Reibschlussverbindungen und Spannsätze

Unser Partner TAS Schäfer ist marktführend bei der Herstellung von mechanischen und hydraulischen reibschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen. Neben den mechanischen Schrumpfscheiben und Spannsätzen ist das Familienunternehmen weltweit führend auf dem Markt für hydraulische Schrumpfscheiben. Die eigene hochmoderne und zertifizierte Fertigung garantiert dabei qualitativ hochwertige Produkte. Ein kundenorientiertes, flexibles und qualifiziertes Team setzt Kundenwünsche schnell und professionell um. Die zuverlässige, technische Beratung durch die Konstruktionsabteilung ist dabei ein wesentlicher Baustein.

Zur optimalen Lieferfähigkeit halten wir alle wesentlichen Durchmesser für unsere Kunden als Rohmaterial - Schmiederohlinge - bereit. Trotz der hohen Kapitalbindung hat man sich zu diesem Schritt entschlossen, um die optimale Verfügbarkeit auch bei Sonderantriebselementen sicherzustellen.

Unsere Reibschlussverbindungen gelten als State of the Art. Insbesondere unsere verschiedenen Schrumpfscheibenmodelle haben sich längst in der Antriebstechnik etabliert. Sie realisieren eine maximale Energiedichte in der Welle-Nabe-Verbindung und zeigen sich unempfindlich gegen Stöße, Schläge und Korrosion. Daher arbeiten sie auch unter extremen Bedingungen absolut zuverlässig. Natürlich empfehlen wir Ihnen unser Sortiment auch, weil wir von seiner Bandbreite überzeugt sind. Doch sollte für Ihre individuelle Anwendung nicht das perfekte Modell dabei sein, optimieren wir mit modernsten Konstruktions- und Berechnungsverfahren jede beliebige Welle-Nabe-Einheit – bis sie Ihren Anforderungen 100% entspricht. Denn kundenspezifische Lösungen sind unsere Spezialität.

Sämtliche Reibschlussverbindungen basieren auf dem gleichen Prinzip. In ihrer einfachsten Form bestehen sie aus einem Innen- und einem Außenring mit gegenüber liegenden konischen Flächen. Durch axiales Verschieben (mechanisch oder hydraulisch) des Außenrings gegen den Innenring wird eine Pressung erzeugt. Dadurch weitet sich der Außenring nach außen auf, während und der Innenring nach innen gestaucht wird. Die vorhandene Reibung der zwischen Nabe und Welle auftretenden Pressung führt dazu, dass ein Drehmoment und/oder eine Axialkraft übertragen werden kann. Diese sind abhängig vom Reibwert, dem Passungsspiel, der Klemmlänge und dem Wellendurchmesser.

Reibschlussverbindungen sind vielseitig einsetzbar und können in nahezu allen Antriebssträngen sowie in vielen anderen Applikationen verwendet werden. Die Elementgrößen reichen von wenigen mm bis zu mehr als 1.000 mm, mit Übertragungsmomenten von wenigen Nm bis mehr als 18.000.000 Nm.

Bei einer Reibschlussverbindung werden Bauteile durch Haftreibungskräfte zusammengehalten, in dem sie durch konische Reibflächenflächen axial gegeneinander verspannt werden. Die radiale Pressung entsteht die in Wellenrichtung elastisch verspannten Körper der Verbindung. Die mindestens zwei Körper werden durch Schrauben axial gegeneinander bewegt, wodurch der Pressverband immer größere radiale Kräfte durch die Flächenpressung überträgt. Die erzeugte Reibkraft steht dabei den von außen wirkenden Verschiebungskräften entgegen. 

Das Besondere der Welle-Nabe-Verbindung liegt im reinen Kraftschluss. Es muss keine Schwächung der zu verbindenden Wellen erfolgen, um das Moment zu übertragen. Entscheidend für die zuverlässige Verbindung sind die Qualität der verwendeten Bauteile in Bezug auf den Werkstoff wie auch in Bezug auf die Verarbeitung. Eingesetzt werden die Verbindungen überall dort, wo Kräfte eingeleitet oder Drehmomente übertragen werden sollen und eine schnelle und einfache Montage und Demontage erforderlich sind. Reibschlussverbindungen findet man unter anderem in Winden, unterschiedlichen Energieanlagen, in Schiffsantrieben, in der Förder- und Zerkleinerungstechnik in Walzwerken sowie überall dort, wo Momente zuverlässig übertragen werden müssen.

Eine kraftschüssige Welle-Naben-Verbindung aus dem Bereich Maschinenbau wird auch als Spannsatz bezeichnet. In der Praxis muss man sich das in etwa so vorstellen, dass ein Maschinenelement eine Nabe, das kann zum Beispiel ein Zahnrad sein, mit einer Welle verbindet, so dass zwischen diesen beiden Elementen ein Drehmoment und Axialkräfte ohne Formschluss übertragen werden können. Dabei wird die Nabe zugleich gegen ein axiales Verschieben auf der Welle gesichert.

Man kann bei den Spannsätzen zwischen selbstzentrierenden und nicht zentrierenden unterscheiden. Selbstzentrierende Spannsätze sind in der Lage, eine Nabe mit einer großen Genauigkeit auf einer Welle zu zentrieren und damit für einen entsprechend guten Rundlauf zu sorgen. Werden nicht zentrierende Spannsätze eingesetzt, so ist eine ausreichend lange Zentrierung zwischen einer Welle und einer Nabe nötig, die mindestens doppelt so lang sein sollte, wie die Breite des Spannsatzes. Der Vorteil von nicht zentrierenden Spannsätzen ist, dass diese die Fähigkeit besitzen, größere Passungsunterschiede zwischen einer Welle und einer Nabe auszugleichen.