DE2335683A1

DE2335683A1 - Method of fixing a wheel to a shaft - elastically deforms rings with matching conical ends

Info

Publication number: DE2335683A1
Application number: DE19732335683
Authority: DE
Inventors: Werner Winckelhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-07-13
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1975-02-06

Abstract

The wheel is mounted on the shaft with the aid of a pair of external coned rings and a central ring which is internally coned at each end to match the outer rings. The central ring has equally spaced axial holes. One of the outer rings has the same number of threaded holes. When the bolts are screwed into the threaded holes the outer rings are brought together expanding the central ring outwards to grip the bore of the wheel and the rings themselves are compressed inwards to grip the shaft. The system can be used together with a key or with splines.

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen patent attorneys

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: ₄₁ 99i/_Di- Hans Dieter GesthuysenPhysicist Dr. Walter Andrejewski graduate engineer Dr.-lng. Manfred Honke Graduate Engineer Lawyer _{files: 41} 99i / _D i- Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den 3. Juli 1973 Theaterplatz 34300 Essen, July 3, 1973 Theaterplatz 3

Patentanmeldung
Herrn Werner Winckelhaus
4100 Duisburg,
Manteuffe!straße 18Patent application
Mr. Werner Winckelhaus
4100 Duisburg,
Manteuffe! Street 18

"In eine Nabenbohrung einsetzbarer Spannsatz für. den Verbund von Welle und Nabe"."Clamping set that can be inserted into a hub bore for. The connection of shaft and hub".

Die Erfindung bezieht sich auf einen in eine Nabenbohrung einsetzbaren Spannsatz für den Verbund von Welle und Nabe, bestehend aus zwei Druckringen, die auf die Welle aufsetzbar sind,, einen Spannring, der von den Druckringen innenseitig gegen die Nabenbohrung zu drücken ist, und aus in Bohrungen der Druckringe eingesetzten, die Druckringe verbindenden Spannschrauben (die parallel zur Wellenachse geführt sind) wobei die Druckringe ein-The invention relates to an insertable into a hub bore Clamping set for the connection of shaft and hub, consisting of two pressure rings that can be placed on the shaft, a clamping ring, which is to be pressed by the pressure rings on the inside against the hub bore, and out into the bores of the pressure rings inserted clamping screws connecting the pressure rings (which are guided parallel to the shaft axis) whereby the pressure rings

409886/0041409886/0041

Andrejewski, Honke & Gesfhuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplcrtz 3Andrejewski, Honke & Gesfhuysen, patent attorneys, 4300 Essen 1, Theaterplcrtz 3

ander gegenüberliegende Außenkonusflächen und der Spannring angepaßte Innenkonusflächen aufweisen und wobei die Verbundkräfte durch elastische Verformung der Spannringe und der Druckringe im Bereich des an den Druckringen abgestützten Spannringes erzeugt werden.other opposite outer conical surfaces and the clamping ring adapted Have inner conical surfaces and wherein the composite forces by elastic deformation of the clamping rings and the pressure rings in the area of the clamping ring supported on the pressure rings be generated.

Bei bekannten Spannsätzen der beschriebenen Gattung (vgl. DT-PS 1 525 376) besitzt der Spannring eine Breite, die die der beiden Druckringe gemeinsam noch überfaßt. Das mag, je nach den Konuswinkeln, für die Erzeugung großer Verbundkräfte mit vergleichsweise kleinen Spannkräften der Spannschrauben vorteilhaft sein. Nachteilig ist, daß weder die Welle noch die Nabe durch einen solchen Spannsatz beim Verbund auch eine Zentrierung erfahren. So beobachtet man in der Praxis unter Umständen ein mehr oder weniger ausgeprägtes Schlagen der Gesamtheit aus Nabe und Welle. Soll dieses Schlagen vermieden werden, so müssen bei der bekannten Ausführungsform nach vorheriger Ausrichtung von Welle und Nabe extrem vorsichtig die Spannschrauben betätigt werden, die die Druckringe durchdringen. Nur wenn eine extrem vorsichtige Einstellung erfolgt, kann verhindert werden, daß der Verbund die Ausrichtung stört.In known clamping sets of the type described (cf. DT-PS 1 525 376), the clamping ring has a width that corresponds to that of the two Pressure rings together still overridden. That may, depending on the cone angles, be advantageous for generating large composite forces with comparatively small clamping forces of the clamping screws. It is disadvantageous that neither the shaft nor the hub are centered by such a clamping set when connected. In practice, for example, a more or less pronounced beating of the whole of the hub and shaft can be observed. If this beating is to be avoided, in the known embodiment, after prior alignment of the shaft and In the hub, the clamping screws that penetrate the pressure rings must be operated extremely carefully. Only if an extremely careful If the setting is made, it can be prevented that the composite disrupts the alignment.

