DE4003930C2

DE4003930C2 - Clamping set for shaft-hub connection

Info

Publication number: DE4003930C2
Application number: DE4003930A
Authority: DE
Inventors: Uwe Haug
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2010-02-10
Also published as: DE4003930A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannsatz für Welle-Nabe- Verbindung gemäß der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a clamping set for shaft-hub Connection according to the genus of the main claim.

Aus Patents Abstracts of Japan, JP 1-275917, 26. Januar 1990, Vol. 14, Nr. 46, M-926 ist eine Welle-Nabe-Verbindung bekannt, bei der eine Spannmutter an einem zwischen innerer Spannhülse und äußerem Spannring eingreifenden konischen Nadel angreift. Zusätzlich ist eine Spannschraube vorgesehen, die an der Rückseite der konischen Nadel anliegt, so daß die Spannschraube nur in einer Richtung an dem nadelförmigen Spannelement angreifen kann. Gemäß diesem Spannsatz müssen mehrere am Umfang des Spannsatzes verteilte angeordnete Spannschrauben vorgesehen sein, damit eine einigermaßen gleichmäßige Spannungsverteilung über die gesamte Umfangsfläche und Innenfläche des Spannsatzes erreicht werden kann. Dies erfordert, daß beim Spannvorgang möglichst alle Spannschrauben gleichzeitig und mit gleichem Drehmoment angezogen werden, um ein möglichst gleichmäßiges Spannen zu erzielen. Dies ist in der Praxis mit einem solchen Spannsatz jedoch nur sehr schwer möglich.From Patents Abstracts of Japan, JP 1-275917, January 26 1990, Vol. 14, No. 46, M-926 is a shaft-hub connection known in which a clamping nut on a between inner Clamping sleeve and outer clamping ring engaging conical Needle attacks. In addition there is a clamping screw provided that at the back of the conical needle is applied so that the clamping screw only in one direction can attack the needle-shaped clamping element. According to this Clamping set must have several on the circumference of the clamping set distributed clamping screws can be provided so a reasonably even distribution of stress over the entire circumferential surface and inner surface of the clamping set can be reached. This requires that during the tensioning process if possible all clamping screws at the same time and with the same Torque are tightened in order to be as uniform as possible To achieve tension. This is in practice with one such a clamping set, however, is very difficult.

Aus Patents Abstracts of Japan, JP 60-263729, 24. Mai 1986, Vol. 10, Nr. 142, M-481, ist ebenfalls ein Spannsatz offenbart, der eine Vielzahl von Spannschrauben aufweist, die Probleme beim Spannvorgang bereiten und eine einfache Handhabung nicht erlauben. From Patents Abstracts of Japan, JP 60-263729, May 24, 1986, Vol. 10, No. 142, M-481, is also a clamping set disclosed, which has a plurality of clamping screws, the problems during the clamping process and a simple one Do not allow handling.

