Konstruktionsanleitung DSK/DSL

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1 Seite 1 von 16 Originalfassung der Für Bauteile DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL Spieth- Spannsatz (Präzisionsspannsätze) DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL Baureihe DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL Die steht auch unter zum Download zur Verfügung. Bei Fragen wenden Sie sich bitte direkt an Spieth-Maschinenelemente GmbH & Co. KG. Impressum: DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSK DSK DSL DSK DSL DSK DSL DSK DSK DSK DSL DSK DSL SPIETH-MASCHINENELEMENTE GmbH & Co. KG, Alleenstraße 41, D Esslingen Fon Fax Web: KG: Sitz Esslingen, AG Stuttgart HRA PhG: Spieth-Beteiligungs-GmbH, Sitz Esslingen, AG Stuttgart HRB Geschäftsführer: Dipl.-Ing. Alexander Hund

2 Seite 2 von 16 Über die zu Spieth-Spannsätze Diese ermöglicht den sicheren und effizienten Umgang mit Spieth-Spannsätzen und gibt wertvolle Hinweise zu Auswahl, Auslegung und Montage Ihrer kraftschlüssigen Welle-Nabe-Verbindung. Hinweise Grundlage dieser ist die Betriebsanleitung, deren Empfehlungen und Hinweise bei der Auslegung und Konstruktion zwingend Folge zu leisten ist. und Betriebsanleitung sind unter erhältlich. Grundvoraussetzung für sicheres Arbeiten ist die Einhaltung aller Sicherheitshinweise. Diese sind wie folgt gekennzeichnet: Achtung! Es gelten zusätzlich zu den Hinweisen in dieser Anleitung die örtlichen Unfallverhütungsvorschriften und die nationalen Arbeitsschutzbestimmungen. Inhaltsverzeichnis 1 Wirkungsweise der Spieth-Spannsätze Aufbau der Spieth-Spannsätze Die Auswahl für Ihren Anwendungsfall Die Ausführung der Spieth-Spannsätze Die Auslegung der Spannsatz-Verbindung Vorgehen bei der Montage der Spieth-Spannsätze Betrieb der Spieth-Spannsätze...15

3 Seite 3 von 16 1 Wirkungsweise der Spieth-Spannsätze Spieth-Spannsätze sind Präzisions-Spannsätze. Sie bieten konzeptbedingt ein Höchstmaß an Präzision, vereint mit höchster Belastbarkeit. Spieth-Spannsätze der Baureihe wurden als universell einsetzbare Präzisions-Spannsätze entwickelt. Sie stellen dabei die ideale Lösung für Anwendungen mit hohem Austausch- und Verstellaufkommen dar. Bei den hier auftretenden hohen Drehmomenten und Axialkräften garantieren sie bei kompakter Bauweise eine dauerhafte Kraftübertragung sowie eine steife Verbindung mit präziser Zentrierung und optimalem Rundlauf. Bild 1: Spieth-Spannsätze Spieth-Spannsätze der Baureihe zählen zu den kraftschlüssigen einteiligen Welle-Nabe-Verbindungen. 2 Aufbau der Spieth-Spannsätze Spieth-Spannelement Spieth-Spannschrauben Erkennungsmerkmale (für original Spieth-Spannsätze) Spieth-Logo Bezeichnung Chargennummer Vorspannmoment M V der Spannschrauben Bild 2: Legende für Spieth-Spannsätze der Baureihe Spieth-Spannsätze der Baureihen sind für den Einsatz von Wellen an h-toleranzfeld vorgesehen. Die Baugruppen bestehen aus einem Spannelement sowie Spannschrauben für eine integrierte Spanneinleitung. Das einteilige Zylinderspannelement weist, im Unterschied zu Kegelspannsätzen, keine toleranzlastigen Trennfugen auf und bewirkt damit eine hohe Präzision. Durch die besondere Geometrie des Grundkörpers wird über die axiale Spanneinleitung mittels Spannschrauben eine gleichmäßige Querkontraktion erreicht. Dadurch wird eine einfache, sichere und steife Zentrierwirkung erzielt.

