DE10219931A1 - Clamping device to connect outer component to shaft uses flange ring with neck, pressure ring, and clamping ring for universal application - Google Patents

Clamping device to connect outer component to shaft uses flange ring with neck, pressure ring, and clamping ring for universal application

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DE10219931A1 DE2002119931 DE10219931A DE10219931A1 DE 10219931 A1 DE10219931 A1 DE 10219931A1 DE 2002119931 DE2002119931 DE 2002119931 DE 10219931 A DE10219931 A DE 10219931A DE 10219931 A1 DE10219931 A1 DE 10219931A1
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Abstract

The device has a flange-like ring (3) with tubular neck (3a) to enclose the shaft (2). A pressure ring (4) with conical outer peripheral surface (4a) is placed on the tubular neck. A clamping ring (5) has a conical inner peripheral surface (5a) acting with the similar outer surface of the pressure ring. The pressure ring is moved by tension screws (6) towards the flange ring, the neck is pressed on the shaft, and the outer component (1) is clamped between tension surfaces (3b,5b) of flange ring and tension ring, which are at right angles to the shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung für ein kraftübertragendes Verbinden von zwei Bauteilen, insbesondere eines äußeren Bauteils mit einer Welle oder Achse. The invention relates to a tensioning device for a power transmission Connecting two components, in particular an outer component with one Shaft or axis.

Durch die deutsche Patentschrift 10 99 806 ist ein Spannsatz bekannt, der aus einem inneren Spannring mit doppelkonischer Außenumfangfläche, einem äußeren Spannring mit doppelkonischer Innenumfangsfläche, zwei Druckringen und einer Anzahl von Spannschrauben besteht. Die Druckringe sind zwischen den beiden Spannringen angeordnet und wirken über Konusflächen mit den Umfangsflächen der Spannringe zusammen. Dieser Spannsatz wird zwischen einer Welle und einer Bohrung eines Nabenkörpers eingesetzt, wobei eine kraftübertragende Verbindung von Welle und Nabenkörper durch Beaufschlagung der Druckringe mittels der Spannschrauben erfolgt. Bei solchen Spannsätzen handelt es sich vorteilhaft um vormontierte Einheiten, die universell verwendbar sind und auf Seiten des Anwenders keine besondere Bearbeitung an der Welle und am Nabenkörper verlangt. A clamping set is known from German patent specification 10 99 806, which an inner clamping ring with a double-conical outer peripheral surface, an outer clamping ring with a double-conical inner circumferential surface, two Pressure rings and a number of clamping screws. The pressure rings are arranged between the two clamping rings and act over Conical surfaces together with the peripheral surfaces of the clamping rings. This Clamping set is between a shaft and a bore of a hub body used, with a force-transmitting connection of shaft and hub body by pressing the pressure rings with the clamping screws. at such clamping sets are advantageously pre-assembled units, that can be used universally and none on the part of the user special machining on the shaft and on the hub body is required.

Im Unterschied zu dem vorbeschriebenen Prinzip der sogenannten Innenspannung arbeitet eine durch die deutsche Patentschrift 12 94 751 bekannte Schrumpfscheibe nach dem Prinzip der Außenspannung. Die Schrumpfscheibe besteht aus einem Innenring mit doppelkonischer Außenumfangsfläche und zwei innen konischen, dickwandigen Außenringen, die über Spannschrauben gegenläufig bewegbar sind. Die Schrumpfscheibe wird auf einem rohrförmigen Ansatz eines Nabenkörpers angeordnet, der eine Welle konzentrisch umschließt. Durch Anziehen der Spannschrauben werden der Innenring und der rohrförmige Ansatz radial verformt bis dieser Ansatz fest auf die Welle gepresst ist. Derartige Schrumpfscheiben sind ebenfalls vorteilhaft vormontierte, universell einsetzbare Einheiten, die der Anwender einsetzt, ohne besondere Bearbeitungen an der Welle und am Nabenkörper vorzunehmen. In contrast to the previously described principle of the so-called Internal tension works a known from the German patent 12 94 751 Shrink disk based on the principle of external tension. The Shrink disc consists of an inner ring with a double-conical outer peripheral surface and two inside conical, thick-walled outer rings that over Tensioning screws can be moved in opposite directions. The shrink disc is on one tubular approach arranged a hub body, the shaft concentrically encloses. By tightening the clamping screws, the inner ring and the tubular extension deforms radially until this extension is firmly on the shaft is pressed. Such shrink discs are also advantageous Pre-assembled, universally applicable units that the user uses without to carry out special machining on the shaft and the hub body.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spanneinrichtung zu schaffen, die möglichst einfach aufgebaut sein soll und nach einem von den oben beschriebenen Prinzipien der Innenspannung und der Außenspannung abweichenden, neuen Prinzip der Verspannung arbeitet, wobei der universelle Einsatz und die Freiheit von Bearbeitungen an den zu verbindenden Bauteilen ebenfalls gegeben sein sollen. The invention has for its object to provide a tensioning device which should be as simple as possible and according to one of the above described principles of internal tension and external tension deviating, new principle of bracing works, the universal Use and freedom of machining on the components to be connected should also be given.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