Aus der DE 34 44 608 C2 ist ein Spannsatz zur Verbindung von Welle und Nabe bekannt, der einen äußeren Spannring und eine innere Spannhülse besitzt. Auf die innere Spannhülse ist eine Spannmutter aufgeschraubt, die in eine Ringnut der äußeren Spannhülse drehbar eingreift. Zum Verspannen eines Zahnrades oder dergleichen auf einer Welle genügt es, den Spannsatz zwischen Welle und Zahnrad einzusetzen und die Spannmutter anzuziehen. Dabei verschiebt sich der äußere Spannring gegenüber der inneren Spannhülse entlang kegeliger bzw. konischer Flächen, so daß die Spannhülse zusammengedrückt und der Spannring aufgeweitet wird. Mit diesem bekannten Spannsatz kann zwar auf sehr einfache Weise eine gleichmäßige Verspannung mittels nur einer einzigen Spannschraube erreicht werden, jedoch bedingt die beim Spannvorgang auftretende Axialverschiebung zwischen äußerem Ring und innerer Spannhülse eine geringfügige axiale Verschiebung des auf der Welle zu befestigenden Teils. Diese geringfügige axiale Verschiebung ist in vielen Fällen unproblematisch. Bei der Befestigung von Kegelrädern oder bei der Verwendung zweier Spannsätze innerhalb einer Nabe wirkt sich die axiale Verschiebung störend aus, da eine exakte Positionierung bzw. ein optimales Verspannen nicht mehr erreicht werden kann.From DE 34 44 608 C2 is a clamping set for connecting Known shaft and hub of an outer clamping ring and has an inner adapter sleeve. On the inner adapter sleeve is a tension nut screwed into an annular groove of the outer clamping sleeve rotatably engages. To brace one Gear or the like on a shaft is enough to Insert clamping set between shaft and gear and the Tighten the clamping nut. The outer shifts Clamping ring opposite the inner clamping sleeve conical or conical surfaces, so that the adapter sleeve compressed and the clamping ring is expanded. With this known clamping set can be very simple Way even tension using only one single clamping screw can be reached, however Axial displacement between during clamping outer ring and inner adapter sleeve a slight axial displacement of the to be fixed on the shaft Part. This slight axial shift is in many Cases without problems. When attaching Bevel gears or when using two clamping sets the axial displacement acts within a hub annoying because of an exact positioning or a optimal tension can no longer be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst einfach handhabbaren Spannsatz zu schaffen, der beim Verspannen eine axiale Verschiebung des auf einer Welle zu montierenden Teils vermeidet.The invention is based, if possible easy to use clamping set to create the Bracing an axial displacement of the on a shaft mounting part avoids.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale erhalten. Das zwischen innerer Spannhülse und äußerem Spannring wirksame ringförmige Spannelement wirkt wie ein Spannkeil und hat keine Berührung mit Welle oder Nabe. Dadurch wird erreicht, daß nur die Spannhülse und der Spannring die nach außen wirkenden Spannflächen bilden, welche für den Spannvorgang keine axiale Verschiebung benötigen. Selbst wenn der äußere Spannring und die innere Spannhülse bereits an der Nabe bzw. an der Welle anliegen, kann dennoch das dazwischenliegende Spannelement zur Erhöhung der Spannkraft axial verschoben werden, und zwar auch dann, wenn Nabe und Welle keinerlei axiale Verschiebung zulassen. Die innere Spannhülse und der äußere Spannring sind gegen axiale Relativverschiebung gesichert.The solution to this problem is given in the main claim get specified characteristics. That between inner Collet and outer clamping ring effective ring-shaped Clamping element acts like a clamping wedge and has none Contact with shaft or hub. This ensures that only the clamping sleeve and the clamping ring to the outside Acting clamping surfaces form which for the clamping process need no axial displacement. Even if the outside Clamping ring and the inner clamping sleeve already on the hub or rest on the shaft, can still do that intermediate clamping element to increase the clamping force be axially displaced, even if the hub and Do not allow any axial displacement. The inner one The clamping sleeve and the outer clamping ring are against axial Relative displacement secured.

Damit mittels der Spannmutter nicht nur das Verspannen, sondern auch das Lösen der Verbindung möglich ist, ist in einer Weiterbildung vorgesehen, daß die Spannmutter in eine Ringnut am Spannelement drehbar eingreift.So that not only tensioning by means of the clamping nut, but also the release of the connection is possible in a training provided that the clamping nut in a Ring groove on the clamping element engages rotatably.

Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die innere Spannhülse und der äußere Spannring mittels einer radialen Nut- und Federverbindung oder dergleichen gegen axiale Relativverschiebung gesichert sind. Dadurch wird sichergestellt, daß beim Spannvorgang die nach innen auf die Welle und die nach außen auf die Nabe wirkenden Spannflächen während des gesamten Spannvorganges keinerlei axiale Verschiebung erfahren. Mit dem Spannsatz lassen sich somit beispielsweise Kegelräder exakt auf einer Welle fixieren. Es können auch in eine breite Nabe von beiden Seiten jeweils ein Spannsatz zur Über tragung hoher Drehmomente montiert werden.The preferred embodiment provides that the inner Clamping sleeve and the outer clamping ring by means of a radial Tongue and groove connection or the like against axial Relative displacement are secured. This will ensures that the inward opening during the clamping process the shaft and those acting on the hub outwards No clamping surfaces during the entire clamping process experienced axial displacement. With the clamping set you can thus bevel gears, for example, exactly on one shaft fix. It can also come in a wide range Hub from both sides a clamping set for over bearing high torques.