4 Seite 4 von 16 3 Die Auswahl für Ihren Anwendungsfall Die im Katalog angegeben Werte für Drehmomente und Axialkräfte gelten jeweils bei alleinigem Auftreten. Dabei beziehen sich die zulässigen Drehmomente und Axialkräfte auf die empfohlenen Toleranzen der Anschlussteile. Außerdem gelten sie sowohl für statische, als auch für schwellende, wechselnde oder stoßartige Belastung, solange die auftretenden Spitzenkräfte die in Tabelle 1 angegebenen Maximalwerte nicht überschreiten. Ausnahmen stellen bei kraftschlüssigen Verbindungen Wechseltorsions- oder Umlaufbiegebeanspruchungen dar, da es hier zu Reibkorrosion kommen kann. Um diese Erscheinung und die damit verbundene erschwerte Demontage zu vermeiden, gilt es folgende Angaben zu : zulässige Beanspruchung Bei Wechseltorsion Bei Umlaufbiegung T 0,6 M, 0,3 Hinweis! Die Angaben zur maximalen Belastbarkeit aller Spieth-Produkte basieren auf der Streckgrenze des Materials. Dies hängt damit zusammen, dass im Hause Spieth-Maschinenelemente GmbH & Co. KG nur elastische Verformungen der Produkte zugelassen werden. Plastische Verformungen können bei Präzisions-Spannsätzen zu einer erschwerten Demontage führen. Bei Welle-Nabe-Verbindungen anderer Hersteller wird oftmals mit der Zugfestigkeit gerechnet, weshalb ein direkter Vergleich der Leistungsdaten nicht möglich ist. Tabelle 1: Anwendungsbezogene Daten der Spieth-Spannsätze Bezeichnung DSK DSL Übertragbare Kräfte Übertragbare Kräfte Präzision Bestell-Nr. Axiakraft F ax,max [N] Drehmoment M max Bestell-Nr. Axialkraft F ax,max [N] Drehmoment M max Rundlauf [µm] /IT K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K

5 Seite 5 von 16 Bezeichnung DSK DSL Übertragbare Kräfte Übertragbare Kräfte Präzision Bestell-Nr. Axiakraft F ax,max [N] Drehmoment M max Bestell-Nr. Axialkraft F ax,max [N] Drehmoment M max Rundlauf [µm] /IT K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K K IT K K IT4

6 Seite 6 von 16 Bezeichnung DSK DSL Übertragbare Kräfte Übertragbare Kräfte Präzision Bestell-Nr. Axiakraft F ax,max [N] Drehmoment M max Bestell-Nr. Axialkraft F ax,max [N] Drehmoment M max Rundlauf [µm] /IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT K K IT4

7 Seite 7 von 16 4 Die Ausführung der Spieth-Spannsätze Spieth-Spannsätze der Baureihen sind aus Stahl mit hoher Festigkeit (ca. 650 N/mm²) gefertigt. Die Oberfläche ist brüniert und an den Funktionsflächen geschliffen. Die Rundlaufgenauigkeit Bohrung/ Außendurchmesser beträgt 0,008 mm bzw. ab d 2 > 80 mm eine Rundlaufgenauigkeit nach IT4. Der Außendurchmesser ist nach ISO-Toleranz h5 spanabhebend gefertigt. Der Innendurchmesser ist je nach Größe nach ISO- Toleranz H6 spanabhebend bearbeitet. Bild 3: Schnittdarstellung Achtung! Der Spannsatz ist in axialer Richtung verformbar und muss deshalb mit Sorgfalt behandelt werden. Die Spannschrauben dürfen nur betätigt werden, wenn die Funktionsflächen des Spannsatzes durch die Anschlussteile vollständig abgedeckt sind. Ansonsten können Schäden wie plastische Verformungen an dem Spannelement die Folge sein und dieses unbrauchbar machen. In diesem Fall übernimmt Spieth-Maschinenelemente GmbH und Co. KG weder Haftung noch Gewährleistung. Achtung! Spieth-Spannsätze dürfen nur mit Original Spieth-Spannschrauben verwendet werden, da es sonst zu Fehlfunktion mit weitreichenden Schadensfolgen kommen kann. In diesem Fall übernimmt Spieth-Maschinenelemente GmbH und Co. KG weder Haftung noch Gewährleistung.

