DE29515509U1

DE29515509U1 - Anordnung zur Übertragung eines Drehmoments

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Publication number: DE29515509U1
Application number: DE29515509U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-01-30
Anticipated expiration: 2005-09-29
Also published as: ZA968169B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.

Eine derartige Anordnung ist aus der DE 32 23 683 C2 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform wirken die Spannschrauben zwischen dem Bauteil und dem Spannring. Das Anziehen erfolgt, bis der Spannring mit seiner Stirnfläche an den Bauteil anliegt. Gleichzeitig liegt das Bauteil weiter innen an dem Andruckring an und bindet für diesen ein Widerlager beim Anziehen der Spannschrauben. Bei großen Spannkräften und einem nicht hinreichend stabilen Bauteil kann es hierbei zu einem Ausbeulen des Bauteils radial innerhalb der Spannschrauben kommen. Scheibenförmige, aus Blech bestehende Bauteile sind auf diese Weise nicht vorteilhaft zu befestigen, weil sie den auftretenden Biege- bzw. Beulbelastungen nicht gewachsen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art so auszugestalten, daß auch dünnere Bauteile einwandfrei zur Übertragung des Drehmoments auf der Welle festlegbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.

Es ist hierdurch erreicht, daß das Bauteil auf einer Seite nur an einem Bauteil, nämlich dem Andruckring, anliegt

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und keine Biege- und Beulbeanspruchungen durch den Angriff von Kräften an radial unterschiedlichen Stellen auftreten. Durch das "auf Block"-Ziehen der drei Teile Bauteil/Andruckring/Spannring bildet die aus dem Andruckring und dem Spannring bestehende Konusspanneinrichtung eine kompakte, quasi einstückige Einheit, deren Teile bei Beanspruchung nicht gegeneinander arbeiten. Außerdem vereinfacht das "auf Block"-Ziehen die Montage, insofern die Spannschrauben lediglich bis zum "Block" und nicht wie sonst, bis zu einem vorgegebenen und während des Anziehens zu kontrollierenden Drehmoment angezogen werden müssen.

Es versteht sich, daß das Anziehen auf Block eine bestimmte Bemessung der Radien der Konusflächen mit relativ geringen Toleranzen verlangt, damit beim Eintritt des "Blocks" eine ausreichende radiale Verspannung sichergestellt ist.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 bis 6 zeigen durch die Achse der Welle gehende Längsschnitte durch die jeweils obere Hälfte der Anordnung.

Die Anordnung 100 der Fig. 1 umfaßt eine Welle 1 mit einem zylindrischen Außenumfang 2, auf welchem mit seinem zylindrischen Innnenumfang 3 ein Andruckring 4 anliegt. Der Andruckring 4 hat eine gestuft konische Außenumfangsfläche, die sich aus einer ersten, radial relativ dünnwandigen Konusfläche 5' mit einem Konuswinkel &agr; von in dem Ausführungsbeispiel 10°, einer zur Achse der Welle 1 senkrechten Stufe 5 und einer auf der anderen Seite der Stufe 5 anschließenden weiteren Konusfläche 5'' mit dem gleichen Konuswinkel &agr; zusammensetzt.

Auf der Außenumfangsfläche 5', 5, 5'' ist ein Spannring 8 angeordnet, dessen Innenumfangsfläche der AußenumfangsfIache des Andruckrings 4 entsprechend gestaltet ist und somit eine den gleichen Konuswinkel &agr; wie die Konusfläche 5' aufweisende und auf dieser anliegende Konusfläche 6', eine vor der Stufenfläche 5 gelegene Stufenfläche 6 und eine den gleichen Konuswinkel &agr; wie die Konusfläche 5'' aufweisende

und auf dieser anliegende Konusfläche 6'' umfaßt.

Über den Umfang verteilt sind auf einem Teilkreis 7 dicht beieinander axiale Spannschrauben 9 vorgesehen, die mit ihrem Kopf 9' gemäß Fig. 1 von rechts gegen den radial inneren Bereich eines auf der Welle 2 angeordneten, sich im wesentlichen in einer zu dieser senkrechten Ebene erstrekkenden scheibenförmigen Bauteil 10 anliegen und das Bauteil 10 und den Andruckring in Höhe der Stufenfläche 9 in entsprechenden Bohrungen durchgreifen und in Gewindebohrungen in dem gemäß Fig. 1 linken, d.h. radial weiter nach innen reichenden Teil des Spannrings 8 eingreifen.

Werden die Spannschrauben 9 angezogen, so wird das Bauteil 10 zwischen den Köpfen 9' und der rechten Stirnseite 4' des Andruckrings 4 frei von Beul- oder Biegebeanspruchungen eingespannt. Das Anziehen erfolgt, bis die Stufenfläche 6 des Spannrings 8 gegen die Stufenfläche 5 des Andruckrings 4 anliegt. Dann ist die Anordnung "auf Block" gezogen, d.h. die Teile 9', 10, 4 und 8 bilden quasi eine metallische Einheit.

