Verfahren zur Herstellung einer reibschlüssigen Verbin- dung zwischen zwei Bauteilen dieser Art sind aus der DE 195 21 755 Cl sowie der DE 196 24 048 Al bekannt. Bei diesen Verfahren wird in übereinstimmender Weise ein po- lygones oder ovales Bauteil durch Aufbringung von radia- len Druckkräften elastisch in eine runde Form gebracht, so daß ein runder Schaft unter Beibehaltung der radialen Druckkräfte montiert werden kann. Wenn dann die Radial- kräfte verringert oder aufgehoben werden, federt das ver- formte Bauteil in seine ovale oder polygone Ausgangsform zuruck, so daß der Schaft darin über einen Preßsitz fi- xiert wird. Diese Art der Verbindung zweier Bauteile hat sich in der Praxis durchaus bewährt. Es wird allerdings häufig als nachteilig angesehen, daß extrem hohe Druck- kräfte erforderlich sind, wenn das zu verformende Bauteil große Wandstärken besitzt, und dann auch die auftretenden Verformungen sich nicht exakt beherrschen lassen, d. h. zum Teil undefiniert sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie ein Verbindungssystem der eingangs genannten Art anzuge- ben, mit denen diese Nachteile überwunden werden können, d. h. die eine problemlose Verwendung von zu verformenden Bauteilen mit großer Wandstärke ermöglichen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als elastisch verformbares Bauteil ein Hohlkörper verwendet wird, der in seiner Wandung mehrere Hohlräume aufweist, und daß die radialen Druckkräfte auf die der wirksamen Umfangskontur gegenüberliegende Innen-bzw. Außenkontur des Hohlkörpers so ausgeübt werden, daß ihre Wirkungsli- nien in Umfangsrichtung betrachtet etwa mittig durch die Hohlräume verlaufen. Es hat sich gezeigt, daß die Hohl- körper das Verformungsverhalten von dünnwandigen Bautei- len aufweisen und mit vergleichbarem Kraftaufwand ver- formt werden können, wenn ihr Querschnitt in erfindungs- gemäßer Weise durch Hohlräume geschwächt wird und die ra- dialen Verformungskräfte im Bereich der Hohlräume angrei- fen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß ein Hohlkörper verwendet wird, dessen Hohlräume zur wirksamen Umfangskontur hin geschlossen sind, wobei die wirksame Umfangskontur im unverformten Zustand innerhalb und außerhalb der wirksamen Umfangskontur des anderen Bauteils liegende Umfangsabschnitte aufweist. Wenn bei- spielsweise ein Schaft von außen gespannt werden soll, wird ein Hohlkörper verwendet, dessen Hohlräume im Be- reich derjenigen Umfangsabschnitte vorgesehen sind, die im ungespannten Zustand außerhalb der Umfangskontur des zu spannenden Schafts liegen, und werden die radialen Druckkräfte von außen auf den Hohlkörper ausgeübt. Dies hat zur Folge, daß die zwischen den Kraftangriffspunkten liegenden Bereiche des Hohlkörpers, d. h. diejenigen Um- fangsabschnitte, die im ungespannten Zustand innerhalb der Umfangskontur des Schafts liegen, nach außen gedrückt werden, so daß der Schaft in den Hohlkörper eingeschoben werden kann.

Wenn mit dem Hohlkörper eine Hohlwelle außenseitig ge- spannt werden soll, wird ein Hohlkörper verwendet, dessen Hohlräume im Bereich derjenigen Umfangsabschnitte vorge- sehen sind, die im ungespannten Zustand innerhalb der Um- fangskontur des anderen Bauteils liegen, und werden die radialen Druckkräfte von der Innenseite her auf den Hohl- körper aufgebracht. Dies hat zur Folge, daß die zwischen den Kraftangriffspunkten gelegenen Umfangsabschnitte, die, so daß der Hohlkörper in die Hohlwelle eingeschoben werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß als elastisch verformbares Bauteil ein Hohlkörper verwen- det wird, der mehrere sich in Umfangsrichtung erstrecken- de Aussparungen aufweist, die in Umfangsrichtung gesehen in ihrem Mittelbereich zu der mit dem anderen Bauteil in Kontakt kommenden wirksamen Umfangskontur offen sind, und daß die radialen Druckkräfte auf die der wirksamen Um- fangskontur gegenüberliegende Innen-bzw. Außenkontur des Hohlkörpers so ausgeübt werden, daß ihre Wirkungslinien innerhalb der Öffnungsbereiche der Aussparungen zu der wirksamen Umfangskontur liegen, so daß die zwischen den Öffnungsbereichen gebildeten Körpersegmente durch die Verformung im wesentlichen radial in den Bereich der Aus- sparungen bewegt werden. Wenn in diesem Fall radiale Druckkräfte in den Bereichen, wo die Aussparungen zu der wirksamen Umfangskontur hin öffnen, auf den Hohlkörper ausgeübt werden, hat dies zur Folge, daß die dazwischen- liegenden Körpersegmente, an denen die wirksame Umfangs- kontur ausgebildet ist, radial in den Bereich der Ausspa- rungen hineingezogen werden, wodurch das für das Zusam- menfügen der beiden Bauteile erforderliche Spiel erreicht wird.

