DE3418993A1

DE3418993A1 - Innenspannsatz

Info

Publication number: DE3418993A1
Application number: DE3418993A
Authority: DE
Inventors: Hartwig 4322 Sprockhövel Stüwe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-05-22
Filing date: 1984-05-22
Publication date: 1985-11-28
Also published as: DE3418993C2

Description

Hartwig Stüwe, Alte Bergstraße 1O₃ 4322 Sprockhövel

Innenspannsat ζ

Die Erfindung richtet sich auf einen Innenspannsatz zur drehmomentübertragenden Festlegung einer Nabe auf einer Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Spannsatz, zählt beispielsweise

durch den Prospekt "SHAFT-HUB LOCKING DEVICES" der Firma Ringfeder, Seite 3j Figur 2 zum Stand der Technik. Bei dieser Ausführungsform besitzen beide Druckringe beiderseits einer vorspringenden mittigen Ringfläche konische Auflaufflächen. Zwischen die Auflaufflächen greifen zwei Spannringe mit äußeren und .innoi'cMi konitu-.lien Druckflächen. Die Kep;e !.winkel sämtlicher Auflaufflächen und Druckflächen sind gleich. Die Spannringe werden durch Spannschrauben gegeneinander gezogen und damit die Druckflächen gegen die Auflaufflächen gepreßt. Zu diesem Zweck durchsetzen die Spannschrauben Purchgangsbohrungen in dem einen Spannring und greifen in Gewindebohrungen des anderen Spannrings ein.

Es ist' festgestellt worden, daß im bekannten Fall die Spannkraft der Schrauben nicht voll für die Umsetzung in eine radiale Pressung genutzt werden kann. Ursache hierfür ist die in der Regel größere Dehnung der zu verspannenden Nabe im Vergleich zu der Stauchung der Welle-und die damit verbundene unterseil i endliche Ucanupruehuiif, der Spannringe, weil die Kegelwinkel am inneren Druckring genau so groß bemessen sind, wie die Kegelwinkel am äußeren Druckring.

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Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, den im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Innenspannsatz so zu verbessern, daß ein Spannring beim Verspannen des Spannsatzes weder gestaucht noch gedehnt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale.

Kern des erfindungsgemäßen Gedankens sind mithin die unterschiedlichen Kegelwinkel am inneren und äußeren Druckring und damit auch am Spannring. Dadurch, daß nun der Kegelwinkel der äußeren Druckfläche des Spannrings bzw. der Auflauffläche des äußeren Druckrings größer, insbesondere drei- bis viermal größer, als der Kegelwinkel der inneren Druckfläche des Spannrings bzw. der Auflauffläche des inneren Druckrings bemessen ist, wird trotz einer im allgemeinen stärkeren Dehnung der zu verspannenden Nabe im Vergleich zu der Stauchung der Welle der Vorteil erzielt, daß der Spannring weder gedehnt noch gestaucht wird. Auf diese Weise kann die Spannkraft der Spannschrauben voll für die Umsetzung in eine radiale Pressung genutzt werden.

Zur Erzielung einer guten Wiederholgenaiiigkeit kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, die Kegelflächen mit einer Dauerschmierung zu versehen, deren Reibwert sich auch über sehr lange Zeiträume nicht oder nur unwesentlich verändert. Geeignete Schmiermittel hierfür sind Feststoffschmiermittel, wie z. B. Metalloxide. Als Werkstoff für die Druck- und Spannringe gelangt bevorzugt ein Vergütungswerkstoff zur Anwendung, beispielsweise 42 Cr Mo 4.

Es wird angestrebt, die Anzahl der Spannschrauben gering zu halten. Hierdurch soll die Montage beschleunigt werden Dazu wird vorgeschlagen, kleine Kegelwinkel zu verwenden, die je nach Art der Schmierung auch im selbsthemmenden Bereich liegen können. Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang die Merkmale des Anspruchs 2.

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Die Merkmale des Anspruchs 3 gelangen bevorzugt dann zur Anwendung, wenn sowohl der innere Druckring als auch der äußere Druckring jeweils nur eine konische Auflauffläche besitzen, so daß auch nur ein Spannring zwischen die Auflaufflächen faßt. Der Radialflansch dient dann einerseits der Lagerung der Spann- und Abdrückschrauben und andererseits als Anschlag für den äußeren Druckring beim Verspannen von Nabe und Welle.

Die im Anspruch 4 aufgeführten Merkmale dienen

bevorzugt-der leichteren Demontage eines Spannsatzes. Beim Lösen mittels Abdrückschrauben, die beispielsweise in zwei einander diametral gegenüberliegende Gewindebohrungen eines Spannrings eingedreht werden und sich an der inneren Stirnfläche des anderen Spannrings abstützen, wird sich in aller Regel zunächst ein Spannring von den Druckringen lösen. Dieser Spannring verhakt sich dann mit seinen Radialflanschen in der Umfangsnut des inneren Druckrings und /oder in der Eindrehung des äußeren Druckrings und wird dadurch zum Widerlager, so daß jetzt auch die Demontage des anderen Spannrings ohne weitere Schwierigkeiten möglich ist.

