Spannsätze

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.

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.

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.

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.