SPIETH Stellmuttern. Baureihe MSW. Werknorm SN 04.03

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1 SPIETH Stellmuttern Baureihe MSW Werknorm SN 0.03

2 SPIETH Stellmuttern Baureihe MSW Die besonderen technischen Vorteile der Stellmutter sind system- und fertigungsbedingt. Bei hohen dynamischen Beanspruchungen sind gute axiale Steifigkeit, hohe axiale Belastbarkeit, sowie der ausgezeichnete Sicherungswert der Stellmutter von entscheidender Bedeutung. Einfache Anschlussteile, keine Nuten, Sicherungsbleche o. ä. Die zur Montage von Wälzlagern verwendete Mutter ist mitentscheidend am qualitativen Ergebnis der gesamten Lagerung. Eine beliebige axiale Position der Mutteranlagefläche ist exakt und problemlos einstellbar. Die fertigungstechnisch erzeugte Planlaufgenauigkeit der Stellmutter bleibt auch im montierten Zustand erhalten und kann wenn erforderlich durch Einstellung verbessert werden. Funktionsprinzip: Aufschrauben der Stellmutter, vorhandenes Gewindeflankenspiel lässt Kippen der Mutter zu. Die Mutteranlagefläche kann sich schrägstellen! Das Prinzip ist vereinfacht, das Gewindeflankenspiel vergrößert dargestellt. Gewindeflankenspiel beseitigt, die Stellmutter ist zentriert, sie kann nicht mehr kippen! Die Mutteranlagefläche hat sich rechtwinklig zur Spindelachse eingestellt. 2

3 SPIETH Stellmutter Baureihe MSW Ausführung bis MSW 70. SPIETH Stellmutter Baureihe MSW Ausführung ab MSW 72.0 Anwendungsgebiete: Stellmuttern der Baureihe MSW sind Genauigkeitsmuttern, die sehr hohe Axialkräfte aufnehmen können. Demzufolge liegen die Einsatzfälle dort, wo hochbelastbare Wälzlager, z. B. Axial-Zylinderrollenlager, vorgespannt werden. Aber auch andere hochbeanspruchte Mutterverbindungen können realisiert werden, wie solche an Pressengestellen, Hydraulikzylindern, Prüfmaschinen u.ä. Die Genauigkeit, die hohe Axialsteifigkeit und der gute Sicherungswert der Stellmutter bieten in allen Anwendungsfällen die technischen Vorteile, welche eine einwandfreie Gesamtfunktion gewährleisten. Vorteile: Die Stellmutter ist rotationssymmetrisch aufgebaut, es sind keine Unwucht erzeugenden Nuten, Schlitze etc. vorhanden. Die am Umfang gleichmäßig verteilten Spannschrauben ergeben im Zusammenwirken mit der optimal ausgelegten elastischen Membran der Stellmutter am Spindelgewinde rundum gleichmäßige Klemmkräfte. Diese Klemmkräfte sorgen für einen intensiven Kontakt an den Gewindeflanken des Bolzen- und Muttergewindes und demzufolge für eine hohe axiale Steifigkeit der Stellmutter am gesamten Umfang (keine weichen Sektoren). Geringste Formfehleranpassungen und Oberflächenverdichtungen an den Gewindeflanken, welche bei herkömmlichen Muttern erst unter Betriebslast auftreten, sind vorweggenommen. Die durch diese Vorwegnahme entstehende Verringerung der axialen Vorspannkraft ist bekannt und kann bei der Montage durch ein höheres Vorspannmoment problemlos kompensiert werden. Die Planfläche der Stellmutter kann bis zur Schlagfreiheit ausgerichtet werden. Wenn erforderlich, ist es durch individuelles Nachziehen der Spannschrauben möglich, einseitige Spannungen, verursacht durch kleinste Planlauffehler der Anschlussteile, auszugleichen. Einseitige Spannungen sind oft die Ursache für schlechte Rundlaufergebnisse von montierten Spindeln. Trotz nach ISO gefertigten Spindelgewindes kann das Flankenspiel bei der Montage bis auf 0 eingeengt und die Mutteranlagefläche feinfühlig eingestellt werden. 3

