Durch Flüssigkeitsdruck beaufschlagter Spannsatz zur Verbindung einer Nabe mit einer Welle Die Erfindung bezieht sich auf einen durch Flüs sigkeitsdruck beaufschlagten Spannsatz zur Verbin dung einer Nabe mit einer Welle, bestehend aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten ringförmigen Federhülsen, die drehfest und öldicht miteinander verbunden sind und einen Druckraum bilden.
Es ist bereits ein durch Flüssigkeitsdruck beauf- schlagter Spannsatz zur Verbindung einer Nabe mit einer Welle, bestehend aus zwei konzentrisch zu einander angeordneten ringförmigen Federhülsen, be kannt, bei dem die beiden Federhülsen an ihrem einen Ende sich berührende umlaufende radiale Vor sprünge aufweisen, die durch Aufschrumpfen mitein ander befestigt ,sind, während die innere Federhülse an ihrem anderen Ende mit einem Drehkörper aus einem Stück besteht, der einen Kolben zur Erzeugung des Flüssigkeitsdruckes besitzt,
wobei die äussere Federhülse einen nach aussen gerichteten radialen umlaufenden Vorsprung aufweist und mit dem Dreh körper der inneren Federhülse verschweisst ist, wodurch beide Federhülsen drehfest und öldicht mit einander verbunden sind. Die innere Federhülse weist ferner in der Längsmitte des Druckraumes einen radialen umlaufenden Vorsprung auf, dessen Ringfläche sich gegen die innere zylindrische Mantel fläche der äusseren Federhülse legt.
Der bekannte Spannsatz ist in seinem Aufbau kompliziert und in der Herstellung teuer. Dadurch, dass die Enden der inneren und äusseren Federhülse radiale umlaufende Vorsprünge aufweisen und fest miteinander verbunden sind, können sich die beiden Federhülsen beim Spannvorgang auf ihrer Spann länge nicht radial gleichmässig stauchen und dehnen, sondern gehen den Weg des geringsten Widerstandes, d. h., dass sich die Spannflächen der Federhülsen mit ungleichem: Druck tonnenförmig gegen die Welle und die Nabe pressen, wodurch 1. das übertragbare Drehmoment herabgesetzt wird, 2. ein schlechtes Tragbild entsteht und 3. die Rundlaufgenauigkeit schlecht ist.
Auch können mit diesem Spannsatz im elastischen Bereich der Federhülsen nur geringe Pas- sungsspiele zwischen der Welle und der Nabe über brückt werden, so dass derselbe praktisch nur für Spanndorne oder Spannfutter für Werkzeugmaschi nen Verwendung finden kann, da hierfür grössere übertragbare Drehmomente nicht erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und einen durch Flüssigkeits druck beaufschlagten Spannsatz zu schaffen, der ganz besonders zur Befestigung von grossen Naben im Schwermaschinenbau geeignet ist, ferner bezüglich seines Aufbaues verhältnismässig einfach ist und da her preisgünstig hergestellt werden kann; ferner soll er leicht und raumsparend sein sowie grösste Dreh momente übertragen und als ;geschlossene Einheit zu liefern und daher einfach ein- und auszubauen sein.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch ge löst, dass die innere Federhülse innen und die äussere Federhülse aussen eine glatt durchgehende zylindri sche Mantelfläche aufweist und die beiden Federhül sen durch ringförmige auswechselbare, beidseitig achsparallel eingesetzte ähnliche Endstücke radial beweglich miteinander verbunden sind.
Da die innere und die äussere Federhülse des vorgeschlagenen Spannsatzes je eine glatt durchge hende zylindrische Mantelfläche aufweist, also keine radialen umlaufenden Vorsprünge besitzt und die beiden Federhülsen mit den auswechselbaren, beid seitig achsparallel eingesetzten ringförmigen End stücken radial beweglich miteinander verbunden sind, wird erreicht, dass die innere und die äussere Federhülse beim Spannvorgang auf ihrer ganzen Spannlänge radial gleichmässig gegen die Welle und gegen die Nabe mit vollkommenem Druckausgleich gepresst werden,
wodurch mit geringeren Drücken grössere Radialpressungen als bei dem bekannten Spannsatz dieser Art erzielt und somit wesentlich grössere Drehmomente übertragen werden, ferner ein allseitig gutes Tragbild mit einer hohen Rundlaufge- nauigkeit erzielt wird.
Der vorgeschlagene Spannsatz ist besonders einfach, indem er aus einfachen Dreh teilen besteht, und er bildet einen glatten Zylinder ohne jegliche radialen Vorsprünge, so dass der Spannsatz auch bei langen Wellen an jeder Stelle zur spielfreien kraftschlüssigen Verbindung von Zahnrä dern, Schwungrädern o. djgl. Verwendung finden kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die ringförmi gen, zur Hauptsache spiegelbildlich gleichen End stücke an den ihnen zugekehrten Enden am inneren und äusseren Umfang je eine umlaufende federelasti sche bogenförmige Lippe aufweisen, die durch eine Eindrehung unterbrochen sind, ferner die Endstücke an ihren gegenüberliegenden Enden am inneren und äusseren Umfang je eine achsparallele Kerbverzah- nung besitzen,
wobei die federelastischen bogenför migen Lippen mit Vorspannung in korrespondie rende Ausnehmungen und die achsparallelen Kerb- verzahnungen in entsprechende Gegenverzahnungen der inneren und äusseren Federhülse eingreifen. Fer ner können die inneren, sich gegenüberliegenden Mantelflächen der federelastischen bogenförmigen Lippen der Endstücke flächenmässig ein Übermass gegenüber der umlaufenden Stirnfläche der Eindre hung aufweisen.
