DE9317153U1

DE9317153U1 - Konusspannanordnung

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Publication number: DE9317153U1
Application number: DE9317153U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-03-09
Anticipated expiration: 2003-11-11

Description

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

Eine solche KonusSpannanordnung ist aus der DE-OS 23 2 9 940 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform ist der Doppelkonusring mit beiden einzelnen Konusringen ganz in der Ausnehmung des äußeren Bauteils angeordnet. Zumindest ein Teil der Spannschrauben durchgreift den auf der Seite der Spannschraubenköpfe gelegenen Konusring und den Umfangssteg in Durchgangsbohrungen und greift in Gewindebohrungen des anderen Konusrings ein. Beim Anziehen dieser Spannschrauben werden beide Konusringe gleichzeitig angezogen und verspannt. Die Verspannung erfolgt vollständig durch Erzeugung radialer Kleirankräfte an beiden Konusringen.

Eine Konusspannanordnung dieser Art vermag ein bestimmtes Grenzdrehmoment zu übertragen. Bei Überschreitung dieses Grenzdrehmoments rutscht die Konusspannanordnung durch. Wegen des kleineren Radius und auch wegen der kleineren Reibfläche erfolgt dieses Durchrutschen durchweg auf der Umfangsfläche des inneren Bauteils bzw. der Welle. Wegen der mit dem Durchrutschen einhergehenden Zerstörungen zum Beispiel durch Riefenbildung ist es manchmal erwünscht, die Welle vor dem Durchrutschen zu bewahren.

D-40239 DÜSSELDORF'SwLViiNYSiRASfe 2 * T&EFON Is^ 211/63 27 27 · TELEFAX 49 / 211 /83 79 15

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Spannsatz so auszugestalten, daß ein etwaiges Durchrutschen mit Sicherheit an der Umfangsflache der Ausnehmung des äußeren Bauteils stattfindet.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst. Der außerhalb der Ausnehmung des äußeren Bauteils angeordnete Konusring, mag er nun seine Konusfläche innen oder außen aufweisen, bewirkt, daß der Doppelkonusring unabhängig von der Verspannung des in der Ausnehmung des äußeren Bauteils angeordneten Konusrings zusätzlich auf der Welle verklemmt werden kann, wodurch nicht mehr die Verspannung in der Ausnehmung für das Haltemoment auf der Welle allein maßgebend ist und erzielt werden kann, daß das zum Durchrutschen führende Grenzdrehmoment zuerst am Umfang der Ausnehmung auftritt.

Eine KonusSpannanordnung, bei der ein Doppelkonusring mit einer Hälfte mit einem auf der Welle zu verspannenden äußeren Bauteil und mit der anderen Hälfte nur direkt mit der Welle zusammenwirkt, ist Gegenstand der DE-PS 35 18 954. Hierbei ist aber Voraussetzung, daß das äußere Bauteil eine die Welle direkt umschließende zylindrische Nabe aufweist, auf deren Außenumfang die eine Hälfte des Doppelkonusrings wirkt. Bei der Erfindung geht es um eine KonusSpannanordnung zur Anbringung in dem radialen Zwischenraum zwischen dem Außenumfang eines inneren Bauteils und dem Umfang der Ausnehmung eines äußeren Bauteils.

Die in Anspruch 2 wiedergegebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfaßt einen-als Innenring ausgebildeten Doppelkonusring, der mit seiner zylindrischen Innenumfangsfläche direkt auf dem Außenumfang des inneren Bauteils bzw. der Welle anliegt und auf dem die Konusringe außen aufsitzen.

Die alternative Ausführungsform nach Anspruch 3 ist aber ebenfalls nicht ausgeschlossen.

