DE8911061U1 - Clamping device for the rotationally fixed connection of a shaft with a machine element - Google Patents

Clamping device for the rotationally fixed connection of a shaft with a machine element

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Description

Gebrüder Sulzer Aktiengesellschaft, CB-64 1 WinterthurSulzer Brothers Corporation, CB-64 1 Winterthur

Spamivorrichtung ^r d.T-Vfesteii Verbindung einer Welle mit einem Maschiirsnele&ientSpami device for the permanent connection of a shaft with a machine element

Die Erfindung betrifft ein« 3p -»»vorrichtung zur drehfeste.n Verbindung einer Welle mit einem Maschinenelement, wobei daa Maschinenelement eine Bohrung aufweist, in der sich ein Abschnitt der Welle befindet, und wobei auf dem Abschnitt ein Teil mit einem Innenkonus gegenüber einem Teil mit einem Aussenkonus, der im Innenkonus sitzt, mittels mindestens eines Schraubelementes axial verschiebbar ist.The invention relates to a device for the rotationally fixed connection of a shaft to a machine element, wherein the machine element has a bore in which a section of the shaft is located, and wherein on the section a part with an inner cone is axially displaceable relative to a part with an outer cone, which sits in the inner cone, by means of at least one screw element.

Eine solche Erfindung ist aus der schweizerischen Patentschrift 469 207 bekannt. Zwischen einer Nabe eines Maschinenelementes und einer zylindrischen Welle sitzt ein Spannringsatz, der aus einer Hülse mit zwei gegeneinanderlaufenden Innenkonen und zwei Ringen mit je einem Aussenkonus besteht, wobei die Ringe mit dem Aussenkonus durch Schrauben innerhalb des äusseren Spannringes zusammengezogen werden können, wobei letztere gedehnt wird und sich innen an die Nabe anlegt. Die Neigungswinkel der Konen dürfen nicht zu klein sein, damit die Verbindung nicht selbsthemmend ist, was bei der Demontage nachteilig sein kann. Nicht selbsthemmende Spannvorrichtungen haben im allgemeinen den Nachteil, dass die radialen Abmessungen der auf der Welle zu befestigenden Teile grosser sind alsSuch an invention is known from Swiss patent specification 469 207. Between a hub of a machine element and a cylindrical shaft there is a clamping ring set, which consists of a sleeve with two opposing inner cones and two rings, each with an outer cone, whereby the rings can be pulled together with the outer cone by means of screws inside the outer clamping ring, whereby the latter is stretched and rests against the inside of the hub. The angle of inclination of the cones must not be too small so that the connection is not self-locking, which can be disadvantageous during disassembly. Non-self-locking clamping devices generally have the disadvantage that the radial dimensions of the parts to be fastened to the shaft are larger than

bei selbstheramenden Spannvorrichtungen mit kleinen Konuswinkeln. Je grosser der Konuswinkel der Spannvorrichtung ist, umso grosser werden diese Abmessungen.for self-locking clamping devices with small cone angles. The larger the cone angle of the clamping device, the larger these dimensions become.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung zu schaffen, hai der auch mit kleinen Konuswinkeln eine Demontage der Vorrichtung ohne zusätzliche Mittel möglich ist, wenn die Vorrichtung selbsthf? mimend wirkt.It is the object of the present invention to create a clamping device in which even with small cone angles the device can be dismantled without additional means if the device acts self-locking.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, d?ss das Schraubelement zwei Gewinde mit unterschiedlichen Steigungen aufweist, und dass das Teil mit dem Innenkonus ein zum ersten Gewinde des Schraubelementes passendes Gegengewinde und das Teil mit dem Aussenkonus ein zum zweiten Gewinde des Schraubelementes passendes Gegengewinde besitzt, wobei jeweils ein Gewinde und ein Gegengewinde ineinandergreifen. Im einfachsten Ausführungsfall ist eine Partie der Welle konisch ausgeführt, und eine Nabe des auf dem Wellenabschnitt, einem Wellenende, zu befestigenden Maschinenelementes besitzt &igr; ine dazu passende konische Bohrung. Zur Fixierung der Nabe auf der Welle dient eine Schraube, welche zwei Aussengewinde mit verschiedenen Steigungen aufweist, wobei die Schraube sowohl in ein Gewindeloch am Wellenende als auch in ein Gewindeloch in der Nabe eingeschraubt ist. Das Aussengewinde der Schraube, welche» in der Welle sitzt, muss um so viel kleiner als das Gewinde für die Nabe sein., dass das erste Gewinde der Schraube ohne Schwierigkeiten durch das Gewindeloch der Nabe hindurchgefühlt werden kann. Die beiden Gewinde auf der Schraube und die zugeordneten Gewinde der Welle und in der Nabe können Steigungen haben, welche sich nur wenig unterscheiden, oder sie können sogar gegenläufig sain. Im ersten Fall benötigt man mehr Umdrehungen der Schraube bis zum Festsitz der Nabe auf der Welle als im zweiten Fall. Besitzen die Gewinde nur wenig unterschiedlicheThis object is achieved according to the invention in that the screw element has two threads with different pitches, and that the part with the inner cone has a counter thread that matches the first thread of the screw element and the part with the outer cone has a counter thread that matches the second thread of the screw element, with one thread and one counter thread engaging with each other. In the simplest embodiment, a section of the shaft is conical, and a hub of the machine element to be attached to the shaft section, a shaft end, has a matching conical bore. A screw with two external threads with different pitches is used to fix the hub on the shaft, with the screw being screwed into both a threaded hole at the shaft end and a threaded hole in the hub. The external thread of the screw that sits in the shaft must be so much smaller than the thread for the hub that the first thread of the screw can be felt through the threaded hole in the hub without difficulty. The two threads on the screw and the corresponding threads on the shaft and in the hub can have pitches that differ only slightly, or they can even be opposite. In the first case, more turns of the screw are required to seat the hub firmly on the shaft than in the second case. If the threads have only slightly different pitches,

