DE2814390A1

DE2814390A1 - Verfahren und vorrichtung zum beidseitigen einspannen von ueber die einspannstelle hinausragenden bauteilen

Info

Publication number: DE2814390A1
Application number: DE19782814390
Authority: DE
Inventors: Guido Bischoff; Joachim Dipl Ing Huhnen
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1978-04-04
Filing date: 1978-04-04
Publication date: 1979-10-18
Also published as: DE2814390C2; FR2422075A1; FR2422075B1; ES479242A1; BR7902017A; AU4581579A

Description

Dipl. Ing. Peter Otte _{7O33 He}rrenberg (Kuppingen)

Patentanwalt EifelstraBe 7

Telefon (O 70 32) 319 99

]i971/ot/hii

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Firma

Robert Bosch GmbH

7000 Stuttgart

Verfahren und Vorrichtung zum beidseitigen Einspannen
von über die Einspannstelle hinausragenden Bauteilen

Zusammenfassung

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dazu dienen, weit über eine Einspannstelle hinausragende flächige Bauteile so festzuspannen, daß sich im dynamischen Betrieb, beispielsweise wenn das Bauteil eine Keilriemenscheibe oder ein Radiallüfter ist, keine Brüche oder sonstige Beschädigungen ergeben. Das erfindungsgemäße Verfahren zum beidseitigen Einspannen solcher flächigen Bauteile besteht darin, daß außerhalb des unmittelbar einen beidseitigen Einspanndruck auf den erfaßten Bauteilebereich ausübenden
Klemmgebiets durch einen zusätzlichen Anschlag und infolge eines

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festen Anziehens in mindestens einer möglichen Beanspruchungsrichtung eine bleibende Vorspannung auf das Bauteil ausgeübt wird.

Die ein solches Verfahren durchführende Vorrichtung umfaßt eine einen Bauteile-Randbereich beidseitig fassende und auf diesen einen Druck ausübende Klemmvorrichtung, wobei der Klemmvorrichtung ein zusätzlicher Anschlag so zugeordnet ist, daß nach dem festen Anziehen der die Klemmvorrichtung bildenden Elemente auf das eingespannte Bauteil außerhalb des durch die Klemmvorrichtung vorgegebenen Klemmbereichs auf das Bauteil eine dessen elastische, im Normalzustand beibehaltene Verformung bewirkende zusätzliche Vorspannung ausübbar ist. Durch diese^ zu einer elastischen Verformung des flächigen Bauteils führende Vorspannung befindet sich dieses auch bei dynamischer Beanspruchung in einem solchen Spannungszustand, daß äußere- Einwirkungen in erheblich schwächerem Maße zu Beschädigungen oder zu einem Bruch des Bauteils, insbesondere im Bereich der Einspannstelle, führen können.

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum beidseitigen Einspannen von flächigen Bauteilen nach der Gattung des Hauptanspruchs bzw. von einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach der Gattung des ersten Vorrichtungsanspruchs. Es ist bekannt, daß flächige, an einem Randbereich eingespannte Bauelemente, beispielsweise Keilriemenscheiben, Radiallüfter ο. dgl. , wie sie bei Drehstromgeneratoren in Kraftfahrzeugen verwendet werden, erheblichen Schwingbeanspruchungen ausgesetzt sein können, insbesondere da der Drehzahl-

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bereich laufend erweitert wird. Bei solchen Schwingbeanspruchungen

kann es bei bestimmten Anregungen zur Ausbildung von

^TIigen
achsparallelen '.thwingungen kommen, wodurch dann an der zentralen Einspannstelle (bei Keilriemenscheiben oder Radiallüfterrädern) typische Brüche auftreten, die nicht oder nur zu einem geringeren Teil auf eine zu große Fliehkraftbeanspruchung zurückzuführen sind. Bei allen diesen Bauteilen handelt es sich um flächige Elemente wie Scheiben oder Federn, deren Schwingbeanspruchung senkrecht zu ihrer flächenartigen Form erfolgt. Daher ist die bruchgefährdete Stelle bei solchen Bauteilen meist die Einspannstelle, weil hier sowohl die größten Biegemomente wie auch die größten Einspann-Druckspannungen - also auch Kerbwirkung und Reibkorrosion - auftreten.