Die Spannschraubenanordnung ist zweckmäßig in der in Anspruch 4 wiedergegebenen Weise gestaltet. Die beiden Gruppen von Spannschrauben können unabhängig voneinander

betätigt werden, so daß die Verklemmung des Doppelkonusrings außerhalb des äußeren Bauteils auf der Welle und die Verspannung innerhalb des äußeren Bauteils separat voneinander ausgeführt werden können. Die Betätigung der Spannschrauben kann von ein und derselben axialen Seite der Konusspannanordnung aus erfolgen.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist der Ring mit den Federn nach Anspruch 5.

Es ist hierdurch erreicht, daß die Spannkraft der Spannschrauben durch die Federn auf den in der Ausnehmung befindlichen Konusring übertragen wird und auf diese Weise eine feinfühlige Festlegung des von dem in der Ausnehmung befindlichen Konusrings übertragbaren Drehmoments möglich ist.

Die Federn können gemäß Anspruch 6 als Schraubendruckfedern oder Tellerfederpakete ausgebildet sein, die konstruktiv in geeigneter Weise an oder in dem in der Ausnehmung befindlichen Konusring untergebracht werden.

Der axiale Anschlag gemäß Anspruch 7 ist zur Festlegung eines noch übertragbaren Grenzdrehmoments insofern vorteilhaft, als die umständliche und mit Fehlern behaftete Bestimmung des Spannschraubendrehmoments entfällt. Die Spannschrauben werden angezogen, bis der Ring an dem Anschlag angekommen ist, und es ist einfach dadurch ein bestimmtes Grenzdrehmoment vorgegeben.

Für die Ausbildung des Anschlags gibt es eine Vielzahl von konstruktiven Möglichkeiten. Wenn die Federn im Innern des in der Ausnehmung befindlichen Konusrings untergebracht sind, kann der Ring einfach gegen die Stirnseite des Konusrings zur Anlage kommen. Es ist aber auch möglich, den Ring axial gegen das benachbarte Ende des Doppelkonusrings zur Anlage kommen zu lassen, wodurch bei einer Überschreitung des Schraubenanzugsmoments dies sich nicht in einer Erhöhung der Zugkraft auf den Konusring in axialer Richtung auswirkt. Die Zugkraft wird vielmehr durch den Doppelkonusring abgefangen.

Auch zwischen dem Umfangssteg des Doppelkonusrings

und dem "äußeren", d.h. dem nicht in der Ausnehmung angeordneten Konusring kann ein Ring mit Durchgangsbohrungen für die Spannschrauben vorgesehen sein. Wenn dann dieser Konusring, der ja ebenso wie der andere Konusring auf seiner Konusfläche wegen der Intensität der erzielbaren Verklemmung einen selbsthemmenden Konuswinkel aufweist, wieder gelöst werden soll, werden die axialen Spannschrauben herausgedreht und in Gewindebohrungen dieses Konusrings, die sich zwischen den axialen Durchgangsbohrungen für die Spannschrauben befinden, Abdrückschrauben eingedreht, als welche die soeben herausgedrehten Spannschrauben dienen können. Der Ring wird um einen gewissen Winkel in Umfangsrichtung verdreht, so daß er den Abdrückschrauben bohrungsfreie Stellen darbietet. Beim Anziehen der Abdrückschrauben stützt sich der Ring gegen die Flanke des UmfangsSteges ab.

Diese Technik des Abdrückens ist für sich genommen durch das DE-GM 76 17 275 bekannt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem durch die Achse gehenden Teillängsschnitt dargestellt.

Das innere Bauteil ist durch eine Welle 1 mit einer zylindrischen Außenumfangsfläche 2 gebildet. Das die Welle 1 umgebende äußere Bauteil 3, z.B. ein Zahnrad, ein Trommelboden, eine Seilscheibe oder dergleichen, besitzt eine Ausnehmung mit einer inneren Umfangsfläche 4, deren Radius größer als der Radius der Welle 1 ist. In dem zylindrischen Zwischenraum 5 ist der als Ganzes mit 10 bezeichnete Doppelkonusspannsatz untergebracht, der einen Doppelkonusring 6 mit einer zylindrischen Innenumfangsfläche 7 umfaßt, die unmittelbar auf der Außenumfangsfläche 2 der Welle 1 anliegt. Der Doppelkonusring 6 umfaßt außen zwei Konusflächen 8,9, die entgegengesetzt gerichtet sind, so daß der Doppelkonusring 6 seine größte Wandstärke in der Mitte hat. Die Konuswinkel der beiden Konusflächen 8,9 liegen im Selbsthemmungsbereich. In der Mitte zwischen den Konusflächen 8,9 besitzt der Doppelkonusring 6 einen radi-