Bei einer derartigen Ausbildung der ringförmigen Endstücke wird .erreicht, dass die federelastischen bogenförmigen Lippen derselben mit steigendem Öldruck in die korrespondierenden bogenförmigen Ausnehmungen der inneren und äusseren Federhülse gepresst werden, wodurch ohne eine zusätzliche Dichtung der Druckraum des Spannsatzes auch bei hohen Drücken dicht bleibt.
Auch wird durch die bogenförmigem Lippen :der,auftretende jeweilige Axial- schu#b aufgenommen, und in; Verbindung mit der achsparallelen Kerbverzahnung werden die konzen trisch zueinander angeordneten Federhülsen in axia ler und tangentialer Richtung radial beweglich ver bunden.
In der vorgeschlagenen Weise ist es auch mög lich, für die Praxis brauchbare, durch Flüssigkeits druck beaufschlagte Spannsätze aus Leichtmetall herzustellen, da die harte Oxydschicht, eine Schicht aus sogenanntem Korund, nicht mehr zur Auswir kung kommt, da ein Aufeinandergleiten von unter Pressung stehenden Spannflächen beim; vorgeschla genen Spannsatz nicht stattfindet. Beim Spannen des Spannsatzes bewegen sich die beiden Federhülsen aus Leichtmetall nur in radialer Richtung und somit wird ein Herausreissen von Metallteilchen sowie starke Beschädigungen und ein Kaltverschweissen vermieden.
Infolgedessen kann man sich die vorteilhaften Eigenschaften des Leichtmetalls nunmehr auch für Spannsätze zunutze machen. Diese bestehen z. B. in dem kleineren Elastizitätsmodul E = 700 000 kg/cm2 gegenüber einem solchen von Stahl E = 2 100 000 1,-g/cm2, so dass Spannsätze aus Leichtme tall bei gleicher Abmessung, gleicher Beanspruchung und gleichen Festigkeitswerten eine dreimal so grosse Federung besitzen wie Spannsätze aus Stahl. Auch kommt eine beachtliche Gewichtseinsiparun;g zustande, was für Aden Leichtbau von wesengicher Bedeutung ist.
Um beim Einsatz des Spannsatzes aus Leichtme tall zwischen einer Stahlwelle und einer Stahlnabe jegliche Korrosion durch Elementenbildung zu ver hindern, können die innere und die äussere Feder hülse an ihren äusseren zylindrischen Mantelflächen Auflagen aus einem druckfesten Kunststoff aufwei sen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen Spannsatz ge- mäss der Erfindung, eingesetzt zwischen einer Welle und einer Nabe und Fig. 2 eine teilweise Seitenansicht auf denselben Spannsatz.
Nach Fig. 1 und 2 weist der Spannsatz eine in nere Federhülse 1 und eine äussere Federhülse 2 auf, die konzentrisch zum und in radialer Richtung im Abstand von der inneren Federhülse 1 angeordnet ist. An jedem Ende der beiden Federelemente 1 und 2 sind achsparallel zwischen diesen auswechselbare spiegelbildlich gleiche ringförmige Endstücke 3, 4 eingesetzt, die an den ihnen zugekehrten Enden am inneren und äusseren Umfang je eine umlaufende bogenförmige Lippe 5 aufweisen, welche durch eine Eindrehung b unterbrochen sind und an ihren gegen überliegenden Enden am inneren und äusseren Um fang der Endstücke je eine achsparallele Kerbverzah- nung 7 besitzen,
wobei die federelastischen bogenför migen Lippen 5 mit Vorspannung in korrespondie rende Ausnehmungen 5c, die achsparallelen Kerb verzahnungen 7 in entsprechende Gegenverzahnun gen der inneren und äusseren Federhülse 1, 2 ein greifen, wodurch diese radial beweglich sind, in axia ler und tangentialer Richtung gesichert werden und den so gebildeten Druckraum 8 flüssigkeitsdicht ab- schliessen.
Das ringförmige Endstück 3 besitzt ein federbela stetes Kugelventil 9 mit Einfüllbohrung und das ring förmige Endstück 4 eine Entlüftungsschraube 10. Ferner weist das ringförmige Endstück 3 stirnseitig am Umfang Gewindesackbohrungen 11 auf, die dazu dienen, das Endstück demontieren zu können.
Wird der vorbeschriebene Spannsatz nach dem Auffüllen mit Öl mittels einer Hochdruckpumpe un ter Druck gesetzt, so wird die innere Federhülse 1 gegen die Welle 12, die äussere Federhülse 2 gegen die Nabe 13 mit vollkommenem Druckausgleich und gleichmässigem Anpressdruck im Sinne einer kraft schlüssigen spielfreien Verbindung und Drehmo- mentübertragung gepresst, da sich die beiden glatt zylindrisch ausgeführten Federhülsen 1, 2 in Verbin dung mit den ringförmigen Endstücken 3, 4 radial nach innen und aussen auf ihrer ganzen Spannlänge ohne Behinderung stauchen und dehnen können.
Bei diesem Spannvorgang werden auch mit steigendem Druck die federelastischen bogenförmigen Lippen 5 der Endstücke 3, 4 in die korrespondierenden bogen förmigen Ausnehmungen 5c der Federhülsen 1, 2 fester eingepresst, wodurch der Druckraum 8 sphä risch ohne eine zusätzliche Dichtung auch bei höch sten Drucken abgedichtet wird. Das Entspannen des Spannsatzes wird durch Ölaustritt erreicht, indem das Kugelventil 9 zurückgedrückt wird.