DE102008047017A1 - Circular keying connector for mounting plug in receiving opening of machine structure, has intermediate ring, where receiving opening and ring are designed such that ring is attached to receiving opening in form fit manner - Google Patents

Circular keying connector for mounting plug in receiving opening of machine structure, has intermediate ring, where receiving opening and ring are designed such that ring is attached to receiving opening in form fit manner Download PDF

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Abstract

The connector has an intermediate ring (10) and a plug (8), which is provided with outer circular keying profiles cooperating with complementary inner circular keying profiles. The inner circular keying profiles are associated to a circular shaped receiving opening (14) of a machine structure (16). The intermediate ring and the receiving opening are designed such that the intermediate ring is attached to the receiving opening in a form fit manner, where an inner periphery of the inner circular keying profiles is formed in the intermediate ring.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Kreiskeil-Verbindung für die Montage eines Zapfens oder dergleichen in einer zugeordneten Aufnahmeöffnung einer Maschinenstruktur, wobei der Zapfen oder dergleichen ein äußeres Kreiskeilprofil aufweist, welches mit einem der Aufnahmeöffnung zugeordneten komplementären inneren Kreiskeilprofil zusammenwirkt.The The invention relates to a circular wedge connection for assembly a pin or the like in an associated receiving opening a machine structure, wherein the pin or the like an outer Has circular wedge profile, which with one of the receiving opening associated complementary inner circular spline cooperates.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Kreiskeil-Verbindungen gehören zu den reibschlüssigen Verbindungen. Zur Montage werden die mit einem geringen Spiel zueinander ausgebildeten inneren bzw. äußeren Kreiskeilprofile kraftlos ineinander gefügt und sodann in einer solchen Drehrichtung gegeneinander verdreht, bei der sich die Kreiskeilprofile mit zunehmender Anpresskraft aneinanderlegen. Durch Verdrehen der beiden Kreiskeilprofile in der Gegenrichtung kann die Verbindung wieder gelöst werden. Die Steigung der Kreiskeile kann so gewählt werden, dass die Verbindung selbsthemmend ist, so dass Drehmomente in beiden Drehrichtungen übertragen werden können. Außerdem können axiale Kräfte übertragen wer den.Circular spline connections belong to the frictional connections. to Montage are designed with a small play each other inner or outer circular splines into each other without power joined and then in such a direction of rotation against each other twisted, in which the circular wedge profiles with increasing contact pressure another place. By turning the two circular splines in the opposite direction, the connection can be solved again. The slope of the circular wedges can be chosen so that The connection is self-locking, allowing torques in both Turning directions can be transmitted. Furthermore can transmit axial forces who the.

Kreiskeil-Verbindungen werden zunehmend als Ersatz für herkömmliche Pressverbindungen, Schraubverbindungen oder dergleichen eingesetzt.Circular spline connections are increasingly being used as a replacement for conventional press connections, screw connections or the like used.