Bei scheibenartigen Bauteilen aus Blech wie beispielsweise Keilriemenscheiben, Kolbenscheiben von Niederdruckgeräten, Axial- und Radiallüfterrädern und ähnlichen Bauteilen wurden bisher zur Verbesserung der Festigkeit an der zentrischen Einspannstelle entweder beidseitig gleich große, plane Stützscheiben mit einem Durchmesser von etwa 1/3 bis l/]0 der zu spannenden Scheibe mitverspannt oder aber das Zentrum des scheibenartigen Bauteils wurde mit einer Metall- oder Kunststoffnabe umgössen oder auf eine solche aufgeschraubt oder aufgenietet. Die Einspannung mit Stütz scheiben hat aber den Nachteil, daß bei kleinen Axial schwingungen Relativbewegungen zwischen den Rändern der Stütz scheiben und der zu spannenden Scheibe entstehen; diese Relativbewegungen erzeugen Reibung, werden aber andererseits nicht durch große Reibungskräfte gedämpft und damit ergeben sich Verschleiß und neue Bruchursachen; weiterhin wirken die Kanten der Stützscheiben ähnlich wie Kerben.

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Bei scheibenförmigen Bauteilen mit angespritzten oder angenieteten Metall- oder Kunststoffnaben liegen ähnliche Verhältnisse vor. Auch bei solchen Naben kommt es bei hoher axialer Schwingbeanspruchung zum Bruch des scheibenartigen Bauteils an den Einspannkanten in der Nabe; solche Naben sind zusätzlich teuer und benötigen in axialer Richtung soviel Raum, daß sie oft nicht angewandt werden können.

Ähnliche Schwierigkeiten treten auch bei der Einspannung von Blattfedern auf.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, zur Vermeidung von Brüchen an der zentralen Einspannung Lüfterräder mit einer zum Einspannloch konzentrisch verlaufenden Ausprägung zu versehen, die einen großen Durchmesser aufweist, wodurch es gelingt, den Schaufelschwerpunkt in die Einspannebene zu bringen. In diesem Zusammenhang läßt sich der DE-OS 25 31 889 ein aus Blech bestehendes Lüfterrad entnehmen, bei dem die konzentrische Ausprägung im Bereich der durch die Klemmvorrichtung gebildeten Einspannung angeordnet ist. Die Einspannung ist bei diesem bekannten Lüfterrad gebildet von einer planparallelen Anschlagscheibe, wobei der Durchmesser des inneren Randes der Anprägung größer ist als der Durchmesser der Anschlagscheibe, andererseits aber der Durchmesser der Stützscheibe so groß ist, daß sich die Anprägung innerhalb des von der Stütz scheibe bedeckten Bereichs des scheibenförmigen zentralen Teils des Lüfterrads befindet. Man erzielt auf diese Weise eine höhere Schüttelfestigkeit des Lüfterrades in axialer Richtung bei Vermeidung von sich um das Einspannloch aufbauenden Resonanzschwingungen, denn bei dieser bekannten Einspannung eines Lüfterrades verläuft der Einspanndruck nicht lediglich axial zwischen den

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beiderseitigen Scheiben unter Freilassung des sich daran radial nach außen anschließenden äußeren Ringbereichs des Lüfterrades, sondern die kleinere Anschlagscheibe liegt voll am zugeordneten inneren, die Einspannöffnung konzentrisch umgebenden Ringbereich des Lüfterrades an und der Einspanndruck überträgt sich von diesem Bereich durch Teile der Ausprägung in vorwiegend radialer und geringfügig axialer Richtung bis zu dem Ringbereich, an welchem die Stütz scheibe mit ihrem größtmöglichen Durchmesser am Lüfterrad anliegt. Dadurch ist das Lüfterrad an zwei verschiedenen radialen Ringbereichen durch die auf sie axiale Druckkräfte ausübenden Anschlag-bzw. Stützscheiben gehalten. Es gelingt daher auch, die Resonanz des Lüfterrades in einen Frequenzbereich zu legen, in dem bei einem geeigneten Anbauort des Lüfterrades nur geringe Anregungen vorhanden sind.

