DE2424262A1 - Gewindelose spannvorrichtung - Google Patents

Gewindelose spannvorrichtung

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DE2424262A1
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Robert Joseph Durwin
Joseph Henry Mancini
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United Aircraft Corp
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    • F16D1/06—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung zum Festklemmen eines Lagers auf einer Welle und ist insbesondere vorteilhaft zur Verwendung bei Wellen mit grossein Durchmesser, um zu Vermeiden, dass eine Gewindekiemmutter über die Welle zu führen ist.
Zum Zwecke des Festklemmens eines Lagers oder einer Rotornabe auf einer Welle mit grossem Durchmesser war es bisher üblich einen Gewindeklemmring oder eine Mutter zu verwenden. Diese Ausführung hat wesentliche Nachteile, Antriebswellen z.B. für Hubschrauberrotoren, sind hohle Wellen mit verhältnismä'ssig geringer Wandstärke und falls auf eine solche Welle ein Gewinde geschnitten wird, so erhält man eine hohe Spannungskonzentration im Bereich des Gewindes. Ausserdem ist das Gewindeschneiden auf einer Welle mit grossem Durchmesser teuer und es sind besondere Bearbeitungsund Prüfwerkzeuge erforderlich. Schliesslich sind auch noch der . konstruktiven Gestaltung der Welle Grenzen gesetzt falls man eine Mutter über eine lange Welle führen muss.
Die U.S. Patentschrift 250.088 vom 29.November 1881 zeigt ein Gehänge und einen Kasten für eine Welle mit konischen Ringen zum Abstützen der Welle, welche Ringe in einer einstückigen Haltevorrichtung angeordnet sind. Die durch die konischen Ringe auf die Welle ausgeübte radiale Klemrnkraft kann man durch Drehen von Bolzen verändern,-welche zur Befestigung der erwähnten Haltevorrichtung
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an einem starren Tragstück dienen, welches eine konische Fläche aufweist, die mit den konischen Ringen zusammenwirkt. Die Rings sind jedoch nicht geteilt und sind nicht mit einer konischen Kerbe in der Welle in Berührung um eine Axialkraft zu erzeugen.
Die U.S. Patentschrift 903.280 vom 10.November 1908 zeigt eint= Kopplungsvorrichtung für Rohre, wobei ein geteilter Flansch mittels eines einzigen Festhalteringes am Rohr festgeklemmt wird.
Die U.S. Patentschrift 2.683.613 bezieht sich auf eine Kopplungsvorrichtung für Rohre mit zwei geteilten Flanschen, die eine kegelförmige Fläche an ihrem inneren Umfang aufweisen, welche ähnlichen kegelförmigenFlächen am Aussenumfang der benachbarten Rohrstücke entsprechen.. Die beiden Flansche sind durch Bolzen miteinander verschraubt.
Die U.S. Patentschrift 3.112.941 zeigt eine Rotorwelle und eine Nabe mit einer Gewindemutter auf der W^1Ie zum Festhalten der Nabe wobei die Nabe und die Welle konische Flächen aufweisen und r.n der Mutter Klemmschrauben vorgesehen sind, welche mit den konischen Flächen zusammenwirken zum Festklemmen der Nabe auf der Welle. Diese Ausführung schaltet die Notwendigkeit einer Gawindemutter nicht aus.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin eine Spannvorrichtung für ein Lager auf einer Welle mit grossem Durchmesser und von beträchtlicher Länge zu schaffen wobei die übliche Gewindekiemmutter auf dem Umfang der Welle nicht erforderlich ist. Entsprechend der Erfindung ist ein geteilter Ring mit einer kegelförmigen inneren Fläche vorgesehen, welcher auf der Welle zusammengebaut ist und mit seinem inneren Umfang in einer kegelförmigen Ringkerbe an der Aussenflä'che der Welle liegt. Die Segmente des geteilten Ringes werden mittels Verbindungsstiften der zusammengebauten Stellung auf der Welle gehalten, welche Stifte durch Anblattungen an den Enden der benachbarten Segmente verlaufen und ausserdem ist ein einteiliger Festhaltering am geteilten Ring mittels Schrauben oder Bolzen befestigt, welcher Festhaltering einen ringförmigen Flansch aufweist, der am Umfang des geteilten Ringes anliegt. Es sind desweiteren Bolzen vorgesehen, welche durch den Festhaltering ragen und in dem geteil-
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ten Ring eingeschraubt sind und gegen einen starren Druckring drücken, durch welchen die Welle hindurchragt und der seinerseits an dem auf der Welle festzuklemmenden Lager anliegt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und .werden im folgenden ausführlicher beschrieben, es zeigen:
Figur 1 eine Schnittansicht der. Spannvorrichtung entsprechend der Erfindung.
Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie 2_2 nach Figur 1.
Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 nach Figur 1.
Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 nach Figur 1.
Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 nach Figur 1.
Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 nach Figur 1 zur Darstellung einer anderen Ausführungsform.
Figur 7 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 nach Figur 1 zur Darstellung einer weiteren, abgeänderte η Ausführungsform.
Figur 8 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 nach Figur 1 zur Darstellung einer anderen Ausführungsform zur Verbindung der Segmente des geteilten Ringes.
In den Figuren 1 bis 5 ist eine hohle Welle 10 mit grossem Durchmesser dargestellt, welche eine Schulter 12 hat an der ein Lager anliegt. Die Welle 10 hat eine kegelförmige Einkerbung 16 deren schräge Fläche 18 zu der Schulter 12 hin gerichtet ist. Das Kugel-" lager 14 mit geteiltem Laufring wird unter Vorspannung mittels der verbesserten Spannvorrichtung entsprechend der Erfindung fest gegen die Schulter 12 gedrückt. Die Spannvorrichtung wirkt zusammen mit der kegelförmigen Fläche 18 der Einkerbung 16 um das Lager festzuspannen, ohne dass hierzu ein auf die Welle geschraubter Klemmring erforderlich ist.
Die Spannvorrichtung umfasst einen geteilten Ring 20 mit einer kegelförmigen inneren Fläche 22, welche der Fläche 18 auf der Welle 10 entspricht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Ring in ~*ei Segmente 20a und 20b geteilt jedoch kann er, falls erwünscht, auch in drei oder mehr Segmente aufgeteilt sein. Die Segmente sind an
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ihren benachbarten Enden mittels Verbindungsmuffen 21, 23 verbunden, welche durch aneinander liegende Anblattungen 24 (Figur 2) an jedem Ende jedes Segmentes ragen. Diese Stifte sind genau eingepasst, so dass sie die an den konischen Flächen erzeugte Trenn kra'fte übertragen. Die Stifte ragen über dan Ring 20 auf einer Seite desselben hinaus, wie in Figur 2 dargestellt ist, und sind an diesen Enden mit Flanschen 26 versehen, die am Ring 20 anliegen. Die angeblatteten Enden der Segmente dienen im Zusammenhang mit den beiden Verbindungsstiften, welche durch die übereinander liegenden Enden der benachbarten Segmente ragen, zur Herstellung einer Verbindung zwischen den Ringsegmenten.
Die Segmente des geteilten Ringes sir-d ferner durch einen einteiligen Ring 28 festgelegt, welcher einen Flansch 30 aufweist, der am Umfang des geteilten Ringes anliegt. Der Ring 28 ist mit Aussparungen 31 versehen zur Aufnahme der Flansche 26 der Stifte 21, 23. Der Festhaltering 28 ist an beiden Segmenten des Ringes 2o mittels Schrauben 32 befestigt, wovon eine in Figur 1 dargestellt ist, welche durch den Ring 28 hindurchragen und in die Segmente des Ringes 20 eingeschraubt sind.
Die oben beschriebene Spannvorrichtung bildet einen einheitlichen ringförmigen Block dessen innere Umfangsfläche die kegelförmige Fläche 18 der Welle berührt. Eine Serie von Klemmschrauben 34 ragt durch diesen ringförmigen Block und erstreckt sich über denselben hinaus zur Anlage an einem festen Druckring 36. Die Schrauben 34 sind in die Segmente des Ringes 2O eingeschraubt und sind lang genug damit ihre Köpfe nie am Ring 26 anliegen jedoch an ihren Enden gegen den Druckring 36 (Figur 3) drücken, um die Spannkraft einzustellen, welche zur Vorbelastung des Lagers 14 auf dasselbe ausgeübt wird.
Die Wirkungsweise der gewindelosen Spannvorrichtung ist ohne weiteres aus der obigen Beschreibung ersichtlich. Infolge der Klemmwirkung der sich berührenden kegelförmigen Flächen an der Welle 10 und am Ring 20 bildet der letztere einen festen, starren Anschlag damit die Spannschrauben 34 die gewünschte Kraft auf das Lager 14 ausüben können. Falls die ringförmige Anordnung mit dem Ring 20 und dem Festhaltering.28 sich auf der kegelförmigen Fläche 18 der Welle 10 vom Lager 14 wegbewegt, infolge des Festziehens
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der Schrauben 34, so werden die Segmente 20a und 2ob auseinander gepresst und belasten somit die Verbindungsstifte 21 und 23 sowie den Flansch 3O des Ringes 28. Auf diese Weise erhält man einen sehr starren, einheitlichen Block auf der Welle 30 mittels welchem das Lager 14 vorbelastet wird.
