DE9308717U1 - Cone clamping arrangement - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Konusspannanordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art.The invention relates to a conical clamping arrangement of the type corresponding to the preamble of claim 1.
Eine solche Konusspannanordnung gehört durch die nicht vorveröffentlichte DE 43 07 043 A 1 zum Stand der Technik. Bei dieser Ausführungsform stößt das Konusringelement mit seinen dickwandigeren Ende gegen das Nabenende und untergreift die Nabe mit einem zylindrischen Büchsenabschnitt, der unter der Nabe festgeklemmt wird und beim Zusammendrücken der Nabe an der Drehmomentübertragung mitwirkt.Such a cone clamping arrangement is part of the state of the art through the unpublished DE 43 07 043 A 1. In this embodiment, the cone ring element abuts against the hub end with its thicker-walled end and grips the hub with a cylindrical bushing section, which is clamped under the hub and contributes to the torque transmission when the hub is compressed.
Die Nabe bedarf hierbei einer besonderen Gestaltung in Gestalt der Ausnehmung für den Büchsenabschnitt.The hub requires a special design in the form of the recess for the bushing section.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung der Nabe für den Hersteller des zu dieser gehörenden Bauteils zu vereinfachen.The invention is based on the object of simplifying the manufacture of the hub for the manufacturer of the component belonging to it.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 wiedergegebene Erfindung gelöst.This object is solved by the invention set out in claim 1.
Das Konusringelement greift also nicht mehr mit demThe cone ring element no longer engages with the
Büchsenabschnitt unter die Nabe, sodaß die entsprechende Ausnehmung in dieser sich erübrigt. Der Flansch erstreckt sich radial vor dem Nabenende und liegt an diesem an.Bushing section under the hub, so that the corresponding recess in it is unnecessary. The flange extends radially in front of the hub end and rests against it.
In einer ersten in Betracht kommenden Ausführungsform nach Anspruch 2 wird der Flansch von den Spannschrauben durchgriffen. Die Drehverbindung aus dem Nabenbereich in den Bereich des Konusringelements wird auf diese Weise durch die die Bohrungen in dem Flansch durchgreifenden Spannschrauben geschaffen.In a first embodiment under consideration according to claim 2, the flange is penetrated by the clamping screws. The rotary connection from the hub area to the area of the conical ring element is created in this way by the clamping screws penetrating the holes in the flange.
Eine weitere Funktion erhält der Flansch durch die Abdrückschrauben nach Anspruch 3, für die er ein Widerlager bilden kann.The flange is given a further function by the jack screws according to claim 3, for which it can form an abutment.
Mit dem Ausdruck "Nabe" soll nicht nur eine eigentliche Nabe, d.h. ein zylindrischer axialer Ansatz an einem Bauteil, sondern auch die Verbindungshülse einer Wellenkupplung und überhaupt jedes büchsenartige zylindrische Bauteil verstanden werden, welches eine Welle umschließt und mit dieser durch Klemmen verbunden werden soll.The term "hub" is not only intended to refer to an actual hub, i.e. a cylindrical axial attachment to a component, but also to the connecting sleeve of a shaft coupling and generally to any sleeve-like cylindrical component that encloses a shaft and is to be connected to it by clamping.
Unter diesem Aspekt kann die "Nabe" auch Bestandteil einer Wellenkupplung sein und auf dem einen Wellenende sitzen. Die "Nabe" ist hierbei an einer Kupplungshülse ausgebildet und kommt an deren anderen Ende noch einmal vor. Die dortige Nabe sitzt auf dem dortigen Ende der anderen Welle.From this perspective, the "hub" can also be part of a shaft coupling and sit on one end of the shaft. The "hub" is formed on a coupling sleeve and appears again at the other end. The hub there sits on the end of the other shaft.
Besonders für diesen Fall kann die Anordnung der axialen Spannschrauben nach Anspruch 5 gewählt werden.Especially for this case, the arrangement of the axial clamping screws can be selected according to claim 5.
Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6 besteht darin, auf den zusammenwirkenden Konusflächen ein Schmiersystem vorzusehen, wie es für sich genommen aus der DE 33 05 538 C 1 oder der US 3 210 104 bekannt ist. Das Schmiersystem kann nicht nur das Verspannen der Teile beim Betätigen der axialen Spannschrauben unterstützen sondern auch das selektive Lösen der axial gestaffelten Konusflächenpaare.An important embodiment of the invention according to claim 6 consists in providing a lubrication system on the interacting conical surfaces, as is known per se from DE 33 05 538 C 1 or US 3 210 104. The lubrication system can not only support the clamping of the parts when the axial clamping screws are actuated, but also the selective loosening of the axially staggered pairs of conical surfaces.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 stellt sicher, daß beide Abschnitte des Stufenkonusrings zur Verspannung gebracht werden, und zwar derart, daß die Verklemmung derThe design according to claim 7 ensures that both sections of the stepped cone ring are clamped in such a way that the clamping of the
Nabe den Vorzug genießt.Hub enjoys the preference.
Die Herstellung der Nabe kann noch weiter vereinfacht werden, wenn die daran vorzusehende Konusfläche nicht auf der Nabe selbst, sondern gemäß Anspruch 8 auf einem separaten dünnwandigen Konusring vorgesehen wird.The manufacture of the hub can be simplified even further if the conical surface to be provided thereon is not provided on the hub itself, but rather on a separate thin-walled conical ring according to claim 8.
Der Stufenkonusring führt im Grunde zu einer Doppelpassung, zu deren Bewältigung es einer genauen Anpassung der Durchmesser der Konusflächen bedarf. Die Anpassungsfähigkeit des Stufenkonusrings kann verbessert werden, wenn nahe der Stufe in dem dünnwandigeren Teil eine in einer senkrecht zur Achse verlaufenden Ebene gelegene Umfangsnut (außen oder innen) angebracht wird, die den Querschnitt bis auf einen für die Übertragung des Drehmoments notwendigen Teil schwächt und eine gewissen Unabhängigkeit der radialen Dehnung der beiden Abschnitte des Stufenkonusrings ermöglicht.The stepped cone ring essentially results in a double fit, which requires a precise adjustment of the diameters of the cone surfaces. The adaptability of the stepped cone ring can be improved if a circumferential groove (external or internal) is made near the step in the thinner-walled part in a plane perpendicular to the axis, which weakens the cross-section except for a part necessary for the transmission of the torque and allows a certain independence of the radial expansion of the two sections of the stepped cone ring.
Ein äußerer Stufenkonusring ist für sich genommen aus der DE 11 90 226 C 1 bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform wirkt der äußere Stufenkonusring jedoch mit einem einteiligen inneren Stufenkonusring zu einem Spannsatz zusammen, während bei der Erfindung innen mindestens zwei Teile vorhanden sind und die Funktion eine andere ist.An outer stepped cone ring is known per se from DE 11 90 226 C 1. In the known embodiment, however, the outer stepped cone ring works together with a one-piece inner stepped cone ring to form a clamping set, while in the invention there are at least two parts inside and the function is different.
Eine Nabenbefestigung mit gestaffelten Konusringpaaren geht für sich genommen aus der DE 32 15 887 C 2 hervor, die auch eine mit einem Durchmesserabsatz versehene Nabe erkennen läßt, auf der ein dünnwandiger Konusring angebracht ist.A hub fastening with staggered cone ring pairs is evident from DE 32 15 887 C 2, which also shows a hub with a diameter step on which a thin-walled cone ring is attached.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.The drawing shows embodiments of the invention.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel in Gestalt einer Nabenbefestigung, bei der die Konusspannanordnung in einem durch die Wellenachse gehenden Schnitt dargestellt ist;Fig. 1 shows a first embodiment in the form of a hub fastening, in which the conical clamping arrangement is shown in a section through the shaft axis;
Fig. 2 zeigt eine entsprechende Ansicht, bei welcher die Nabe Teil einer Wellenkupplung ist.Fig. 2 shows a corresponding view in which the hub is part of a shaft coupling.