Der sicheren Demontage eines Innenspannsatzes mit zwei Spannringen dient auch die Ausführungsform gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5. Hier übernimmt der nach innen ragende und in die Umfangsnut des inneren Druckrings eingreifende Radialflansch die erforderliche Widerlagerfunktion zum Lösen der Spannringe von den Druckringen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den

Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigen:

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Figur 1

Figur 2
Figur 3
Figur 4

Figuren 5
und 6

im vertikalen Längsschnitt ein auf einer Welle mit Hilfe eines Innenspannsatzes festgelegtes Zahnrad;

eine Ansicht auf den Innenspannsatz der Figur gemäß dem Pfeil II;

einen vertikalen Querschnitt durch den Innenspannsatz der Figur 1 entlang der Linie 111-111; eine Ansicht auf den Innenspannsatz der Figur gemäß dem Pfeil IV und die

ebenfalls im vertikalen Längsschnitt die Festlegung von Zahnrädern auf Wellen mit Hilfe von Innenspahnsätzen gemäß zwei weiteren Ausführungsformen.

In der Figur 1 ist mit 1 eine Welle und mit 2

ein Zahnrad bezeichnet, das mit Hilfe eines Innenspannsatzes "■$ derart auf der Welle 1 bol'osl.i.gt i.:3l., daß ο j no ο i nw.-irid Γ pc^ i c Drehmomentübertragung gewährleistet werden kann.

Der Innenspannsatz 3 umfaßt zunächst einen die

Welle 1 umschließenden inneren Druckring 4 mit zwei beiderseits einer mittigen Umfangsnut 5 dachartig abfallenden Auflaufflächen 6. Der Kegelwinkel der Auflaufflächen 6 beträgt beispielsweise 2° .

In die Umfangsnute 5 faßt ein mittiger innerer Radialflansch 7 eines äußeren Druckrings 8 mit Spiel ein. Der äußere Druckring 8 liegt innenseitig einer Durchgangsbohrung des Zahnrads. 2 und besitzt beiderseits des Radialflansches 7 radial auswärts ansteigende AuflauiTlächen 10. Der Kegelwlrike L dieser Auflaufflächen 10 ist größer als der Kegelwinkel der Auflaufflächen 6 des inneren Druckrings 4. Er beträgt beispielsweise 8° .

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Vor und hinter dem Radialflansch 7 sind Spannringe 11, 12 derart zwischen die Druckringe 4, 8 eingefügt, daß die Druckflächen 13, 14 der Spannringe 11, 12 gegen die Auflaufflächen 10, 6 der Druckringe 8, 4 gepreßt werden. Der Kegelwinkel der inneren Druckflächen 14 der Spannringe 11, 12 entspricht dem Kegelwinkel der Auflaufflächen 6 des inneren Druckrings 4 und der Kegelwinkel der äußeren Druckflächen 13 der Spannringe 11, 12 entspricht dem Kegelwinkel der Auflaufflächen 10 des äußeren Druckrings 8.

Das Verspannen des Zahnrads 2 auf der Welle 1

erfolgt mit Hilfe von vier um 90° in Umfangsrichtung zueinander versetzten Spannschrauben 15 (s. a. Fig. 2 bis 4), welche Durchgangsbohrungen 16 in dem Spannring 11 sowie 17 -"im Radialflansch 7 durchsetzen und in Gewindebohrungen 18 des Spannrings 12 eingedreht werden. Dadurch, daß die Schraubenköpfe außen am Spannring 11 anliegen, werden beim Aufbringen eines Drehmoments die Spannringe 11, 12 gegeneinander und deren Druckflächen 13, 14 gegen die Auflaufflächen 10, 6 der Druckringe 8, gezogen, so daß die gewünschte radiale Pressung zwecks Verspannung des Zahnrads 2 auf der Welle 1 erzielt wird.

Die Demontage des Innenspannsatzes 3 der Figur wird in der Weise durchgeführt, daß zunächst zwei nicht näher dargestellte Abdrückschrauben in die Gewindebohrungen 20 des Spannrings 11 eingedreht werden (Fig. 2), welche dann am Radia-1-flansch 7 des äußeren Druckrings 8 im Bereich zwischen den Durchgangsbohrungen 17 (Fig. 3) zur Abstützung gelangen. Wird ein Drehmoment" an den Abdrückschrauben aufgebracht, bildet der RadialfTansch 7 ein Widerlager und der Spannring 11 löst sich von den Druckringen 4,8.

