DE1179057B - Hub attachment with clamping rings and centering rollers - Google Patents

Description

Nabenbefestigung mit Spannringen und Zentrierrollen Die Erfindung betrifft eine Nabenbefestigung, bestehend aus einem Spannsatz, der zwei Innenspannringe mit Außenkegelflächen und zwei mit radialem Abstand dazu angeordnete Außenspannringe mit Innenkegelflächen aufweist, die durch je einen an jeder Seite konzentrisch eingeschoben korrespondierenden innen und außen kegeligen Druckring in Verbindung mit planetarisch angeordneten Spannschrauben axial spannbar sind, wobei zwischen Weile und Nabe eine Zentnereinrichtung vorgesehen ist.Hub fastening with tension rings and centering rollers The invention relates to a hub fastening, consisting of a clamping set, the two inner clamping rings with outer conical surfaces and two outer clamping rings arranged at a radial distance from them with inner conical surfaces which are inserted concentrically through one on each side Corresponding inner and outer conical pressure ring in connection with planetary arranged clamping screws are axially tensionable, with a shaft and hub between Centering device is provided.

Bei Spannnsätzen, die, wie oben angeführt, in bekannter Weise aus zwei Innenspannringen, zwei Außenspannringen und je einem Druckring bestehen, werden beim Anziehen der Spannschrauben die innen und außen kegeligen Druckringe gegenläufig nach innen bewegt, wodurch die Innenspannringe auf die Welle und die Außenspannringe gegen die Bohrung der Nabe gepreßt werden und. hierdurch ein spielfreier Kraftschluß zur Übertragung von Drehmomenten zwischen Welle, Spannnsatz und Nabe erzielt wird. Dieser bekannte Spannsatz, der aus sechs geschlossenen Stahlringen mit korrespondierenden Kegelflächen besteht, muß mit höchster Präzision hergestellt werden, wenn er mit einem guten Wirkungsgrad arbeiten und die errechneten Drehmomente übertragen soll. Geringfügige Herstellungsfehler, insbesondere der miteinander in Berührung stehenden Kegelflächen haben zur Folge, daß erstens bedeutend größere axiale Spannkräfte aufgebracht werden müssen, um ein maximales Drehmoment zu übertragen und zweitens die Rundlaufgenauigkeit der Kraftschlußverbindung herabgesetzt und ein nicht vertretbarer Taumelschlag der Nabe erzeugt wird. Zur Erzielung einer mittleren Rundlaufgenauigkeit von 0,03 mm ist es z. B. erforderlich, daß die Nabe mit einer Vorzentrierung in Gestalt einer abgesetzten Bohrung mit einem engen Passungssitz auf die Welle aufgebracht wird. Hierfür sind feinste ISA-Sitze (Edelpassung) erforderlich, deren Herstellung zeitraubend und teuer ist. Kleinste .Spieltoleranzen zwischen Nabe und Welle, ganz besonders aber bei Naben von Zahnrädern, Schwungrädern usw. mit großen Durchmessern, wirken sich wegen des Obersetzungsfehlers durch einen nicht mehr vertretbaren Rundlauffehler und Taumelschlag sehr ungünstig aus.In the case of clamping sets, which, as stated above, are made in a known manner There will be two internal clamping rings, two external clamping rings and one pressure ring each When tightening the clamping screws, the inner and outer conical pressure rings turn in opposite directions moved inwards, causing the internal locking rings to the shaft and the external locking rings be pressed against the bore of the hub and. thereby a backlash-free frictional connection for the transmission of torques between the shaft, clamping device and hub. This well-known clamping set, which consists of six closed steel rings with corresponding There is conical surfaces, must be manufactured with the highest precision when using work with a good efficiency and transmit the calculated torques. Minor manufacturing defects, especially those in contact Conical surfaces have the consequence that, firstly, significantly greater axial clamping forces are applied must be in order to transmit a maximum torque and, secondly, the concentricity the frictional connection is reduced and an unacceptable wobble of the Hub is generated. To achieve an average concentricity of 0.03 mm is it z. B. required that the hub with a pre-centering in the form of a stepped bore is applied to the shaft with a tight fit. This requires the finest ISA seats (premium fit), which are time-consuming to manufacture and is expensive. Smallest play tolerances between hub and shaft, especially but they work on the hubs of gears, flywheels, etc. with large diameters due to the translation error due to an unacceptable runout error and wobble are very unfavorable.