In der Figur 6 ist eine abgeänderte Ausführungsform für die Verbindungsstifte 21, 23 der Figuren 1 bis 5 dargestellt wobei die Stifte dieser Figuren durch Stifte 21a ersetzt sind, die zur Bildung einer Schulter 42 einen Gewindeabsatz 40 mit kleinerem Durchmesser aufweisen. Der Gewindeabsatz 40 ragt durch den Festhaltering 28 und dieser Ring wird mittels einer Mutter gegen die Schulter 42 festgeklemmt. Das unbefestigte Ende des Stiftes 40 ragt über den geteilten Ging 2o hinaus und bildet einen Anschlag zum Einstellen des Ringes 36 während dem Zusammenbauen.
Die Figur 7 zeigt die Verwendung von zwei Festhalte ringe η 44, 46 , deren Flansche gegeneinander gerichtet sind, anstelle des einzigen Festhalteringes 28 nach den Figuren 1 bis 5. Bei diesem Ausführungs. beispiel ragen Bolzen 34 durch den Ring 20 und den Ring 46 und diese Bolzen sind sowohl in den Ring 20 als auch in den Ring 44 eingeschraubt. Der Ring 44 kann am Ring 20 mittels Schrauben (nicht dargestellt) befestigt werden, welche den Schrauben 32 in der Figur 4 entsprechen.
Die Figur 8.zeigt ein weiteres abgeändertes Ausführungsbeispiel für die Mittel zum Verbinden der Segmente des geteilten Ringes 20 wobei, falls der zur Verfügung stehende Raum es erlaubt. Bolzen 48 mit Muttern 50 anstelle der Verbindungsstifte 21, 23 verwendet werden. Falls die Verbindungsmittel derart ausgebildet sind können die Befestigungsschrauben 32 nach den Figuren 1 bis 5 entfallen.
Aus der obigen Beschreibung kann man erkennen, dass die Erfindung eine Spannvorrichtung für ein Lager, oder für ein anderes Maschinenbauteil schafft, welches auf einer Welle festzuklemmen ist, welche die Gewinderingmutter und das Gewinde auf der Welle mit allen seinen Nachteilen vollständig auschaltet, wobei hauptsächlich die Vermeidung der Spannungskonzentrationen an den Gewindegängen wesentlich ist.
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Claims (5)

  1. P_A_T E_N_T_A_N_S PRUE C_H_E_1
    [I.)Spannvorrichtung zum Festklemmen eines Maschinenteiles auf einer Welle, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) eine ringförmige Einkerbung (16) mit einer kegelförmigen Fläche (18) aufweist, dass ein geteiler Ring (20) mit einer zugeordneten kegelförmigen inneren Umfangsflache (22) in der Einkerbung vorgesehen ist wobei die Segmente (20a, 2ob) mit Anblattungen (24) zwecks ihrer gemeinsamen Verbindung an ihren benachbarten Enden versehen sind, dass Verbindungsmittel (21, 23, 2la, 48) durch die sich gegenseitig überlappenden Enden der Segmente .hindurchragen, dass ein Festhaltering (28,46) an einer radialen Fläche des geteilten Ringes befestigt ist und einen Umfangsflansch (30) aufweist, der genau am Susseren Umfang des geteilten Ringes anliegt, und dass Spannschrauben (34) am Umfang der Ringe verteilt sind und sich in Axialrichtung durch die Ringe erstrecken und in den Segmenten des geteilten Ringes eingeschraubt sind und durch dieselben hindurchragen.
  2. 2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (21, 23) Verbindungsstifte sind, welche mit einem Flansch (26) zur Anlage an dem geteilten Ring (20) vsrsehen sind und diese Flansche in Aussparungen (31) einer Fläche der aneinander liegenden Ringe ausgebildet sind.
  3. 3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (21a) Verbindungsstifte sind, welche einen Gewindeabsatz (40) mit kleinerem Durchmesser aufweisen, der durch den Festhaltering (28) hindurchragt und die Stifte mittels Muttern befestigt sind, welche auf die freien Enden der Stifte aufgeschraubt sind.
  4. 4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel (48) Bolzen sind, welche durch den geteilten Ring (20) und den Festhaltering (28) hindurchragen und mittels Muttern (50) an den mit Gewinde versehenen Enden der Bolzen festgehalten sind.
  5. 5. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je ein Festhaltering (44,46) an jeder Seite des geteilten Ringes (20) vorgesehen ist und die Flansche der Festhalte ringe gegen-
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    einander gerichtet sind und dass "Beide Fes thai te ringe am geteilten Ring festgeschraubt sind.
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DE2424262A 1973-09-28 1974-05-18 Gewindelose spannvorrichtung Withdrawn DE2424262A1 (de)

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