Zum Lösen des anderen Spannrings 12 werden die Abdrückschrauben in zwei sich diametral einander gegenüberliegende Gewindebohrungen 21 des Radialflansches 7 eingedreht (Fig. 3), welche dann an der dem Radialflansch 7 zugewendeten

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Stirnfläche 22 des Spannrings 12 zur Anlage gelangen. Beim Aufbringen eines Drehmoments wird folglich der Spannring 12 von den Druckringen 4, 8 gelöst. Dieses Lösen kann auch bei noch eingefügtem Spannring 11 durchgeführt werden. Zu diesem Zweck sind im Spannring 11 Durchgangsbohrungen 55 vorgesehen.

Der Werkstoff der Spannringe 11, 12 und der Druckringe "4, 8 ist beispielsweise 42 Cr Mo 4. Die Kegelflächen können mit einer Dauerschmierung versehen sein, deren Reibwert sich auch über sehr lange Zeiträume nicht oder nur unwesentlich verändert. Bevorzugt gelangen Feststoffschmiermittel, beispielsweise in Form von Metalloxiden zur Anwendung.

Die Ausführungsform gemäß Figur 5 zeigt einen Innenspannsatz 3' ^mit einem umfangsseitigder Welle 1 festlegbaren inneren Druckring 23, der nur eine konische Auflauffläche 24 besitzt. Der Drucki-ing 23 weist einen Radialflansch 25 auf, der einerseits der Lagerung von Spannschrauben 26 und andererseits von nicht näher dargestellten Abdrückschrauben dient. Ferner hat der Radialflansch 25 die Funktion rvines Widerlagers für einen äußeren Druckring 27 mit ebenfalls nur einer konischen Auflauffläche 28. Dieser Druckring 27 liegt an der Wandung 29 einer Nebenausnehmung 30 eines mit der Welle 1 zu verspannenden Zahnrads 2' an.

Zwischen die Druckringe 23, 27 ist ein Spannring 31 eingefügt. Auch hier ist der Kegelwinkel der äußeren Druckfläche 32 des Spannrings 31 bzw. der Auflauffläche 28 des äußeren Druckrings 27 größer als der Kegelwinkel der inneren Druckfläche 33 des Spannrings 31 bzw. der Auflauffläche 24 des inneren Druckrings 23 bemessen. Die Kegelwinkel können entsprechend der Augführungsform der Figur 1 gestaltet sein.

Zum Verspannen des Zahnrads 2' auf der Welle 1 werden beispielsweise vier um 90° zueinander versetzte Spannschrauben 26 über Durchgangsbohrungen 34 im Radialflansch 25 in Gewindebohrungen 35 des Spannrings 31 eingedreht, wobei sich

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der Spannring 31 zwischen die Druckringe 23, 27 preßt, wenn die Schraubenköpfe- 36 am Radialflansch 25 zur Anlage gelangen.

Zur Demontage dieses Innenspannsatzes 3¹ dienen nicht näher dargestellte Abdrückschrauben, welche in Gewindebohrungen des Radialflansches 25 eingedreht werden und an der Stirnfläche 37 des Spannrings 3I zur Abstützung gelangen. Bei Aufbringen eines Drehmoments wird dann der Spannring 31 von den Druckringen 23, 27 heruntergeschoben.

Die in der Figur 6 veranschaulichte Ausführungsform ei.neo Innenüpannsatzes 3" fcur Festlegung beispielsweise eines Zahnrads 2" auf einer Wolle 1 verwendet wieder innere und äußere Druckrin^e 38, 39 mit jeweils zwei konischen Auflaufflächen 4O₅ 41 üowie zwei Spannringe 42, 43 mit an die Auf lauf flächen 40, angepaßten Druckflächen 44, 45. Die Kegelwinkel der Auflaufflächen 40, 4l und Druckflächen 44, 45 entsprechen den Kegelwinkern gemäß der Ausführungsform der Figur 1.

Es ist jedoch zu erkennen, daß am inneren Druckring 38 eine mittige Umfangsnut 46 und am äußeren Druckring eine mittige Eindrehung 47 vorgesehen sind. In die Umfangsnut sowie in die Eindrehung 47 greifen Radialflansche 48, 49 an den Stirnseiten der Spannringe 42, 43 ein, welche sowohl radial nach einwärts als auch radial nach auswärts gerichtet sind.

Beim Verspannen des Innenspannsatzes 3" werden

beispielsweise vier um 90° zueinander versetzte Spannschrauben 50 in Durchgangsbohrungen 51 des Spannrings 43 eingesetzt und in Gewindebohrungen 52 des anderen Spannrings 42 eingedreht. Bei Anlage der Schraubenköpfe 53 an dem Spannring 43 werden die Spannringe 42, 43 gegeneinandergezogen und damit die radiale Pressung zwecks Festlegung des Zahnrads 2" auf der Welle 1 orzeugI.