Aus der DE 42 09 153 C3 ist eine Kreiskeil-Verbindung bekannt, die zur Verbindung einer Welle mit einer Nabe dient. Dabei ist das innere Kreiskeilprofil direkt in dem mit der Welle zu verbindenden Bauteil, d. h. der Nabe ausgebildet. Welle und Nabe müssen deshalb hinsichtlich der Härte, Oberflächenbeschaffenheit usw. eine Materialpaarung bilden, die eine Kreiskeil-Verbindung ermöglicht. Ein weiterer Nachteil des direkt in der Aufnahmeöffnung des mit dem Zapfen oder dergleichen zu verbindenden Bauteils ausgebildeten inneren Kreiskeilprofils wird auch darin gesehen, dass dieses Bauteil mit einer gegebenenfalls komplizierten Form für die Ausbildung des inneren Kreiskeilprofils in eine Präzisions-Bearbeitungsmaschine eingespannt werden muss, was die Fertigung unter Umständen äußerst aufwendig macht.From the DE 42 09 153 C3 is known a circular wedge connection, which serves to connect a shaft with a hub. In this case, the inner circular spline is formed directly in the component to be connected to the shaft, ie the hub. Shaft and hub must therefore form a material pairing in terms of hardness, surface finish, etc., which allows a circular wedge connection. Another disadvantage of the formed directly in the receiving opening of the part to be connected with the pin or the like inner circular spline is also seen in the fact that this component must be clamped with an optionally complicated shape for the formation of the inner circular spline in a precision machining machine, which the Manufacturing under certain circumstances makes extremely expensive.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ausgehend von den dargelegten Nachteilen des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung deshalb die Aufgabe zu Grunde, eine Kreiskeil-Verbindung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die von der Materialpaarung von Zapfen einerseits und Maschinenstruktur andererseits weitgehend unabhängig verwirklicht werden kann, und die insbesondere bei einer Maschinenstruktur mit komplizierter Form eine einfachere Fertigung ermöglicht.outgoing from the stated disadvantages of the known prior art Therefore, the invention is based on the object, a circular wedge connection the type mentioned in the preamble of claim 1, which on the material pairing of pins on the one hand and machine structure on the other can be implemented largely independently, and the especially in a machine structure with a complicated shape allows for easier production.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Verlagerung des inneren Kreiskeilprofils von der Aufnahmeöffnung der Maschinenstruktur hin zu einem fertigungstechnisch einfach herstellbaren Zwischenelement das Material der Maschinenstruktur einerseits und deren für ein Einspannen in eine Präzisi onsbearbeitungsmaschine gegebenenfalls ungünstige Form nicht mehr relevant sind.Of the Invention is based on the finding that by a shift of the inner circular spline of the receiving opening of Machine structure towards a manufacturing technology easy to produce Intermediate element, the material of the machine structure on the one hand and their for clamping in a precision processing machine possibly unfavorable form are no longer relevant.

Die Erfindung geht daher aus von einer Kreiskeil-Verbindung für die Montage eines Zapfens oder dergleichen in einer zugeordneten Aufnahmeöffnung einer Maschinenstruktur, wobei der Zapfen oder dergleichen ein äußeres Kreiskeilprofil aufweist, welches mit einem der Aufnahmeöffnung zugeordneten komplementären inneren Kreiskeilprofil zusammenwirkt. Dabei ist erfindungsgemäß ein in eine kreisförmige Aufnahmeöffnung der Maschinenstruktur einsetzbarer Zwischenring vorgesehen, an dessen Innenumfang das innere Kreiskeilprofil ausgebildet ist.The Invention is therefore based on a circular wedge connection for the assembly of a pin or the like in an associated Receiving opening of a machine structure, wherein the pin or The like has an outer circular spline, which with a complementary associated with the receiving opening inner circular spline cooperates. It is according to the invention a in a circular receiving opening of the machine structure usable intermediate ring provided on the inner circumference of the inner circular spline is formed.