Bevorzugt wird das Spannelement mit einer äußeren und einer inneren kegeligen Ringfläche versehen, die in spitzem Winkel zueinander verlaufen und auf entspre chend geneigte kegelige Flächen an der Spannhülse und an dem Spannring wirken. Die möglichst im gleichen Win kel verlaufenden kegeligen Flächen begünstigen ein gleichmäßiges Verspannen nach innen und außen, d. h. daß die Spannhülse im gleichen Maße zusammengedrückt wird, wie der Spannring aufgeweitet wird. Grundsätzlich kann jedoch auch ein Spannelement mit nur einer kegeligen Fläche verwendet werden, wobei diese kegelige Fläche an der Spannhülse oder am Spannring angreifen kann.The tensioning element is preferably provided with an outer and an inner conical ring surface, which in run at an acute angle to each other and correspond accordingly inclined conical surfaces on the adapter sleeve and act on the clamping ring. If possible in the same win conical surfaces favor an uniform tensioning inwards and outwards, d. H. that the adapter sleeve is compressed to the same extent, how the clamping ring is expanded. Basically can however also a clamping element with only one conical Surface are used, this tapered surface can attack the adapter sleeve or the adapter ring.

Um den Spannsatz als fertig vormontierte Einheit aus bilden zu können, kann der äußere Spannring einen über seine gesamte Länge durchgehenden Längsschlitz und meh rere über seine gesamte Länge durchgehende Längsnuten mit dünnwandigem Nutengrund haben. Der dünnwandige Nu tengrund verbindet einerseits die benachbarten Segmente des Spannringes zu einem einstückigen Ring und ermög licht andererseits ein über die gesamte Umfangsfläche gleichmäßige Aufweitung des Spannringes. Das zwischen Spannhülse und Spannring befindliche Spannelement kann in entsprechender Weise mit einem Längsschlitz und meh reren um die Umfangsfläche verteilt angeordneten Längs nuten mit dünnwandigem Nutengrund ausgebildet sein. Das Spannelement kann jedoch auch aus separaten schalenför migen Segmenten bestehen, die vom äußeren Spannring und von einem an der Schraubenmutter ausgebildeten Rand übergriffen werden.Around the clamping set as a pre-assembled unit To be able to form, the outer clamping ring can over its entire length continuous longitudinal slot and meh Continuous longitudinal grooves over its entire length with a thin-walled groove base. The thin-walled nu On the one hand, tengrund connects the neighboring segments the clamping ring into a one-piece ring and enables light on the other hand over the entire circumferential surface uniform expansion of the clamping ring. The between Clamping sleeve and clamping ring located clamping element can in a corresponding manner with a longitudinal slot and meh reren distributed around the circumferential surface arranged longitudinal grooves with a thin-walled groove base. The However, the clamping element can also be made from separate shells segments exist, which consist of the outer clamping ring and from an edge formed on the nut be attacked.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung nä her erläutert. Es zeigt The invention is based on the drawing ago explained. It shows

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Spann satzes, bei dem ein an der Spannmutter ausgebildeter Flansch das ringförmige Spannelement untergreift, Fig. 1 shows a first embodiment of a clamping set, wherein a projection formed on the clamping nut flange engages below the annular clamping element,

Fig. 2 die Stirnseite des in Fig. 1 dargestellten Spannsatzes, Fig. 2, the front side of the clamping unit illustrated in Fig. 1,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Spann satzes, bei dem ein an der Spannmutter ausgebildeter Rand das Spannelement übergreift, und Fig. 3 shows another embodiment of a clamping set, in which an edge formed on the clamping nut overlaps the clamping element, and

Fig. 4 die Stirnseite des in Fig. 3 dargestellten Spannsatzes. Fig. 4 shows the end face of the clamping set shown in Fig. 3.

Der in Fig. 1 dargestellte Spannsatz besteht aus einer inneren Spannhülse 1, einem äußeren Spannring 2 und ei nem dazwischenliegenden ringförmigen Spannelement 3, welches einen an einer Spannmutter 4 ausgebildeten Flansch 5 übergreift. Die Spannmutter 4 ist über den Flansch 5 drehbar mit dem Spannelement 3 verbunden.The clamping set shown in Fig. 1 consists of an inner clamping sleeve 1 , an outer clamping ring 2 and egg nem intermediate annular clamping element 3 , which engages over a flange 5 formed on a clamping nut 4 . The clamping nut 4 is rotatably connected to the clamping element 3 via the flange 5 .

Die Spannhülse 1 besitzt einen Gewindeabschnitt 6, auf den die Spannmutter aufgeschraubt ist. Wird die Spann mutter 4 weiter auf das Gewinde 6 aufgeschraubt, so schiebt sich das Spannelement 3 in axialer Richtung zwischen die Spannhülse 1 und den Spannring 2, wodurch die Spannhülse 1 zusammengedrückt und der Spannring 2 aufgeweitet wird. Die Elemente 1, 2 und 3 besitzen je weils einen über ihre gesamte Länge durchgehenden Längsschlitz, damit diese Elemente beim Spannvorgang im Durchmesser verändert werden können.The clamping sleeve 1 has a threaded section 6 onto which the clamping nut is screwed. If the clamping nut 4 is further screwed onto the thread 6 , the clamping element 3 is pushed in the axial direction between the clamping sleeve 1 and the clamping ring 2 , whereby the clamping sleeve 1 is compressed and the clamping ring 2 is expanded. The elements 1 , 2 and 3 each have a continuous longitudinal slot over their entire length, so that these elements can be changed in diameter during the clamping process.

Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, sind außer jeweils ei nem Längsschlitz sieben zusätzliche Längsnuten 8 am Um fang gleichmäßig verteilt vorgesehen, die einen sehr dünnwandigen Nutengrund 9 haben. In Fig. 2 sind zwar im wesentlichen nur die Nuten 8 des Spannringes 2 er sichtlich, jedoch besitzt auch das Spannelement 3 ent sprechende Längsnuten und einen durchgehenden Längs schlitz 7.As can be seen in Fig. 2, in addition to each egg nem slot, seven additional longitudinal grooves 8 are evenly distributed around the beginning To have a very thin-walled groove base 9 . In Fig. 2 are essentially only the grooves 8 of the clamping ring 2 he clearly, but also has the clamping element 3 ent speaking longitudinal grooves and a continuous longitudinal slot 7th

Die Spreizhülse 1 kann mit einem durchgehenden Längs schlitz 7 versehen sein und weitere Längsschlitze besitzen, die jedoch den Gewindeabschnitt 6 nicht voll ständig durchtrennen, damit eine einstückige Spreizhül se erhalten bleibt. Die Spreizhülse 1 kann daher so aufgebaut sein, wie die in der DE-A-34 44 608 in Fig. 1 gezeigte Spreizhülse. Auch bezüglich der Ausbildung der Nuten 8 und der Bedeutung des dünnwandigen Nuten grundes 9 wird auf diese Druckschrift und insbesondere dort auf Fig. 1 hingewiesen.The expansion sleeve 1 can be provided with a continuous longitudinal slot 7 and have further longitudinal slots, which, however, do not cut the threaded section 6 fully all the time, so that a one-piece expansion sleeve is retained. The expansion sleeve 1 can therefore be constructed like the expansion sleeve shown in DE-A-34 44 608 in Fig. 1. Also with regard to the formation of the grooves 8 and the importance of the thin-walled groove base 9 is referred to this document and in particular there on Fig. 1.

In Fig. 3 ist ein Spannsatz dargestellt, der sich von dem in Fig. 1 und Fig. 2 dadurch unterscheidet, daß das ringförmige Spannelement 31 gegenüber dem Spannele ment 3 von innen an der Spannmutter 41 angreift. Die Spannmutter 41 besitzt keinen Flansch 5, wie dies bei der Spannmutter 4 vorgesehen ist, sondern einen ange formten Rand 10, der das Spannelement 31 übergreift. Das Spannelement 31 kann aus einzelnen schalenförmigen Segmenten bestehen, die einen ausreichend großen Abstand voneinander haben müssen, damit diese Segmente des Spannelements 31 von innen in die Ringnut 11 der Spann mutter 41 eingesetzt werden können.In Fig. 3, a clamping set is shown, which differs from that in Fig. 1 and Fig. 2 in that the annular clamping element 31 against the Spannele element 3 engages from the inside on the clamping nut 41 . The clamping nut 41 does not have a flange 5 , as is provided in the clamping nut 4 , but a molded edge 10 which engages over the clamping element 31 . The clamping element 31 can consist of individual shell-shaped segments which must have a sufficiently large distance from one another so that these segments of the clamping element 31 can be inserted from the inside into the annular groove 11 of the clamping nut 41 .

Bei dem Spannelement 3 gemäß Fig. 1 ist diese Maßnahme nicht erforderlich, da es dort ausreicht, wenn das Spannelement 3 so weit aufweitbar ist, daß es auf den Flansch 5 aufgeschoben werden kann. Das Spannelement 3 gemäß Fig. 1 vorzugsweise ein einstückiges, ringförmi ges Element, wodurch sich die Herstellung des Spannele ments 3 und auch die Montage des Spannsatzes vereinfa chen. This measure is not necessary for the clamping element 3 according to FIG. 1, since it is sufficient if the clamping element 3 can be expanded to such an extent that it can be pushed onto the flange 5 . The clamping element 3 according to Fig. 1 is preferably a one-piece, ringförmi ges element, whereby the production of the Spannele ments 3 and also the assembly of the clamping set chen vereinfa.

