DE9409185U1 - Konusspannanordnung - Google Patents

Description

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

Eine solche Konusspannanordnung in Gestalt eines Konusspannsatzes, der also als separate Baueinheit ausgebildet ist und zur Verbindung zweier anderer Bauteile dient, ist aus der EP 500 746 Bl bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform sind die axialen Gewinde für die Spannschrauben in einem Konusring angebracht. Mit diesem Konusring wirkt ein weiterer Konusring zusammen, der an einem Ende einen radial vor die Stirnseite des anderen Konusrings ausladenden Umfangsflansch aufweist, der von den Spannschrauben durchgriffen wird. Der Konusring mit dem Umfangsflansch ist auf einer dünnwandigen zylindrischen Büchse angeordnet, die außen vor den Schraubenköpfen einen sich radial vor diese Schraubenköpfe erstreckenden Umfangsflansch trägt. Die beiden Umfangsflanschen bilden zusammen einen Umfangssteg. Die Schraubenköpfe sitzen also in der zwischen den Umfangsflanschen gebildeten Ausnehmung des "Umfangssteges". Beim Anziehen der Spannschrauben legen sich diese gegen die äußere Begrenzungsfläche des Umfangsflanschs des einen Konusrings, beim Lösen gegen die innere Begrenzungsfläche des Umfangsflanschs der zylindrischen Büchse. Auf diese Weise können ein und dieselben

Schrauben sowohl zum Spannen der KonusSpannanordnung als auch zu ihrem Lösen dienen. Es bedarf also nicht spezieller Löseschrauben, die am Umfang Platz beanspruchen, der für Spannschrauben verlorengeht.

Zur Bildung der beiden Umfangsflanschen, von denen jeweils eine Begrenzungsfläche bzw. Flanke als Anlage für den Schraubenkopf dient, bedarf es jeweils der Zerspanung erheblicher Materialmengen. Wenn der betreffende Konusring bzw. die dünnwandige Büchse aus einem Ring mit einer der Ausdehnung des Flanschs entsprechenden alen Wandstärke hergestellt wird, muß das Material neben dem Umfangsflansch entfernt werden. Dies ist nicht nur deshalb aufwendig, weil das gesamte weggedrehte Material verloren und eine entsprechende Bearbeitungszeit erforderlich ist, sondern auch deswegen, weil Teile mit büchsenartigen dünnwandigen Ansätzen beim Drehen schwer zu spannen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konusspannanordnung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß sich der Aufwand für ihre Herstellung verringert.

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

Durch die Bildung des Umfangsstegs, der die Funktionen der beiden Umfangsflanschen der bekannten Ausführungsform in sich vereinigt, durch ein separates ringförmiges Teil bedarf es nicht mehr der Zerspanung großer Materialmengen, um zu radialen Vorsprüngen zu kommen. Die die Konusflächen tragenden Teile können aus rohrförmigen! Ausgangsmaterial relativ geringer Wandstärke hergestellt werden. Der Umfangssteg kann separat von einem Rohrmaterial seiner radialen Erstreckung entsprechender Wandstärke abgestochen werden, wobei aber die axiale Länge nur der Breite des Umfangssteges und nicht mehr der Breite der gesamten Konusspannanordnung entspricht. Das Spannen der separaten Teile ist erheblich erleichtert.

Aufschraubbare Ringe als Widerlager für Festlegeschrauben an Konusspannanordnungen sind für sich genommen

an einer nicht gattungsgemäßen Konusspannanordnung aus der US-PS 3 501 183, Fig. 23 bekannt.

In einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht der Umfangssteg aus einem einstückigen Ring, der in der in Anspruch 2 wiedergegebenen Weise ausgebildet ist, um das Einsetzen der Schrauben zu ermöglichen.

Bei der die bevorzugte Ausführungsform bildenden Alternative nach Anspruch 3 besteht der Umfangssteg jedoch aus zwei axial hintereinander angeordneten Ringen. Die Schraubenköpfe liegen beim Spannen gegen den einen Ring, beim Lösen gegen den anderen Ring an.