al nach außen ausladenden Umfangssteg 11, der mit seiner zylindrischen Außenumfangsfläche 12 an der Umfangsfläche 4 der Ausnehmung 13 oder einem einen größeren Durchmesser aufweisenden zylindrischen Ausnehmungsteil 14 anliegt, um dort eine Zentrierfunktion für das äußere Bauteil 3 gegenüber der Welle 1 auszuüben. In den die Konusflächen 8,9 tragenden Endbereichen ist der Doppelkonusring einer durch die Achse gehenden Ebene längsgeschlitzt, was in der Zeichnung durch die fehlende Schraffur angedeutet ist. Es geht dadurch weniger Spannkraft für die Verformung der die Konusflächen 8,9 tragenden Endbereiche des Doppelkonusrings 6 verloren. Der Umfangssteg 11 kann in der angedeutetgen Weise ungeschlitzt bleiben.

Axial zu beiden Seiten des Umf angssteges 11 sind Konusringe 15 bzw. 18 vorgesehen, von denen der Konusring 15 in der Ausnehmung 13 angeordnet ist und mit seiner zylindrischen Außenumfangsfläche 16 an der Umfangsfläche 4 der Ausnehmung 13 anliegt, während er mit seiner konischen Innenumfangsfläche 17 auf der Konusfläche 8 anliegt und natürlich den gleichen Konuswinkel aufweist. Der andere, "äußere", Konusring 18 ist axial außerhalb des äußeren Bauteils 3 angeordnet und wirkt mit seiner konischen Innenumfangs fläche 19 mit der konischen Außenumfangsfläche 9 des Doppelkonusrings 6 zusammen. Der Konusring 18 ist in Umfangsrichtung ungeschlitzt, weil er beim Anziehen eine Ringzugspannung aufbringen muß, während der Konusring 15 an einer Stelle zur Verringerung der Verformungsspannung in einer durch die Achse gehenden Ebene geschlitzt sein kann.

Für den Konusring 15 sind axiale Spannschrauben 25 vorgesehen, die Köpfe mit Innenmehrkant aufweisen und mit diesen in entsprechenden Ausnehmungen auf der in der Zeichnung rechten Seite des Umfangsstegs 11 angeordnet sind. Die Spannschrauben 25 durchgreifen Durchgangsbohrungen 21 in dem Umfangssteg 11 und 22 in dem Konusring 15 und greifen mit ihrem Gewindeteil in Gewindebohrungen 23 eines sich vor der dem Umfangssteg 11 abgelegenen Stirn-

seite des Konusrings 15 erstreckenden, die Welle 1 umgebenden Ringes 24 ein.

Der Konusring 15 weist an jeder Spannschraube 25 eine gegen den Ring 24 hin offene zu der Durchgangs bohrung 22 koaxiale Ausnehmung 26 gegenüber der Spannschraube 25 vergrößerten Durchmessers auf_r in der eine die Spannschraube 25 umgebende Schraubendruckfeder angeordnet ist, die sich also einenends gegen den Ring 24, anderenends gegen den Boden 2 8 der Ausnehmung 26 abstützt.