4 Ausführung: Von diesen Stellmuttern werden in der Regel Vorspannkräfte gefordert, welche im oberen Abmessungsbereich wegen der gegebenen großen Reibradien mit dem Stellmutter-Vorspannmoment nicht mehr praktikabel erreicht werden können. Die Stellmuttern Baureihe MSW sind deshalb in 2 Ausführungsarten unterteilt: Bis zu der Stellmuttergröße MSW 70. wird die axiale Vorspannung über das Mutter- Vorspannmoment, ab der Größe MSW 72.0 über das Anzugsmoment der eingebauten Druckschrauben eingestellt. Beide Ausführungsarten sind aus Stahl gefertigt, vergütet und brüniert. Das metrische ISO-Gewinde ist nach Toleranzklasse fein (Toleranzfeld 5H, DIN 13, Teil ) in einem Arbeitsgang mit der Mutterplanfläche hergestellt. Stellmutterausführung bis MSW 70. (Bild 1) Zum Aufschrauben und Vorspannen dieser Stellmuttergröße sind am äußeren Umfang Nuten für Hakenschlüssel DIN 0-Form A angebracht. Die eingebauten Spannschrauben sind Zylinderschrauben ISO 72 (DIN 912). Bild 1 Spannschraube Stellmutterausführung ab MSW 72.0 (Bild 2) Diese Stellmuttern werden von Hand oder mit einem Steckstift in den dafür am Umfang eingebrachten Radialbohrungen aufgeschraubt. Mit den Spannschrauben (Zylinderschrauben ISO 72 (DIN 912)) wird die Stellmutter gesichert. Das Vorspannen der Mutter erfolgt über Druckschrauben (Gewindestifte ISO 02 (DIN 915)), die anschließend mit radial angeordneten Alu-Druckbolzen und Sicherungsschrauben (Gewindestifte ISO 02 (DIN 913)) blockiert werden. Bild 2 Sicherungsschraube Alu-Druckbolzen Druckschraube Spannschraube Anschlussteile: Bild 3: Gehärtetes Zahnrad als Druckring verwendbar. Das metrische Bolzengewinde ist nach Toleranzklasse fein (Toleranzfeld h, DIN 13, Teil ) zu fertigen. Die Anlageflächen der Anschlussteile Bild : Ungehärtetes Zahnriemenrad, durch Vorlegen einer gehärteten Scheibe als Druckring verwendbar. sind wichtig für die Funktion und müssen deshalb ebenfalls sorgfältig und genau hergestellt werden. Zur Vermeidung von Oberflächensetzungen sollen diese Anlageflächen mit geringer Rauhtiefe ausgeführt sein. Ab Mutterngröße MSW 72.0 Die über gehärtete Gewindestifte aufgebrachte axiale Vorspannung verlangt hier einen speziell ausgeführten Druckring zur Aufnahme der örtlich sehr hohen Druckbelastung. Dieser Druckring ist gehärtet auszuführen. Die vorgeschriebene Mindesthöhe bezweckt die Verteilung der örtlich eingeleiteten Druckkräfte auf die folgende Plananlagefläche. Eventuell kann ein ohnehin vorhandenes Maschinenteil, z.b. ein Zahnrad, die Funktion des Druckringes mitübernehmen (Bild 3+).