Es versteht sich, daß die axiale Festlegung des einzigen Rings nach Anspruch 2 bzw. des "äußeren" Rings nach Anspruch 3 solide sein muß. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 erfolgt die Festlegung über ein Gewinde, welches große Kräfte in Achsrichtung übertragen kann.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 vereinfacht die Herstellung des ersten Rings durch Abstechen von Rohrmaterial .

Die Merkmale des Anspruchs 6 erlauben es, den zweiten Ring nach Einsetzen der Schrauben auf das erste Konuselement aufzuschrauben, insofern der zweite Ring an den Schraubenköpfen, die in die ringförmige Kammer hineinragen, vorbeigedreht werden kann.

Die Ausgestaltung kann gemäß Anspruch 7 weiterentwickelt werden und dient dann einem Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit in den Bereich der Schraubenköpfe, die dort Korrosion verursachen würde.

Anspruch 8 ist auf die bevorzugte Ausbildung der Konusspannanordnung als separater Spannsatz gerichtet, bei dem die Konuselemente Konusringe sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Teillängsschnitt einer erfindungsgemäßen Konusspannanordnung;

Fig. 2 zeigt einen Teillängsschnitt einer abgewandel-

• ·

ten Ausfiihrungsform;

Fig. 3 zeigt einen Teilquerschnitt nach der Linie III-III in Fig. 1.

Die in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichnete Konusspannanordnung dient zum kraftschlüssigen Festlegen eines äußeren Bauteils 1 auf einer Welle 2, die einen zylindrischen Außenumfang 3 hat. Die Konusspannanordnung 100 umfaßt ein erstes Konuselement in Gestalt eines Konusrings 4 mit einer zylindrischen, auf der Außenumfangsfläche 3 sitzenden Innenumfangsflache 5 und einer konischen, einen im Selbsthemmungsbereich liegenden Konuswinkel mit einer Steigung von 1 : 12 aufweisenden äußeren Konusfläche 6. Der Konusring 4 ist relativ dünnwandig, d.h. das Verhältnis der radialen Wandstärke an der dickwandigsten Stelle am in Fig. 1 rechten Ende der Konusfläche 6 zur axialen Erstreckung der Konusfläche 6 ist kleiner als 1 : 4, in dem Ausführungsbeispiel 1:6. Die Konus fläche 6 erstreckt sich nicht über die ganze Länge des Konusrings 4. Dieser weist vielmehr einen an das dickwandige Ende anschließenden büchsenartigen Teil 4' mit einem Außengewinde 7 auf. Zwischen der Konusfläche 6 und dem Teil 4' des Konusrings 4 ist ein Absatz 8 gebildet, dessen innere Umfangsfläche 8' einen größeren Durchmesser aufweist als das Gewinde 7.

Auf dem Absatz 8 sitzt ein Ring 10 von rechteckigem Querschnitt. Der Durchmesser der Innenumfangsflache 9 des Rings 10 stimmt mit dem Durchmesser der Umfangsflache 8' des Absatzes 8 überein. Die seitlichen Flanken 11,12 stehen senkrecht zur Achse. Der Ring 10 lädt radial über das dickwandige Ende der Konus fläche 6 aus und besitzt in diesem Bereich Durchgangsbohrungen 13 für die Schrauben 14, die als Kopfschrauben mit Innenmehrkant ausgebildet sind. Der Kopf 15 liegt mit der durch seine Unterseite gebildeten Anlagefläche 16 an der Flanke 12 des Rings 10 an, der an dem Absatz 8 gemäß Fig. 1 nach links abgestützt ist. Die Schrauben 14 sind auf einen Teilkreis über den Umfang gleichmäßig verteilt und so dicht wie möglich beieinander angeordnet.