Beim Anziehen der Spannschrauben 25 wird also der Ring 24 gegen den Umfangssteg 11 hin verlagert und drückt dabei die Schraubendruckfeder 27 zusammen, die ihre Kraft auf den Konusring 15 überträgt und diesen axial gemäß der Zeichnung nach rechts auf die Konusfläche 8 hinauftreibt, wodurch eine radiale Aufweitung und die Verspannung des äußeren Bauteils 3 auf der Welle 1 eintritt. Das Anziehen der Spannschrauben 25 endet, wenn der Ring an der Stelle 29 an der dortigen Stirnseite des Doppelkonusrings 6 zur Anlage gekommen ist. Die Stelle 29 bildet also einen Anschlag, der das Grenzdrehmoment bestimmt, welches mittels der Spannanordnung 6,15 von der Welle 1 auf das äußere Bauteil 3 oder umgekehrt übertragen werden kann.

Der Konusring 18 ist in nicht wiedergegebenen Durchgangsbohrungen von Spannschrauben 30 durchgriffen, die in nicht wiedergegebene axiale Gewindebohrungen des Umfangssteges 11 eingreifen. Der Konusring 18 kann unabhängig von dem Konusring 15 verspannt werden, um ein zusätzliches Drehmoment zu erzeugen, mittels dessen der Doppelkonusring 6 auf der Welle 1 festgehalten werden kann. Die Bemessung kann so getroffen werden, daß bei einem Erreichen des Grenzdrehmoments an der Spannanordnung 6,15 das Durchrutschen nicht auf der Umfangsflache 2 der Welle 1, sondern auf der Umfangsflache 4 der Ausnehmung 13 stattfindet.

Zwischen dem umfangssteg 11 und dem Konusring 18 ist ein die Konusfläche 9 des Doppelkonusrings 6 umgebender weiterer Ring 31 angeordnet, der an den Stellen der Spannschrauben 30 Durchgangsbohrungen und in Umfangsrichtung

dazwischen keine Bohrungen aufweist. Soll also der Konusring 18 gelöst werden, so werden in darin in Umfangsrichtung zwischen den Durchgangsbohrungen für die Spannschrauben 30 vorhandene axiale Gewindebohrungen Abdrückschrauben eingeschraubt, die sich gegen nach dem Verdrehen des Ringes 31 sich darbietende bohrungsfreie Stellen des Ringes 31 setzen. Auch in dem Umfangssteg 11 sind in Umfangsrichtung zwischen den Durchgangsbohrungen 21 nicht wiedergegebene Gewindebohrungen vorgesehen, in die von rechts Abdrückschrauben eingeschraubt werden können, die sich gegen bohrungsfreie Stellen der rechten Stirnseite des Konusrings 15 setzen und diesen von der Konusfläche 8 gemäß der Zeichnung nach links abdrücken.

Claims

PATENTANWÄLTE

DÜSSELDORF ■ ESSEN '* ' **' '· '· * '··'DIPkPHYS. DR. PETER PALGEN DLSSbLDORF ESSEN 'DlFIUtPHYS-DR-RSCHUMACHER

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

UNSERZEicHEN: Dr.p./sch Düsseldorf, den 22.09.1993

Ralph MÜLLENBERG in 41516 Grevenbroich

Schutzansprüche

1. Konusspannanordnung zum Verbinden eines eine zylindrische Ausnehmung (13) aufweisenden äußeren Bauteils (3) mit einem einen zylindrischen Außenumfang (2) geringeren Durchmessers aufweisenden inneren Bauteil (1), insbesondere einer Welle, mit einem Doppelkonusspannsatz (10),

mit einem Doppelkonusring (6) mit einer mit zwei koaxialen, axialen Abstand voneinander aufweisenden, einander entgegensetzt angeordneten Konusflächen (8,9) versehenen Umfangsfläche, wobei die größte Wandstärke des Doppelkonusrings (6) axial gesehen in der Mitte des Doppelkonusrings (6) liegt,

mit einem von der Umfangs fläche in der Mitte des Doppelkonusrings (6) radial vorspringenden Umfangssteg

mit einer zylindrischen Umfangsfläche (7), die am

Außenumfang (2) des inneren Bauteils (1) oder an der Umfangsflache (4) der Ausnehmung (13) des äußeren Bauteils (3) anliegt,

mit zwei Konusringen (15,18), die jeweils eine als Konusfläche (17,19) ausgebildete Umfangsflache aufweisen, die mit einer der Konusflächen (8,9) des Doppelkonusrings (6) zusammenwirken,

mit über den Umfang verteilten, in Bohrungen der Konusringe (15,18) und des Umfangsstegs (11) eingreifenden axialen Spannschrauben (25,30), mittels deren die Konusringe (15,18) axial gegen den Umfangssteg (11) unter Ab-• » · · · ·*·· ·