8 Seite 8 von 16 Tabelle 2: Konstruktionsbezogene Daten für die Auslegung der Spieth-Spannsätze Bezeichnung Abmessungen Gewichte/Massenträgheitsmomente Bauraum DSK DSL Länge K/L Schraubenkopfhöhe h [mm Innen- d 1 H6 Außen- d 2 h5 Gewicht m [kg] Massenträgheitsmoment J [kg cm²] Gewicht m [kg] Massenträgheitsmoment J [kg cm²] / ,042 0,045 0,056 0, / ,048 0,059 0,062 0, / ,046 0,058 0,062 0, / ,104 0,161 0,120 0, / ,05 0,074 0,066 0, / ,12 0,227 0,136 0, / ,054 0,093 0,072 0, / ,13 0,278 0,144 0, / ,182 0,434 0,234 0, / ,062 0,131 0,084 0, / ,128 0,302 0,146 0, / ,192 0,519 0,248 0, / ,062 0,155 0,084 0, / ,15 0,439 0,172 0, / ,206 0,666 0,270 0, / ,068 0,203 0,092 0, / ,162 0,562 0,186 0, / ,224 0,84 0,290 1, / ,072 0,24 0,096 0, / ,168 0,655 0,194 0, / ,236 0,973 0,308 1, / ,34 1,59 0,468 2, / ,168 0,69 0,190 0, / ,25 1,12 0,318 1, / ,342 1,69 0,466 2, / ,194 0,936 0,218 1,03

9 Seite 9 von 16 Bezeichnung Abmessungen Gewichte/Massenträgheitsmomente Bauraum DSK DSL Länge K/L Schraubenkopfhöhe h [mm Innen- d 1 H6 Außen- d 2 h5 Gewicht m [kg] Massenträgheitsmoment J [kg cm²] Gewicht m [kg] Massenträgheitsmoment J [kg cm²] / ,264 1,36 0,346 1, / ,38 2,18 0,516 2, / ,202 1,17 0,232 1, / ,324 2,14 0,416 2, / ,416 2,9 0,576 3, / ,695 5,3 0,895 6, / ,372 3,01 0,478 3, / ,45 3,76 0,618 5, / ,74 6,78 1,000 8, / ,384 3,6 0,494 4, / ,486 4,78 0,670 6, / ,805 8,52 1,080 11, / ,526 5,98 0, / ,865 10,5 1,135 13, / ,562 7,36 0,765 9, / ,91 12,9 1,225 16, / ,596 8,95 0, / ,97 15,5 1,300 20, / ,035 18,5 1, / ,09 21,9 1,460 28, / ,14 25,6 1,520 33, / ,55 40,3 2,310 60, / ,081 35,2 1,475 48, / ,127 40,7 1,536 55, / ,182 46,3 1,612 63, / ,272 60,2 1,735 82, / ,383 75,2 1,

10 Seite 10 von 16 Bezeichnung Abmessungen Gewichte/Massenträgheitsmomente Bauraum DSK DSL Länge K/L Schraubenkopfhöhe h [mm Innen- d 1 H6 Außen- d 2 h5 Gewicht m [kg] Massenträgheitsmoment J [kg cm²] Gewicht m [kg] Massenträgheitsmoment J [kg cm²] / ,493 92,5 2, / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , , / , ,