Auf das Gewinde 7 ist ein zweiter Ring 20 aufgeschraubt, der ebenfalls einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, axial an den Ring 10 gemäß Fig. 1 auf der rechten Seite anschließt und in der dem Ring 10 zugewandten Begrenzungsfläche eine ringförmig umlaufende im Querschnitt rechteckige Nut 17 aufweist, in die die Köpfe 15 der Schrauben 14 hineinpassen und deren zur Achse senkrechter Boden eine Flanke 18 bildet, die der Außenseite des Kopfes 15 der Schrauben 14 mit geringem Spiel gegenübersteht. Die zylindrischen äußeren Umfangsflächen 19,21 der Ringe 10,20 gehen ineinander über. Die Ringe 10,20 bilden einen einheitlichen, radial über die Konusfläche 6 an dem dickwandigen Ende nach außen vorspringenden Umfangssteg 30.

Der Ring 20 weist in einer der Teilung der Schrauben 14 über den Umfang entsprechenden Teilung auf gleichem Radius Durchgangsbohrungen 22 auf, durch die ein Mehrkantschlüssel in den Innenmehrkant der Köpfe 15 der Schrauben 14 eingeführt werden kann, wenn die Bohrungen 22 und die Schraubenköpfe 15 sich decken.

Auf der Konus fläche 6 des Konusrings 4 ist ein Konuselement in Gestalt eines Konusrings 24 angeordnet, der mit den Durchgangsbohrungen 13 fluchtende Gewindebohrungen 23 aufweist, in die die Schrauben 14 eingeschraubt sind. Die Außenumfangsfläche 25 des Konusrings 24 ist zylindrisch, die Innenumfangsfläche eine der Konusfläche 6 entsprechende, zunächst auf deren in Fig. 1 linkem Bereich lose aufliegende Konusfläche 27. Beim Anziehen der Schrauben 14 wird der Konusring 24 mit seiner Konusfläche 27 gleitend auf die Konusfläche 6 hinaufgezogen. Dabei werden der Konusring 4 radial zusammengedrückt und der Konusring 24 radial aufgeweitet, so daß er sich gegen die zylindrische Innenumfangsflache 26 eines äußeren Bauteils 1 legt, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Zahnrad ist. Dadurch wird das äußere Bauteil 1 auf der Welle 2 verklemmt und kraftschlüssig drehfest und axial schubfest festgelegt.

Um nicht zu viel von der Spannkraft der Schrauben 14 für die reine Verformung der Konusringe 4,24 zu verbrauchen, können diese längsgeschlitzt sein. Dies ist bei dem Konusring 4 in dem die Konus fläche 6 tragenden Teil der Fall und durch das Fehlen der Schraffierung angedeutet. Die Konusringe 4,2 4 bilden bei dieser Ausführungsform einen ein in sich geschlossenes Bauteil bildenden Konusspannsatz, der in den Zwischenraum zwischen den Zylinderflächen 3 und 26 einfügbar ist.

Es ist aber auch möglich, daß der Konusring 24 und das äußere Bauteil 1 ein einstückiges Teil sind, wie es durch die Fortsetzung der Schraffierung in Fig. 1 angedeutet sein soll. Dann ist die Konusspannanordnung kein Konusspannsatz, sondern ist die Konus fläche 7 unmittelbar an dem äußeren Bauteil 1 angebracht.

Bei der Montage der Spannanordnung 100 wird der Ring 10 auf den Konusring 4 aufgesetzt und werden die Schrauben 14 angezogen, bis die Verspannung erfolgt ist. Sodann wird der Ring 20 aufgeschraubt, bis die Ränder 2 8,29 der Nut 17 gegen die rechte Flanke 12 des Rings 10 anliegen. Dadurch sind die Schraubenköpfe 15 gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutz geschützt, was noch durch das Einsetzen von Stopfen in die Bohrungen 22 verbessert werden kann.

Zum Lösen der Spannanordnung 100 wird der Ring 20, wenn er nicht von vornherein so steht, daß die Bohrungen 22 und die Schrauben 14 auf einer Achse liegen, so weit verdreht, bis dies der Fall ist. Dazu bedarf es nur einer Verdrehung um einen geringen Winkel. Die Schrauben 14 werden sodann herausgedreht und legen sich mit ihrer äußeren Anlagefläche 36 gegen die durch den Boden der Nut 17 gebildete Flanke 18 und stützen sich dort gegen die Abdrückkräfte ab, die den Konusring 24 bzw. das Bauteil 1 von der Konus fläche 6 gemäß Fig. 1 nach links herunterdrücken.