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POSTGIHO KÖLN (BLZ 370 100 50) 115 Z 11 - S04

gleiten über die Konusflächen (8,17;9,19) verspannbar sind,

und mit einer zylindrischen Umfangsfläche (16) an einem der Konusringe (15,18), die am Umfang (4) der zylindrischen Ausnehmung (13) oder am Außenumfang (2) des inneren Bauteils (1) anliegt,

dadurch gekennzeichnet,

daß der andere Konusring (18) axial außerhalb des äußeren Bauteils (3) angeordnet ist.
2. Konusspannanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelkonusring (6) mit seiner zylindrischen Innenumfangsfläche (7) auf dem Außenumfang (2) des inneren Bauteils (1) anliegt und der axial außerhalb des äußeren Bauteils (3) angeordnete Konusring (18) in Umfangsrichtung ungeteilt ist.
3. Konusspannanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axial außerhalb des äußeren Bauteils (3) angeordnete Konusring (18) mit seiner zylindrischen Innenumfangsfläche auf der Außenumfangsfläche (2) des inneren Bauteils (1) anliegt und daß der Doppelkonusring (6) mit seiner zylindrischen Außenumfangsfläche am Umfang (4) der Ausnehmung (13) des äußeren Bauteils (3) anliegt und im axialen Bereich des außerhalb des äußeren Bauteils (3) angeordneten Konusrings in Umfangsrichtung ungeteilt ist.
4. Konusspannanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß für jeden Konusring (15,18) eine eigene Gruppe von Spannschrauben (25,30) vorgesehen ist,

daß die Spannschrauben (25,30) beider Gruppen gleichgerichtet sind,

daß die Spannschrauben (25) für den in der Ausnehmung (13) angeordneten Konusring (15) mit dem Kopf von der

gegenüberliegenden Seite her am Umfangssteg (11) anliegen und diesen in axialen Durchgangsbohrungen (21) durchgreifen

und daß die Spannschrauben (30) für den äußeren Konusring (18) mit den Köpfen an dessen Außenseite anliegen, ihn in axialen Durchgangsbohrungen durchgreifen und in in Umfangsrichtung zwischen den Durchgangsbohrungen (21) des Umfangssteges (11) angeordnete Gewindebohrungen des Umfangssteges (11) eingreifen.
5. Konusspannanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß auf der dem Umfangssteg (11) abgelegenen Seite des in der Ausnehmung (13) angeordneten Konusrings (15) ein das innere Bauteil (1) umgebender Ring (24) mit axialen Gewindebohrungen (23) angeordnet ist, in die die den Konusring (15) in axialen Durchgangsbohrungen (22) durchgreifenden Spannschrauben (25) eingreifen,

und daß zwischen dem Ring (24) und dem Konusring (15) die Spannkraft der Spannschrauben (25) übertragende Druckfedern angeordnet sind.
6. Konusspannanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern als die Spannschrauben (25) umgebende Schraubendruckfedern (27) oder Tellerfederpakete ausgebildet sind.
7. Konus spannanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zusammendrückung der Druckfedern ein axialer Anschlag (29) vorgesehen ist.
8. Konusspannanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Konusring (18) und dem Umfangssteg (11) ein loser Ring (31) angeordnet ist, der an den Stellen der Spannschrauben (30) Durchgangsbohrungen und in Umfangsrichtung dazwischen keine Bohrungen aufweist.