In der Welt der Antriebstechnik spielen Klemmringe und Stellringe eine entscheidende Rolle, auch wenn sie oft im Schatten größerer und komplexerer Komponenten stehen. Diese scheinbar simplen Bauteile haben jedoch eine beeindruckende Vielseitigkeit und Leistungsfähigkeit, die in vielen Anwendungen unverzichtbar ist.
Die Geschichte der Klemmringe und Stellringe
Die Anfänge der Klemmringe und Stellringe reichen zurück in die frühen Tage der Industrie, als einfache Wellenringe mit Vierkantgewindestiften an Längsachsverbunden von Walzwerken angebracht wurden. Diese Bauweise war jedoch gefährlich und führte zu Unfällen, da die Schraubenköpfe sich in rotierenden Anwendungen in Kleidung verfangen und Arbeiter in Maschinen ziehen konnten. Erst mit der Erfindung des Sicherheitsstellrings durch Howard T. Hallowell, wurde ein sichereres Design etabliert. Dieser Stellring mit vertiefter Innensechskantschraube wurde zum industriellen Standard und legte den Grundstein für die moderne Produktion von Klemmringen und Stellringen.
Die Funktionsweise von Klemmringen und Stellringen
Die gesamte Haltekraft von Klemmringen und Stellringen wird durch die Gewindestifte gewährleistet, die den Ring auf der Welle fixieren. Wie hoch diese Haltekraft ist, hängt hauptsächlich vom Material und der Beschaffenheit der Welle ab, auf die der Ring montiert wird. Um die maximale Haltekraft zu erreichen, muss die Welle aus einem weicheren Material bestehen als die Gewindestifte. Dies ermöglicht es, das Schraubenende in der Welle festzuklemmen und sicherzustellen, dass Schraube und Ring ihre Position unter Belastung beibehalten.
Die Evolution zum Klemmring
Der Klemmring stellt eine Weiterentwicklung der ursprünglichen Wellenringe dar, insbesondere in der Gewindestiftausführung. Obwohl der genaue Ursprung des Klemmrings nicht eindeutig festgelegt werden kann, begann seine Verwendung in den 1940er Jahren, als amerikanische Hersteller wie Ruland ihn für hochtechnologische Anwendungen in der Rüstungsindustrie einsetzten. Diese mechanischen Instrumente waren Vorläufer der analogen Computerindustrie und erforderten präzise Komponenten wie Wellenringe in Klemmausführung.
Vorteile von Klemmringen gegenüber alten Standard-Wellenringen
Klemmringe lösen viele Probleme, die bei alten Standard-Wellenringen auftraten. Sie sind in einteiliger und zweiteiliger Ausführung erhältlich und verwenden Innensechskant-Zylinderschrauben, um die benötigte Druckkraft zur Positionierung des Rings und zur Umfassung der Welle zu erzeugen. Im Gegensatz zu Gewindestiften beschädigen Klemmringe die Welle nicht und können leicht montiert und eingestellt werden. Darüber hinaus bieten sie eine gleichmäßige Kräfteverteilung am Wellenumfang, was ihre Haltekraft deutlich erhöht. Bei Stoßlasten kann die zweiteilige Ausführung zusätzliche Festigkeit bieten.
Anwendungen und Eigenschaften von Wellenringen in Klemmausführung
Wellenringe in Klemmausführung erfüllen grundlegende Anlagenfunktionen, wobei die Haltekraft in vielen Anwendungen von größter Bedeutung ist. Die Auswahl der richtigen Wellenringe hängt von verschiedenen Faktoren ab, einschließlich Präzision, Schweißbarkeit, Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Je nach Anwendung können unterschiedliche Eigenschaften priorisiert werden.
Haltekraft für geteilte Naben und mechanische Anschläge
In Anwendungen mit geteilten Naben oder mechanischen Anschlägen ist die Haltekraft von entscheidender Bedeutung. Um die auf die Welle wirkenden Kräfte zu maximieren, müssen enge Toleranzen eingehalten und die Nabensegmente schmal gehalten werden. Die Haltekraft hängt von verschiedenen Konstruktionsmerkmalen ab, darunter Bohrungsgröße und Rundlaufgenauigkeit.
Präzises Plandrehen von Oberflächen
Die Möglichkeit der Sicherung und Ausrichtung anderer Wellenkomponenten durch präzise gearbeitete Auflageflächen ist ein entscheidendes Merkmal von Wellenringen. Hochleistungs-Wellenringe werden plangedreht und endverarbeitet, um eine geringe Unrundheit sicherzustellen und die genaue Ausrichtung von Bauteilen zu gewährleisten.
Wellenringe mit Gewindebohrung und Klemmmuttern
Wellenringe mit Gewindebohrung bieten besondere Vorteile, insbesondere in Anwendungen mit hohen axialen Lasten oder präziser Positionierung. Sie bieten einen mechanischen Festanschlag und erleichtern feine Einstellungen und Vorspannungen von Bauteilen wie Lagern. Klemmmuttern sind spezialisierte Varianten von Wellenringen mit Gewindebohrung und bieten eine noch genauere Rundlauftoleranz sowie Ringschlüsselnuten für präzise Vorspannungseinstellungen.
Anwendungen und Eigenschaften von Klemmringen in Klemmausführung
Obwohl sie auf den ersten Blick einfach erscheinen, erfüllen Klemmringe in Klemmausführung grundlegende Funktionen in Anlagen, so steuern oder begrenzen sie bspw. die Bewegung und Position von Zahnstangen in einigen Anwendungen. Um eine optimale Leistung zu erzielen, müssen bestimmte Eigenschaften vorhanden sein, deren Bedeutung je nach Anwendungsfall variieren kann. Während in vielen Anwendungen die Haltekraft des Klemmrings im Vordergrund steht, sind in anderen Anwendungen Faktoren wie die Präzision der plangedrehten Flächen der Bohrung des Wellenrings, Schweißbarkeit, Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit von größerer Bedeutung.
Fazit
Klemmringe und Stellringe sind vielseitige Komponenten, die in der Antriebstechnik eine entscheidende Rolle spielen. Von ihrer einfachen Anwendung bis zu ihrer komplexen Verwendung in anspruchsvollen Anlagen bieten sie passende Lösungen für eine breite Palette von Herausforderungen. Die richtige Auswahl und Anwendung von Klemmringen kann nicht nur die Leistung der Anlagen verbessern, sondern auch deren Lebensdauer und Zuverlässigkeit erhöhen. In vielen Fällen sind Klemmringe die bessere Wahl gegenüber den traditionellen Stellringen, insbesondere wenn es darum geht, Stoßlasten zu bewältigen und präzise Positionierungen oder Vorspannungen einzustellen.