Bei dieser Einspannvorrichtung eines Lüfterrades ist aber nicht erkannt worden, daß durch eine entsprechende bleibende Vorspannung mit einer sich daraus ergebenden elastischen Verformung von inneren Bereichen des Lüfterrades und damit auch des äußeren Lüfterkranzes aufgrund eines anderen Wirkungsmechanismus auf Schwingbeanspruchungen zurückzuführende Beschädigungen im wesentlichen ganz vermieden werden können. Tatsächlich erkennt diese Veröffentlichung eine Verlagerung der Riemenflucht, wie sie etwa aus einer axialen Verschiebung des äußeren Radialringes des Lüfterrades oder der Riemenscheibe resultieren würde, als nachteilig, da dies dazu führen würde, daß der Generator, der mit einer solchen Riemenscheibe ausgerüstet ist, im Fahrzeug anders eingebaut werden müßte.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen

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des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Widerstandsfähigkeit gegen zu Brüchen führende Schwingungsbeanspruchungen nicht durch Art und Ausbildung stationärer Klemmeinrichtungen erzielt wird, die mehr oder weniger große Ringbereiche der Scheibenform des Bauelements erfassen, sondern durch das Zusammenwirken innerer, durch die Art der Einspannung mit Hilfe eines Anschlags bewirkten, beibehaltenen Vorspannungen des eingespannten Bauteils mit den von außen einwirkenden dynamischen Beanspruchungen. Es zeigt sich dann, daß durch die Vorspannung das scheibenförmige oder federartige Bauteil weit geringeren Beanspruchungen bei auftretenden Schwingungen, insbesondere von axialen Schwingungen, ausgesetzt ist. Daher gelingt der Erfindung die Lösung der Aufgabe, flächenartige Teile, die senkrecht zu ihrer Fläche Schwingungsbewegungen ausführen können, so einzuspannen, daß große Dauerhaltbarkeit, Wirtschaftlichkeit, geringer Bauraum in axialer Richtung/mit¹ einfacher Montage und Demontage er ti-'L't werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen werden vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einspannmöglichkeiten erzielt. Besonders vorteilhaft ist die tellerförmige Ausprägung scheibenartiger Bauteile um ihre der Befestigung dienende Aufnahmebohrung. Werden solche ausgeprägten scheibenartig en Bauteile, etwa Lüfterräder, gegen plane Stütz scheiben verspannt, dann bildet die Stütz scheibe einen zusätzlichen ringförmigen Anschlag; es kommt zu einer elastischen Verformung des Lüfterrades und einem Abbiegen des äußeren Lüfterkranzes in axialer Richtung nach dem festen Einspannen und Anziehen vorhandener Spanneinrichtungen, beispielsweise Muttern. Die plane Stützscheibe und der züge-

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ordnete Rand des Lüfterrades drücken dann kontinuierlich, gegeneinan-

cjGfjöbenen falls auch

der, wobei /flie Stützscheibe bei dieser Ausführungsform aus ihrer ursprünglichen Lage herausgedrückt ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine runde, eine zentrische, tellerförmige Ausprägung aufweisende Scheibe, die außen als Keilriemenscheibe oder als Lüfterrad ausgebildet sein kann, im unverspannten Zustand, die Fig. 2 die gleiche Scheibe der Fig. 1, jedoch im fest eingespannten und daher verspannten, zu einer Verformung führenden Zustand, die Fig. 3 eine der Scheibe der Fig. 1 entsprechende Scheibe, die jedoch in ihrem zentralen Bereich plan ausgebildet ist und mit einer eine leicht konische Form aufweisenden Tellerfeder oder einem sonstigen zu einer elastischen Verformung unter Vor spannung sein wirkung führenden Bauelement zusammengebaut ist, die Fig. 4 die Scheibe der Fig. 3 im verspannten Zustand, Fig. 5 ein Verspannungsdiagramm für die Zustände der Fig. ] bis 4, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform vorliegender Erfindung in Form einer vorgespannten Blattfeder (gestrichelt im belasteten Zustand) und Fig. 7 c\im Darstellung der Momentenverläufe in der Blattfeder nach Fig. 6

Beschreibung der Erfindungsbeispiele

Der Darstellung der Fig. 1 läßt sich entnehmen, daß die Scheibe 1 ^: in der Mitte mit einer Ausprägung 2 3 versehen ist, deren äußerer