Bei der Konusspannanordnung 100 der Fig. 1 ist eineIn the cone clamping arrangement 100 of Fig. 1, a
Welle 1 mit einem zylindrischen Außenumfang 2 vorgesehen, auf welcher ein äußeres Bauteil 4 angeordnet ist, welches mit einem zylindrischen Innenumfang 3 auf dem Außenumfang 2 der Welle 1 zentriert anliegt. Das äußere Bauteil 4 umfaßt beispielsweise ein Flansch 5 oder ein Zahnrad oder irgendein anderes funktionelles Teil dieser Art und eine davon axial auslandende Nabe 10, die die Welle 1 umgibt. Das äußere Bauteil 4 soll an seiner Nabe 10 durch Klemmung an der zylindrischen Innenumfangsfläche 3 auf der Welle 1 festgesetzt werden.Shaft 1 with a cylindrical outer circumference 2 is provided, on which an outer component 4 is arranged, which with a cylindrical inner circumference 3 rests centered on the outer circumference 2 of the shaft 1. The outer component 4 includes, for example, a flange 5 or a gear or any other functional part of this type and a hub 10 projecting axially therefrom, which surrounds the shaft 1. The outer component 4 is to be fixed to its hub 10 by clamping on the cylindrical inner circumferential surface 3 on the shaft 1.
Zu diesem Zweck weist die Nabe 10 an ihrem Außenumfang einen Durchmesserabsatz 11 auf, auf welchem ein dünnwandiger Konusring 12 mit einer zylindrischen Innenumfangsfläche 14 angeordnet ist, der mit seiner Stirnseite gegen die Stufe 15 des Durchmesserabsatzes 11 stößt. In dem Ausführungsbeispiel ist der dünnwandige Konusring 12 als Flanschring mit einem an seinem dickwandigeren Ende radial vorspringenden Flansch 6 ausgebildet, was aber nicht zwingend ist.For this purpose, the hub 10 has a diameter step 11 on its outer circumference, on which a thin-walled conical ring 12 with a cylindrical inner circumferential surface 14 is arranged, the front side of which abuts against the step 15 of the diameter step 11. In the exemplary embodiment, the thin-walled conical ring 12 is designed as a flange ring with a flange 6 projecting radially at its thicker-walled end, but this is not mandatory.
Die konische Außenumfangsfläche 16 des dünnwandigen Konusrings 12 auf der Nabe 10 hat einen selbsthemmenden Konuswinkel und wirkt mit der konischen Innenumfangsfläche 17 eines Konusrings 18 zusammen, der mit einem axial vorgelagerten Konusringteil 22 einstückig ist, der sich vor der Stirnseite 13 der Nabe 10 in einer Stufe 19 radial nach innen erstreckt und eine konische Innenumfangsfläche 21 aufweist, die mit der konischen Außenumfangs fläche 23 eines Flanschkonusrings 7 zusammenwirkt. Der Konuswinkel der Konusflächen 21,23 ist der gleiche wie der der Konusflächen 16,17. Der Konusring 18 und das Konusringteil 22 bilden also zusammen einen Stufenkonusring 30 mit gleichgerichteten und gleichwinkligen Konusflächen 17,21.The conical outer peripheral surface 16 of the thin-walled cone ring 12 on the hub 10 has a self-locking cone angle and interacts with the conical inner peripheral surface 17 of a cone ring 18, which is integral with an axially forward cone ring part 22, which extends radially inwards in a step 19 in front of the end face 13 of the hub 10 and has a conical inner peripheral surface 21, which interacts with the conical outer peripheral surface 23 of a flange cone ring 7. The cone angle of the cone surfaces 21, 23 is the same as that of the cone surfaces 16, 17. The cone ring 18 and the cone ring part 22 together therefore form a stepped cone ring 30 with conical surfaces 17, 21 that are aligned and have the same angles.
