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Spannvorrichtung zur Zentrierung und Befestigung von Naben auf einer
Welle Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zur Zentrierung und Befestigung
von Naben auf einer Welle, bestehend aus je einem geschlossenen oder geschlitzten
Innen- und Außenspannring mit kegeligen Berührungsflächen und je einem zylindrischen
Ansatz zur Vorzentrierung der Nabe. Diese bekannten Spannvorrichtungen dienen zur
Durchleitung von Drehmomenten, und die axiale Spannkraft wird durch Spannschrauben
in Verbindung mit Druckstücken, Druckbuchsen, Zwischen- und Endbuchsen aufgebracht.
Zur Zentrierung und Erzielung einer guten Rundlaufgenauigkeit weist die Nabe eine
abgesetzte Bohrung auf, um sie mit engem Passungssitz auf die Welle aufzupassen.
Bei dieser verhältnismäßig aufwendigen Ausführung wird zwar die Nabe an einem Ende
zentriert, doch sind dadurch Verkantungen der Spannringe, Rundlauffehler bzw. Taumelbewegungen
des Nabenkörpers nicht vollständig auszuschließen. Durch die Druckbuchsen und Zwischenbuchsen
wird Reibung erzeugt, um die sich die aufgebrachte axiale Spannkraft vermindert.
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Auch ist es bekannt, zur Kugellagerbefestigung zwischen Welle und
Kugellagerinnenring geschlitzte dreieckförmige Innen- und Außenspannringe anzuordnen,
die mit kegelförmigen Flächen aneinanderliegen und sich bei axialer Beaufschlagung
ineinanderschieben, wobei sie den Ringspalt zwischen Welle und Kugellagerinnenring
spielfrei ausfüllen.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführung ist die Welle hohl gebohrt
und an der Befestigungsstelle der auf ihr zu zentrierenden .Scheibe zusätzlich mit
radialen Bohrungen versehen, in denen Kugeln durch einen in der mittleren Längsbohrung
der Welle verschiebbaren Kegelbolzen auseinander geschoben werden, bis sie die Scheibe
zur Welle zentriert haben, worauf die Mitnehmerverbindung zur Übertragung von Drehmomenten
zwischen Scheibe und Welle durch seitliche Klemmscheiben erfolgt. Abgesehen von
der Vielteiligkeit einer derartigen Anordnung ist es bei dieser Ausführung unerläßlich,.
daß die Nabe mit ihren Stirnseiten gegen Anschlagschultern anliegt und dadurch ausgerichtet
wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung zur
Zentrierung von Naben auf einer Welle zu schaffen, die bezüglich ihres Aufbaues
verhältnismäßig einfach ist und daher leicht und preisgünstig hergestellt werden
kann, zum Einbau zwischen Welle und Nabe wenig Platz benötigt. und eine hohe Zentrier-
und Rundlaufgenauigkeit der Nabe nach erfolgter Verspannung sowie die übertragung
großer Drehmomente ermöglicht. Sie besteht in bekannter Weise aus je einem geschlossenen
oder geschlitzten Innen- und Außenspannring mit kegeligen Berührungsflächen und.
je einem zylindrischen Ansatz zur Vorzentrierung der Nabe.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zylindrische
Ansatz des Innen- und des Außenspannringes Ausnehmungen aufweist, in denen Zentrierkugeln
oder Zentrierrollen angeordnet sind, die in ihrem Durchmesser annähernd dem Ringspalt
zwischen der Welle und der Nabe entsprechen. In einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung ist für breite Naben eine die einander zugekehrten zylindrischen Ansätze
der Spannringe zu einem Teil zusammenfassende Hülse vorgesehen, die zusätzlich auf
halber Länge in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Ausnehmungen zur Aufnahme
von Zentrierkugeln oder Zentrierrollen aufweist. Dabei können nach einem weiteren
Gedanken der Erfindung die kegeligen Abschnitte des Innen- und Außenspannringes
Schlitze aufweisen, die in die Ausnehmungen der zylindrischen Ansätze münden.
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Da bei der Spannvorrichtung gemäß der Erfindung die Zentriereinrichtung
in Gestalt von Zentrierkugeln oder Zentrierrollen in einfacher Weise in die kegeligen
Spannringe selbst verlegt ist, ergibt sich eine bei den beschränkten Platzverhältnissen
zwischen Welle und Nabe sehr erwünschte platzsparende Anordnung. Die in den kegeligen
Innen- und Außenspannring am Umfang in Ausnehmungen . eingesetzten Zentnerkugeln
dienen gleichzeitig als Tragkugeln zur Aufnahme des Nabengewichts - bei großen Naben
sehr beachtlich -, wodurch die Spannvorrichtung entlastet ist und sich die Spannringe
beim Spannen und Entspannen ohne Behinderung radial stauchen und dehnen können.
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Die Zentrierkugeln zwischen der Welle und der Nabenbohrung haben nur
Punktberührung, dadurch wird die eingeleitete Axialkraft mit geringsten Reibungsverlusten
weitergeleitet, was beim Einbau von mehreren Spannelementen, die durch eine Zwischenbuchse
getrennt
angeordnet sind, von besonderer Bedeutung ist, so daß bei gleicher Axialkraft gegenüber
den bekannten Spannelementen größere Drehmomente übertragen werden können. Durch
die Punktberührung der Zentrierkugeln ist es weiter gegeben, daß die Demontage der
Nahe leicht und ohne Behinderung nach Wegnahme der axialen Spannkraft erfolgen kann,
da dann die kegeligen Spannringe nicht durch die Nabe belastet werden und leicht
in die Ursprungslage zurückfedern. Durch Einsetzen von Zentrierkugeln bzw. Zentrierrollen,
die im Durchmesser annähernd dem Ringspalt zwischen Welle und Nahe entsprechen,
wird eine fast spielfreie Zentrierung der Nabe mit hoher Rundlaufgenauigkeit erzielt.
