Arten und Anwendungen Stellringe und Klemmringe

Stellringe und Klemmringe sind wichtige Komponenten im Maschinenbau. Ihre Funktion ist es, Maschinenteile in einer bestimmten Position auf einer Welle oder Achse zu fixieren. Dieser Artikel stellt verschiedene Ausführungen, Auswahlkriterien und Anwendungsbereiche vor.

Stellringe und Klemmringe

Stellringe oder Klemmringe werden eingesetzt, um Bauteile auf Wellen oder Achsen in einer festen Position zu halten. Zu sichernde Bauteile können beispielsweise ein Zahnrad, ein Lager oder eine Scheibe sein. Durch Sicherung auf der Welle wird das axiale Verschieben der Komponenten verhindert (Axialsicherung). Ebenso können Klemmringe oder Stellringe als Abstandshalter zwischen zwei Komponenten dienen.

• (1) Rotationswelle
• (2) Stellring
• (3) Kugellager

Unterschied zwischen Stellringen und Klemmring

Der Unterschied zwischen Stellringen und Klemmringen liegt in der Sicherungsart. Meistens werden Stellringe mittels einer oder mehrerer Madenschrauben bzw. Gewindestiften, die in den Ring eingeschraubt sind, auf der Welle fixiert. Anders als beim Befestigungsprinzip von Stellringen wird ein Klemmring auf der Welle verklemmt. Durch den Verzicht auf die Stifte bzw. die Madenschrauben wird die Welle nicht beschädigt. Im Vergleich zu Stellringen erreichen Klemmringe in der Regel eine deutlich höhere Haltekraft.

Anwendungsbereiche von Stellringen und Klemmringen

Im Maschinenbau werden Stellringe und Klemmringe verwendet, um z.B. Lager, Riemenscheiben, Zahnräder und andere Bauteile auf Wellen zu fixieren und deren Positionierung sicherzustellen. In der Elektronikindustrie dienen Stellringe und Klemmringe dazu, Leiterplatten, Sensoren, Motoren und andere elektronische Bauteile auf Wellen oder Bolzen zu sichern. Auch in Förderanlagen werden Stellringe und Klemmringe genutzt und sorgen hier für die präzise Positionierung von Trommeln, Walzen und Förderbändern.

Vorteile von Stellringen und Klemmringen

Stellringe und Klemmringe bieten einige Vorteile:

• Stellringe oder Klemmringe ermöglichen eine präzise Positionierung und Ausrichtung von Bauteilen auf Wellen oder Achsen (wichtig bei Anwendungen, in denen genaue Ausrichtung oder Abstand gefordert sind).
• Sie lassen sich einfach montieren und demontieren, was wiederum Wartungsarbeiten oder Reparaturen erleichtert.
• Durch eine geringe Profilhöhe lassen sich Klemmringe und Stellringe auch bei geringem Platz einsetzen.
• Sie sind sehr zuverlässig. Bei korrekter Auswahl und Montage ist unbeabsichtigtes Lösen und Verschieben nahezu ausgeschlossen.
• Auch nach mehrmaligen Montagen und Demontagen behalten Stellringe und Klemmringe ihre Positionierungsgenauigkeit bei.
• Sie bieten eine gute Beständigkeit gegen Vibrationen und Stöße, was in Anwendungsbereichen mit Bewegung und Erschütterung von Vorteil ist.
• Je nach Materialauswahl können sie korrosionsbeständig sein, was in feuchten oder aggressiven Umgebungen relevant ist.

Ausführung von Stellringen und Klemmringen

Stellringe und Klemmringe gibt es in verschiedenen Ausführungen. MISUMI bietet z.B. folgende Varianten:

• Geschlitzte Klemmringe
• Zweiteilige Klemmringe (auch geteilte Klemmringe genannt)
• Gewinde Stellringe
• Klemmring mit Passfedernut / Dämpfer / Schlitz und Klemmhebel
• Klemmring mit einseitigem Scharnier

Verwendete Materialien

Bei MISUMI können Sie zwischen verschiedenen Materialien für Stellringe wählen: Stahl, Edelstahl, Kunststoff und Aluminium. Während Stahl für seine Robustheit geschätzt wird, sind Kunststoff-Stellringe ideal für Anwendungen, die Korrosionsschutz oder elektrische Isolierung erfordern. Edelstahl-Stellringe, die ebenfalls korrosionsbeständig sind, eignen sich besonders für anspruchsvolle Umgebungen. Aluminium mit seinem geringen Gewicht wird bevorzugt für spezialisierte Anwendungen eingesetzt.