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Rand 25 innerhalb des Außendurchmessers 6 der Stützscheibe 26 im vormontierten Zustand lose an dieser Stützscheibe anliegt. Fig. 2 zeigt die gleichen Bauteile im verspannten Zustand. Die Mutter 28 wurde so gegen die Scheibe festgezogen, daß diese mittig mit Vorspannkraft aufeinanderdrückend gegen den Ring 27 und die Schulter 29 gepreßt werden. Es ergibt sich so, wie der Darstellung der Fig. 2 entnommen werden kann, ein mittlerer, zentraler Einspann- oder Klemmbereich, in welchem die auf der Welle oder Achse 4 aufgeschobenen Teile bündig und ohne Zwischenraum aneinanderliegen; diese in diesem Sinn die Klemmvorrichtung bildenden Teile sind der an einer Abschulterung 29 der Welle 4 anliegende Ring 27, der innere Bereich der planen Stützscheibe 26, etwa bis zum Außendurchmesser der Mutter und die auf ein Außengewinde der Welle 4 aufgeschraubte Mutter 28 selbst. An dieser Stelle ergibt sich eine entsprechende axiale 'Druckkraft und eine Einspannung des Lüfterrads oder der Scheibe 11. Ergänzend hierzu bildet aber die plane Stützscheibe 26, die von entsprechender Festigkeit ist, einen Anschlag für den äußeren Randbereich der Ausprägung 23, wodurch bei Überbrückung des inneren, durch die Ausprägung 23 gebildeten Abstands eine Verformung der außerhalb des insofern definierten Klemmbereichs liegenden Lüfterradteile bewirkt wird. Da das Lüfterrad üblicherweise aus Blech besteht, handelt es sich hier um eine elastische Verformung, die beibehalten wird und zu einer Vorspannungskraft führt, mit welcher'/Stützscheibe Zh mit ihrem Außenrand und der entsprechend zugeordnete Ringbereich der Lüi'terscheibe 11 ständig gegeneinander drücken. Auf die sich hieraus ergebenden Folgerungen wird weiter unten noch anhand der Fig. 5 genauer eingegangen.

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Zur Verbesserung des Vorspanneffektes ist es dabei zweckmäßig, nach dem tellerförmigen Ausprägen der Scheibe 11 durch Anlassen oder Aushärtung die Eigenspannungen möglichst weitgehend zu beseitigen. Wenn jedoch so weit ausgeprägt wird, daß bei dem endgültigen Spannen eine Umkehr der plastischen Verformung und der Ei gen spannung en erreicht wird oder aber schon geringe endgültige Verspannungen für die gewünschte Lebensdauersteigerungen ausreichend sind, kann auf ein entsprechendes Anlassen auch verzichtet werden.

Eine Variante dieser ersten Ausführungsform besteht darin, daß entsprechend den Darstellungen der Fig. 3 und 4, die einzuspannende Scheibe 21 plan gelassen und die Scheibe mit der Hohlseite einer Tellerfeder 36 oder einer Tellerscheibe zusammengespannt wird. Es ergeben sich insgesamt analoge Zustände mit Bezug auf das Ausführung sbeispiel der Fig. 1 und 2; der Außenrand 16 der Tellerfeder 36 drückt die Scheibe 1 aus ihrer ursprünglichen Position in die beizubehaltende elastische Verformung. Bei beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 einerseits bzw. 3 und 4 andererseits nimmt die einzuspannende Scheibe insgesamt elastisch eine etwa tellerförmige Form an. Sollte diese Verlagerung des Außenrands der Scheibe, etwa bei einer Riemenscheibe oder bei einem Lüfterrad, störend sein, dann kann die gewünschte Position der Keilriemenrille 7 bzw. des Flügels 8 des Lüfterrads durch entsprechende Verlegung der Einspannung in axialer Richtung erzielt werden.