Wenn beispielsweise ein Schaft von außen gespannt werden soll, wird ein Hohlkörper beispielsweise in Form eines Ringelements verwendet, bei dem die Aussparungen zum In- nenumfang hin öffnen, und werden radiale Druckkräfte von außen auf den Hohlkörper ausgeübt. Dies hat zur Folge, daß die zwischen den Kraftangriffspunkten liegenden Be- reiche des Hohlkörpers nach außen gedrückt werden, wo- durch auch die Körpersegmente im wesentlichen ohne Ver- formung nach außen bewegt werden, so daß der Schaft in den Hohlkörper eingeschoben werden kann. Die Aussparun- gen, die beispielsweise in den Hohlkörper durch einen Erodiervorgang eingebracht werden können, müssen dabei in radialer Richtung eine solche Breite besitzen, daß die Körpersegmente ausreichend Platz zum Ausweichen haben und können beispielsweise in Form von radialen Einschnitten oder Schlitzen ausgebildet sein.

Dadurch, daß die wirksame Umfangskontur des verformbaren Bauteils im unbelasteten und im belasteten Zustand im we- sentlichen gleich ist, sind besondere Bearbeitungsvorgän- ge bei der Herstellung dieses Bauteils nicht erforder- lich. Zum Spannen eines runden Schafts muß beispielsweise an dem Hohlkörper lediglich eine runde Innenkontur herge- stellt werden, deren Radius zur Erzeugung des Preßsitzes etwas kleiner ist als die des Schaftes, d. h. die Innen- kontur liegt im ungespannten Zustand vollständig inner- halb der Umfangskontur des zu spannenden Schafts.

Wenn mit dem Hohlkörper eine Hohlwelle außenseitig ge- spannt werden soll, öffnen die Aussparungen zum Außenum- fang des Hohlkörpers hin und werden die radialen Druck- kräfte von der Innenseite her auf den Hohlkörper aufge- bracht. Dies hat zur Folge, daß die Körpersegmente, wel- che zwischen den Öffnungsbereichen gebildet werden, in den Bereich der Aussparungen nach innen gezogen werden, so daß der Hohlkörper in die Hohlwelle eingeschoben wer- den kann. Auch in diesem Fall erfolgt die Radialbewegung der Körpersegmente im wesentlichen ohne Verformung der außenliegenden wirksamen Umfangskontur, die entsprechend im ungespannten Zustand eine kreisrunde Form hat, deren Durchmesser etwas größer als der Innendurchmesser der Hohlwelle ist.

Die Hohlräume sollten sich über einen wesentlichen Um- fangsbereich des Hohlkörpers erstrecken. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn sie sich insgesamt über wenig- sten 200°, insbesondere über etwa 280° bis 300° erstrek- ken, so daß sie voneinander nur durch schmale Stegberei- che getrennt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungs- form sind in dem Hohlkörper insgesamt drei Aussparungen vorgesehen, die sich jeweils über einen Umfangsbereich von 80 bis 100° erstrecken, wobei sie in bevorzugter Wei- se gleichmäßig verteilt über den Umfang angeordnet sind.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die nachfol- gende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Be- zugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt : Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Verbindungssystems zum Spannen eines Schaftes im Spannzustand, Figur 2 das Verbindungssystem aus Figur 1 im Füge- und/oder Lösezustand, Figur 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Verbindungssystems zum Spannen eines Schaftes im Spannzustand, Figur 4 das Verbindungssystem aus Figur 3 im Füge- und/oder Lösezustand ; Figur 5 eine dritte Ausführungsform eines erfindungs- gemäßen Verbindungssystems zum Spannen eines Schaftes im Spannzustand, Figur 6 das Verbindungssystem aus Figur 5 im Füge- und/oder Lösezustand ; Figur 7 das verformbare Bauteil einer weiteren Aus- führungsform eines erfindungsgemäß ausgebil- deten Verbindungssystems zum Außenspannen von Werkstücken im unbelasteten Zustand und Figur 8 das verformbare Bauteil aus Figur 7 im bela- steten Zustand.