5 Erläuterungen Spannschrauben: Druckschrauben: Einstellen einer axialen Vorspannkraft: Zylinderschrauben mit Innensechskant ISO 72 (DIN 912) in der Festigkeitsklasse M A : Anzugsmoment pro Spannschraube. Dem Anzugsmoment liegt eine Reibungszahl von µ = 0,1 Gewindestifte ISO 02 (DIN 915) mit Innensechskant und Zapfen. Die axiale Vorspannung einer Schraubverbindung ist oft funktionsentscheidend und muss daher hinreichend genau eingestellt werden. Das direkte Messen dieser Größe ist jedoch im Montagebetrieb meist nicht möglich, so dass die Einstellung auf indirektem Wege vorgenommen werden muss. Hierzu wird das der gewünschten Vorspannkraft entsprechende Stellmuttervorspannmoment errechnet. Dies kann nach folgender Beziehung bestimmt werden: zugrunde. Da die wirksamen Reibungszahlen von verschiedenen Faktoren abhängen, die sich auch teilweise der Kontrolle des Herstellers entziehen, können diese Angaben nur unverbindliche Empfehlungen darstellen. M D : Anzugsmoment pro Druckschraube. Dieser Wert wird entsprechend der geforderten Vorspannkraft ermittelt. Der Sicherungsvorgang beansprucht das Spindelgewinde und bewirkt hier eine intensive Anlage (= hohe Axialsteifigkeit). Dieser Effekt entlastet gleichzeitig die Plananlage der Stellmutter, was durch ein entsprechend höheres Vorspanndrehmoment bei der Montage problemlos ausgeglichen werden kann. Dieses höhere Vorspanndrehmoment wird durch den Zuschlag B zu der geforderten Vorspannkraft Fv ermittelt. Bis Stellmuttergröße MSW 70.: Mv = (Fv + B) (A + µ A r A ) [Nm] 00 Mv = Vorspannmoment der Stellmutter [Nm] Fv = Geforderte axiale Vorspannkraft der Schraubverbindung [N] B = Stellmutterspezifischer Zuschlag [N], kompensiert die Planflächenentlastung durch den Sicherungsvorgang A = Konstante [mm], beinhaltet die Berechnungsfaktoren für den jeweiligen Gewindedurchmesser (siehe Tabelle) µ A = Reibungszahl für die Plananlagefläche der Stellmutter. Näherungswert µ A = 0,1 Stahl/Stahl r A =wirksamer Reibradius für die Plananlagefläche der Stellmutter [mm] Ab Stellmuttergröße MSW 72.0: Das Anzugsmoment für die Druckschraube wird nach folgender Beziehung bestimmt: M D = Fv ( A + µ D d ) [Nm] M D = Anzugsmoment pro Druckschraube [Nm] Fv = Geforderte axiale Vorspannkraft der Schraubverbindung [N] A = Konstante [mm], beinhaltet die Berechnungsfaktoren für das entsprechende Gewinde (siehe Tabelle) µ D = Reibungszahl für die Auflagefläche der Druckschraube. Näherungswert = 0,13 d = Zapfen-Ø der Druckschraube [mm], (siehe Tabelle) 5

6 SPIETH Stellmutter Baureihe MSW Bezeichnung einer Stellmutter mit d 1 =M 30x1,5 und Höhe h = 2 mm: Stellmutter MSW Die in der Tabelle angegebenen zulässigen Betriebsbelastungen sind Richtwerte, welche mit einer Nutzsicherheit von 1, bei statischer Belastung bezogen auf die Mindeststreckgrenze, bei dynamischer Belastung bezogen auf die Mindestwechselfestigkeit, errechnet wurden. Änderungen vorbehalten. Sonderausführungen: Auf Anfrage unter Beifügung einer Situationsskizze. Kurzzeichen Abmessungen in mm Spannschrauben Berechnungsfaktor 1) d MSW 1 d 2 M d 3 h l b t ISO A Stückzahl 72 A stellmutterspezifischer Zuschlag B dyn. stat. zul. axiale Betriebsbelastung Massenträgheitsmoment J ISO - 5H c Nm mm N kn kn kg cm M20x1,5 M25x1,5 M30x1,5 M35x1,5 M0x1,5 M5x1,5 M50x1,5 M20x1,5 M25x1,5 M30x1,5 M35x1,5 M0x1,5 M5x1,5 M50x1,5 M55x1,5 M0x1,5 M5x1,5 M70x1, , M M M M M M M M M M M M M M M5 M5 M5 M5 1,3 1,33 1,921 2,2 2,500 2,79 3,079 1,3 1,33 1,921 2,2 2,500 2,79 3,079 3,39 5 3,9, ,0 0,719 1,053 1,03 2,259 3,132,775 1,701 3,125 5,5377 7,09 7,930 1,2 21, ,792 35,05 2,2151 1) Anzahl der Nuten für Hakenschlüssel DIN 0-A entspricht der Anzahl der Spannschrauben.