11 Seite 11 von 16 5 Die Auslegung der Spannsatz-Verbindung Die Gesamtsteifigkeit der Verbindung von Nabe, Spannsatz und Welle wird von einer Vielzahl von Parametern beeinflusst. Dazu gehören neben den Materialkennwerten auch die Ist-Maße der verwendeten Bauteile. Daher sind Aussagen hinsichtlich der Verbindungssteifigkeit und darauf aufbauend bezüglich der Drehzahleignung von Spannsätzen auf den individuellen Fall abzustimmen. Bei Fragen wenden Sie sich diesbezüglich bitte an Spieth-Maschinenelemente GmbH & Co. KG. 5.1 Übertragbare Kräfte und Momente Die in Tabelle 1 angegebenen Werte für das maximal übertragbare Drehmoment M max wurden aus Versuchsreihen ermittelt, wobei die Anschlussteile aus Stahl C45 und in vorgeschriebener Oberflächengüte gefertigt waren. Die Werte gelten für ein allein wirkendes Drehmoment mit F ax = 0 N, bzw. allein wirkende Axialkraft mit M = 0 Nm. Wirken sowohl Drehmoment als auch Axialkraft gleichzeitig auf einen Spannsatz, so ist nach Formel 1 zu prüfen, ob das in Tabelle 1 angegebene maximal übertragbare Drehmoment M max größer als das berechnete resultierende Drehmoment M r ist. Dieses resultierende Drehmoment M r ergibt sich aus dem erforderlichem Drehmoment M erf und der erforderlicher Axialkraft F ax,erf. = +,! 2000 [#$] (Formel 1) mit M max Max. übertragbares Drehmoment Tabellenwert, Tabelle 1 M erf M r F ax,erf [N] d 1 Erforderliches Drehmoment Resultierendes Drehmoment Erforderliche Axialkraft Wellen-Durchmesser 5.2 Konstruktiv vorzusehender Funktionsbauraum und Toleranzen Die zylindrische Bohrungs- und Außenfläche des Spannsatzes müssen von den Anschlussteilen vollständig abgedeckt sein. Welle und Bohrung sind zylindrisch mit einer gemittelten Rautiefe Rz = 2,5 6,3 μm spanabhebend herzustellen Welle Die Steifigkeit der Welle beeinflusst die erforderliche Montagevorspannkraft des Spannsatzes. Alle Angaben zu den Vorspannvorgängen wurden mit einer Vollwelle ermittelt. Beim Einsatz einer Hohlwelle können die erzielten Vorspannkräfte abweichen. Für die Welle gilt eine Fertigungstoleranz von h5 (max. zul. h6). Für Wellen mit einer Toleranz von h6 muss im ungünstigsten Fall mit einer Reduzierung der übertragbaren Kräfte von ca. 10% gerechnet werden. Im Zweifelsfall wenden Sie sich bitte an Spieth-Maschinenelemente GmbH & Co. KG.

12 Seite 12 von Nabe Die Nabenbohrung ist mit einer Fertigungstoleranz von H7 (H6 bei hoher Rundlaufanforderung) auszuführen. Damit die Beanspruchung der Nabe im elastischen Bereich bleibt, gelten folgende Empfehlungen hinsichtlich der Mindestnabenwandstärke: empfohlene Mindestwandstärke bei Stahl C45: bei AL-Legierung Mindestfestigkeit F38: bei Grauguss GG-25 lunkerfreier Guss 0,6 (d 2 - d 1) 1,0 (d 2 d 1) 1,0 (d 2 d 1) 6 Vorgehen bei der Montage der Spieth-Spannsätze 6.1 Präzisionszentrieren und -ausrichten der Spieth-Spannsätze Nach dem Fügen und Positionieren wird durch leichtes Anziehen aller Spannschrauben das Einbauspiel reduziert. Für eine präzise Zentrierung ist ein gleichmäßiges, stufen- und kreuzweises Anziehen nötig. Diese Phase der Spielbeseitigung ist daher für das Rundlaufergebnis besonders wichtig. Dafür benötigen sie einen handelsüblichen Schraubendreher, ein Schraubbit oder einen Schraubenschlüssel mit Innensechskant. 6.2 Verspannen der Spieth-Spannsätze Nun wird durch weiteres Anziehen der Spannschrauben die erforderliche Flächenpressung zwischen Spannsatz und Nabe/Welle erzeugt. Die Spannschrauben werden dazu bis zum vollen Vorspannmoment M V (Bauteilbeschriftung bzw. Tabelle 3) stufen- und kreuzweise gleichmäßig angezogen. Da die Kraftübertragung der Spannsätze von der eingeleiteten Spannkraft abhängig ist, sollten die Spannschrauben mit einem Drehmomentschlüssel angezogen werden. Bei diesem Vorgang verkürzt sich das Spannelement um einige Zehntel mm und es kann, trotz symmetrisch wirkender Betätigungskraft durch die Spannschrauben, zu einer geringen axialen Verlagerung des gespannten Teils in undefinierte Richtung kommen. Abschließend sollte reihum eine Kontrolle des Anzugsmoments der Spannschrauben erfolgen. Bild 4: Schnittdarstellung Spieth Spannsätze