Verschiedene Befestigungsmechanismen

Zur Befestigung von Stellringen und Klemmringen werden verschiedene Befestigungsmechanismen verwendet:

• Schrauben oder Muttern: An der offenen Seite des Klemmringes ist eine Bohrung zur Führung eines Befestigungselementes wie einer Schraube oder ein Gewindehebel vorgesehen. An der gegenüberliegenden Seite der Klemmöffnung, in Flucht zu dieser Bohrung, ist ein Gewinde vorgesehen, über das der Klemmring fixiert werden kann. Statt einer Gewindebohrung im Vollmaterial kann auch ein Gewindeeinsatz oder eine Mutter verwendet werden.
• Innen- oder Außengewinde: Stellringe können selbst ein Innen- oder Außengewinde aufweisen, das auf die Welle aufmontiert wird. Durch Drehen des Stellrings auf der Welle kann die Positionierung des Stellrings eingestellt und dann durch Anziehen des Gewindes durch die Klemmwirkung der aneinanderliegenden Gewindegänge gesichert werden.
• Klemmmechanismus: Klemmringe verfügen über einen Klemmmechanismus, der durch Drehen oder Anziehen einer Schraube oder eines Hebels aktiviert wird. Dieser Mechanismus drückt den Klemmring fest gegen die Welle und hält ihn in Position.
• Spannring: Ein Spannring ist ein spezieller Typ von Klemmring, der eine federbelastete Klemmung verwendet. Durch das Aufsetzen des Spannrings auf die Welle und das Drücken oder Einrasten des Rings wird er gespannt und fixiert die Position.
• Keilnut: In einigen Fällen wird eine Keilnut in die Welle oder die Achse geschnitten, und der Stellring wird mittels einer entsprechend tolerierten Passfeder in diese Nut eingesetzt. Dadurch wird der Stellring in Position gehalten und kann nicht mehr entlang der Welle oder der Achse verschoben werden.
• Splint: Ein Splint ist ein dünnwandiges Metallstück, das durch Bohrungen in Welle und Stellring geführt wird und sie miteinander verbindet. Der Splint verhindert das ungewollte Verrutschen des Stellrings.

Auswahlkriterien von Stellringen und Klemmringen

Um den richtigen Stellring oder Klemmring auszuwählen, sind verschiedene Auswahlkriterien zu berücksichtigen

• Passungsauswahl: Die Spielpassung ist nach den zu erfüllenden Anforderungen zu wählen. Da eine Klemmung erfolgt, ist oft eine Toleranzfeldauswahl mit merklichem Spiel ausreichend, um eine sichere Befestigung zu gewährleisten.
• Material: Es beeinflusst die Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit. Typische Materialien sind Edelstahl, Stahl, Aluminium und Kunststoffe.
• Befestigungsmechanismus: Müssen die Bauteile häufig montiert oder demontiert werden empfiehlt sich z.B. ein leicht zu montierender Befestigungsmechanismus und eine Spielpassung mit merklichem Spiel. Die Auswahl des Mechanismus hängt außerdem von der gewünschten Festigkeit der Verbindung und der Einstellbarkeit der Position ab.
• Positionierungsgenauigkeit: Ist besonders bei hohen Präzisionsanforderungen wichtig. Hier empfehlen sich je nach konstruktiver Ausführung der Verbindung eventuell Spielpassungen, die gerade noch von Hand verschiebbar sind.
• Normen und Standards: In einigen Branchen oder Anwendungen können bestimmte Normen oder Zertifizierungen für die Verwendung von Stellringen oder Klemmringen vorgeschrieben sein. Wenn Sie die Auswahl haben, versuchen Sie Bauteile zu wählen, die den erforderlichen Standards entsprechen. Für Stellringe gilt z.B. DIN 703 (schwere Reihe) oder DIN 705 (leichte Reihe).

Einbau von Stellringen und Klemmringen

Die Klemmkraft bei Stellringen und Klemmringen wird durch Anziehen des Gewindestiftes, der Schraube oder mit anderen Befestigungsmechanismen erreicht. Die Klemmkraft beeinflusst die maximale Axiallast, weshalb die Einhaltung von Anzugsmomenten wichtig ist. Nachfolgend eine beispielhafte Tabelle mit Anzugsmomenten für Stellringe mit Schlitz.