Die beschriebenen Nachteile gelten sowohl dann, wenn die Druckringe unmittelbar auf die Welle aufgesetzt werden, als auch dann, wenn ein weiterer Spannring zwischen den Druckringen und der Welle angeordnet ist. Im übrigen kennt man Spannsätze ähnlicher Gattung, denen gleichsam Zentrierringe vorgeschaltet sind, während einer der Druckringe in Fortfall kommt. Die beschriebenen Nachteile gelten auch hier und auch dann, wenn die Zentrierringe die Spannschrauben tragen.The disadvantages described apply both when the pressure rings be placed directly on the shaft, as well as when another clamping ring between the pressure rings and the shaft is arranged. Otherwise, clamping sets are known to be more similar Type which, as it were, are preceded by centering rings, while one of the pressure rings is no longer available. The described Disadvantages also apply here and also when the centering rings carry the tensioning screws.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in eine Naben-: bohrung einsetzbaren Spannsatz der eingangs beschriebenen Gat-The invention is based on the object of a hub: hole insertable clamping set of the gate described above

409886/0048409886/0048

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, patent attorneys, 4300 Essen 1, Theatefpkitz 3

tung bo weiter auszubilden, daß gleichzeitig mit dem Verbund auch eine Zentrierung von Helle und Nabe erfolgt.tung bo continue to train that simultaneously with the composite centering of light and hub also takes place.

Die Erfindung betrifft einen in eine Nabenbohrung einsetzbaren Spanneatz für den Verbund von Welle und Nabe, bestehend aus zwei Druckringen, die auf die Helle aufsetzbar sind, einen Spannring, der von den Druckringen innenseitig gegen die Nabenbohrung zu drücken ist, und aus in Bohrungen der Druckringe eingesetzten, die Druckringe verbindenden Spannschrauben (die parallel zur Hellenachse geführt sind), wobei die Druckringe einander gegenüberliegende Außenkonusflächeh und der Spannring angepaßte Innenkonus flächen aufweisen und die Verbundkräfte durch elastische Verformung des Spannringes und der Druckringe im Bereich des an den Druckringen abgestützten Spannringes erzeugt werden. Die Erfindung besteht darin, daß die Druckringe an den Bereich ihrer elastischen Verformung angeschlossene, bei Betätigung der Spannschrauben (praktisch) unverformt bleibende (d. h. im Sinne der klassischen Mechanik starre) nach außen weisende Verbreiterungsringabschnitte aufweisen und die Verbreiterungsringabschnitte als Zentrierringe ausgebildet sind. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bei einem Spannsatz der eingangs beschriebenen Gattung die Druckringe «ine zusätzliche Funktion erfüllen können« nämlich die von Zentrierringen. Dazu ist es lediglich erforderlich, dl« Druckringe su verbreitern, überraschenderweise lassen sich die Verbreiterungen so breit ausführen, daß sie keinerlei störende Verformungen bei Betätigung der Spannschrauben mehr erfahren, so daß diese Verbreiterungsringabschnitt· in der beschriebenen Welse als lentrierringe funktionieren können. Dl· zentrierenden Kraft· entstehen so an zwei Zentrierauflagern, die Zentrierung 1st folglich statisch bestimmt und sehr genau. Andererseits werden die elastischen Verformungen, die im Bereich der elastischen VerformungThe invention relates to a clamping seat that can be inserted into a hub bore for the connection of shaft and hub, consisting of two Pressure rings that can be placed on the light, a clamping ring that closes from the pressure rings on the inside against the hub bore press, and from clamping screws inserted into the bores of the pressure rings and connecting the pressure rings (which are parallel to the Hellenachse are guided), the pressure rings opposing outer cone surface and the clamping ring adapted inner cone have surfaces and the composite forces through elastic deformation of the clamping ring and the pressure rings in the area of the clamping ring supported on the pressure rings. The invention consists in that the pressure rings to the area their elastic deformation, which remains (practically) undeformed when the clamping screws are actuated (i.e. in the In the sense of classical mechanics, rigid) outward-pointing widening ring sections have and the widening ring sections are designed as centering rings. - The invention is based on the knowledge that in a clamping set of the type described at the outset, the pressure rings «one additional Function «namely that of centering rings. For this it is only necessary to widen the pressure rings, Surprisingly, the widenings can be so wide ensure that they no longer experience any disruptive deformations when the clamping screws are operated, so that this widening ring section in the catfish described as lentrierringe can work. Dl · centering force · arise so on two centering supports, the centering is consequently statically determined and very precise. On the other hand, the elastic deformations that are in the area of elastic deformation

