anpressung an Welle und Nabe
aufgeweitet bzw. zusammengedrückt.
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Bei der Ausführungsform nach A b b. 2 ist der Druckring 2 a mit einem
abgesetzten Bund 6 versehen. Das Außengewinde der Spannschraube 3 a befindet sich
auf einem verstärkten Ansatz zwischen Schaft und Kopf. Auf diese Weise gelingt es,
beispielsweise bei einem Spannsatz 80-120 statt 14 Schrauben M
10 die gleiche Anzahl Schrauben M 16 zu verwenden und damit anstatt einer
Axialkraft von 35 t eine solche von 110 t zu erreichen.
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Der Übersichtlichkeit halber ist in A b b. 3 der Druckring 2a mit
dem abgesetzten Bund 6 nochmals für sich dargestellt.
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Bei dem Spannsatz nach A b b. 4 sind die Druckringe 7 zwecks besserer
Verformungsmöglichkeit im Querschnitt ausgearbeitet. Zwischen ihnen ist ein besonderer
Gewindering 8 angeordnet. Beim Anziehen der Spannschrauben 3 b schiebt der Gewindering
den durchbohrten Druckring gegen die einen Anlageflächen der Spannringe 4 und 5,
während die Schrauben den anderen Druckring axial entgegengesetzt an die anderen
Anlageflächen der Spannringe 4 und 5 drückt.
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Bei der Ausführung nach A b b. 5 sind abgewinkelte Spannringe 4 b
und 5 b angeordnet und mit konischen Halbbohrungen 10 versehen, in
denen sich konische Zapfen 11 der Spannschrauben 3 b abstützen. Beim Anziehen der
Spannschrauben drückt der Druckring 2 den äußeren und inneren Spannring gegen die
zylindrischen Anlageflächen der zu verbindenden Teile, wobei die konischen Zapfen
der Schrauben die Anpreßkraft vergrößern.