Die Konus flächen 5', 5'' und 6^f, 6'' sind in ihrem Radius so bemessen, daß sie schon aufeinander anliegen bevor die Blockstellung der Stufenflächen 5 und 6 erreicht ist. Beim weiteren Anziehen der Spannschraube 9 wird der Andruckring 4 durch die Keilwirkung an den Konusflächen 5', 6' bzw. 5'', 6'' radial zusammengedrückt und auf der Umfangsflache 2 der Welle 1 kraftschlüssig festgeklemmt. Die Bemessung muß so erfolgen, daß bei Erreichen der Blockstellung eine hinreichend große radiale Klemmung sichergestellt ist.

Zur optimalen Nutzung der Anzugskräfte der Spannschrauben 12 ist der Spannring 8 umgeschlitzt, so daß er große Ringzugspannungen ausüben kann. Der Andruckring 4 hingegen ist an einer Stelle in einer durch die Achse gehenden Ebene geschlitzt, weswegen er in der Zeichnung unschraffiert dargestellt ist. Die Spannschrauben 9 sitzen an einer in Umfangsrichtung gegenüber der Schnittebene versetzten Stelle. Der Andruckring 4 läßt sich durch die Schlitzung relativ leicht radial zusammendrücken, so daß möglichst wenig von

der Anzugskraft der Schrauben 9 für die bloße Verformung des Andruckrings 4 verlorengeht.

Wichtig ist, daß die Anlage des Bauteils 10 auf der in Fig. 1 linken Seite ausschließlich an dem Andruckring 4 erfolgt und zwischen der betreffenden Seite des Bauteils 10 und der dortigen Stirnseite 8' des Spannrings 8 ein Abstand 11 besteht, so daß das Bauteil 10 außerhalb der Stirnfläche 4' frei ist und keinerlei Beul- oder Biegemomenten ausgesetzt ist.

Soweit in den weiteren Ausführungsformen funktionell entsprechende Teile vorhanden sind, werden gleiche Bezugszahlen verwendet.

Bei der Anordnung 200 der Fig. 2 sind die Konusringe 14,18 keine gestuften Konusringe wie in Fig. 1, sondern einfach konische Ringe, die jeweils nur eine Konusfläche 5', 6' aufweisen. Die Spannschrauben 9 sind in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 von links eingeschraubt und durchgreifen Durchgangsbohrungen in dem Spannring 18 und dem Flansch 17 des Andruckrings 14, um dann in Gewindebohrungen in dem Bauteil 10 einzugreifen. Das Bauteil 10 liegt ausschließlich gegen die Stirnseite 14' des Andruckrings 14 an. Das Anziehen der Spannschrauben 9 erfolgt, bis die Teile 10,14,18 "auf Block" sitzen, d.h. die Stirnflächen 15,16 des Andruckrings 14 bzw. des Spannrings 18 aneinander anliegen. Die Bemessung erfolgt so, daß dann eine ausreichende radiale Klemmkraft an der Umfangsfläche 2 der Welle 1 gegeben ist.

Die Anordnung 300 der Fig. 3 unterscheidet sich nur dadurch von der Anordnung 100 der Fig. 1, daß der Andruckring 4 auf der dem Bauteil 10 zugewandten Seite einen
buchsenartigen Ansatz 24 mit auf der Außenumfangsfläche 2 der Welle 1 anliegender Innenumfangsfläche und einer konischen Außenumfangsfläche aufweist, der in eine zylindrische Ausnehmung 20 der Innenumfangsfläche des Bauteils 10 hineinragt. Auf der konischen Außenumfangsfläche sitzt mit einer konischen Innenumfangsfläche ein Konusring 25, der beim Anziehen der Spannschraube 9 den Ansatz 24 radial zusammendrückt und für eine Erhöhung der radialen Klemmkraft auf der

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Welle 1 sorgt.

Während bei den Ausführungsformen 100,200,300 das Bauteil 10 nur einseitig an einem Konusring anliegt, wird es bei den Ausführungsformen 400,500,600 von beiden Seiten zwischen Ringen festgeklemmt, wobei auf ein und derselben Seite des Bauteils 10 jedoch immer nur ein Ring anliegt.

Bei der Anordnung 400 der Fig. 4 entspricht der links von dem Bauteil 10 gelegene Teil der Anordnung 100. Der Andruckring 4 besitzt einen nach der Seite des Bauteils 10 vorspringenden büchsenartigen Ansatz 34, der unter dem Bauteil 10 einen zylindrischen Abschnitt 30 aufweist, auf welchem das Bauteil 10 mit seinem zylindrischen Innenumfang 10' zentriert ist. Außenseitig des Bauteils 10, d.h. auf der in Fig. 4 rechten Seite, besitzt der Einsatz 34 eine Konusfläche 35, deren radiale Wandstärke nach außen abnimmt und auf der ein Zusatzspannring 38 mit seiner konischen Innenumfangsfläche 36 gleichen Konuswinkels anliegt, bevor er mit seiner gemäß Fig. 4 linken Stirnseite 38' an dem Bauteil 10 zur Anlage gekommen ist.