An dem der Nabe zugewandten dickwandigeren Ende des Flanschkonusrings 7 weist dieser einen radial vorspringenden Flansch 20 auf, der axial an der Stirnseite 13 der Nabe 10 anliegt. Der Flansch 20 erstreckt sich in den durch die Durchmesserstufe 19 des Stufenkonus rings 30At the thicker-walled end of the flange cone ring 7 facing the hub, it has a radially projecting flange 20 which axially rests against the front side 13 of the hub 10. The flange 20 extends into the area defined by the diameter step 19 of the stepped cone ring 30.
gebildeten Raum, desen axiale Erstreckung 19' eine ausreichende axiale Verlagerung des Stufenkonusrings 30 gegen die Nabe 10 hin zuläßt.formed space, the axial extension 19' of which allows sufficient axial displacement of the stepped cone ring 30 towards the hub 10.
An über den Umfang gleichmäßig verteilten Stellen sind axiale Spannschrauben 32 vorgesehen, die in dem Ausführungsbeispiel von links durch eine Durchgangsbohrung 31, die radial in Höhe der Durchmesserstufe 19 gelegen ist, des Konusringteils 22 hindurchgehen, an fluchtenden Stellen gelegene Bohrungen 9 des Flansches 20 durchgreifen und in Gewindebohrungen 33 der Nabe 10 eingeschraubt sind. In Umfangsrichtung zwischen den Bohrungen 31,9,33 sind in dem Konusringteil 22 Gewindebohrungen vorgesehen, denen in dem Flansch 20 bohrungsfreie Stellen gegenüberliegen, sodaß beim Einschrauben von Gewindeschrauben in diese Gewindebohrungen der Stufenkonusring 30 von den Konusflächen 23,16 abgezogen werden kann.Axial clamping screws 32 are provided at points evenly distributed around the circumference, which in the exemplary embodiment pass from the left through a through hole 31, which is located radially at the height of the diameter step 19, in the conical ring part 22, reach through holes 9 of the flange 20 located at aligned points and are screwed into threaded holes 33 of the hub 10. In the circumferential direction between the holes 31, 9, 33 threaded holes are provided in the conical ring part 22, opposite which are hole-free points in the flange 20, so that when threaded screws are screwed into these threaded holes, the stepped conical ring 30 can be pulled off the conical surfaces 23, 16.
Zur Erleichterung des Abgleitens der Konusflächen 16,17 bzw. 21,23 aufeinander kann in jeweils einer der zusammenwirkenden Konusflächen ein System von nutartigen Kanälen vorgesehen sein, von welchen jeweils ein in Umfangsrichtung verlaufender Kanal 24,25 in Fig. 1 angedeutet ist.To facilitate the sliding of the conical surfaces 16, 17 and 21, 23 on each other, a system of groove-like channels can be provided in each of the interacting conical surfaces, of which a channel 24, 25 running in the circumferential direction is indicated in Fig. 1.
Die Umfangskanäle 24,25 stehen über Zuleitungen 26,27 mit Anschlüssen 28,29 in Verbindung, über die unter sehr hohem Druck stehendes fluides Schmiermittel herangeführt werden kann, welches sich von den Kanälen 24,25 aus in axialer Richtung über die Gleitflächen 16,17 bzw. 21,23 ausbreitet und das Abgleiten derselben in Achsrichtung erleichtert.The circumferential channels 24,25 are connected via supply lines 26,27 to connections 28,29, via which fluid lubricant under very high pressure can be supplied, which spreads from the channels 24,25 in the axial direction over the sliding surfaces 16,17 and 21,23, respectively, and facilitates the sliding of the same in the axial direction.
Beim axialen Anziehen der Konusspannanordnung 100 mittels der Spannschrauben 32 wird der Stufenkonusring 30 gegen das Bauteil 4 angezogen. Dabei kommt der Konusring 18 auf der Konusfläche 16 der Nabe 10 zuerst zur Anlage und beginnt dort, radiale Kräfte auszuüben, die bei weiterer Steigerung der Spannkraft der Spannschrauben 32 die Nabe 10 auf der Welle 1 zusammenpreßt. Bevor die volle Verspannung erreicht ist, kommen auf die KonusflächenWhen the cone clamping arrangement 100 is tightened axially using the clamping screws 32, the stepped cone ring 30 is tightened against the component 4. The cone ring 18 first comes into contact with the cone surface 16 of the hub 10 and begins to exert radial forces there, which, as the clamping force of the clamping screws 32 increases, presses the hub 10 together on the shaft 1. Before the full clamping is achieved, the cone surfaces
— &Oacgr; ——&Oacgr;—
21,23 aufeinander zur Anlage und wird der Flanschkonusring 7 auf der Welle 1 festgeklemmt.21,23 are pressed against each other and the flange cone ring 7 is clamped onto the shaft 1.