In den Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform eines er- findungsgemäß ausgebildeten Verbindungssystems 1 darge- stellt. Zu diesem Verbindungssystem 1 gehören ein nicht dargestellter runder Schaft und ein auf dem Schaft zu be- festigender Hohlkörper in der Form eines Ringelements 2. Das Ringelement 2 hat eine polygonförmige Innenkontur und eine etwa kreisförmige Außenkontur, wobei die Innenkontur einerseits Umfangsabschnitte 3a aufweist, die innerhalb des Außenumfangs des Schaftes liegen, und andererseits Umfangsabschnitte 3b besitzt, die außerhalb des Außenum- fangs des Schafts liegen. Die Polygonform ist für eine Dreipunktspannung vorgesehen, für eine Zweipunktspannung kann die Innenkontur aus oval ausgebildet sein. Das Rin- gelement 2 weist drei etwa nierenförmige Hohlräume 4 auf, die sich jeweils über einen Umfangsbereich von etwa 100° erstrecken und in den Hohlkörper 2 beispielsweise durch einen Erodier-oder Fräsvorgang eingebracht sind.

Zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Schaft und dem Ringelement 2 werden von außen auf das Ringelement 2 radiale Druckkräfte F ausgeübt, wobei die Kraftangriffs- punkte so gewählt sind, daß die Wirkungslinien der Kräfte F etwa mittig durch die Hohlräume 4 verlaufen. Durch die Druckkräfte F wird das Ringelement 2 im Bereich der Kraftangriffspunkte radial nach innen gedrückt, und gleichzeitig werden die mittig zwischen den Kraftan- griffspunkten gelegenen Bereiche, d. h. diejenigen Um- fangsabschnitte 3a, die im ungespannten Zustand innerhalb der Außenkontur des Schafts liegen und damit ein Ein- schieben des Schafts in das Ringelement 2 verhindern, ra- dial nach außen elastisch verformt, so daß die Innenkon- tur eine runde Form annimmt, wie dies in Figur 2 darge- stellt ist. Durch die radiale Bewegung der Umfangsab- schnitte 3a wird der Platz geschaffen, der notwenig ist, damit der Schaft in das Ringelement 2 eingeschoben oder wieder aus dem Hohlkörper 2 herausgezogen werden kann.

Wenn jetzt die radialen Druckkräfte verringert oder auf- gehoben werden, erfolgt eine elastische Rückverformung des Ringelements 2 mit der Folge, daß sich die Umfangsab- schnitte 3a wieder nach innen bewegen und mit der elasti- schen Rückstellkraft gegen die Innenwandung des Schafts- drücken, wodurch ein Preßsitz gebildet wird.

Zum außenseitigen Spannen beispielsweise einer Hohlwelle wird ein Ringelement mit einer polygonförmigen Außenkon- tur verwendet, die sowohl innerhalb als auch außerhalb der Innenfläche der Hohlwelle gelegene Umfangsabschnitte aufweist. Die Hohlräume liegen in diesem Fall im Bereich der inneren Umfangsabschnitte. Zum Spannen der Hohlwelle werden radiale Druckkräfte von innen auf das Ringelement ausgeübt, die so angreifen, daß ihre Wirkungslinien etwa mittig durch die Hohlräume verlaufen. Durch die radialen Druckkräfte wird das Ringelement in den zwischen den Kraftangriffspunkten gelegenen Bereich, d. h. im Bereich derjenigen Umfangsabschnitte, die im unverformten Zustand außerhalb der Innenkontur der Hohlwelle liegen und damit ein Einschieben des Ringelements in die Hohlwelle verhin- dern, nach innen verformt, so daß das Ringelement in die Hohlwelle eingeschoben werden kann.

In den Figuren 3 und 4 ist eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Verbindungssystems dargestellt. Zu diesem Verbindungssystem gehören ein run- der Schaft 1 und ein auf dem Schaft 2 befestigter Hohl- körper in Form eines Ringelements 2. Das Ringelement 2 hat eine kreisförmige Innen-und Außenkontur, wobei der Durchmesser der Innenkontur etwas kleiner als der Durch- messer des Schaftes 1 ist, d. h. die Innenkontur vollstän- dig innerhalb der Außenkontur des Schaftes 1 liegt. Das Ringelement 2 weist drei Hohlräume in Form von nutartigen Aussparungen 4 auf, die sich über jeweils einen Umfangs- bereich von etwa 100° erstrecken und zum Innenumfang des Ringelements 2 offen sind, so daß zwischen ihnen ledig- lich schmale Stegbereiche 3 verbleiben.