Der Zwischenring kann grundsätzlich auf jede geeignete Weise in der Aufnahmeöffnung befestigt sein. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Zwischenring mit Presssitz in die Aufnahmeöffnung eingesetzt wird, wozu diese entsprechend ausgebildet sind. Bei der Montage der Kreiskeil-Verbindung, d. h. beim zunehmenden Verdrehen des Zapfens gegenüber dem Zwischenring, wird dieser elastisch aufgeweitet und zunehmend an den Innenumfang der Aufnahmeöffnung angedrückt, womit die Reibschlusskraft des Zapfens in dem Zwischenring einerseits und des Zwischenringes in der Aufnahmeöffnung andererseits stetig vergrößert wird.Of the Intermediate ring can basically in any suitable way be secured in the receiving opening. According to one preferred embodiment of the invention, however, is provided that the intermediate ring with press fit inserted into the receiving opening what they are trained accordingly. During installation the circular wedge connection, d. H. with increasing twisting of the pin opposite the intermediate ring, this is elastically expanded and increasingly pressed against the inner circumference of the receiving opening, whereby the frictional engagement force of the pin in the intermediate ring on the one hand and the intermediate ring in the receiving opening on the other is steadily increased.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kreiskeilprofile des Zapfens einerseits und des Zwischenringes andererseits in an sich bekannter Weise jeweils die Form einer logarithmischen Spirale haben. Die logarithmische Spirale hat die Eigenschaft, dass ihre Steigung konstant ist, d. h. das innere Kreiskeilprofil liegt bei jedem Verdrehwinkel vollflächig am äußeren Kreiskeilprofil an, so dass der Zwischenring im wesentlichen auf seinem gesamten Umfang gleichmäßig gedehnt und an die Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung angelegt wird, womit ein homogener Presssitz des Zwischenringes in der Aufnahmeöffnung erreicht wird.In Another embodiment of the invention provides that the circular wedge profiles the pin on the one hand and the intermediate ring on the other hand in itself known manner each have the form of a logarithmic spiral. The logarithmic spiral has the property that its slope is constant, d. H. The inner circular spline is located at each angle of rotation full surface on the outer circular spline on, so that the intermediate ring substantially on its entire Circumference evenly stretched and to the inner peripheral surface the receiving opening is created, creating a homogeneous Press fit of the intermediate ring reached in the receiving opening becomes.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kreiskeilprofile des Zapfens bzw. des Zwischenringes jeweils drei im Winkelabstand von 120° zueinander beabstandete Kreiskeile auf, womit beim Spannen der Kreiskeil-Verbindung gleichzeitig eine exakte Zentrierung des Zapfens in dem Zwischenring gewährleistet wird.In a further preferred embodiment of the invention, the circular splines of the pin or the intermediate ring in each case three in Winkelabst and from 120 ° spaced circular wedges, which at the same time an exact centering of the pin is ensured in the intermediate ring during clamping of the circular wedge connection.

Gemäß einer letzten Ausführungsform der Erfindung ist der Zapfen außerhalb des Bereiches der Kreiskeile zylindrisch ausgebildet und dort drehfest mit dem Innenring eines Wälzlagers einer Kurvenlaufrolle oder einer Zapfenlaufrolle eines Riementriebes verbunden.According to one Last embodiment of the invention, the pin is outside the area of the circular wedges cylindrical and rotatably there with the inner ring of a rolling bearing of a cam roller or a pin roller of a belt drive connected.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Kreiskeil-Verbindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:A preferred embodiment of the invention formed Circular wedge connection will be described below with reference to the appended drawings Drawings explained in more detail. Showing:

1 schematisch ein äußeres Kreiskeilprofil, wie es beispielsweise an einem Zapfen oder einer Welle ausgebildet wird; 1 schematically an outer circular spline, as it is formed for example on a pin or a shaft;

2a einen Querschnitt durch einen in einen Zwischenring eingefügten Zapfen; 2a a cross section through an inserted into an intermediate ring pin;

2b eine Ansicht entsprechend der 2a nach einer Verdrehung des Zapfens gegenüber dem Zwischenring; 2 B a view corresponding to the 2a after a rotation of the pin relative to the intermediate ring;

3 schematisch eine in einer Aufnahmeöffnung einer Maschinenstruktur angeordnete, aus einem Zwischenring und einem Zapfen bestehende Kreiskeil-Verbindung. 3 schematically a arranged in a receiving opening of a machine structure, consisting of an intermediate ring and a pin circular wedge connection.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