Soweit bei der Konusspannanordnung 200 der Fig. 2 funktionell gleiche Teile vorhanden sind, sind die Bezugs-

zahlen gleich.

Ein Unterschied zu der Konusspannanordnung 100 besteht darin, daß der radial über die Konusfläche 6 nach außen ausladende Umfangssteg 30' nicht aus zwei Ringen, sondern aus einem einstückigen Ring 40 besteht, welcher eine über den Umfang durchgehende nach außen offene Nut rechteckigen Querschnitts mit zur Achse senkrechten Flanken 12 bzw. 18 an den seitlichen Begrenzungen 32 bzw. 38 aufweist. Der Konusring 4 besitzt einen an die Konusfläche 6 an deren dickwandigem Ende nach außen anschließenden büchsenartigen Teil 4' mit einem Gewinde 7, auf welches der Umfangssteg 30' mit einem Innengewinde aufgeschraubt ist. An den Stellen der Schrauben 14 ist die die Flanke 12 bildende, gemäß Fig. 2 linke Wandung des UmfangsSteges 3 mit Längsschlitzen 31 versehen, die in Umfangsrichtung gerade so breit sind, daß die Schrauben 14 hineinpassen. Es können also die Schrauben 14 radial eingelegt werden und in die Gewinde des anschließend auf die Konusfläche 6 aufgeschobenen Konusrings 24 eingeschraubt werden.

Die Konusspannanordnung 200 bildet einen Konusspannsatz mit den Konusringen 4 und 24, der zur Festlegung eines äußeren Bauteils 1', welches wieder ein Zahnrad wie in Fig. 1, eine Antriebsscheibe, ein Trommelboden oder dergleichen sein kann, mit der Welle 2 dient.

Die dem Konusring 24 zugewandte seitliche Begrenzung 3 2 des Umfangsstegs 30' bildet in dem Ausführungsbeispiel einen Absatz 33, gegen dessen dem Konusring 24 zugewandte radial vorspringende zur Achse senkrechte Wandung 34 das äußere Bauteil 1' mit seiner in Fig. 2 rechten Begrenzungsfläche anliegt. Der Boden des Absatzes 33 wird durch eine zylindrische Umfangsfläche 35 gebildet, deren Durchmesser dem Durchmesser der Ausnehmung 2 6 des äußeren Bauteils 1' entspricht.

Der Absatz 33 hat mehrere Funktionen. Er verhindert zunächst, daß beim Anziehen der Schrauben 14 sich das äußere Bauteil 1' in Achsrichtung gegenüber der Welle 2 verlagert. Er bildet ferner eine Vorzentrierung für das

äußere Bauteil 1' bei der Montage. Er schließt schließlich den Raum zwischen dem Umfangssteg 30' und dem Konusring 24 nach außen ab, so daß keine Feuchtigkeit eindringen kann und Korrosion an dieser Stelle verhindert wird.

Es versteht sich, daß ein Absatz 33 auch an dem Ring 10 der Fig. 1 anbringbar ist, so daß nicht nur eine Umschließung der Köpfe 15 der Schrauben 14, sondern eine vollständige Einkapselung derselben gegeben ist.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Nut 17 der Fig. 1 in Umfangsrichtung durchgeht, so daß die in den Bohrungen .1.3 sitzenden Schraubenköpfe die Drehung des Rings 20 nicht behindern.