  • a) ein flanschartiger Ring, der mit einem rohrförmigen Ansatz versehen ist, das zweite Bauteil (Welle) umschließt,
  • b) ein Druckring, der eine konische Außenumfangsfläche aufweist, auf dem rohrförmigen Ansatz des flanschartigen Ringes angeordnet ist,
  • c) ein Spannring über eine konische Innenumfangsfläche mit der konischen Außenumfangsfläche des Druckringes zusammenwirkt,
  • d) der Druckring durch Spannmittel (Schrauben) in Richtung auf den flanschartigen Ring bewegbar ist, wobei dessen rohrförmiger Ansatz auf das zweite Bauteil (Welle) gepresst und das äußere Bauteil zwischen senkrecht zum zweiten Bauteil (Welle) verlaufenden Spannflächen des flanschartigen Ringes und des Spannringes fest eingeklemmt wird.
This object is achieved in that
  • a) a flange-like ring which is provided with a tubular extension which surrounds the second component (shaft),
  • b) a pressure ring, which has a conical outer peripheral surface, is arranged on the tubular extension of the flange-like ring,
  • c) a clamping ring interacts with the conical outer circumferential surface of the pressure ring via a conical inner circumferential surface,
  • d) the pressure ring can be moved in the direction of the flange-like ring by means of clamping means (screws), the tubular extension being pressed onto the second component (shaft) and the outer component between the clamping surfaces of the flange-like ring and the clamping ring running perpendicular to the second component (shaft) is firmly clamped.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt im Querschnitt eine Spanneinrichtung und zwei durch diese kraftübertragend verbundene Bauteile. The invention will be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment described, which is shown in the drawing. The drawing shows in Cross section of a clamping device and two force-transmitting through it connected components.

Eine Welle 2 ist von einem flanschartigen Ring 3 umgeben, der einen nabenförmigen Ansatz 3a und eine durchgehende zylindrische Innenumfangsfläche aufweist. Ein äußeres Bauteil 1, das mit der Welle 2 kraftübertragend verbunden werden soll und von dem hier lediglich eine Wandung dargestellt ist, wird über den rohrförmigen Ansatz 3a bis zur Anlage an einer Spannfläche 3b des flanschartigen Ringes 3 montiert, wobei dieser Ring 3 mit einem Zentrierbund 3c für das äußere Bauteil 1 versehen ist. Ein auf den rohrförmigen Ansatz 3a geschobener Druckring 4 wirkt über eine konische Außenumfangsfläche 4a mit einer konischen Innenumfangsfläche 5a eines Spannringes 5 zusammen. Eine Anzahl von Spannschrauben 6, die über den Umfang des Druckringes 4 gleichmäßig verteilt angeordnet sind, durchdringen Bohrungen 4b des Druckringes 4 und greifen in Gewindebohrungen 3d innerhalb des flanschartigen Ringes 3 ein. Durch Anziehen der Spannschrauben 6 mit einem Drehmoment, das der gewollten kraftübertragenden Verbindung entspricht, wird durch den Druckring 4 der rohrförmige Ansatz 3a radial gestaucht und auf die Welle 2 gepresst. Gleichzeitig beaufschlagt der Druckring 4 auch den Spannring 5 mit der gewollten Folge, dass die dargestellte Wandung des äußeren Bauteils 1 zwischen der Spannfläche 3b des flanschartigen Ringes 3 und der Spannfläche 5b des Spannringes 5 fest eingeklemmt wird. A shaft 2 is surrounded by a flange-like ring 3 , which has a hub-shaped shoulder 3 a and a continuous cylindrical inner peripheral surface. An outer member 1 to be connected in a force-transmitting manner to the shaft 2 and only one wall of which is shown here, is mounted over the tubular extension 3 a until it abuts against a clamping surface 3 b of the flange ring 3, this ring 3 with a centering collar 3 c is provided for the outer component 1 . A on the tubular extension 3 a pushed pressure ring 4 interacts via a conical outer peripheral surface 4 a with a conical inner peripheral surface 5 a of a clamping ring 5 . A number of clamping screws 6 , which are arranged uniformly distributed over the circumference of the pressure ring 4 , penetrate holes 4 b of the pressure ring 4 and engage in threaded holes 3 d within the flange-like ring 3 . By tightening the clamping screws 6 with a torque that corresponds to the desired force-transmitting connection, the tubular extension 3 a is radially compressed by the pressure ring 4 and pressed onto the shaft 2 . At the same time, the pressure ring 4 also acts on the clamping ring 5 with the desired result that the wall of the outer component 1 shown is firmly clamped between the clamping surface 3 b of the flange-like ring 3 and the clamping surface 5 b of the clamping ring 5 .