Um die radiale Anpassungsfähigkeit des Stufenkonusrings 30 auf den Konus flächenpaaren 16,17 bzw. 21,23 zu erhöhen kann nahe der Durchmesserstufe 19 in dem die geringere Wandstärke aufweisenden Teil eine Umfangsnut 35 vorgesehen sein, die in dem Ausführungsbeispiel eine Außenumfangsnut ist und etwa die Tiefe der Hälfte der Wandstärke des Konusrings 18 aufweist. Der stehenbleibende Querschnitt ist so zu bemessen, daß die wirkenden Drehmomente an dieser Stelle noch übertragen werden können.In order to increase the radial adaptability of the stepped cone ring 30 on the cone surface pairs 16, 17 and 21, 23, a circumferential groove 35 can be provided near the diameter step 19 in the part with the smaller wall thickness, which in the exemplary embodiment is an outer circumferential groove and has a depth of approximately half the wall thickness of the cone ring 18. The remaining cross-section is to be dimensioned such that the effective torques can still be transmitted at this point.
Soweit bei der Konusspannanordnung 200 der Fig. 2 funktionell entsprechende Teile vorhanden sind, sind die Bezugszahlen gleich. Der Hauptunterschied besteht darin, daß es nicht darum geht, ein Bauteil 4 auf einer Welle 1 festzusetzen, sonder darum, zwei Wellenenden 1,1' die in dem Ausführungsbeispiel gleichen Durchmesser haben, mittels einer Kupplungsbüchse 34 zu verbinden, die mit ihrer Innenbohrung auf dem Außenumfang 2,2' der Wellenenden 1,1' angeordnet ist und an ihren axialen Enden die "Naben" 10 hat, die in der gleichen Weise ausgebildet sind und mit der Flanschkonusbüchse 7 jeweils ebenso zusammenwirken wie bei der Ausführungsform 100. Es ist lediglich die gleiche Anordnung auf dem Wellenende 1' rechts noch einmal vorhanden. Die axialen Spannschrauben 32' gehen außerhalb der Konusflächen 16,17 über die ganze Länge der Konusspannanordnung 200 durch und verbinden die beiden Stufenkonusringe 30 miteinander.As far as functionally corresponding parts are present in the cone clamping arrangement 200 of Fig. 2, the reference numbers are the same. The main difference is that it is not a matter of securing a component 4 on a shaft 1, but of connecting two shaft ends 1, 1', which in the exemplary embodiment have the same diameter, by means of a coupling bush 34, which is arranged with its inner bore on the outer circumference 2, 2' of the shaft ends 1, 1' and has the "hubs" 10 at its axial ends, which are designed in the same way and interact with the flange cone bush 7 in the same way as in the embodiment 100. The same arrangement is only present again on the shaft end 1' on the right. The axial clamping screws 32' extend outside the cone surfaces 16, 17 over the entire length of the cone clamping arrangement 200 and connect the two stepped cone rings 30 to one another.
Die Flansche 20 der Flanschkonusringe 7 weisen in diesem Ausführungsbeispiel 200 keine Durchgangsbohrungen auf sondern dienen lediglich als Wiederlager für Abdrückschrauben, die in axiale Gewindebohrungen 37 der Stufenkonusringe 30 eingeschraubt werden.In this embodiment 200, the flanges 20 of the flange cone rings 7 have no through holes but merely serve as abutments for forcing screws which are screwed into axial threaded holes 37 of the step cone rings 30.
Zur Erhöhung der Nachgiebigkeit der Kupplungsbüchse 34 kann diese an einigen wenigen über den Umfang verteilten Stellen in Längsrichtung durchgehende Bohrungen 36 aufweisen.To increase the flexibility of the coupling bush 34, it can have through holes 36 in the longitudinal direction at a few points distributed around the circumference.
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