Die Wirkungsweise der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Einspannvorrichtung beruht auf der gegenseitigen Verspannung der Bauteile und einiger dabei auftretenden Nebenwirkungen und kann mit einem Schaubild ahn-

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lieh, dem bekannten Rötscher-Diagramm aus der Verschraubungstechnik erläutert werden. In Fig. 5 ist ein solches Schaubild für den vorliegenden Fall gezeichnet worden:

Die zu verspannende Scheibe 11 und die Stützscheibe 26 werden beim gegenseitigen Verspannen die Wege S und S , zurücklegen und an

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dem Rand 25 der Ausprägung 23 mit der Kraft F aufeinanderdrücken. Diese Kraft F verteilt sich natürlich auf den ganzen Kreisring des Randes 25. Wirkt zusätzlich eine mechanische Kraft oder eine dyna-. mische Massenkraft in Richtung 4] kreissymmetrisch um die Achse 5 verteilt auf die Scheibe 11 ein, so wird der Weg S. vergrößert und der Weg S , verkleinert und zwar so lange, bis sich die entsprechende Ersatzkraft F (= entsprechend der Betriebskraft F im Rötscherdiagramm) an dem Rand 25 als Differenzkraft der beiden Feder-Kennlinien K und K , ergibt. Dies ist bei der dargestellten Kraft

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F bei 1/2 · S , der Fall (rechter Teil von Fig. 5). Wäre die Scheibe 11 dagegen plan und auch nur gegen eine plane. Scheibe gespannt worden, so hätte die Scheibe einen mehr als doppelt so großen Weg ausführten müssen, denn nicht vorgespannt müßte die Scheibe 11 am Rand 25 bis zu dem gestrichelt dargestellten Kraftpfeil F' verformt werden, um eine gleich große Kraft wie F zu erzeugen.

Die erste der Nebenwirkungen ist bei den vorgespannten Scheiben 11 und 26 eine Dämpfung der Schwingung durch gegenseitige Reibung. Die zweite Nebenwirkung besteht darin, daß bei äußerer Entlastung der Scheibe 11 diese nicht auf den Rand der Stützscheibe 26 aufschlägt wie das bei miteinander verspannten planen Scheiben der Fall ist. Hierbei wird also vermieden, daß die Rückstellenergie der Scheibe 11 zum großen Teil als Prallschlag mit großen Hertz',sehen Pressungen auf den Rand 6 der Stütz scheibe 26 abgegeben wird.

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Wirkt eine mechanische Kraft oder eine dynamische Massenkraft kr eis symmetrisch um die Achse 5 verteilt in Richtung 42 auf die Scheibe ein, so wird die Stützscheibe 26 stärker gespannt, der innerhalb des Randes 25 befindliche Teil der Scheibe 11 jedoch entspannt. Muß eine gleich große Ersatzkraft F wie vorher, nur eben in umgekehrter Richtung aufgenommen werden, dann ergibt sich am Außendurchmesser 6 der Scheibe 26 wiederum nur ein Weg von 1/2 · S ,. Dies kann

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aus dem linken Teil von Fig. 5 abgelesen werden. Wäre die Scheibe 11 plan gewesen und wäre die plane Scheibe 26 von der Mutter 28 gegen sie gedruckt worden, dann wäre zwar auch nur ein Weg von

1/2 · S-, bis zum Erreichen der Ersatzkraft F notwendig gewesen, 26 B

die am Umfang der Scheibe 26 erreichten Kräfte wären aber nur von

0 bis auf F__, angestiegen, während bei den für das Diagramm von B26

Fig. 5 gewählten Verhältnissen bei verspannten Scheiben die Kräfte von

F bis auf die Restkraft F„ . „ abfallen und damit im Durchschnitt mehr 1 R42

als 3 mal so groß sind wie bei planen Scheiben 11 und 26.

Aus den hohen gegenseitigen Anpreßkräften im Fall der erfindungsgemäß verspannten Scheiben ergibt sich die Nebenwirkung einer großen Dämpfung im Fall von Resonanzschwingungen. Mit den anhand der Fig. I₁ 2 und F> beschriebenen Maßnahmen gelang es, bei einem Lüfterrad die ertragene Schüttelbeanspruc hung in axialer Richtung bei Resonanzfrequenz für eine vorgegebene Bruch-Lastspielzahl auf das Dreifache zu steigern.