Die Spannschrauben 9 durchgreifen Durchgangsbohrungen in dem Zusatzspannring 38, dem Bauteil 10 und dem Andruckring 4' und greifen in Gewindebohrungen in dem Spannring 8 ein. Das Anziehen der Spannschrauben 9 erfolgt bis alle Teile "auf Block" sitzen. Durch geeignete Bemessung der "Radien" der Konusflächen ist dafür gesorgt, daß in der Blockstellung eine geeignete radiale Klemmkraft vorhanden ist.

Bei der Anordnung 500 der Fig. 5 ist der einer Stelle längsgeschlitzte Andruckring 44 wieder ein Einfachring mit einem radialen Flansch 45, an den sich bauteilseitig ein büchsenartiger Ansatz 34 mit einem zylindrischen Teil 30 zur Zentrierung des Innenumfangs 10' des Bauteils 10 anschließt. Der Zusatzspannring 38 und der Flansch 45 spannen den radial innen gelegenen Teil des Bauteils 10 zwischen sich ein. Die Spannschrauben 9 durchgreifen Durchgangsbohrungen in dem Zusatzspannring 38 und in dem Bauteil 10, um dann in Gewindebohrungen des Flansches 45 des Andruckrings 44 einzugrei-

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fen. Im Prinzip entspricht die Anordnung 500 der rechten Hälfte der Anordnung 400.

Bei der Anordnung 600 der Fig. 6 ist eine Anordnung 100 nicht auf einer Welle, sondern auf einem Wellenzapfen 1 angebracht, der in einer zur Achse senkrechten Stufe 50' in den Außenumfang einer Welle 50 größeren Durchmessers übergeht. Die Befestigungsschrauben 9 durchgreifen Durchgangsbohrungen in dem Spannring 8, dem Andruckring 4 und dem Bauteil 10, um dann in achsparallele Gewindebohrungen in der eine dem Bauteil 10 zugewandte Stirnfläche bildenden Stufe 50' einzugreifen.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist der radial innere Bereich des Bauteils 10 zwischen den Stufenflächen 4' und 50' eingespannt, wobei aber im übrigen das Bauteil 10 frei und keinen Beul- oder Biegebeanspruchungen ausgesetzt ist.

Der Konuswinkel &agr; beträgt bei allen Ausführungsformen 10° und liegt damit außerhalb des Selbsthemmungsbereichs. Es ist aber durchaus auch möglich, im Selbsthemmungsbereich, d.h. unterhalb etwa 7° liegende Konuswinkel einzusetzen, wobei dann allerdings zusätzliche Abdrückschrauben vorgesehen sein müssen, um die Teile der Konusspanneinrichtung wieder voneinander lösen zu können. Es versteht sich, daß die Konusflächen bei allen Ausführungsformen so angeordnet sind, daß ihr Radius in der Richtung der von den Schrauben 9 auf den jeweiligen die Konusfläche aufweisenden Konusring ausgeübten axialen Zugkraft zunimmt.

Claims

Anordnung zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer Welle (1) und einem darauf angeordneten, einen Durchlaß für die Welle (1) aufweisenden Bauteil (10),

mit einer Konusspanneinrichtung mit einem Andruckring (4,14,44) mit einer zylindrischen Innenumfangsfläche (3), die auf der zylindrischen Außenumfangsflache (2) der Welle (1) anliegt, und einer konischen Außenumfangsflache {5',5''), und mit einem Spannring (8,18,38) mit einer konischen Innenumfangsflache (6',6"), die den gleichen Konuswinkel (&agr;) wie die Außenumfangsf lache aufweist und auf der konischen Außenumfangsflache (5',5'';35) des Andruckrings (4,44) anliegt,

mit über den Umfang verteilten achsparallelen Spannschrauben (9), mittels deren der Spannring (8,18,38) in Achsrichtung unter Abgleiten entlang der konischen Umfangsflache auf den Andruckring (4,14,44) axial aufziehbar und der Andruckring (4,14,44) radial zusammen- und auf der Welle (1) festpreßbar ist,

wobei das Bauteil (10) mittels Schrauben an der Stirnseite der Konusspanneinrichtung festlegbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß das Bauteil (10) auf einer Seite nur am Andruckring (4,14,44) anliegt und Bauteil (10), Andruckring (4,14,44) und Spannring (8,18,38) durch die Spannschrauben (9) "auf Block" ziehbar sind.

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