Spannsätze

Spannsatz

Spannsätze bzw. Konus-Spannelemente kommen im Maschinenbau zum Einsatz, um eine kraftschlüssige Welle-Nabe-Verbindung zu erzeugen. Der Spannsatz verbindet die Nabe z. B. eines Zahnrades mit einer Welle mittels Reibschluss. Durch diese spielfreie Verbindung zwischen Welle und Nabe können zuverlässig Drehmomente sowie Axialkräfte übertragen werden. Abhängig von der Bauart des Spannsatzes lassen sich mit dieser Verbindungsart auch hohe Biegemomente übertragen.

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Kurzinfo

  • Einfache Montage und Demontage
  • Übertragbares Drehmoment von 11 Nm bis 1.870.000 Nm
  • Nenndurchmesser von 6 mm bis 700 mm
  • Auch als rostfreie Variante erhältlich
  • Sonderbauformen für höhere Biegemomente erhältlich
 

Funktionsprinzip

Spannsätze bestehen je nach Bauart aus einem oder zwei konischen Druckringen und einer konischen Spannhülse. Durch das Anziehen der Spannschrauben mit dem vorgegebenen Anzugsmoment werden die konischen Druckringe auf die Konusfläche der Spannhülse gezogen. Durch diesen Vorgang wird eine Radialkraft sowohl nach innen als auch nach außen erzeugt. Während sich der Außendurchmesser vergrößert, reduziert sich der Durchmesser im Inneren des Spannsatzes. Dies erzeugt eine reibschlüssige Verbindung zwischen dem Spannsatz (Konus-Spannelement) und der Welle sowie der Nabe.

Im Gegensatz zu einer Nut bei herkömmlichen Passfederverbindungen werden die Spannungen in der Welle bei Anwendung eines Spannsatzes gleichmäßig über die gesamte Kontaktfläche verteilt. Die gleichmäßige Spannungsverteilung erzeugt eine zuverlässige, frei positionierbare und vor allem verschleißfreie Verbindung. Die Welle kann zudem oft kleiner ausgeführt werden, was zu einer Gewichtsreduktion der Konstruktion führen kann.

 
 
Spannsatz
Spannsatz
Spannsatz
 

Ausführungen

Unser Angebot an Spannsätzen (Spannelementen) umfasst Außenspannsätze, Innenspannsätze (selbstzentrierend / nicht selbstzentrierend) und starre Wellenkupplungen. Alle Spannsätze gibt es in den verschiedensten Ausführungen und Bauformen. Neben den zu übertragenden Dreh- oder Biegemomente spielen auch die vorhandenen Bauräume sowie Belastungen eine wesentliche Rolle für die richtige Produktauswahl. Egal ob selbstzentrierend, niedrige Flächenpressung, hohe Drehzahlen oder rostfreie Ausführungen für die Lebensmittel- und Chemieindustrie.

Nachgiebigere Spannsätze

Die nachgiebigen Konus-Spannelemente verfügen über insgesamt vier konische Funktionsflächen und mehreren Einzelbauteile. Durch die Bauform und den größeren Konuswinkel sind die nachgiebigeren Spannsätze nicht selbsthemmend. Somit ist ein Abdrücken der Druckringe während der Demontage nicht nötig. Dadurch, dass die Druckringe während der Montage nicht axial auf der Welle bewegt werden, findet keine axiale Verschiebung zwischen Welle und Nabe statt.

Starre Spannsätze

Die starren Konus-Spannelemente verfügen über nur eine oder zwei konische Funktionsflächen. Bauartbedingt können diese Spannsätze höhere Biegemomente übertragen. Sie besitzen eine bessere Selbstzentrierung und Selbsthemmung. Die Spannschrauben werden während des Betriebes nicht weiter durch einfließende Kräfte belastet. Das erhöht die Sicherheit und Lebensdauer der Spannsätze.

 

Innenspannsätze

Mit den Innenspannsätzen lassen sich Naben aller Art auf handelsübliche Wellen befestigen. Dabei bieten die Spannsätze folgende Vorteile: Selbstzentrierend, selbsthemmende Kegelwinkel, Erhöhung der Rundlaufgenauigkeit durch Vorzentrierung.