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Zur De mont η ge des Innenspannsatzes "5" werden

nicht nähei¹ darken Ir 11 tr AhdruVkiwhivinliou in Urw i luirholii'iinf.rn des Spannrings 43 eingedreht, welche dann an drr inneren Stirnfläche 54 des anderen Spannrings 42 zur Abstützung gelangen. Beim Aufbringen eines Drehmoments wird sich in aller Regel zunächst ein Spannring, z. B. der Spannring 43 lösen. Dieser Spannring 43 verhakt sich dann mit den Radialflanschen 48, 49 in der Eindrehung 47 und/oder in der Umfangsnut 46 und wird dadurch zum festen Widerlager, das dann die Demontage des zweiten Spannrings 42 ermöglicht.

Auch die Innenspannsätze 3', 3" gemäß den Ausführungsformen der Figuren 5 und 6 können materialmäßig wie der Innenspannsatz 3 der Ausführungsform der Figur 1 ausgebildet sein. Auch die Schmierung der Kegelf Lachen kann wie bei der Ausführungsform der Figur 1 erfolgen.

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Claims

PATENTANWÄLTE;.;. DR.-ING. W. STUHLMANN — DIPL-ING. R. WILLERT .'■"'■■...., DR.-ING. P. H. OIDTMANN AKTEN-NR. Ihr Zeichen δ/30704 46SO BOCHUM 1. 21.05.1984 Postschließfach 1O24BO Bergstraße 159 Fernruf Ο234/B19 B7 XR/Mo Telegr. Stuhlmannpatent Telex 825 361 swop d Patentansprüche:

1. Innenspannsatz zur drehmomentübertragenden Festlegung einer Nabe auf einer Welle, welcher aus einem die Welle umschließenden inneren Druckring mit wenigstens einer umfangsseitigen konischen Auflauffläche, einem an der Nabe anliegenden äußeren Druckring mit zumindest einer inneren konischen Auflaufflache, wenigstens einem zwischen die beiden Druckringe fassenden Spannring mit einer inneren und einer äußeren konischen Druckfläche und 'aus. Spann- sowie Abdrückschrauben besteht, dadurch gekennzeichnet daß der Kegelwinkel der äußeren Druckfläche (13; 32; 45) des Spannrings (11., 12; 31; 42, 43) bzw. der Auf lauf fläche (10; 28; 4l) des äußeren Druckrings (8; 27; 39) größer, insbesondere drei- bis viermal größer, als der Kegelwinkel der inneren Druckfläche (14; 33; 4'4) des Spannrings (H₃ 12; 31; 42, 43) bzw. der Auflnuffläche (6; 24; 40) des inneren Druckrings (4; 23; 38) bonie;·.LKMi ii>t.

2. Innenspannsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kegelwinkel der äußeren Druckfläche (13; 32; 45) des Spannrings (11, 12; 31; 42, 43) bz.w. der Auf lauf fläche (10; 28; 41) des äußeren Druckrings (8; 27; 39) 6° und der Kegelwinkel der inneren Druckfläche (14; 33; 44) des Spannrings (11, 12; 31; 42, 43) bzw. der Auflauffläche (6; 24; 40) des inneren Druckrings (4; 23; 38) 2° bemessen sind.

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3. Innenspannsatz nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der innere Druckring (23) mit einem Radialflansch (25) versehen ist.

4. Innenspannsatz nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß am inneren Druckring (38) zwei beiderseits einer mittigen Umfangsnut (46) dachartig abfallende Auflaufflächen (40) und am äußeren Druckring (39) zwei beiderseits einer mittleren Eindrehung (47) radial auswärts ansteigende Auflaufflächen (41) vorgesehen sind, wobei zwei mit ihren inneren und äußeren Druckflächen (44 bzw. 4'j) an den Auflaufflächen (40, 41) zur Anlage gelangende Spannringe (42, 43) an den einander.zugewandten Stirnseiten innere und äußere, mit großem Axial- und Radialspiel in die Umfangsnut (46) bzw. in die Eindrehung (47) greifende Radialflansche (48, 49) aufweisen.

5. Innenspannsatz nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß am inneren Druckring (4) zwei beiderseits einer mittigen Umfangsnut (5) dachartig abfallende Auf lauf flächen (6) und arn äußeren Druckring (8) zwei beideriie itu eines mittlren, in die Umfnn^Hnul (')) fassenden Inneren Κ:κ1 in I Π ,'inr.ohe:·. (7) f.'idial ,'iiK'.wärU; ; 111: ·. L ί · L — gendo Au Π auVl'l ächen (10) vufwne.heti ;; irid, und dul.i link:; und rechts vom Radialflansch (7) je ein Spannring (11, 12) zwischen die Auflaufflächen (6, 10) greift.

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