In Fig. 3 und auch Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Spannhülse 1 und der Spannring 2 mittels einer ringför migen Nut- und Federverbindung 12 gegen axiale Relativ verschiebung gesichert sind. Wird das Spannelement 3 bzw. 31 axial verschoben, so wird dabei eine axiale Re lativbewegung zwischen Spannhülse 1 und Spannring 2 aufgrund der Nut- und Federverbindung 12 sicher ver mieden. Die Nut- und Federverbindung kann jedoch so ausgebildet sein, daß ein Verdrehen zwischen Spannhülse 1 und Spannring 2 möglich ist. Auch eine radiale Rela tivbewegung wird durch die Nut- und Federverbindung ermöglicht.In Fig. 3 and also Fig. 1 it can be seen that the clamping sleeve 1 and the clamping ring 2 are secured by means of a ringför shaped tongue and groove connection 12 against axial relative displacement. If the clamping element 3 or 31 is axially displaced, an axial relative movement between clamping sleeve 1 and clamping ring 2 is reliably avoided due to the tongue and groove connection 12 . However, the tongue and groove connection can be designed so that twisting between the clamping sleeve 1 and clamping ring 2 is possible. A radial rela tive movement is made possible by the tongue and groove connection.

In Fig. 4 ist die stirnseitige Ansicht des Spannsatzes von Fig. 3 dargestellt. Die dort angegebenen Bezugs zahlen entsprechen in ihrer Bedeutung denen der vorher gehenden Figuren. FIG. 4 shows the end view of the clamping set from FIG. 3. The reference numbers given there correspond in meaning to those of the previous figures.

Es wird noch angemerkt, daß die Spannelemente 3, 31 in spitzem Winkel verlaufende kegelige Ringflächen 14, 15 besitzen, die an entsprechend geneigten kegeligen Anla geflächen 16, 17 des Spannsatzes 1 bzw. des Spannringes 2 anliegen.It is also noted that the clamping elements 3 , 31 have an acute angle tapered annular surfaces 14 , 15 , the surfaces on correspondingly inclined conical surfaces 16 , 17 of the clamping set 1 or the clamping ring 2 abut.

Claims

1. Clamping set for shaft-hub connection, which has an inner longitudinally slotted clamping sleeve and an outer longitudinally slotted, expandable clamping ring, with a single clamping nut provided for clamping and releasing the clamping set, which is screwed onto a threaded section of the inner clamping sleeve, characterized in that the clamping nut ( 4 , 41 ) is rotatably attached to an annular clamping element ( 3 , 31 ) engaging between the inner clamping sleeve ( 1 ) and the outer clamping ring ( 2 ) with at least one conical inner and / or outer surface ( 14 , 15 ) that the Clamping element ( 3 , 31 ) is axially displaceable relative to the inner clamping sleeve ( 1 ) and the outer clamping ring ( 2 ), that the inner clamping sleeve ( 1 ) and the outer clamping ring ( 2 ) are secured against axial relative displacement, and that the clamping sleeve ( 1 ) and / or the clamping ring ( 2 ) has a circumferential conical contact surface ( 16 , 17 ) for the clamping element ( 3 , 31 ).

2. Clamping set according to claim 1, characterized in that the clamping nut ( 4 , 41 ) rotatably engages in an annular groove on the clamping element ( 3 , 31 ).

3. Clamping set according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inner clamping sleeve ( 1 ) and the outer clamping ring ( 2 ) by means of egg ner radial tongue and groove connection ( 12 ) or the like are secured against axial relative displacement.

4. Clamping set according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping element ( 3 , 31 ) has an inner and an outer conical annular surface ( 14 , 15 ) which extend at an acute angle to one another.

5. Clamping set according to one of the preceding claims, characterized in that the outer ßere clamping ring ( 2 ) has a continuous longitudinal slot ( 7 ) over its entire length and a plurality of continuous longitudinal grooves ( 8 ) with a thin-walled groove base ( 9 ) over its entire length.

6. Clamping set according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping element ( 3 ) has a continuous longitudinal slot ( 7 ) over its entire length and several longitudinal grooves with a thin-walled nu tengrund over its entire length, and that the clamping element ( 3 ) into a flange ( 5 ) formed on the clamping nut ( 4 ).

7. Clamping set according to claim 5, characterized in that the clamping element ( 31 ) is formed from a plurality of separate segment shells which are overlapped on one end face by an edge ( 10 ) formed on the clamping nut ( 41 ).