Um die Spannwirkung zu steigern, kann der rohrförmige Ansatz 3a des flanschartigen Ringes 3 für eine leichtere radiale Verformbarkeit axial geschlitzt ausgebildet sein. Durch jeweils eine umlaufende Abschrägung 3f bzw. 5c am flanschartigen Ring 3 und am Spannring 5 wird vorteilhaft Gewicht eingespart. In order to increase the clamping effect of the tubular extension 3a of the flange ring 3 for ease of radial deformability may be formed axially slotted. Weight is advantageously saved by a circumferential bevel 3 f or 5 c on the flange-like ring 3 and on the clamping ring 5 .

Um die kraftübertragende Verbindung vor allem dann leicht lösen zu können, wenn die Konuspaare im Bereich der Selbsthemmung liegende flache Winkel haben, enthält der Druckring 4 Gewindebohrungen 4c, denen jeweils eine bohrungsfreie Stelle 3e des flanschartigen Ringes 3 gegenüberliegt. Für das Lösen der Verbindung werden die Spannschrauben 6 aus den Gewindebohrungen 3d entfernt und einige dieser Schrauben 6 in die Gewindebohrungen 4c gedreht bis sie gegen die bohrungsfreien Stellen 3e anliegen. Bei weiterer Betätigung der Schrauben 6 bewegt sich der Druckring 4 in Zeichnungsebene nach rechts, so dass die Spannwirkung der Konuspaare aufgehoben ist. Falls die an den Spannflächen 3b und 5b auftretenden Pressungen die Festigkeitseigenschaften des äußeren Bauteils 1 übersteigen, werden zwischen den Spannflächen 3b, 5b und dem äußeren Bauteil 1 Zusatzringe angeordnet, welche die Pressungen auf eine radial vergrößerte Fläche verteilen. Zwischen dem äußeren Bauteil 1 und den Spannflächen 3b, 5b können auch Zusatzringe angeordnet werden, die elastische Eigenschaften aufweisen und/oder durch beispielsweise eine Profilierung den Reibwert im Hinblick auf eine gezielte Kraftübertragung beeinflussen. In order to be able to easily release the force-transmitting connection, especially when the cone pairs have flat angles in the area of self-locking, the pressure ring contains 4 threaded holes 4 c, each of which has a hole-free point 3 e of the flange-like ring 3 opposite. To release the connection, the clamping screws 6 are removed from the threaded holes 3 d and some of these screws 6 are screwed into the threaded holes 4 c until they rest against the hole-free points 3 e. When the screws 6 are actuated further, the pressure ring 4 moves to the right in the plane of the drawing, so that the clamping action of the cone pairs is eliminated. If the pressures occurring on the clamping surfaces 3 b and 5 b exceed the strength properties of the outer component 1 , 1 additional rings are arranged between the clamping surfaces 3 b, 5 b and the outer component, which distribute the pressures over a radially enlarged surface. Additional rings can also be arranged between the outer component 1 and the clamping surfaces 3 b, 5 b, which have elastic properties and / or influence the coefficient of friction with regard to targeted force transmission by, for example, profiling.