Ferner ist die abgesetzte Nabenbohrung mit ihren zwei Passungssitzen herstellungsmäßig teuer. Auch gelingt es selten, größere Bohrung der abgesetzten Nabenbohrung genau zylindrisch herzustellen. In den meisten Fällen verläuft diese nach hinten zu konisch, was funktionsmäßig für den Spannsatz unerwünscht ist. Ein weiterer Nachteil der nicht spielfreien Vorzentrierung in Verbindung mit den bekannten Kraftschlußverbindungen besteht darin, d:aß das ganze Gewicht des Nabenkörpers, das bei großen Abmessungen im Schwermaschinenbau sehr beachtlich ist, auf dem Spannsatz lastet und hierdurch die Montage und Demontage des Spannsates erschwert wird. Man hat bereits versucht, den obigen Nachteilen zu begegnen, indem man bei den bekannten Spannsätzen zwischen Welle und Nabe eine Zentriereinrichtung vorgesehen hat. Die bisher hierfür verwendeten Zentrierringe haben jedoch den Nachteil, da.ß sie beim Aufstecken auf die Welle zum Kanten neigen, wenn sie nicht eine bestimmte Länge gegenüber ihrem Durchmesser besitzen. Ferner müssen beim axialen Verschieben der Zentrierringe größere Reibungswiderstände überwunden werden, wodurch eine axiale Feineinstellung der Nabe zur Welle schwierig ist. Auch die erforderliche genaue Herstellung der Zentrierringe ist schwierig und kostspielig, da sie auf einer Innen- und Außenschleifmaschine geschliffen werden müssen.Furthermore, the offset hub bore with its two fit seats expensive to manufacture. Also it seldom succeeds in larger bore of the stepped Manufacture hub bore exactly cylindrical. In most cases this will go away too conical towards the rear, which is functionally undesirable for the clamping set. A Another disadvantage of the backlash-free pre-centering in connection with the known Frictional connection consists in d: ate the entire weight of the hub body, which is very considerable with large dimensions in heavy machine construction, on the clamping set loads and thereby the assembly and disassembly of the tensioning device is made more difficult. Man has already tried to counter the above disadvantages by looking at the known A centering device has been provided for clamping sets between the shaft and the hub. the Centering rings previously used for this, however, have the disadvantage that they when If they are not of a certain length, they tend to edge when attached to the shaft compared to their diameter. Furthermore, when moving axially the Centering rings greater frictional resistance can be overcome, creating an axial Fine adjustment of the hub to the shaft is difficult. Also the exact required Production of the centering rings is difficult and expensive because they are based on an inner and external grinder need to be ground.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorzentrierung für die genannten Nabenbefestigungen zu schaffen, bei der die vorbeschriebenen Nachteile weitgehend ausgeschaltet sind.The invention is based on the object of a pre-centering for to create the hub fastenings mentioned, in which the disadvantages described above are largely switched off.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind zwischen dem in an sich bekannter Weise im Normalschnitt zur Welle aufgeteilten Spannsatz in Berührung mit den inneren Stirnflächen der Innen- und Außenspannringe und ohne merkliches ,Spiel zwischen der Welle und der Nabe mindestens drei gleichmäßig über den mittleren Durchmesser der Druckringe verteilte Zentrierrollen angeordnet.To solve this problem are between in a known manner In the normal section to the shaft split clamping set in contact with the inner ones End faces the inner and outer locking rings and without noticeable play between the shaft and of the hub at least three evenly across the mean diameter of the pressure rings distributed centering rollers arranged.