7 ISO 02 ISO 02 Druckbolzen SPIETH Stellmutter Baureihe MSW ISO 72 Bezeichnung einer Stellmutter mit d 1 =M 72x1,5 und Höhe h = 0 mm: Stellmutter MSW 72.0 Die in der Tabelle angegebenen zulässigen Betriebsbelastungen sind Richtwerte, welche mit einer Nutzsicherheit von 1, bei statischer Belastung bezogen auf die Mindeststreckgrenze, bei dynamischer Belastung bezogen auf die Mindestwechselfestigkeit, errechnet wurden. Änderungen vorbehalten. Sonderausführungen: Auf Anfrage unter Beifügung einer Situationsskizze. Kurzzeichen d MSW 1 d 2 d 3 h l d ISO - 5H M72x1,5 M5x2 c d 5 Ø H Anzahl ISO 72 M5 M M A Nm Stückzahl dyn. kn 07 stat. kn Abmessungen in mm Spannschrauben zul. axiale Betriebsbelastung Massenträgheitsmoment J kg cm2 0,1 21,131 Kurzzeichen Druckschrauben Sicherungsschrauben Alu-Druckbolzen MSW ISO 02-5H d M D 1) Stückzahl Berechnungsfaktor A ISO 02 Ø Länge Stückzahl Stückzahl mm Nm mm mm mm M x 5 M 12 x 5 7, ,7575 0,9122 M x M x, ) Vom Schraubenhersteller empfohlenes Anzugsmoment. Hinweis: Weitere Stellmuttern stehen zur Verfügung in unserer Werknorm: SN 0.02 Baureihe MSR SN 0.0 Baureihe MSA mit kleineren Außenabmessungen für weniger hoch beanspruchte Schraubverbindungen. 7

8 Anwendung: Bild 5 Bild Bild 7 Die Stellmutter ist in axialer Richtung verformbar und muss deshalb mit Sorgfalt behandelt werden. Die Spannschrauben dürfen nur betätigt werden, wenn die Stellmutter vollständig auf dem Spindelgewinde aufgeschraubt ist. Ansonsten könnte die Stellmutter durch unzulässige plastische Verformung unbrauchbar werden. Montage bis Mutterngröße MSW Die Stellmutter und die Anschlussteile sorgfältig säubern und mit dünnflüssigem Maschinenöl ohne reibungsmindernde Zusätze leicht benetzen. 2. Stellmutter auf Spindelgewinde aufschrauben, noch nicht zur Plananlage bringen (Bild 5). 3. Spannschrauben gleichmäßig und kreuzweise bei gleichzeitigem Hinund Herdrehen der Stellmutter solange anziehen, bis sie mit sattem Gang nahezu spielfrei läuft (Bild ).. Jetzt erst Stellmutter zunächst mit einem erhöhten Vorspannmoment gegen die Plananlage festziehen, dann wieder lösen und schließlich mit dem vorgegebenen Vorspannmoment anziehen (Bild 7). Durch diese Maßnahme wird ein nachträgliches Setzen an den Kontaktflächen (Gewindeflanken, Plananlagen) vermieden. 5. Nachfolgend die Stellmutter durch gleichmäßiges Anziehen der Spannschrauben sichern. Bei höchster Anforderung an den Spindelrundlauf kann dieser nach Überprüfung durch individuelles Nachziehen der Spannschrauben positiv beeinflusst werden. Eventuelle einseitige Spannungen, durch kleine Planlauffehler der Anschlussteile verursacht, werden so ausgeglichen. Demontage Spannschrauben zunächst kreuzweise leicht entspannen. Erst dann dürfen die Spannschrauben vollständig gelöst werden. So wird verhindert, dass die gesamte Spannung der Membrane auf die zuletzt zu öffnende Spannschraube wirkt und diese dabei blockiert. Um den Monteur bei erstmaliger Verwendung der Stellmutter zu informieren, ist jeder Auslieferung eine Montageanleitung beigelegt. Weitere Exemplare stehen auf Anforderung zur Verfügung.