13 Seite 13 von 16 Tabelle 3: Montagebezogene Daten für das Anziehen der Spannschrauben zum Sichern des Spannsatzes DSK Bezeichnung Baureihe Vorspannmoment M V Werkzeug Spannschrauben DSL Stufe 1 = 50 % M V050 Stufe 2 = 75 % M V075 Endmoment =100 % M V100 ISK-Größe [-] Anzahl x Gewinde DSK DSL ,25 1,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL ,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL ,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL ,5 5, xM5 DSK DSL ,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL , xM5 DSK DSL ,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL , xM5 DSK DSL ,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL , xM5 DSK DSL ,5 2 2,5 6xM3 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL , xM5 DSK DSL ,5 9, xM6 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL , xM5 DSK DSL ,5 9, xM6 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL , xM5 DSK DSL ,5 12, xM6 DSK DSL ,5 3, xM4 DSK DSL , xM5 [-] x [-] DSK DSL ,5 12, xM6

14 Seite 14 von 16 DSK Bezeichnung Baureihe Vorspannmoment M V Werkzeug Spannschrauben DSL Stufe 1 = 50 % M V050 Stufe 2 = 75 % M V075 Endmoment =100 % M V100 ISK-Größe [-] Anzahl x Gewinde DSK DSL ,5 18, xM8 DSK DSL , xM5 DSK DSL ,5 12, xM6 DSK DSL ,5 18, xM8 DSK DSL , xM5 DSK DSL ,5 12, xM6 DSK DSL xM8 DSK DSL ,5 12, xM6 DSK DSL xM8 DSK DSL ,5 12, xM6 DSK DSL xM8 DSK DSL ,5 12, xM6 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 [-] x [-] DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM8 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10

15 Seite 15 von 16 DSK Bezeichnung Baureihe Vorspannmoment M V Werkzeug Spannschrauben DSL Stufe 1 = 50 % M V050 Stufe 2 = 75 % M V075 Endmoment =100 % M V100 ISK-Größe [-] Anzahl x Gewinde [-] x [-] DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 DSK DSL xM10 7 Betrieb der Spieth-Spannsätze Spieth-Spannsätze sind wartungsfrei. Jedoch wird im Rahmen allgemeiner Wartungsarbeiten eine Sichtkontrolle des Spannsatzes sowie eine Überprüfung des Vorspannmoments M V der Spannschrauben empfohlen. Bei bestimmungsgemäßer Verwendung bewirken Spieth-Spannsätze mit einer hohen Rundlaufgenauigkeit eine kraftschlüssige Welle- Nabe-Verbindung für hohe Drehmomente und Axialkräfte. 7.1 Demontage der Spieth-Spannsätze Spieth-Spannsätze sind bei sachgemäßer Handhabung mehrfach verwendbar. Wurden eine Welle und Nabe mittels Spieth-Spannsatz kraftschlüssig miteinander verbunden, dürfen nach einer Demontage aufgrund erfolgter Anpassungsvorgängen ausschließlich diese beiden Bauteile wieder miteinander verbunden werden. Achtung! Beim Entspannen alle Spannschrauben stufen- und kreuzweises lösen, damit keine Schraube überbelastet wird. Ansonsten können Schraubenbruch sowie Schäden an dem Spannelement oder an anschließenden Bauteilen die Folge sein. Der Ausbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge zur Montage. 1. Spannkraft durch gleichmäßiges, stufen- und kreuzweises Lösen der Spannschrauben in mehreren Durchgängen lösen. 2. Nach dem Lösen der Spannschrauben geht der Zylinderspannsatz bei bestimmungsgemäßer Verwendung wieder in seine Ausgangsform zurück und ist frei von Hand beweglich. 7.2 Entsorgung der Spieth-Spannsätze Für eine einfache Nachbestellung von Spieth-Spannsätzen geben Sie die auf dem Spannelement eingeprägte Bauteilbezeichnung sowie die Chargennummer an.

16 Seite 16 von 16 Der Spannkörper und die Spannschrauben der Spieth-Spannsätze bestehen aus Stahl. Am Ende der Nutzungsdauer reinigen Sie die metallischen Teile und führen Sie diese dem Stahlschrott zu. Hinweis! Im Interesse des Umweltschutzes entsorgen Sie die Produkte bitte gemäß den geltenden gesetzlichen Vorschriften und Richtlinien.