Da die am Umfang des aufgeteilten Spannsatzes angeordneten Zentrierrollen einen kleinen Durchmesser aufweisen, können sie einfach und wirtschaftlich aus Rundmaterial mit großer Genauigkeit auf spitzenlosen Schleifmaschinen gefertigt werden. Auch ist es möglich, die Zentrierrollen entsprechend der jeweiligen Spannaufgabe billig und preiswert beliebig lang herzustellen, wodurch jede vorteilhafte Spannbasis in Verbindung mit dem aufgeteilten Spannsatz geschaffen werden kann, so daß auch breite Naben besonders vorteilhaft an ihren Enden spielfrei und kraftschlüssig gespannt werden können. Dadurch, daß die Innen- und Außenspannringe des Spannsatzes in ihrer Querschnittshöhe gegenüber den Durchmessern der Zentrierrollen ein Untermaß aufweisen, wird erreicht, daß die Spannringe ohne Behinderung durch das Nabengewicht frei gestaucht und gedehnt werden können, so daß größere Drehmomente übertragbar sind.Because the centering rollers arranged on the circumference of the split clamping set have a small diameter, they can easily and economically from round material can be manufactured with great accuracy on centerless grinding machines. Even it is possible to use the centering rollers cheaply according to the respective clamping task and can be manufactured inexpensively as long as you like, making every advantageous clamping base in Connection with the split clamping set can be created, so that also wide Hubs are particularly advantageously tensioned free of play and frictionally at their ends can be. Because the inner and outer clamping rings of the clamping set are in their The cross-section height is undersized compared to the diameter of the centering rollers, it is achieved that the clamping rings are compressed freely without being hindered by the hub weight and can be stretched so that larger torques can be transmitted.

Auch können die Spannsätze leicht und ohne jede Behinderung ein- und ausgebaut werden, zumal die Zentrierrollen bei axialer Bewegung nur Linienberührung und somit geringen Reibungswiderstand aufweisen.The clamping sets can also be inserted and removed easily and without any hindrance can be expanded, especially since the centering rollers only make linear contact with axial movement and thus have low frictional resistance.

Mit den Mitteln der Erfindung ist es leichter als bisher möglich, große Zahnräder, Schwungräder, Riemenscheiben usw. kraftschlüssig mit hoher Rundlaufgenauigkeit und einem geringen Taumelschlag mit der Welle zu verbinden. Das beachtliche Gewicht von großen Zahnrädern, Antriebstrommeln usw. wird durch die Zentrierrollen des Spannsatzes aufgenommen, die gleichzeitig als Tragrollen dienen.With the means of the invention it is easier than before to large gears, flywheels, belt pulleys etc. non-positive with high concentricity and to connect it to the shaft with a slight wobble. The considerable weight of large gears, drive drums, etc. is made by the centering rollers of the clamping set added, which also serve as idlers.

Zweckmäßig sind die Zentrierrollen an beiden Stirnseiten und entsprechend die ihnen gegenüberliegenden Flächen der Innen- und Außenspannringe kegelförmig ausgebildet. Durch diese kegelige Kontaktberührung der Zentrierrollen mit den Innen- und Außenspannringen des Spannsatzes werden die Spannringe beim Spannvorgang zusätzlich radial gegen Welle und Nabenbohrung gepreßt, wodurch das größte durch den Spannsatz übertragbare Drehmoment weiter erhöht wird.The centering rollers on both end faces and accordingly are useful the opposite surfaces of the inner and outer clamping rings are conical educated. This conical contact between the centering rollers and the inner and external clamping rings of the clamping set, the clamping rings are also used during the clamping process pressed radially against the shaft and hub bore, whereby the largest through the clamping set transmittable torque is further increased.