9 Bild Sicherungsschraube Druckschraube Montage ab Mutterngröße MSW Die Stellmutter und die Anschlussteile sorgfältig säubern und mit dünnflüssigem Maschinenöl ohne reibungsmindernde Zusätze leicht benetzen. 2. Stellmutter auf Spindelgewinde aufschrauben, noch nicht zur Plananlage bringen. Die Druckschrauben sollen dabei nicht aus der Planfläche hervorstehen. (Bild ). 3. Spannschrauben gleichmäßig und kreuzweise bei gleichzeitigem Hinund Herdrehen der Stellmutter solange anziehen, bis sie mit sattem Gang nahezu spielfrei läuft (Bild 9).. Jetzt erst Stellmutter an Plananlagefläche anlegen und durch gleichmäßiges Anziehen der Spannschrauben sichern. 5. Anschließend Druckschrauben zunächst mit einem erhöhten Vorspannmoment in gekennzeichneter Reihenfolge und stufenweise gegen die Plananlagefläche ziehen, dann wieder lösen und mit dem vorgegebenen Vorspannmoment anziehen (Bild ). Durch diese Maßnahme wird ein nachträgliches Setzen an den Kontaktflächen (Gewindeflanken, Plananlagen) vermieden.. Zuletzt die Sicherungsschrauben festziehen und die Spannschrauben nochmals auf das vorgeschriebene Anzugsmoment kontrollieren und gegebenenfalls nachziehen. Demontage 1. Sicherungsschrauben öffnen, dann in gekennzeichneter Reihenfolge Druckschrauben zunächst leicht lösen und erst dann völlig entspannen. 2. Spannschrauben zunächst kreuzweise leicht entspannen. Erst dann dürfen die Spannschrauben vollständig gelöst werden. So wird verhindert, dass die gesamte Spannung der Membrane auf die zuletzt zu öffnende Spannschraube wirkt und diese dabei blockiert. Um den Monteur bei erstmaliger Verwendung der Stellmutter zu informieren, ist jeder Auslieferung eine Montageanleitung beigelegt. Weitere Exemplare stehen auf Anforderung zur Verfügung. Bild 9 Spannschraube Bild 9

10 Einbaubeispiele Bild : Die hohe Tragfähigkeit und Axialsteifigkeit des Nadel-Axial-Zylinderrollenlagers wird hier durch die Montage mit der Stellmutter zuverlässig auf den Vorschubantrieb übertragen. Der hohe Sicherungswert der Stellmutter ist bei der dynamischen Beanspruchung von größter Wichtigkeit. Bild 12: Hochbeanspruchtes Maschinengestell. Die genau rechtwinklige Anlagefläche der Stellmutter garantiert eine gleichmäßige Beanspruchung des Bolzengewindes, es treten keine Biegemomente auf. Dies ist besonders bei dynamischer Beanspruchung von Vorteil.

11 Einbaubeispiele Bild 13: Im oberen Abmessungsbereich (ab MSW 72.0) kann die geforderte axiale Vorspannung wegen der gegebenen großen Reibradien nicht mehr über das Stellmutter-Vorspannmoment aufgebracht werden. Die axiale Vorspannung wird hier über eingebaute Druckschrauben vorgenommen. Bild 1: Kolbenbefestigung mit Stellmutter. Alle technischen Vorteile der Stellmutter werden hier genützt: Tragfähigkeit, Axialsteifigkeit und Sicherungswert.

12 Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit unserer Genehmigung gestattet. Die Angaben in diesem Katalog wurden mit größter Sorgfalt auf ihre Richtigkeit hin überprüft. Trotzdem kann für eventuelle fehlerhafte oder unvollständige Angaben keine Haftung übernommen werden. SPIETH-MASCHINENELEMENTE GmbH & Co KG Alleenstraße Esslingen Telefon (07) Telefax (07) Internet: info@spieth-maschinenelemente.de SN 0.03 d 00/2000/002