Besonders vorteilhaft ist es, daß die kegeligen Abschnitte des Innen- und Außenspannringes
Schlitze aufweisen, die in die Ausnehmungen der Spannringe münden, wodurch weiter
eine Steigerung des übertragbaren Drehmoments erreicht wird. - Bei Naben mit großen
Breiten ist es für die Zentriergenauigkeit von besonderem Vorteil, den kegeligen
Innen- oder auch Außenspannring als Hülse mit beiderseitigen kegeligen Ansätzen
und mit jeweils zwei oder mehr hintereinander angeordneten Zentrierkugeln oder Zentrierrollen
auszubilden.
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Die Spannvorrichtung nach der Erfindung schließt eine Vielzahl von
Ausführungsformen ein. So kann die Vorrichtung mehrfach hintereinander zwischen
Welle und Nabenbohrung angeordnet sein, wenn dies die Aufgabe erfordert. Statt der
Zentrierkugeln können abwechselnd gemischt Zentrierkugeln und Zentrierrollen Verwendung
finden. Auch können der kegelige Innen- und Außenspannring der Spannvorrichtung
an einer Stelle durchgehend geschlitzt sein. Selbstverständlich ist es ferner gegeben,
den kegeligen Innen- und Außenspannring mit Zentrierkugeln geschlossen ohne Schlitze
auszuführen. Je nach Größe der ,Spannvorrichtung können an ihrem Umfang drei, vier
oder auch mehr Zentrierkugeln oder Zentrierrollen angeordnet sein. Die Spannringe
können aus Profilmaterial gerollt werden, wobei die Ausnehmungen für die Zentrierkugeln
und die Schlitze ausgestanzt sind.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargesteLt. Es zeigt A b b. 1. eine Spannvorrichtung in axialem Schnitt, A b b.
2 einen Schnitt nach der Linie BD in Abb.l. A b b. 3 eine Spannvorrichtung für breite
Naben in einem teilweisen Schnitt und A b b. 4 ein Einbaubeispiel für eine Spannvorrichtung
nach A b b. 1 und 2.
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Wie aus den A b b. 1 und 2 hervorgeht, besteht die Spannvorrichtung
zum Zentrieren und Befestigen von Naben auf einer Welle aus einem Innenspannring
1 mit einem außen kegeligen Abschnitt 1c und einem Außenspannring 2 mit einem korrespondierenden
innen kegeligen Abschnitt 2c. Der zylindrische Ansatz 4 jedes Spannringes
1 und 2 besitzt am Umfang Ausnehmungen la, 2a, in die Zentnerkugeln
3 eingesetzt sind, die im Durchmesser annähernd dem Ringspalt zwischen der abgesetzten
Welle 5 und der Bohrung der Nabe 6 entsprechen. Die kegeligen Abschnitte der Spannringe
1 und 2 weisen entsprechend der Anzahl der Ausnehmungen la und 2a Schlitze
1b und 2b auf, welche in die Ausnehmungen der zylindrischen Ansätze 4 münden. Die
Zentrierkugeln 3 können durch Eindrücke, Kerben od. dgl. mit den Spannringen
1, 2 verbunden sein.
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Die Spannvorrichtung nach A b b. 3 für breite Naben besteht aus einer
die einander zugekehrten zylindrischen Ansätze der Spannringe 2 zu einem
Teil zusammenfassenden Hülse 4a, die zusätzlich auf halber Länge in Umfangsrichtung
hintereinander angeordnete Ausnehmungen 46 zur Aufnahme von Zentrierkugeln 3 aufweist.
Über die beiderseitig kegeligen Abschnitte 1c der Hülse 4a greifen mit korrespondierenden
kegeligen Innenabschnitten 2c die Außenspannringe 2 mit eingesetzten Zentrierkugeln
3, wobei die kegeligen Abschnitte 1c, 2c Schlitze 1b, 2b, 4c aufweisen. Im übrigen
besitzen die Außenspannringe 2, in gleicher Weise wie bei A b b. 1, an ihrem
äußeren Ende je einen zylindrischen Ansatz 4 mit Ausnehmungen 2a, in die
Zentrierkugeln 3 eingesetzt sind. Auch ist es gegeben, die Hülse 4a mit beiderseitigen
kegeligen Innenabschnitten in Verbindung mit Innenspannringen mit korrespondierenden
kegeligen Außenabschnitten auszuführen.
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Das Einbaubeispiel nach A b b. 4 zeigt eine Spannvorrichtung gemäß
A b b. 1 und 2 zwischen einer abgesetzten Welle 5 und einer durchgehenden Bohrung
der Nabe 6. Durch eine .Spannschraube 7, die in einer vorbereiteten Gewindebohrung
der abgesetzten Welle 5 sitzt, wird über einen Druckflansch 8 die Spannvorrichtung
mit den eingesetzten Zentrierkugeln 3 axial beaufschlagt, wodurch zwecks Durchleitung
von Drehmomenten der Innenspannring 1 auf die Welle 5 gestaucht und der Außenspannring
2
gegen die Bohrung der Nabe 6 gedehnt wird.