Spannsätze lassen sich außerdem nach der Art ihrer Anwendung und dem zur Verfügung stehenden Einbauraum unterteilen:

Kurze Spannsätze sind meist in der Lage, geringe bis mittlere Dreh- und Biegemomente aufzunehmen.
Breite Spannsätze werden für hohe bis sehr hohe Dreh- und Biegemomente eingesetzt.

Spannsatz 3012
 

Produktübersicht

 
 
Spannelement 3003 ___________________ Kleine Drehmomente Mittlere Biegemomente Kurze Einbaulänge
Spannelement 3003
___________________
Kleine Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Kurze Einbaulänge
Spannelement 3003 Plus ___________________ Kleine Drehmomente Mittlere Biegemomente Kurze Einbaulänge
Spannelement 3003 Plus
___________________
Kleine Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Kurze Einbaulänge
Spannelement 3006 ___________________ Mittlere Drehmomente Mittlere Biegemomente Kurze Einbaulänge
Spannelement 3006
___________________
Mittlere Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Kurze Einbaulänge
Spannelement 3006 Plus ___________________ Mittlere Drehmomente Mittlere Biegemomente Kurze Einbaulänge
Spannelement 3006 Plus
___________________
Mittlere Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Kurze Einbaulänge
Spannelement 3012 ___________________ Sehr hohe Drehmomente Hohe Biegemomente Breite Einbaulänge
Spannelement 3012
___________________
Sehr hohe Drehmomente
Hohe Biegemomente
Breite Einbaulänge
 
 
 
Spannelement 3014 __________________ Hohe Drehmomente Mittlere Biegemomente Breite Einbaulänge
Spannelement 3014
__________________
Hohe Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Breite Einbaulänge
Spannelement RB ___________________ Mittlere Drehmomente Mittlere Biegemomente Mittlere Einbaulänge
Spannelement RB
___________________
Mittlere Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Mittlere Einbaulänge
Spannelement 3015 ___________________ Mittlere Drehmomente Mittlere Biegemomente Mittlere Einbaulänge
Spannelement 3015
___________________
Mittlere Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Mittlere Einbaulänge
Spannelement 3015.1 ___________________ Mittlere Drehmomente Mittlere Biegemomente Mittlere Einbaulänge
Spannelement 3015.1
___________________
Mittlere Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Mittlere Einbaulänge
Spannelement 3015 DK ___________________ Hohe Drehmomente Mittlere Biegemomente Mittlere Einbaulänge
Spannelement 3015 DK
___________________
Hohe Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Mittlere Einbaulänge
 
 
 
Spannelement 3020 ___________________ Hohe Drehmomente Kurze Einbaulänge Biegemomentaufnahme über Nabe
Spannelement 3020
___________________
Hohe Drehmomente
Kurze Einbaulänge
Biegemomentaufnahme über Nabe
Spannelement TAS 110 ___________________ Mittlere Drehmomente Mittlere Biegemomente Kl. Nabendurchmesser
Spannelement TAS 110
___________________
Mittlere Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Kl. Nabendurchmesser
Spannelement TAS 130 ___________________ Mittlere Drehmomente Mittlere Biegemomente Mittlere Einbaulänge
Spannelement TAS 130
___________________
Mittlere Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Mittlere Einbaulänge
Spannelement TAS 131 ___________________ Mittlere Drehmomente Mittlere Biegemomente Mittlere Einbaulänge
Spannelement TAS 131
___________________
Mittlere Drehmomente
Mittlere Biegemomente
Mittlere Einbaulänge
Spannelement 8006 ___________________ Kleine Drehmomente Kleiner Einbauraum
Spannelement 8006
___________________
Kleine Drehmomente
Kleiner Einbauraum
 
 
 
Spannelement 4006 ___________________ Sehr hohe Drehmomente S. hohe Biegemomente Breite Einbaulänge Ideal für Bandtrommeln
Spannelement 4006
___________________
Sehr hohe Drehmomente
S. hohe Biegemomente
Breite Einbaulänge
Ideal für Bandtrommeln
 
 
 

Ihre Vorteile

Die Leistungsfähigkeit einzelner Komponenten, Kostenvorteile, Reduzierung der Montagezeiten oder die Erhöhung der Lebensdauer bei der Befestigung von Bauteilen auf rotierenden Wellen spielen eine wichtige Rolle.

