Kraftschlüssige Verbindung - Spannsätze und Taper-Buchsen

Spannsätze

Spannsatz ist der allgemeine Begriff für ein Kraftschlüssiges Verbindungselement zwischen einer Welle und einer Nabe. Die meisten Spannsätze haben einen kegeligen Innen- und Außenring. In ungespanntem Zustand besteht ein Einbauspiel zwischen Außenring und Bohrung sowie zwischen Innenring und Welle, wodurch ein einfacher Einbau von Spannsätzen möglich ist.

Die Ringe werden gespannt, indem sie axial aufeinander geschoben werden. Durch die konischen Flächen erweitert sich der Radius des Außenrings und der des Innenrings wird kleiner, wodurch eine Pressverbindung zwischen Welle und Nabe erzeugt wird. Die dadurch entstehende Haftreibung überträgt das Drehmoment. Für die Erleichterung der radialen Spannung sind die Ringe des Spannsatzes häufig geschlitzt. Dieser einfache konstruktive Aufbau des Spannsatzes hat den Vorteil, dass keine Profile oder Nuten an Welle oder Nabe notwendig sind. Spannsätze zentrieren sich wegen der gleichmäßigen radialen Pressung sehr gut auf der Welle, wodurch sie hervorragende Rundlaufeigenschaften haben.
 

SKF Spannbuchsen

Spannsätze benötigen im Allgemeinen einen größeren radialen Bauraum als andere Verbindungen.
Um die Kegelsteigung zu unterbrechen und um dadurch bei einer gegebenen Länge den Durchmesser zu begrenzen, wurde bei der SKF Spannbuchse die Kegelfläche, analog einer Sägeverzahnung, segmentiert. Beide Hülsen sind dadurch in ihrer Wandstärke begrenzt und bleiben dadurch elastisch.
Damit die Montage möglich bleibt, wird die gesamte Kegelfläche als Gewinde entwickelt: die äußere Hülse wird über die innere geschraubt.
 

VMA Schnell-Spann-Elemente

Ein weiteres Platzproblem bei Spannsätzen entsteht, durch die übliche axiale Montage und Demontage durch Spannschrauben.
VMA hat Schnell-Spann-Elemente entwickelt, die durch einfache, radiale Montage mit einer zentralen Gewindemutter ohne zusätzlichen axialen Bauraum auskommen. Der Montageaufwand von VMA Schnell-Spann-Elementen ist dadurch äußerst gering.
 

Taper-Buchsen

Das Hauptanwendungsgebiet der Taper-Buchsen ist die Befestigung von Keilriemenscheiben auf Wellen. Auf diesem Sektor hat die Taper-Buchse die klassische Passfederverbindung übertroffen. Ebenso bei Kettenrädern befindet sich die Taper-Buchse auf dem Vormarsch.

Taper-Buchsen sind Verbindungselemente mit konischer Grundform und einem Längsschlitz, um den Konus elastisch zu halten. Zusätzlich ist die Bohrung mit einer Passfedernut nach DIN 6885 versehen. Die Passfeder übernimmt die Funktion einer zusätzlichen Sicherung. Gespannt werden die Buchsen durch Eindrehen der Stiftschrauben in die Gewindeteile der Nabe, die damit über die glatten Bohrungen der Taper-Buchse die Konusflächen gegeneinander pressen und durch diese Presskraft das Drehmoment übertragen. Für die Verwendung einer Taper-Buchse müssen die Nabenteile die entsprechende Buchsen-Aufnahme aufweisen.

Montage von Taper-Buchsen
Die Bohrung der Taper-Buchse muss gesäubert und entfettet werden. Die Konusfläche der Taper-Buchse sowie die kegelige Bohrung des Anbauteils können mit etwas Öl benetzt werden. Dadurch liegen die beiden Teile, durch die verminderte Reibung, bei gleichem Anzugsmoment der Schrauben, satter aneinander. Das überschüssige Öl muss nach der Montage entfernt werden. Taper-Buchse in die Nabe einsetzen und alle Anschlussbohrungen zur Deckung bringen. Halbe Gewindebohrungen müssen jeweils halben, glatten Bohrungen gegenüberstehen. Stiftschrauben (TB 1008-3030) bzw. Zylinderschrauben (TB 3535-5050) leicht einölen und einschrauben. Schrauben noch nicht festziehen. Welle säubern und entfetten. Scheibe mit Taper-Buchse bis zur gewünschten Lage auf die Welle schieben. Mittels Inbusschlüssel nach DIN 911 Stiftschrauben bzw. Zylinderschrauben gleichmäßig mit den in der Tabelle angegebenen Anzugsmomenten anziehen. Nach kurzer Betriebszeit (0,5 bis 1 Stunde) Anzugsmomente der Schrauben überprüfen und gegebenenfalls korrigieren. Um das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern, leere Anschlussbohrungen mit Fett füllen.
 

Schrumpfscheiben

Schrumpfscheiben werden verwendet, um Naben, beispielsweise Hohlwellen, auf eine Welle zu spannen. Dabei werden sie von außen auf die Nabe aufgebracht und erzeugen durch Verringerung ihres Innendurchmessers über kegelförmige Pressflächen der beiden Außenteile eine Spannung auf die Nabe. Es entsteht dadurch eine Presspassung zwischen Welle und Nabe. Wie bei üblichen Spannsätzen wird die Vorspannung durch Schrauben aufgebracht. Schrumpfscheiben übertragen also selbst keine Drehmomente, sondern erzeugen die benötigten Reibkräfte zwischen Welle und Nabe.

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