• «• «

Steigungen, kann die Vorrichtung feinfühlig bis zum Festsitz verspannt werden. Dabei können mit relativ geringem Kraftaufwand hohe Spannkräfte erzeugt werden.slopes, the device can be tightened sensitively until it is firmly in place. High clamping forces can be generated with relatively little effort.

Anstatt einer Schraube kann auch ein Gewindering verwendet werden, der beispielsweise ein Innen- und ein Aussengewin-Instead of a screw, a threaded ring can also be used, which has, for example, an internal and an external thread.

UC UC9J.U£t| wuwcx uaa J. Illicrliy«&mdash;»» JL &igr; ftuc= CIbIJ. C=XIiCiU cuoa^i <=t.ifrTii den Gegengewinde aussen an der Welle sitzt und das Aussengewinde in einem Innengewinde eines Teils der Nabe des zu befestigenden Maschinenelementes sitzt. Anstatt einer innen konischen Nabe kann auch ein innen konischer und aussenzylindrischer Ring verwendet werden, der in einer Passbohrung der Nabe sitzt. Bei Verwendung eines Gewinderings muss der Wellenabschnitt, an dem die Spannvorrichtung angebracht wird, nicht am Wellenende sein. UC UC9J.U£t| wuwcx uaa J. Illicrliy«&mdash;»» JL &igr; ftuc= CIbIJ. C=XIiCiU cuoa^i <=t.ifrTii the counter thread is on the outside of the shaft and the external thread is in an internal thread of a part of the hub of the machine element to be fastened. Instead of an internally conical hub, an internally conical and externally cylindrical ring can be used which is seated in a fitting bore in the hub. When using a threaded ring, the shaft section to which the clamping device is attached does not have to be at the end of the shaft.

Im folgenden wird die Erfindung anhand dsr Figuren im Detail erläutert.In the following, the invention is explained in detail using the figures.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Spannvorrichtung im Meridi^nschnitt mit konischem Wellenende und einer Spannschraube,Fig. 1 a clamping device in meridian section with conical shaft end and a clamping screw,

Fig. 2 eine entsprechende Ausführung mit einem Spannring, Fig. 2 a corresponding design with a clamping ring,

Fig. 3 eine Spannvorrichtung mit einem Spannringsatz und Gewindering, undFig. 3 a clamping device with a clamping ring set and threaded ring, and

Fig. 4 einen Spannringsatz mit modifizierter Ausführung der Konen.Fig. 4 a clamping ring set with modified design of the cones.

In Fig. 1 besitzt die Welle 1 einen Teil 11 mit Aussenkonus II1, der eine Gewindebohrung 14 aufweist.. Das Maschinenelement 2, beispielsweise eine Riemenscheibe, geht im Bereich dsr Nabe 20 in einen Teil 21 rait Innenkonus 21' über. Der Innenkonus 21° kommuniziert mit der Bohrung 22In Fig. 1, the shaft 1 has a part 11 with an outer cone II 1 , which has a threaded bore 14. The machine element 2, for example a pulley, merges in the area of the hub 20 into a part 21 with an inner cone 21'. The inner cone 21° communicates with the bore 22

t t e s s s ät t e s s s ä

in der Nabe 20. Weiterhin besitzt die Nabe 20 in der Verlängerung der Bohrung 22 ein Gewinde 24. Die Schraube
weist ein erstes Gewinde 31 für die Nabe 20 und ein zweites kleineres Gewinde 32 für die Welle 1 auf. Das Innengewinde 24 der Nabe 20 bildet das erste Gegengewinde zum
ersten Gewinde der Schraube, das Innengewinde 32 ist dasin the hub 20. Furthermore, the hub 20 has a thread 24 in the extension of the bore 22. The screw
has a first thread 31 for the hub 20 and a second smaller thread 32 for the shaft 1. The internal thread 24 of the hub 20 forms the first counter thread to the
first thread of the screw, the internal thread 32 is the