409886/0048409886/0048

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Pcrtentanwaile, 4300 Essen 1, Tneaferpkrtz 3

der Druckringe für den Verbund erforderlich sind, durch die Verbreiterungsringabschnitte nicht beeinflußt. Der Verbund zwischen Welle und Nabe ist also einwandfrei. Zu Unrecht hat man bisher bei bekannten Ausführungsformen von Spannsätzen der beschriebenen Gattung die Druckringe verhältnismäßig schmal gestaltet. - Die bei dem erfindungsgemäßen Spannsatz erreichte Zentrierung ist selbstverständlich nur die, die über die Passungen der einander zugeordneten (unverformt bleibenden) Teile vorgegeben ist.of the pressure rings are required for the composite, through which Widening ring sections not affected. The connection between shaft and hub is therefore flawless. One is wrong previously in known embodiments of clamping sets of the described Type of pressure rings designed relatively narrow. - The achieved with the clamping set according to the invention Centering is of course only that which is about the fits of the mutually associated (undeformed) parts is specified.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Zu einer ausreichenden Breite der Druckringe reicht aus, daß jeder Druckrintf insgesamt eine Breite aufweist, die mindestens den Wellenradius entspricht. Das meint also die Breite aus dem Verbreiterungsabschnitt plus dem der elastischen Verformung unterworfenen Teilstück. Dabei können die Verbreiterungsabschnitte der Druckringe ihrerseits etwa die Breite der der elastischen Verformung unterworfenen Teilstücke besitzen.In particular, there are several possibilities within the scope of the invention further training and design. For a sufficient width of the pressure rings, it is sufficient that each pressure rintf overall has a width which corresponds at least to the shaft radius. So that means the width from the widening section plus that portion subjected to elastic deformation. The widening sections of the pressure rings in turn have approximately the width of the sections subjected to elastic deformation.

Bei den erfindungsgemäßen Spannsätzen der beschriebenen Gattung wird die Nabe stets kraftschlüssig an den Spannring angeschlossen. Der Anschluß der Welle an die Druckstücke kann auf verschiedene Weise erfolgen. Ohne weiteres kann auch die Welle kraftschlüssig angeschlossen werden, wobei der entsprechende Kraftschluß über die Druckringe erfolgt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, für die Welle einen formschlüssigen Anschluß oder ggfls. zusätzlich einen formschlüssigen Anschluß vorzusehen, in dem in üblicher Weise eine Verbindung mittels Paßfeder oder eine Verbindung mittels Kerbverzahnung hergestellt wird. Endlich liegt es im Rahman der Erfindung, auch zur Welle hin noch einen Spannring vorzusehen. Die Spannschrauben sind über denWith the clamping sets according to the invention of the type described the hub is always positively connected to the clamping ring. The connection of the shaft to the pressure pieces can be done in different ways Way. Without further ado, the shaft can also be connected in a non-positive manner, with the corresponding Frictional connection takes place via the pressure rings. But it also exists the possibility of a positive connection or, if necessary, for the shaft. additionally provide a form-fitting connection, in which a connection by means of parallel key or a connection by means of serration is established in the usual way. Finally it is within the scope of the invention to also provide a clamping ring towards the shaft. The tensioning screws are over the

