DE862847C

DE862847C - Spannringe

Info

Publication number: DE862847C
Application number: DER6300A
Authority: DE
Inventors: Ernst Kreissig; Oskar E Peter
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1951-07-11
Filing date: 1951-07-11
Publication date: 1953-01-12

Description

Spannringe Die Erfindung bezieht sich auf Spannringe nach Art der Ringfedern und bezweckt, -diesen Ringen als Spannelemente zur Verbindung von Werkstücken im Maschinenbau eine verbesserte Anwendungsmöglichkeit zu geben. Ringfedern, die aus geschlossenen Außen- und Innenringen bestehen, wobei diese Ringe mit kegeligen Berührungsflächen ineinandergreifen, sind zu Federungszwecken für Puffer, Zug- und Stoßvorrichtungen u. dgl. bekannt. Bei der Beanspruchung einer solchen Feder werden die Außenringe elastisch gedehnt und die Innenringe elastisch gestaucht. Sie müssen zu diesem Zweck eine hohe Arbeitskapazität besitzen und werden deshalb aus Federstahl gefertigt bzw. hoch gehärtet. Werden solche Ringe entsprechend einem weiteren Vorschlag zu Spannzwecken benutzt und dabei über den elastischen Bereich hinaus beansprucht, so besteht die Gefahr des Bruches, da -das plastische Arbeitsvermögen hierbei verhältnismäßig gering ist. In Anbetracht dieses Umstandes ist somit bei Spannvorrichtungen mit der normalen Ringfeder der zu überbrückende Toleranzbereich auf die elastische Formänderungsarbeit der Ringe, das elastische Dehnen der Außenringe und das elastische Stauchen der Innenringe beschränkt. Für Spannvorrichtungen, beispielsweise als Verbindung zwischen einem Bolzen und einem Werkstück, wird jedoch die Überbrückung eines großen Toleranzbereichs angestrebt, der möglichst größer sein soll, als er mit der elastischen Verformung der normalen Ringfeder erreicht werden kann.
Die Spannringe müssen unter einer möglichst hohen Spannung zum Anliegen an die entsprechenden Begrenzungsflächen kommen, um ein Lösen der Reibverbindung mit Sicherheit zu gewährleisten. Würden nun aber die Spannringe so gefertigt, daß sie bei den verhältnismäßig kleinen Toleranzen eine genügende Spannung im verspannten Zustand aufweisen, so würde dies eine besonders genaue Herstellung sowohl der Spannringe als auch der betreffenden Werkstücke erfordern, ohne' daß mit Sicherheit jenes Maß von Spannkraft gewährleistet würde, welches für das Lösen der Ringe wünschenswert ist. Es ist also zu beachten, daß diese Spann--ringe federnde Eigenschaften besitzen müssen,, aber nicht als eine solche Feder wirken dürfen, bei der keine Durchmesserbegrenzung gegeben ist und somit jede Überspannung der Ringe auch eine bleibende Dehnung bewirkt, so daß bei fortgesetzter Beanspruchung über die Streckgrenze hinaus die Feder allmählich vollkommen zusammengedrückt wird und ihre Wirksamkeit verliert.
Aus diesen Gedankengängen heraus werden gemäß der Erfindung für die Ringfeder zu Spannzwecken Ringe vorgeschlagen, die ohne Schädigung ihrer Funktion eine plastische Verformung zulassen und damit gegebenenfalls vorhandene Durchmesserunterschiede zwischen .den ungespannten Ringflächen und den zu verspannenden Flächen der Werkstücke überbrücken, Nach einem weiteren Er; findungsgedanken bestehen die Spannringe aus einem weichen Material, das neben einer ausreichenden elastischen Federung, die nur einen kleinen Bruchteil der üblichen Ringfederdehnung ausmacht, das gewünschte plastische und elastische Arbeitsvermögen hergeben, beispielsweise Kupfer, Messing, ungehärteter Stahl oder sonstige Metalle oder auch Kunststoffe: Gemäß der Erfindung ist es somit möglich, die zu Verspannungszwecken zwischen zwei Bauelementen benutztenSpannringe nachArt derRing feder automatisch auf -den Durchmesser zu bringen, für den sie benötigt werden.. Gegenüber einer Ringfeder der bekannten Art ergeben sich neben dem Vorteil des größeren Spannbereichs weitere Vorteile einer wirtschaftlicheren Herstellung auf Automaten sowie einer weiteren Einsparung hoher Bearbeitungskosten, da ja die zu verspannenden Werkstücke nunmehr mit gröberen und gröbsten Toleranzen ausgeführt wenden können.
Spannelemente der erfindungsgemäßenArt stellen nicht nur einen vollwertigen Austausch für Keil-und Preßverbindungen dar, sondern-ergeben .diesen gegenüber den Vorteil, daß das Einschneiden von Keilnuten bei Keilverbindungen und die bekannte Reiboxydation der Preßsitze bzw. die damit verbundene Gefahr der Brüche wegfällt. Die verhältnismäßig weichen Ringe haben .darüber hinaus den außerordentlichen Vorteil, daß die Kantenpressung zwischen Ring. und Welle nicht zu Dauer-Brüchen führt, wie dies bei Preßsitzen der Fall ist; bei denen Welle und Nabe unter hohen Kantenpressungen bzw. unter Reiboxydation gegeneinander arbeiten.
Zn den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. r zeigt die Verspannung zwischen Welle und Bohrung, bei der die. Spannringe a; b und c durch Muttern e axial derart verspannt sind, @däß sie unter hoher Radialpressung gegen die Werkstücke anliegen und außerdem eine so hohe- innere Spannung besitzen, daß sie nach Lösen der Muttern e ein leichtes Lösen der Verbindung ermöglichen.
Fig. z zeigt die gleiche Vorrichtung im entspannten Zustand. Hierbei ist der Bohrungsdurchmesser mit Dl, der Außendurchmesser der Außenringe mit dl, der Wellendurchmesser mit d sowie der Durchmesser der Innenbohrung der Innenspannririge mit D bezeichnet.
Gibt man den Schwerpunktkreis ,der Außenringe mit Di an, so soll nach Möglichkeit sein, wenn 6z die entsprechende Zugbeanspruchung der Außenringe und E den Elastizitätsmodul bedeuten. Um dies ohne unzulässige oder kostspielige Einhaltung von Toleranzen zu ermöglichen, kann man aber auch unter Anwendung von Grobpassungen sowohl für Wellenbohrung als auch für die Spannringe die Differenz wählen, wobei jedoch selbstverständlich die Differenz Dr-d, nicht größer vorgesehen wird, als es für eine wirtschaftliche Herstellung notwendig ist.
Bezeichnet man. denSchwerpunktkres des Innenringes mit D', so ergibt sich entsprechend zu den vorerwähnten Beziehungen wobei ad die Druckbeanspruchung des Innenringes bedeutet. Es ergeben - sich zwar bei der Durchmesserdehnung der Ringe auch. kleine zusätzliche Biegungsbeanspruchungen, jedoch sind diese so gering, däß sie das allgemeine Bild des Dehnungsverlaufs praktisch nicht beeinträchtigen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-z. Aus geschlossenen Außen- und Innenringen bestehende Spannringe nach Art der Ringfedern als Spannelemente" dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe zwecks Überbrückung großer Toleranzunterschied, zwischen den zu verbindenden Werkstücken neben einer Federung eine genügend hohe plastische Verformbarkeit besitzen.
2. Spannringe nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe aus weichem Werkstoff, wie ungehärtetem Stahl, Messing, Kupfer oder anderen Metallen, oder aus Kunststoff-bestehen.