Die Zentrierrollen können aus Stahl, Messing, Leichtmetall oder Kunststoff bestehen. Zentrierrollen aus Leichtmetall werden vorteilhaft für Spannsätze an Wärmekraftmaschinen, z. B. Läufer bei Dampfturbinen, verwendet, da wegen des größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des Leichtmetalls die aus Stahl bestehenden Innen- und Außenspannringe des Spannsatzes selbsttätig nachgespannt werden.The centering rollers can be made of steel, brass, light metal or plastic exist. Centering rollers made of light metal are advantageous for clamping sets on heat engines, z. B. rotor in steam turbines, used because of the greater coefficient of thermal expansion of the light metal, the steel inner and outer clamping rings of the clamping set be retightened automatically.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise in vier Abbildungen dargestellt. Es zeigt in Teildarstellungen A b b. 1 einen Spannsatz gemäß der Erfindung in einem axialen Schnitt, A b b. 2. den Spannsatz in einem Schnitt gemäß der Linie B-B der A b b. 1, A b b. 3 eine andere Ausführungsform eines Spannsatzes gemäß der Erfindung, bei welchem die Zentrierrollen stirnseitig Kegelform besitzen, in einem axialen Schnitt und A b b. 4 ein Einbaubeispiel für zwei Spannsätze nach A b b. 1 in einem axialen Schnitt. Der Spannsatz nach A b b. 1 und 2 besteht aus zwei Innenspannringen 1 mit Außenkegelflächen und zwei mit radialem Abstand angeordneten Außenspannringen 2 mit Innenkegelflächen. Zwischen den Spannringen 1 und 2 sitzen am Umfang verteilt Zentrierrollen 3 mit stirnseitiger Kontaktberührung. Die Innen- und Außenspannringe 1 und 2 werden über konzentrisch eingeschobene Druckringe 4 und 4a mit einer inneren und einer äußeren Kegelfläche, die in Funktionsverbindung mit den Kegelflächen der Spannringe 1 und 2 stehen, durch planetarisch angeordnete Spannschrauben 5 gegenläufig axial beaufschlagt. Die Spannschrauben 5 durchdringen den innen und außen kegeligen Druckring 4 und die Zentrierrollen 3 in Durchgangsbohrungen und den innen und außen kegeligen Druckring 4a in Gewindebohrungen, wodurch der Spannsatz mit den Zentrierrollen zu einer Einheit zusammengeschraubt ist.In the drawing, the subject matter of the invention is shown, for example, in four figures. It shows in partial representations A b b. 1 shows a clamping set according to the invention in an axial section, A b b. 2. the clamping set in a section along the line BB of A b b. 1, A b b. 3 shows another embodiment of a clamping set according to the invention, in which the centering rollers have a conical shape on the end face, in an axial section and A b b. 4 an installation example for two clamping sets according to A b b. 1 in an axial section. The clamping set according to A b b. 1 and 2 consists of two inner clamping rings 1 with outer conical surfaces and two outer clamping rings 2 with inner conical surfaces arranged at a radial distance. Between the clamping rings 1 and 2, centering rollers 3 with face-to-face contact are distributed around the circumference. The inner and outer clamping rings 1 and 2 are axially acted upon in opposite directions by planetary clamping screws 5 via concentrically inserted pressure rings 4 and 4a with an inner and an outer conical surface, which are functionally connected to the conical surfaces of the clamping rings 1 and 2. The clamping screws 5 penetrate the internally and externally conical pressure ring 4 and the centering rollers 3 in through bores and the internally and externally conical pressure ring 4a in threaded bores, whereby the clamping set is screwed together with the centering rollers to form a unit.

Der Spannsatz nach A b b. 3 unterscheidet sich von dem Spannsatz gemäß A b b. 1 dadurch, daß die Zentnerrollen 6 stirnseitig Kegelform 6a aufweisen, wodurch sie mit den korrespondierenden Kegelflächen 7a und 8a der Spannringe 7 und 8 in Funktionsverbindung stehen. Mit den Spannschrauben 11 ist der Spannsatz mit den innen und außen kegeligen Druckringen 9 und 10, den Spannringen 7 und 8, zu den Zentrierrollen 6 zu einer Einheit zusammengeschraubt.The clamping set according to A b b. 3 differs from the clamping set according to A b b. 1 in that the center rollers 6 have a conical shape 6a on the end face, whereby they are functionally connected to the corresponding conical surfaces 7a and 8a of the clamping rings 7 and 8. With the clamping screws 11 , the clamping set is screwed together with the internally and externally conical pressure rings 9 and 10, the clamping rings 7 and 8, to form the centering rollers 6 to form a unit.