409886/0048409886/0048

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, patent attorneys, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3

Umfang der Druckringe so verteilt, wie es zur möglichst gleichmäßigen Aufbringung der Spannkräfte erforderlich ist. Beispielsweise arbeitet man mit zehn oder mehr äquidistant über den Umfang verteilten Spannschrauben.The circumference of the pressure rings is distributed in such a way that it is as uniform as possible Application of the clamping forces is required. For example, one works with ten or more equidistantly over the circumference distributed clamping screws.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein AusfUhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following, the invention is illustrated by means of only one exemplary embodiment Illustrative drawing explained in more detail. It show in a schematic representation

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Spannsatz 1 shows an axial section through a clamping set according to the invention

Fig. 2 eine andere Ausfuhrungsform des Gegenstandes der Fig. 1 undFIG. 2 shows another embodiment of the object of FIG. 1 and

Fig. 3 ausschnittsweise, eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1.FIG. 3 shows a detail of a side view of the object of FIG. 1.

Die in den Figuren dargestellten Spannsätze sind stets in eine Nabenbohrung eingesetzt. Sie sind für den Verbund von Welle 1 und Nabe 2 bestimmt. In ihrem grundsätzlichen Aufbau bestehen diese Spannsätze aus zwei Druckringen 3, 4, die auf die Welle aufsetzbar sind, einem Spannring 5, der von den Druckringen 3, 4 innenseitig gegen die Nabenbohrung 6 zu drücken ist, und aus in Bohrungen 7 der Druckringe 3, 4 eingesetzten, die Druckringe 3, 4 verbindenden Spannschrauben 8, die parallel zur Wellenachse 9 geführt sind. Die Druckringe 3, 4 besitzen einander gegenüberliegende Außenkonusflächen 10. Der Spannring 5 ist mit angepaßten Innenkonusflächen 11 versehen. Die Verbundkräfte werden durch elastische Verformung des Spannringes 5 und der Druckringe 3, 4 im Bereich des an den Druckringen 3,4 abgestützten Spannringes 5 erzeugt. Nach dem Stand der Technik habenThe clamping sets shown in the figures are always inserted into a hub bore. They are for the network of wave 1 and hub 2 determined. In their basic structure, these clamping sets consist of two pressure rings 3, 4, which are on the shaft can be placed, a clamping ring 5, which is to be pressed by the pressure rings 3, 4 on the inside against the hub bore 6, and from in bores 7 of the pressure rings 3, 4 used, the pressure rings 3, 4 connecting clamping screws 8, which are parallel to the shaft axis 9 are performed. The pressure rings 3, 4 have opposite outer conical surfaces 10. The clamping ring 5 is with adapted inner conical surfaces 11 provided. The composite forces are supported by elastic deformation of the clamping ring 5 and the pressure rings 3, 4 in the area of the pressure rings 3, 4 Clamping ring 5 generated. According to the state of the art

40 9 886/004840 9 886/0048

Andrejewski, Honke & Gesthuysen, patent attorneys, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3