Die erfindungsgemäße Spanneinrichtung ist vielseitig einsetzbar. Bei der zuvor beschriebenen Verbindung der Welle 2 mit dem äußeren Bauteil 1 kann dessen Wandung z. B. zu einem Kettenrad, einer Bremsscheibe oder zu einer Schleifscheibe gehören. Die Wandung kann auch Bestandteil größeren Konstruktion - wie Bandtrommel oder Walze - sein. Selbstverständlich ist auch eine Verbindung des äußeren Bauteils 1 (etwa einer Scheibe aus Glas oder Kunststoff) mit einer feststehenden Achse möglich. Außerdem eignet sich die Verbindung vorteilhaft für das Einspannen beliebiger Rundkörper (z. B. Bolzen oder Zapfen) in Wandungen von Bauteilen. Liste der Bezugszeichen 1 erstes Bauteil (äußeres Bauteil)
2 zweites Bauteil (Welle)
3 flanschartiger Ring
3a rohrförmiger Ansatz
3b Spannfläche
3c Zentrierbund
3d Gewindebohrung
3e bohrungsfreie Stelle
3f Abschrägung
4 Druckring
4a konische Außenumfangsfläche
4b Durchgangsbohrung
4c Gewindebohrung
5 Spannring
5a konische Innenumfangsfläche
5b Spannfläche
5c Abschrägung
6 Spannmittel (Schraube)
The tensioning device according to the invention is versatile. In the connection of the shaft 2 with the outer component 1 described above, the wall of the z. B. belong to a sprocket, a brake disc or a grinding wheel. The wall can also be part of a larger construction - such as a belt drum or roller. Of course, a connection of the outer component 1 (for example a pane made of glass or plastic) to a fixed axis is also possible. In addition, the connection is advantageously suitable for clamping any round body (e.g. bolts or pins) in the walls of components. List of reference numerals 1 first component (outer component)
2 second component (shaft)
3 flange-like ring
3 a tubular approach
3 b clamping surface
3 c centering collar
3 d threaded hole
3 e drill-free point
3 f bevel
4 pressure ring
4 a conical outer peripheral surface
4 b through hole
4 c threaded hole
5 tension ring
5 a conical inner circumferential surface
5 b clamping surface
5 c bevel
6 clamping devices (screw)

Claims (8)