···.· &lgr; -i i- « &Ggr;1***~·*±&eegr; r* *-%*.t-i r\*3 &lgr; -»ttm -Jt^iJa ä f AK» &Pgr;&dgr;&mgr;-&Idigr; n^A 32 &Iacgr; ** J" S'"*}"***^*''«0 3····.· &lgr; -i i- « &Ggr;1***~·*±&eegr; r* *-%*.ti r\*3 &lgr; -»ttm -Jt^iJa ä f AK» &Pgr;&dgr;&mgr;-&Idigr; n^A 32 &Iacgr; ** J"S'"*}"***^*''« 0 3·

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Wenn das zweite Gewinde 32 der Schraube 3 sowie das zweite Gegengewinde 14 ein Rechtsgewinde und das erste Gewinde 31 sowie das erste Gegengewinde 24 ein Linksgewinde ist, dann wandert die Schraube 3 bei Drehung im Uhrzeigersinn in den Teil 11 hinein, während sie sich relativ zur Nabe 20 betrachtet aus dieser herausdreht. Betrachtet man die
Schraube 3 während ihrer Rotation als ortsfest, bewegt
sich die Welle 1 in Fig. 1 nach rechts, während die Nabe
20 nach links verschoben wird. Damit gelangen der Aussenkonus 11' und der Innenkonus 21' rasch in Eingriff bis zum Festsitz von Welle 1 und Maschinenelement 2 aufeinander.If the second thread 32 of the screw 3 and the second counter thread 14 are right-hand threads and the first thread 31 and the first counter thread 24 are left-hand threads, then the screw 3 moves into the part 11 when rotated clockwise, while it rotates out of the hub 20 relative to it. If one considers the
Screw 3 is stationary during its rotation, moving
the shaft 1 in Fig. 1 moves to the right, while the hub
20 is moved to the left. The outer cone 11' and the inner cone 21' thus quickly engage until shaft 1 and machine element 2 are firmly seated on one another.

neun samt, &agr; xvjiic ucwiiiue Jl, Jifiijli a a » ncv-in-aycnj-iiuc ausgeführt sind, muss die Steigung der Gewinde 32 und 14
grosser sein als jene der Gewinde 31 und 24, damit sich
eine Relativbewegung von Welle 1 und Maschinenelement 2 in ] Spannrichtung ergibt. nine together, &agr; xvjiic ucwiiiue Jl, Jifiijli a a » ncv-in-aycnj-iiuc are executed, the pitch of the threads 32 and 14
larger than those of threads 31 and 24, so that
a relative movement of shaft 1 and machine element 2 in the clamping direction results.

In Fig. 2 ist das zweite Gegongewinde 14 der Welle 1 als
Aussengewinde ausgeführt, weshalb das Schraubelement 3 als Ring mit einem Innengewinde als zweites Gewinde 32 gestaltet ist. Zum Festziehen des Schraubelementes 3 gemäss Fig.In Fig. 2, the second thread 14 of the shaft 1 is shown as
External thread, which is why the screw element 3 is designed as a ring with an internal thread as a second thread 32. To tighten the screw element 3 according to Fig.

2 benötigt man ein klauenförmiges Werkzeug, das beispielsweise mit einer Klaue in eine Nut 33 des Schraubelementes2 requires a claw-shaped tool, which for example with a claw in a groove 33 of the screw element

3 greift.3 takes effect.

In Fig= 3 ist eine gegenüber Fig· 2 abgeänderte Ausführung dargestellt, wobei der bzw. das Teil 21 mit Innenkonus 21'In Fig. 3, a modified version is shown compared to Fig. 2, whereby the part 21 with inner cone 21'