In dem Einbaubeispiel nach A b b. 4 sind zwischen einer Welle 12 und einer Nabe 13 zwei Spannsätze mit Zentrierrollen gemäß A b b. 1 und 2 eingesetzt, welche die Nabe 13 an den Enden spielfrei und kraftschlüssig mit der Welle 12 verbinden.In the installation example according to A b b. 4 are between a shaft 12 and a hub 13 two clamping sets with centering rollers according to A b b. 1 and 2 inserted, which connect the hub 13 at the ends with no play and with a force fit to the shaft 12.

Beim Anziehen der Spannschrauben 5 werden die innen und außen kegeligen Druckringe 4 und 4.a gegenläufig nach innen bewegt, wodurch die Spannringe 1 und 2 über die Kegelflächen radial gegen die Welle 12 und die Bohrung der Nabe 13 gepreßt werden, so daß ein spielfreier Reibungsschluß der Verbindungsteile erzielt wird.When tightening the clamping screws 5, the inside and outside are tapered Pressure rings 4 and 4.a moved inwards in opposite directions, whereby the clamping rings 1 and 2 is pressed radially against the shaft 12 and the bore of the hub 13 via the conical surfaces so that a backlash-free frictional engagement of the connecting parts is achieved.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Nabenbefestigung, bestehend aus einem Spannsatz, der zwei Innenspannringe mit Außenkegelflächen und zwei mit radialem Abstand dazu angeordnete Außenspannringe mit Innenkegelflächen aufweist, die durch je einen an jeder Seite konzentrisch eingeschobenen korrespondierenden innen und außen kegeligen Druckring in Verbindung mit planetarisch angeordneten Spannschrauben axial spannbar sind, wobei zwischen Welle und Nabe eine Zentnereinrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem in an sich bekannter Weise im Normalschnitt zur Welle aufgeteilten Spannsatz in Berührung mit den inneren Stirnflächen der Innen- und Außenspannringe (1, 2) und ohne merkliches Spiel zwischen der Welle (12) und der Nabe (13) mindestens drei gleichmäßig über den mittleren Durchmesser der Druckringe (4, 4a) verteilte Zentnerrollen (3) angeordnet sind. Claims: 1. Hub fastening, consisting of a clamping set, which has two internal clamping rings with external conical surfaces and two external clamping rings with internal conical surfaces arranged at a radial distance therefrom, which are axially supported by a corresponding inner and external conical pressure ring inserted concentrically on each side in connection with planetary clamping screws are clamped, with a centering device being provided between the shaft and the hub, characterized in that between the clamping set divided in a known manner in normal section to the shaft in contact with the inner end faces of the inner and outer clamping rings (1, 2) and without noticeable play between the shaft (12) and the hub (13) at least three centner rolls (3) evenly distributed over the mean diameter of the pressure rings (4, 4a) are arranged. 2. Nabenbefestigung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierrollen (6) an beiden Stirnseiten (6a) und entsprechend die ihnen gegenüberliegenden Flächen (7a, 8a) der Innen-und Außenspannringe (7, 8) kegelförmig ausgebildet sind. 3. Nabenbefestigung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierrollen (3, 6) aus Stahl, Messing, Leichtmetall oder Kunststoff bestehen. 4. Nabenbefestigung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierrollen (3, 6) zur Durchführung je einer der planetarisch angeordneten Spannschrauben (5, 11) eine axiale Bohrung aufweisen und mit dem Spannsatz eine Einheit bilden. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 293 122. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1165 941.2. Hub attachment according to claim 1, characterized in that the centering rollers (6) on both end faces (6a) and correspondingly the opposite surfaces (7a, 8a) of the inner and outer clamping rings (7, 8) are conical. 3. Hub attachment according to claims 1 and 2, characterized in that the centering rollers (3, 6) are made of steel, brass, light metal or plastic. 4. Hub attachment according to claims 1 to 3, characterized in that the centering rollers (3, 6) for carrying out one of the planetary clamping screws (5, 11) each have an axial bore and form a unit with the clamping set. Contemplated publications: British Patent Specification No. 293 122. Contemplated prior patents: German patent no. 1,165,941..