Eine weitere Nebenwirkung der gegenseitigen Anpreßkräfte der Scheiben 11 und 26 am Rand 25 kann erreicht werden, wenn man die Scheiben 27, 11 und 26 bzw. 37, 21 und 36 an ihrer Bohrung mit einer Keilnut versieht und in die Welle 4 bzw. 14 einen entsprechenden

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Keil 40 einlegt, so wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Dann erreicht man, daß ein Drehmoment nicht nur von der verhältnismäßig dünnen Scheibe 1 1 an der Keilnut aufgenommen werden muß, sondern zusätzlich findet auch eine Drehmoment-Übertragung durch die beschriebenen Änpreßkräfte von der Stützscheibe 26 auf die Scheibe 11 statt. Insgesamt können also wesentlich größere Momente übertragen werden.

Für Fig. 3 und 4 ergeben sich analog zu Fig. 1 und 2 die gleichen Verhältnisse. .

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das gleiche Prinzip der Vorspannung im äußerlich unbelasteten Zustand der ganzen Anordnung wird hier auf eine Blattfeder angewandt. Eine Blattfeder 50 ist von den Einspannstücken 52 und 53 eingespannt und wird durch einen Nocken 55 auf dem Einspannstück 52 so stark vorgespannt, daß im Einspannquerschnitt 54 die maximal zulässige Spannung entsteht. Die zugehörige Kraft ist als Vektor 6l in dem Momentendiagramm von Fig. 7 dargestellt. Wird die Blattfeder 50 nun am linken Ende durch eine Kraft belastet, die wiederum am Einspannquerschnitt 54 die maximal zulässige Spannung ergibt, so muß sie bei den in Fig. 6 und 7 gewählten Läng enverhältni ssen an der Blattfeder so- groß wie der gestrichelte Vektor 60 sein. Da die Länge der Blattfeder vom Einspannquerschnitt 54 bis zum Angriffspunkt der Kraft 60 fünfmal so groß ist wie vom Einspannquerschnitt 54 bis zum Nocken 55, müssen sich die Kräfte 60 und 61 auch wie 1 : 5 verhalten.. Die Mornentenverläufe über die Länge der Blattfeder sind für die Kraft 60 mit M. gestrichelt und für die Kraft 61 mit M-, ausgezogen in Fig. 7 eingezeichnet.

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Die Kraft 60 am linken Ende der Blattfeder wird diese bis in den gestrichelt eingezeichneten Zustand' 51 elastisch verformen. Aus dem unterschiedlichen Verlauf der elastischen Linien ergibt sich für die vorliegenden Längenverhältnisse der Blattfeder, daß die Durchbiegung eines ursprünglich geraden Federmaterials an der Stelle des Nockens 55 1,4 mal so groß ist, wenn die Feder durch die Kraft 60 belastet wird gegenüber dem Fall, die Feder durch die Kraft 61 belastet

wird. Daraus folgt, daß bei einem Nachlassen der Kraft 60 bis auf die Größe von l/l,-' --:' 0,71 des ursprünglichen Wertes das Moment und damit die Spannungen im Einspannquerschnitt auch auf 0,71 des maximalen Wertes sinken. Der entsprechende Momentenverlauf ist punktiert in Fig. 7 eingezeichnet. Nimmt die Kraft 60 noch weiterhin ab, so wird die Feder von dem Nocken 55 abgestützt und in ihrem Einspannquerschnitt 54 wieder zunehmend beansprucht. Auf diese überraschend einfache Weise wird erreicht, daß die Hubspannung in der kritischen Ein spann stelle nur 0, 29 " Maximalspannung an dieser Stelle wird. Da neben der Einspannspannung vorwiegend die Hubspannung für einen Bruch der Feder in der Einspannung verantwortlich ist, wird damit eine wesentliche Entlastung dieser kritischen Stelle erreicht. Es muß allerdings dafür Sorge getragen werden, daß der Nokken 55 keinen Verschleiß auf der Federband-Oberfläche erzeugt. Dies ist jedoch beispielsweise mit Nocken aus Kunststoff möglich.

Fig. 6 und 7 zeigen der Deutlichkeit wegen eine Feder, bei der die Vorspannung von einem Nocken aufgebracht wird, der verhältnismäßig zur gesamten Federlänge weit von der Einspannstelle 54 entfernt ist. Wenn diese Entfernung verkleinert wird und dabei immer dafür gesorgt wird, daß der Nocken so hoch ist, daß der Einspannquerschnitt

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unter der maximal zulässigen Spannung steht, dann verringert sich im Grenzfall die kleinste Biegespannung im Einspannquerschnitt auf O, 667 der max. Spannung. Auch in diesem Grenzfall bleibt die Hubspannung im kritischen Einspannquerschnitt mit 0, 333 · Maximal spannung also weit unter der Hubspannung, die von einer nicht vorgespannten Feder im Einspannquerschnitt ertragen werden muß.