dazu die Druckringe 3, 4 eine Breite, wie sie in Fig. 1 durch die strichpunktiert eingezeichneten Linien 12 dargestellt ist. Das ist praktisch der Bereich B, der auch die beschriebenen elastischen Verformungen erfährt. Erfindungsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß die Druckringe 3, 4 an den Bereich ihrer elastischen Verformung angeschlossene, bei Betätigung der Spannschrauben 8 (praktisch) unverformt bleibende, d. h. gleichsam starre, nach außen weisende Verbreiterungsringabschnitte 13, 14 aufweisen, wobei diese Verbreiterungsringabschnitte 13, 14 als Zentrierringe ausgebildet sind. Darunter wird verstanden, daß die Passungen der Verbreiterungsringabschnitte 13, 14 in Bezug auf die Welle 1 und in Bezug auf die Naben 2 bzw. die Nabenbohrungen 6 so eingerichtet ist, daß mit durch die Passung vorgegebener und damit gewünschter Genauigkeit eine Zentrierung erreicht wird. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausfuhrungsform der Erfindung besitzt jeder Druckring 3, 4 insgesamt eine Breite, die mindestens dem Wellenradius entspricht. Das ist also die Breite, die sich aus dem der elastischen.Verformung unterworfenen Teilstück des Druckringes und seinem Verbreiterungsabschnitt 13 bzw. 14 zusammensetzt. Dabei besitzen die Verbreiterungsabschnitte 13, 14 der Druckringe 3, 4 etwa die Breite des der elastischen Verformung unterworfenen Teilstückes zwischen den Linien 12 aufweisen. in addition, the pressure rings 3, 4 have a width as shown in FIG. 1 the dash-dotted lines 12 is shown. This is practically the area B, which is also the one described undergoes elastic deformations. According to the invention, the arrangement is made so that the pressure rings 3, 4 to the area their elastic deformation, which remains (practically) undeformed when the clamping screws 8 are actuated, d. H. have, as it were, rigid, outwardly pointing widening ring sections 13, 14, these widening ring sections 13, 14 are designed as centering rings. This is understood to mean that the fits of the widening ring sections 13, 14 with respect to the shaft 1 and with respect to the hubs 2 or the hub bores 6 is set up so that centering is achieved with the accuracy required by the fit. In the exemplary embodiment and according to a preferred embodiment of the invention each pressure ring 3, 4 has a total width that corresponds at least to the shaft radius. So that's the width that is from the section of the pressure ring subjected to elastic deformation and its widened section 13 and 14, respectively composed. The widening sections 13, 14 of the pressure rings 3, 4 have approximately the width of the elastic deformation have subject portion between the lines 12.

Bei der Aus führ ungs form nach Fig. 1 ist sowohl der Anschluß der Nabe 2 als auch der Anschluß der Welle 1 ein kraftschlüssiger Anschluß über die beschriebenen Spannkräfte. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Anschluß der Welle 1 formschlüssig verwirklicht. Dazu ist im oberen Teil der Fig. 2 mit der Paßfeder 15, im unteren Teil der Fig. 2 mit einer üblichen Kerbverzahnung 16 gearbeitet worden. Fig. 3 deutet die Verteilung der Spannschrauben 8 über den Umfang der Druckringe ' **" 409886/0048In the embodiment according to FIG. 1, both the connection of the hub 2 and the connection of the shaft 1 are non-positive Connection via the clamping forces described. In the embodiment according to FIG. 2, the connection of the shaft 1 is form-fitting realized. For this purpose, in the upper part of FIG. 2 with the feather key 15, in the lower part of FIG. 2 with a conventional one Serration 16 has been worked. Fig. 3 indicates the distribution of the clamping screws 8 over the circumference of the pressure rings '** "409886/0048

Claims

Andrejewski, Honke & Gesihuysen, patent attorneys, 4300 Essen 1, Theaferplcrtz 3 patent claims:

1.) Clamping set that can be inserted into a hub bore for the compound of shaft and property, consisting of two pressure rings that can be placed on the shaft, one clamping ring, that of the pressure rings is to be pressed on the inside against the hub bore, and from the pressure rings inserted into the bores of the pressure rings connecting clamping screws, the pressure rings opposing outer cone surfaces, the clamping ring adapted inner cone have surfaces and the composite forces through elastic deformation of the clamping ring and the pressure rings in the area of the clamping ring supported on the pressure rings, characterized in that AaB the pressure rings (3, 4) connected to the area (B) of their elastic deformation, undeformed when the clamping screws (8) are actuated permanent, outward-facing widening ring section te (13, 14) and the widening ring sections (13, 14) are designed as centering rings.

2. Clamping set according to claim 1, characterized in that each pressure ring (3, 4) has a total width that is at least corresponds to the radius of the shaft (1).

3. Clamping set according to claims 1 and 2, characterized in that that the widening sections (13, 14) of the pressure rings (3, 4) are approximately the width of the sections subject to deformation (B).

409886/0048

Blank