getrennt vom Maschinenelement 2 ausgeführt ist. Durch das Uebereinanderschieben der Teile 11 mit Aussenkonus 11' und Teil 21 mit Innenkonus 21* während des Verdrehens des Schraubelementes 3 wird Teil 21 gedehnt, wodurch es fest in der Passbohrung des Maschinenelementes 2 sitzt. Das ringförmige Teil 21 hat am Umfang mindestens eine Nut 23, in die ein Werkzeug zum Gegenhaiten gegen die Drehbewegunj am Schraubelement 3 eingesetzt werden kann.is designed separately from the machine element 2. By pushing the parts 11 with the outer cone 11' and part 21 with the inner cone 21* over each other while the screw element 3 is being rotated, part 21 is stretched, whereby it sits firmly in the fitting bore of the machine element 2. The ring-shaped part 21 has at least one groove 23 on the circumference, into which a tool can be inserted to counteract the rotational movement on the screw element 3.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 sind Innenkonus 21' und Aussenkonus 11' gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 in mehrere gleiche Abschnitte unterteilt, wodurch die radiale Abmessung der Teile 11 und 21 geringer gehalten werden kann als bei den Teilen 11 und 21 gemäss Fig. 3. Teil 21 in Fig. 4 wird mit Vorteil geschlitzt ausgeführt. Durch Spreizen des Teils 21 kann Teil 11 in dieses eingeführt werden, und die Teile bleiben aufgrund der sägezahnartigen Konusabschnitte 11',21' auch im demontierten Zustand beieinander.In the embodiment according to Fig. 4, the inner cone 21' and the outer cone 11' are divided into several equal sections compared to the embodiment in Fig. 2, whereby the radial dimensions of the parts 11 and 21 can be kept smaller than in the parts 11 and 21 according to Fig. 3. Part 21 in Fig. 4 is advantageously designed with slots. By spreading the part 21, part 11 can be inserted into it, and the parts remain together even when dismantled due to the sawtooth-like cone sections 11', 21'.

Claims (6)

- 6 Schutzansprflche- 6 Protection claims 1. Spannvorrichtung zur drehfesten Verbindung einer Weile1. Clamping device for a rotationally fixed connection for a while mit einem Maschinenelement, wobei das Maschinenelement f§ eine Bohrung aufweist, in der sich ein Abschnitt der Welle befindet, und wobei auf dem Abschnitt ein Teil mit einem Innenkonus gegenüber einem Teil mit einem Aussenkonus, der im Innenkonus sitzt, mittels mindestens eines Schraubelementes axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Schraubelement (3) zwei Gewinde (31,32) mit unterschiedlichen Steigungen aufweist, und dass das Teil (21) mit dem Innenkonus (21*) ein zur> ersten Gewindewith a machine element, wherein the machine element f§ has a bore in which a section of the shaft is located, and wherein on the section a part with an inner cone is axially displaceable relative to a part with an outer cone, which sits in the inner cone, by means of at least one screw element, characterized in that the screw element (3) has two threads (31,32) with different pitches, and that the part (21) with the inner cone (21*) has a thread (31) des Schraubelementes (3) passendes Gegengewinde (24) und das Teil (11) mit dem Aussenkonus (11*) ein zum zweiten Gewinde (32) des Schraubelementes (3) passendes Gegengewinde (14) besitzt, wobei jeweils ein Gewinde (31,32) und ein Gegengewinde (24,14) ineinandergreifen. (31) of the screw element (3) has a matching counter thread (24) and the part (11) with the outer cone (11*) has a counter thread (14) matching the second thread (32) of the screw element (3), whereby a thread (31,32) and a counter thread (24,14) engage with each other. 2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (21) mit dem Innenkonus (21*) ein-' stückig mit der Nabe (20) ausgeführt ist.2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the part (21) with the inner cone (21*) is designed in one piece with the hub (20). 3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (11) mit dem Aussenkonus (11*) einstückig mit der Welle (1) ausgeführt ist.3. Clamping device according to claim 1, characterized in that the part (11) with the outer cone (11*) is made in one piece with the shaft (1). 4. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubelement (3) als Schraube mit einem ersten Aussengewinde (31) und einem zweiten kleineren Gewinde (32) ausgeführt ist, wobei der Auseendurchmesser des zweiten Gewindes4. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the screw element (3) is designed as a screw with a first external thread (31) and a second smaller thread (32), wherein the external diameter of the second thread (32) kleiner als der Innendurchmesser des ersten(32) smaller than the inner diameter of the first Gegengewindes (24) des Teils (21) im Maschinenelement (2) ist.counter thread (24) of the part (21) in the machine element (2). 5, S^estinvoFjrichtunij iiäcfa Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass cias Schraube lenient (3) aus eimesn Gewindering mit aineis erstSR Oe^'inde i313.- das als Aussen^ewinde ausgeführt ist. s.r,5 siaea zweiten &iacgr;&bgr;&bgr;&ngr;&iacgr;&iacgr;&eegr;<3« IZ2) , das sls Innengewinde ausgeführt ist, besteht.5, System according to claim 1, characterized in that the screw element (3) consists of a threaded ring with a first thread (IZ2) which is designed as an external thread and a second thread ( IZ2) which is designed as an internal thread. 6. Spannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil (21) als Ring in einer Passbohrung der Nabe (20) sitzt, und dass der Teil (11) auf einem Abschnitt der Welle sitzt.6. Clamping device according to claim 5, characterized in that the part (21) sits as a ring in a fitting bore of the hub (20), and that the part (11) sits on a section of the shaft.
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