Eine in der Vergangenheit herkömmliche Methode war die Verbindung über eine Keilnut. Bei dieser Verbindungsart wird in die Welle eine Nut gefräst. Dies erfolgt ebenfalls in die Nabe. Das Fräsen dieser Nuten ist jedoch kosten- und zeitintensiv. Ein weiterer Nachteil ist die Reduzierung des übertragbaren Drehmoments durch die Schwächung der Welle. Häufig entsteht bei einer genuteten Verbindung auch Bewegung und schlussendlich Spiel, so dass die Genauigkeit eines Maschinensystems beeinträchtigt werden kann und das Risiko eines Ausfalls entsteht.

Mit einer kraftschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung mit einem Spannsatz kann dieses Risiko vermieden werden, da kein Spiel entsteht. Die Verwendung eines Spannsatzes gewährleistet daher Präzision und Sicherheit. Zudem können kostspielige Herstellungsprozesse, wie bspw. das Fräsen oder Stoßen der Nuten eingespart werden.

Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung der Spannsatzes ist die Positionierung auf der Welle. Anders als bei einer Nut kann der Spannsatz frei auf der Welle bewegt werden. Die Spannsätze können ebenfalls für bestehende Wellen mit einer Nut verwendet werden, so dass eine Optimierung bestehender Systeme ermöglicht wird. Baureihen wie bspw. des Spannsatzes TAS 3015 DK verhindern im Zuge der Montage direkte Bewegungen auf der Welle. Dies vermeidet kostspielige Beschädigungen der Welle bei der Montage.

Montage

Die Montage erfolgt durch Einsetzen des Spannsatzes zwischen die Bauteile und dem anschließenden Anziehen der Spannschrauben. Die Schrauben müssen in einer vorgegebenen Reihenfolge und identischem Anzugsmoment angezogen werden. Durch die Verwendung konischer Flächen vergrößert sich der Außendurchmesser und verringert sich der Innendurchmesser des Spannsatzes. Radiale Pressung wird aufgebaut.

Die Spannkräfte werden über die Schrauben bereitgestellt (Kraft gesteuert). Dies ermöglicht den direkten Ausgleich des Spiels zwischen Welle und Nabe. Die Spannsätze werden einbaufertig geliefert. Für eine einwandfreie Funktion und um einen ausreichenden und gleichmäßigen Reibwert zu erreichen, müssen die Kontaktflächen von Welle und Nabe sauber und mit einem Ölfilm versehen sein.

Spannsatzzoom
 

Anwendungsbeispiele

Der Einsatz von Spannsätzen ist vielfältig und umfasst verschiedene Industriebereiche. Vom klassischen Maschinenbau, sowie der Förder- und Antriebstechnik bis hin zur Verpackungs- und Nahrungsmittelindustrie.

Schlussendlich ermöglicht der Spannsatz eine präzise Befestigung von Nabenköpern auf Wellen oder Achsen, wie zum Beispiel bei der Fixierung von Zahn- und Kettenrädern. Darüber hinaus finden unsere Spannsätze Anwendungen in Förderbandtrommeln oder Brechern.

In der Nahrungsmittel- und Petrochemischen Industrie werden rostfreie Ausführungen der Spannsätze häufig in Abfüll- oder Rühranlagen eingesetzt. Zur Befestigung von Riemenscheiben sowie zur Beförderung von Gegenständen innerhalb der Maschine werden Spannsätze in der Verpackungsindustrie genutzt.

Flohr Industrietechnik GmbH - Im Unteren Tal 1 - D-79761 Waldshut-Tiengen - Tel.: +49 (0)7751 / 8731-0 - info@flohr-industrietechnik.de

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