1. Spanneinrichtung für ein kraftübertragendes Verbinden von zwei Bauteilen (1, 2), insbesondere eines äußeren Bauteils (1) mit einer Welle (2) oder Achse, dadurch gekennzeichnet, dass a) ein flanschartiger Ring (3), der mit einem rohrförmigen Ansatz (3a) versehen ist, das zweite Bauteil (Welle 2) umschließt, b) ein Druckring (4), der eine konische Außenumfangsfläche (4a) aufweist, auf dem rohrförmigen Ansatz (3a) des flanschartigen Ringes (3) angeordnet ist, c) ein Spannring (5) über eine konische Innenumfangsfläche (5a) mit der konischen Außenumfangsfläche (4a) des Druckringes (4) zusammenwirkt, d) der Druckring (4) durch Spannmittel (Schrauben 6) in Richtung auf den flanschartigen Ring (3) bewegbar ist, wobei dessen rohrförmiger Ansatz (3a) auf das zweite Bauteil (Welle 2) gepresst und das äußere Bauteil (1) zwischen senkrecht zum zweiten Bauteil (Welle 2) verlaufenden Spannflächen (3b bzw. 5b) des flanschartigen Ringes (3) und des Spannringes (5) fest eingeklemmt wird. 1. Clamping device for a force-transmitting connection of two components ( 1 , 2 ), in particular an outer component ( 1 ) with a shaft ( 2 ) or axis, characterized in that a) a flange-like ring ( 3 ) which is provided with a tubular extension ( 3 a) which surrounds the second component (shaft 2 ), b) a pressure ring ( 4 ), which has a conical outer peripheral surface ( 4 a), is arranged on the tubular extension ( 3 a) of the flange-like ring ( 3 ), c) a clamping ring ( 5 ) interacts with the conical outer peripheral surface ( 4 a) of the pressure ring ( 4 ) via a conical inner peripheral surface ( 5 a), d the pressure ring (4) (by clamping means bolts with its tubular extension pressed (3 a) (on the second component shaft 2) and the outer component (1)) 6) in the direction of the flange ring (3) movable between clamping surfaces ( 3 b and 5 b) of the flange-like ring ( 3 ) and the clamping ring ( 5 ) running perpendicular to the second component (shaft 2 ) is firmly clamped. 2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der flanschartige Ring (3) einen Bund (3c) aufweist, dessen Umfangsfläche zentrierend mit dem äußeren Bauteil (1) zusammenwirkt. 2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the flange-like ring ( 3 ) has a collar ( 3 c), the circumferential surface of which cooperates with the outer component ( 1 ). 3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Ansatz (3a) des flanschartigen Ringes (3) mit einer konischen Außenumfangsfläche versehen ist, wobei der Druckring (4) eine mit dieser Außenumfangsfläche zusammenwirkende konische Innenumfangsfläche aufweist. 3. Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that the tubular extension ( 3 a) of the flange-like ring ( 3 ) is provided with a conical outer peripheral surface, the pressure ring ( 4 ) having a conical inner peripheral surface cooperating with this outer peripheral surface. 4. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Ansatz (3a) des flanschartigen Ringes (3) axial geschlitzt ausgebildet ist. 4. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the tubular extension ( 3 a) of the flange-like ring ( 3 ) is axially slotted. 5. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Spannmittel Schrauben (6) eingesetzt werden, die entweder im Druckring (4) oder im flanschartigen Ring (3) enthaltene Bohrungen (4b) durchdringen und in entsprechend umgekehrt angeordnete Gewindebohrungen (3d) innerhalb des flanschartigen Ringes (3) bzw. innerhalb des Druckringes (4) eingreifen. 5. Clamping device according to one of claims 1 to 4, characterized in that screws ( 6 ) are used as the clamping means, which penetrate either in the pressure ring ( 4 ) or in the flange-like ring ( 3 ) contained bores ( 4 b) and in correspondingly reverse arranged Engage threaded holes ( 3 d) within the flange-like ring ( 3 ) or within the pressure ring ( 4 ). 6. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckring (4) oder der flanschartige Ring (3) Gewindebohrungen (4c) enthält, denen am jeweils anderen Ring (3 bzw. 4) bohrungsfreie Stellen (3e) gegenüberliegen, wobei die kraftübertragende Verbindung durch in die Gewindebohrungen (4c) eingesetzte Schrauben - vorzugsweise die Spannschrauben (6) - lösbar ist. 6. Clamping device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure ring ( 4 ) or the flange-like ring ( 3 ) contains threaded bores ( 4 c), which on the other ring ( 3 or 4 ) hole-free points ( 3 e ) are opposite one another, the force-transmitting connection being detachable by screws inserted into the threaded bores ( 4 c) - preferably the tensioning screws ( 6 ). 7. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äußeren Bauteil (1) und den Spannflächen (3b, 5b) Zusatzringe angeordnet sind, welche die wirkenden Pressungen auf eine radial vergrößerte Fläche verteilen. 7. Clamping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the outer component ( 1 ) and the clamping surfaces ( 3 b, 5 b) additional rings are arranged which distribute the acting pressures over a radially enlarged area. 8. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem äußeren Bauteil (1) und den Spannflächen (3b, 5b) Zusatzringe oder Schichten angeordnet sind, die elastische Eigenschaften aufweisen und/oder den Reibwert im Hinblick auf eine gezielte Kraftübertragung beeinflussen. 8. Clamping device according to one of claims 1 to 7, characterized in that between the outer component ( 1 ) and the clamping surfaces ( 3 b, 5 b) additional rings or layers are arranged, which have elastic properties and / or the coefficient of friction with regard influence a targeted power transmission.
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US10364847B2 (en) 2016-07-20 2019-07-30 Fenner U.S., Inc. Mounting device

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