Zum Lösen bzw. in umgekehrter Weise zum Herstellen der in Figur 1 dargestellten Verbindung zwischen dem Schaft 1 und dem Ringelement 2 werden von außen auf das Ringele- ment 2 radiale Druckkräfte F ausgeübt, wobei die Kraftan- griffspunkte so gewählt sind, daß die Wirkungslinien der Kräfte F etwa mittig durch die Öffnungsbereiche der Aus- sparungen 4 verlaufen. Durch die Druckkräfte F wird das Ringelement 2 im Bereich der Kraftangriffspunkte radial nach innen und gleichzeitig in den etwa mittig zwischen den Kraftangriffspunkten gelegenen Umfangsbereichen, in denen auch die Stegbereiche 3 liegen, radial nach außen elastisch verformt, wie dies in Figur 2 die Strichlinien darstellen. Dabei werden die Ringsegmente 2a, 2b, 2c ebenfalls radial nach außen bewegt, wofür die Aussparun- gen 4 den nötigen Freiraum lassen, jedoch gar nicht oder nur unwesentlich verformt. Durch die radiale Bewegung der Ringsegmente 2a, 2b, 2c löst sich deren wirksame Innen- kontur von dem Schaft 1, so daß dieser aus dem Ringele- ment 2 herausgezogen werden kann.

In den Figuren 5 und 6 ist eine dritte Ausführungsform eines Verbindungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, daß den gleichen Grundaufbau hat wie das zu- vor erläuterte und in den Figuren 1 und 2 dargestellte Verbindungssystem. Unterschiedlich ist lediglich die Aus- gestaltung der Aussparungen 4, die bei der zweiten Aus- führungsform als vergleichsweise schmale Schlitze, die sich entlang des mittleren Durchmessers des Ringelements 2 erstrecken, ausgebildet und durch drei radiale nutarti- ge Einschnitte 5, die in Umfangsrichtung gesehen jeweils mittig von den Aussparungen 4 radial nach innen abragen und entsprechend einen Winkelversatz von 120° zueinander haben, zur Innenkontur öffnen.

Auf diese Weise werden drei Ringsegmente 2a, 2b, 2c ge- bildet, die in Umfangsrichtung jeweils durch zwei der Einschnitte 5 und nach außen durch die Aussparungen 4 be- grenzt und mit dem Rest des Ringelements 2 durch die zwi- schen den Aussparungen 4 gelegenen Stegbereiche 3 verbun- den sind. Die Aussparungen 4 und die radialen Einschnitte 5 können in das Ringelement 2 erodiert oder anderweitig eingebracht sein.

In den Figuren 7 und 8 ist ein als Ringelement 2 ausge- bildeter Hohlkörper eines weiteren erfindungsgemäßen Ver- bindungssystems dargestellt, mit dem ein nicht darge- stellter Hohlkörper wie beispielsweise eine Hohlwelle au- ßenseitig gespannt werden kann. Wie bei der ersten Aus- führungsform weist das Ringelement 2 Aussparungen 4 auf, die sich entlang des mittleren Radius des Ringelements 2 in Umfangsrichtung über jeweils etwa 100° erstrecken, so daß zwischen ihnen schmale Stegbereiche 3 verbleiben. Von jeder Aussparung 4 erstreckt sich ein Einschnitt 5 radial nach außen, wobei die Einschnitte 5 in Umfangsrichtung betrachtet etwa mittig von den Aussparungen 4 abragen, so daß sie einen Winkelversatz von jeweils 120° zueinander haben. Der Außenumfang des Ringelements 2 ist so gewählt, daß er etwas kleiner als der Innenumfang des zu spannen- den Werkstücks ist. Wenn das Ringelement 2 dann in dem Werkstück fixiert werden soll, werden, wie in Figur 6 an- gedeutet ist, am Innenumfang auf das Ringelement 2 Drück- kräfte F ausgeübt, die so angreifen, so daß ihre Wir- kungslinien F etwa mittig durch die Einschnitte 5 verlau- fen. Durch die radialen Druckkräfte F wird das Ringele- ment 2 am Innenumfang im Bereich der Kraftangriffspunkte nach außen verformt, wofür die Aussparungen 5 den erfor- derlichen Raum lassen, und gleichzeitig wird das Ringele- ment etwa mittig zwischen den Kraftangriffspunkten ela- stisch nach innen verformt, wodurch die Ringsegmente 2a, 2b, 2c nach innen gezogen werden, wofür die Aussparungen 4 ebenfalls den entsprechenden Freiraum bieten (Fig. 8).

Da auf die Ringsegmente 2a, 2b, 2c keine direkten Kräfte wirken, erfahren sie lediglich eine Radialbewegung, je- doch ansonsten im wesentlichen keine Verformung ; es wer- den lediglich die Aussparungen 5 und die Einschnitte 5 etwas kleiner. Durch die Kraftaufbringung wird somit der Außendurchmesser des Ringelements 2 verkleinert, so daß es in das zu spannende Werkstück eingesetzt werden kann. wenn jetzt die radialen Druckkräfte verringert oder auf- gehoben werden, erfolgt eine elastische Rückverformung des Ringelements 2 mit der Folge, daß sich sein Durchmes- ser wieder vergrößert und die Ringsegmente 2a, 2b, 2c mit der elastischen Rückstellkraft gegen die Innenwandung des Werkstücks drücken, wodurch ein Preßsitz gebildet wird.