Ratgeber
Modellbau-Stellringe und -Klemmringe sind unscheinbare Bauteile, haben aber einen hohen Nutzen. Sie dienen dazu, bewegliche Teile auf Wellen zuverlässig zu fixieren und mechanische Anschläge zu sichern, und werden vielfältig im Anlagen- und Maschinenbau eingesetzt.
Ihre korrekte Auswahl und Anwendung ist entscheidend für die reibungslose Funktion von Antriebssystemen. Dieser Ratgeber bietet Ihnen einen umfassenden Überblick über die Unterschiede, Kaufkriterien und die sichere Montage dieser wichtigen Komponenten. Wir vermitteln Ihnen praxisnahes Wissen, damit Sie die optimale Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen finden und häufige Fehler vermeiden können.
In unserem Ratgeber verraten wir Ihnen, was Klemmringe und Stellringe unterscheidet und worauf beim Kauf zu achten ist.
Modellbau-Klemmringe und Stellringe gehören zu den grundlegenden Bauteilen der Antriebstechnik. Es handelt sich um einfache mechanische Komponenten, die im Maschinen-, Anlagen- und Vorrichtungsbau vielseitig zum Einsatz kommen. So werden Klemm- und Stellringe beispielsweise dazu genutzt, mechanische Anschläge zu sichern und bewegliche Bauteile oder Funktionselemente wie Zahnräder, Riemen und Lager auf Wellen oder Achsen in einer bestimmten Position zu fixieren. Ein großer Vorteil besteht in der einfachen Montage und Demontage. Klemmringe und Stellringe lassen sich unkompliziert anbringen und entfernen, ohne dass dafür besondere Fertigkeiten oder Vorkenntnisse erforderlich wären.
Klemmringe und Stellringe sind beide als ringförmige Bauelemente ausgeführt, unterscheiden sich jedoch im weiteren Aufbau und in ihrer Funktion bzw. Verwendung. Ein Stellring zeichnet sich dadurch aus, dass er mit mindestens einer Gewindebohrung an der Seite ausgestattet ist. In der Gewindebohrung befindet sich eine Stellschraube, die senkrecht zur Welle angeordnet ist. Sobald der Stellring auf die Welle geschoben und in der gewünschten Höhe ausgerichtet ist, wird die Schraube radial eingedreht. Mit dem Eindrehen wird der Ring an der Welle befestigt. Idealerweise ist der Schraubenkopf danach vollständig versenkt bzw. schließt bündig mit der Außenfläche des Rings ab, um einen sicheren Betrieb zu ermöglichen und das Unfall- und Verletzungsrisiko, das von sich drehenden Stellringen ausgeht, zu reduzieren.
Damit ein Stellring seine Funktion bestmöglich erfüllen kann, sollte das Material der Welle, auf der er befestigt wird, etwas weicher sein als das der Stellschraube. Dadurch dringt die Spitze der Schraube ein Stück weit in die Wellenoberfläche ein. Das verbessert die Haltekraft und sorgt dafür, dass der Stellring auch unter Last- und Drehmomenteinwirkung an Ort und Stelle bleibt. Allerdings hat das zwangsläufig zur Folge, dass die Welle am Druckpunkt der Schraubenspitze (geringfügig) beschädigt oder verformt wird. Somit sind nachträgliche Veränderungen des Drehwinkels und Neujustierungen des Stellrings auf der Welle kaum oder nicht möglich.
Solcherlei Nachteile gibt es bei Klemmringen nicht, denn sie fixieren die Welle nicht punktuell, sondern umschließen sie. Das wird erreicht, indem Klemmringe mithilfe einer Zylinderschraube angezogen werden. Beim Anziehen der Schraube schließt sich ein vorgefertigter Spalt, so dass sich der Innendurchmesser des Klemmrings verringert. Das führt dazu, dass er sich auf der Welle mittels Kraftschluss festklemmt. Die Schraube befindet sich außen am Klemmring, so dass kein unmittelbarer Kontakt zur Welle besteht. Dadurch kommt es nicht zu Beschädigungen. Vorteilhaft ist auch, dass die Klemmkraft annähernd auf den gesamten Umfang der Welle wirken und sich gleichmäßig verteilen kann.
Unterschieden werden einteilige oder geschlitzte Klemmringe und zweiteilige oder geteilte Klemmringe. Einteilige Klemmringe haben an einer Seite einen Spalt, der sich beim Anziehen der Schraube schließt, um den Innendurchmesser des Rings zu verkleinern. Sie werden so wie sie sind auf die Welle geschoben. Sind andere Bauteile an der Welle befestigt, müssen diese gegebenenfalls entfernt werden, um den Ring aufschieben zu können. Ist die Welle fest eingebaut und kein Wellenende zugänglich, kann es auch erforderlich sein, sie zum Zweck der Montage auszubauen. Geteilte oder zweiteilige Klemmringe bieten in dem Zusammenhang mehr Komfort. Sie können vor der Montage auseinandergeschraubt werden, was die Möglichkeit bietet, sie auch an eingebauten Wellen sowie vor oder hinter anderen Bauteilen anzubringen. Zu diesem Zweck sind sie mit zwei Spalten und zwei Schrauben ausgestattet. Neben geschlitzten und geteilten Klemmringen gibt es eine große Bandbreite an Varianten. So sind manche Klemmringe beispielsweise mit einer speziellen Innengeometrie für den Einsatz auf Keilwellen ausgestattet. Andere sind als Schnellspann-Klemmringe realisiert, die mithilfe eines Exzenter-Hebels verstellt werden und dadurch eine werkzeuglose und rasche Montage ermöglichen. Wieder andere sind mit Anbauvorrichtungen für weitere Bauteile versehen. Ebenso gibt es doppelt breite Klemmringe, die ein- oder zweiteilig aufgebaut sein können. Sie sind als Kupplungen verwendbar, um zwei Wellen miteinander zu verbinden.