Claims (8)

1. Konusspannanordnung

mit einem ersten Konuselement (4) mit einer als selbsthemmende Konusfläche (6) ausgebildeten Umfangsflache,

mit einem zweiten Konuselement (24) mit einer als selbsthemmende Konus fläche (27) gleichen Konuswinkels ausgebildeten, an der ersten Konusfläche (6) anliegenden Umfangs fläche,

mit über den Umfang verteilten Schrauben (14), die einen Kopf (15) mit beidseitigen, zur Achse senkrechten, Anlageflächen (16,36) aufweisen,

mit axialen Gewindebohrungen (23) in dem zweiten Konuselement (24), in die die Schraubengewinde eingreifen,

mit einem vor dem Bereich der Gewindebohrungen (23) des zweiten Konuselements über die Konusfläche (6) des ersten Konuselements (4) radial vorspringenden Umfangssteg (30,30') des ersten Konuselements (4), an dem zur Aufnahme der Schraubenköpfe (15) eine über den Umfang durchgehende Ausnehmung (17) ausgebildet ist, an deren zur Achse senkrechter einer Flanke (12) die Köpfe der Schrauben mit einer Anlagefläche (16) angreifen und an deren zur Achse senkrechter anderer Flanke (18) die Schraubenköpfe (15) beim Lösen der Konusspannanordnung mit der anderen Anlagefläche (36) angreifen,

0-40239 DÜSSELDORF · MUt*wiYST&A%SEfe · I^LEFQty*4£/,2,11 / SS 145 - 0 ' TELEFAX 49 / 211 / 88 145 - 20

D-45133 ESSEN ·

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wobei die Konuselemente (4,14) beim Anziehen der Schrauben (14) unter Abgleiten über die Konusflächen (6,27) gegeneinander verspannbar und beim Losdrehen der Schrauben (14) voneinander lösbar sind, dadurch gekennzeichnet,

daß der Umfangssteg (30,30') mindestens einen separaten, an dem ersten Konuselement (4) axial festlegbaren Ring (10,20;38) umfaßt.

2. Konusspannanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangssteg (3O⁷) aus einem einstückigen Ring (40) besteht, der eine die Schraubenköpfe (15) aufnehmende nach außen offene Umfangsnut (37) mit zur Achse senkrechten Flanken (12,18) und in der dem zweiten Konusring (24) zugewandten seitlichen Begrenzung (32) das radiale Einlegen der Schrauben (14) ermöglichende Längsschlitze (31) aufweist.

3. Konusspannanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangssteg (30) durch zwei auf dem ersten Konuselement (4) angeordnete und dieses außen umgebende Ringe (10,20) gebildet ist, von denen der erste, dem zweiten Konuselement (24) zugewandte Ring (10) in Richtung gegen das zweite Konuselement (24) gegen einen Anschlag (8) des ersten Konuselements (4) anliegt und mit seiner dem zweiten Konuselement (24) abgelegenen Begrenzungsfläche (12) dem Angriff der einen Anlagefläche (16) der Schraubenköpfe (15) dient, und von denen der zweite, dem zweiten Konuselement abgelegene Ring (20) auf dem ersten Konuselement (4) axial festlegbar ist und mit seiner dem zweiten Konuselement (24) zugewandten Begrenzungsfläche (18) dem Angriff der anderen Anlagefläche (36) der Schraubenköpfe dient.

4. Konusspannanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (20,4O) auf das erste Konuselement (4) aufgeschraubt ist.

5. KonusSpannanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ring {10} axial in zur Achse senkrechten Ebenen (11,12) begrenzt ist.

6. Konusspannanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (20) eine ringförmig umlaufende, gegen den ersten Ring (10) hin offene Nut (17) zur Aufnahme der Schraubenköpfe (15) bildet.

7. Konusspannanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (20) durch axiale Anlage der Nutränder (28,29) an der Begrenzungsfläche (12) des ersten Rings (10) die Nut (17) verschließt.

8. Konusspannanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konusspannanordnung (100,200) als Konusspannsatz zur Anbringung in dem Zwischenraum zwischen der zylindrischen Ausnehmung (26) eines äußeren Bauteils (1,1') und der zylindrischen Außenumfangsfläche (3) eines inneren Bauteils (2) ausgebildet ist und das erste Konuselement (4) ein Konusring mit einer zylindrischen, auf der Außenumfangsfläche (3) des inneren Bauteils (2) anliegenden Innenumfangsfläche (5) ist und das zweite Konuselement (24) eine zylindrische, in der zylindrischen Ausnehmung (26) des äußeren Bauteils (1,1') anliegende Außenumfangsfläche (25) aufweist.