Wird das Einspannstück 52 elastischer, also mit geringerem Querschnitt und höherer Festigkeit ausgebildet, so ergeben sich die bei Fig. 1 und 2 beschriebenen Verhältnisse. Wird dagegen in Fig. 1 bis 4 die Stützscheibe 28 bzw. 38 stärker gewählt, so nähert man sich den Verhältnissen, die bei Fig. 6 und 7 gegeben sind.

Es versteht sich, daß bei Scheibenform des einzuspannenden Bauteils dieses die zentrale Ausprägung aufweisen kann und ergänzend mit hohlseitig aufeinanderliegender Tellerfeder montiert und verspannt werden kann. Dabei sind die die Anschläge bildenden Ringbereiche bzw. die

s ich Abstände der Klemmvorrichtungsteile so dimensioniert, daß/die Teile, auch die der Klemmvorrichtung zuzurechnenden Teile wie Stütz scheiben, beim Einspannen bis in den Bereich ihrer Elastizitätsgrenze oder auch darüberhinaus mit plastischer Verformung vorspannen lassen.

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum beidseitigen Einspannen von weit über die Einspannstelle hinausragenden, flächigen, scheiben- oder federförmigen Bauteilen, insbesondere Keilriemenscheiben, Radiallüfterräder für Drehstromgeneratoren u. dgl. , dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des unmittelbar einen beidseitigen Einspanndruck auf den erfaßten Bauteilebereich ausübenden Klemmgebiets durch einen zusätzlichen Anschlag infolge des festen Anziehens in mindestens einer möglichen Beanspruchungsrichtung eine bleibende V.orspannung auf das Bauteil ausgeübt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannvorgang, beispielsweise durch Anziehen einer Spannschraube, solange fortgesetzt wird, bis sämtliche eingespannten Bauteile, Beilag scheiben u. dgl. bündig flächig aneinander liegen.

Vorrichtung zum beidseitigen Einspannen von weit über die Einspannstelle hinausragenden, flächigen, scheiben- oder federför-

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migen. Bauteilen, insbesondere Keilriemenscheiben, Radiallüfterräder für Drehstromgeneratoren u. dgl. , zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch ] oder 2, mit einer einen Bauteile-Randbereich beidseitig fassenden, auf diesen einen axialen Druck ausübenden, vorzugsweise eine Spannschraube enthaltenden Klemmvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmvorrichtung (29, 27, 4,28; 39,37,14,38; 52, 53)ein zusätzlicher Anschlag (Stützscheibenrand 6, Tellerfederrand 16, Nocke 55) so zugeordnet ist, daß nach dem festen Anziehen der die Klemmvorrichtung bildenden Elemente auf das eingespannte Bauteil (Scheibe ] 1) außerhalb des durch die Klemmvorrichtung vorgegebenen Klemmbereichs eine eine elastische, im Normalzustand beibehaltene Verformung bewirkende zusätzliche Vorspannung ausübbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einzuspannende Bauteil (Lüfterrad oder Keilriemenscheibe 11) eine die Einspannöffnung zur Aufnahme der Welle (4) konzentrisch umgebende Ausprägung (Z3) aufweist und daß die Klemmvorrichtung (29. 27,4,28) eine Stützscheibe (26) umfaßt, deren äußerer Randbereich (6) am nicht ausgeprägten inneren Teilbereich der Scheibe (11) anliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zentrale, die Einspannöffnung der Scheibe (11) umgebende Bereich plan ausgebildet ist und die zur Klemmvorrichtung gehörende Stützscheibe als konische und mit ihrem äußeren Randbereich an der Scheibe (11) anliegende Tellerfeder (36) oder

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tellerfederförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das

einzuspannende Bauteil die Form einer länglichen Feder hat und zwischen zwei Spannblöcken (52, 53) angeordnet ist, wobei ein Spannblock über eine Verlängerung verfügt, an deren Endbereich sich ein auf die Feder gerichteter Nocken (55) befindet.

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