Klemmringe erreichen im Vergleich zu Stellringen eine fast doppelt so hohe Klemmkraft und ermöglichen in anspruchsvollen Umgebungen zuverlässige mechanische Fixierungen. Sie können jederzeit neu justiert werden, falls Anpassungen erforderlich sind. Da sie keine Beschädigungen an der Welle hinterlassen, sind Demontage und Instandsetzung mit deutlich weniger Aufwand verbunden als bei Stellringen. Weil sich bei Stellringen auch die Schraubenspitze durch den Kontakt zur Welle abnutzt, ist eine Wiederverwendung nicht in jedem Fall möglich. Klemmringe können hingegen immer wieder genutzt werden, was dem Gedanken der Nachhaltigkeit zuträglich ist.
Beim Kauf von Stell- und Klemmringen sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen. Ein wichtiger Parameter ist der Innendurchmesser, denn dieser muss zum Wellendurchmesser passen. Er darf weder zu klein noch zu groß ausfallen, da ansonsten die Gefahr besteht, dass der Ring nicht über die Welle geschoben werden kann oder zu viel Spiel hat, um festgezogen zu werden. Auch der Außendurchmesser ist relevant, vor allem dann, wenn noch andere Bauteile an der Welle oder in unmittelbarer Umgebung montiert werden sollen und Platz benötigen.
Material und Stärke des Rings richten sich nach den mechanischen Anforderungen der Anwendung. Gebräuchlich sind Metalle wie Eisenguss, Stahl, Edelstahl oder Aluminium, die sich allesamt durch eine hohe Strapazierfähigkeit auszeichnen. Für industrielle Anwendungen mit hohen Lasten und Präzisionsanforderungen sind auf der Innenseite von Klemm- oder Stellringen oft zusätzliche Oberflächenvergütungen und/oder Strukturierungen aufgebracht.
Ein Korrosionsschutz ist von großer Bedeutung, da bei rostenden Stell- oder Klemmringen keine zuverlässige Fixierung mehr gewährleistet ist. Metalle, die nicht von Hause aus korrosionsbeständig sind, sollten daher mindestens oberflächenbehandelt (bspw. brüniert) sein. Eine gute Qualität und einwandfreie Verarbeitung sind für eine sichere Anwendung das A und O.
Für eine sichere Montage eines Stell- oder Klemmrings müssen die Oberfläche der Welle und die Innenfläche des Rings sauber und rostfrei sein. Sollten Schrauben oder Gewinde defekt sein, dürfen die Bauteile nicht verwendet werden. Sonst besteht die Gefahr, dass der Ring keine ausreichend hohe Haltekraft erzeugt und sich Bauteile lockern. Beim Anziehen und Lösen von Stell- und Klemmringen sollte man sich an das angegebene Anzugsdrehmoment der Schraube halten. Wenn spezielles Werkzeug zum Befestigen oder Öffnen empfohlen wird, ist es ratsam, selbiges zu benutzen, um die Anzugsdrehmomente sicher zu erreichen und die Schraubköpfe nicht zu beschädigen. Nach dem Montieren oder Justieren von Stell- und Klemmringen muss das Werkzeug aus dem Schraubkopf entfernt werden. Beim Einsetzen von Drehbewegungen kann das Werkzeug anderenfalls mit hohen Geschwindigkeiten weggeschleudert werden.
Sind Stellringe DIN-genormt?
Ja, für Stellringe gelten Anforderungen nach DIN 703 und DIN 705.
Wie kann ich verhindern, dass sich die Fixierschraube beim Klemmring löst?
Wichtig ist zunächst, dass die Schraube mit einem geeigneten Werkzeug und unter Einhaltung des vorgegebenen Drehmoments angezogen wird. Sie muss genauso wie Ring und Welle rostfrei und sauber sein und aus einem qualitativ hochwertigen Material bestehen. Um zu verhindern, dass sich die Schraube durch Vibrationen und Schwingungen löst, besteht die Möglichkeit, zusätzlich eine Schraubensicherungspaste auf das Gewinde aufzutragen. Manche Hersteller liefern solcherlei Zusatzprodukte mit.
Was ist beim Umgang mit einem Schnellspann-Klemmring zu beachten?
Bei einem Schnellspann-Klemmring empfiehlt es sich, die Reibfläche des Exzenterhebels dünn zu schmieren. Das wirkt Verschleiß entgegen und ist der Haltbarkeit zuträglich.