1 zeigt demnach schematisch ein äußeres Kreiskeilprofil, wie es etwa am Außenumfang eines Zapfens, einer Welle oder dergleichen ausgebildet sein kann. Ausgehend von einem inneren Durchmesser d erstrecken sich drei Kreiskeile 2, 4, 6 radial nach außen bis zu einem äußeren Radius D, wobei diese Kreiskeile 2, 4, 6 jeweils einer logarithmischen Spirale folgen. Wie weiter vorne bereits erläutert wurde, ist das in 1 dargestellte äußere Kreiskeilprofil dazu bestimmt, mit einem einer Aufnahmeöffnung zugeordneten, etwa komplementären inneren Kreiskeilprofil zusammenzuwirken, wie insbesondere anhand der 2 und 3 noch genauer dargelegt wird. Zwischen dem äußeren Kreiskeilprofil und dem zugeordneten inneren Kreiskeilprofil ist vorzugsweise ein geringes Spiel vorgesehen, so dass sich beispielsweise ein mit dem äußeren Kreiskeilprofil ausgestatteter Zapfen kraftlos in die zugeordnete Aufnahmeöffnung einstecken lässt. Der gewünschte Reibschluss zwischen Zapfen und Aufnahmeöffnung wird dann durch Verdrehen der beiden Kreiskeilprofile gegeneinander erzeugt. 1 Accordingly, schematically shows an outer circular spline, as it may be formed about the outer circumference of a pin, a shaft or the like. Starting from an inner diameter d, three circular wedges extend 2 . 4 . 6 radially outward to an outer radius D, these circular wedges 2 . 4 . 6 each follow a logarithmic spiral. As explained earlier, this is in 1 shown outer circular spline intended to cooperate with a receiving opening associated, approximately complementary inner circular spline, in particular with reference to 2 and 3 will be explained in more detail. Between the outer circular spline and the associated inner circular spline, a slight clearance is preferably provided, so that, for example, a pin provided with the outer circular spline can be inserted powerlessly into the associated receiving opening. The desired frictional engagement between the pin and the receiving opening is then generated by rotating the two circular splines against each other.

2a zeigt in einem Querschnitt einen mit einem äußeren Kreiskeilprofil versehenen Zapfen 8, welcher axial in einen zugeordneten, mit einem inneren Kreiskeilprofil versehenen Zwischenring 10 eingefügt ist. Wie nicht näher dargestellt ist, besteht zwischen den beiden Kreiskeilprofilen ein geringes radiales Spiel, welches ein kraftloses Einfügen des Zapfens 8 in den Zwischenring 10 erlaubt. 2b zeigt die Anordnung aus 2a nach einer Drehung des Zapfens 8 in Richtung des Pfeils 12. Dabei legen sich die äußeren Kreiskeile des Zapfens 8 an die inneren Kreiskeile des Zwischenringes 10 vollflächig an, so dass sich zunächst ein wirksamer Reibschluss zwischen Zapfen 8 und Zwischenring 10 ergibt. 2a shows in a cross section provided with an outer circular spline spigot 8th which axially into an associated, provided with an inner circular spline intermediate ring 10 is inserted. As is not shown in detail, there is a slight radial play between the two circular splines, which is a powerless insertion of the pin 8th in the intermediate ring 10 allowed. 2 B shows the arrangement 2a after a rotation of the pin 8th in the direction of the arrow 12 , The outer circular wedges of the pin lie down 8th to the inner circular wedges of the intermediate ring 10 over the entire surface, so that initially an effective frictional engagement between pins 8th and intermediate ring 10 results.

Wie 3 erkennen lässt, ist der Zwischenring 10 mit seinem kreisförmigen bzw. zylindrischen Außenumfang in eine kreisförmige bzw. zylindrische Aufnahmeöffnung 14 einer irgendwie gearteten Maschinenstruktur 16 mit Presssitz eingesetzt. Da der Zwischenring 10 dehnbar ausgebildet ist, wird er durch die Verdrehung des Zapfens 8 radial aufgeweitet und presst sich an die Innenumfangsfläche der Aufnahmeöffnung 14 an, so dass auch zwischen dem Zwischenring 10 und der Maschinenstruktur 16 ein wirksamer Reibschluss hergestellt wird.As 3 is the intermediate ring 10 with its circular or cylindrical outer circumference in a circular or cylindrical receiving opening 14 a kind of machine structure 16 used with press fit. Because the intermediate ring 10 is designed stretchable, he is by the rotation of the pin 8th radially expanded and presses against the inner peripheral surface of the receiving opening 14 on, so also between the intermediate ring 10 and the machine structure 16 an effective frictional connection is produced.

Die Kreiskeil-Verbindung kann bei einem entsprechenden, vorausberechenbaren Anzugsdrehmoment Drehmomente in beiden Drehrichtungen übertragen und ist mit einem Lösedrehmoment, welches im allgemeinen etwas größer als das Anzugsdrehmoment ist, wieder lösbar.The Circular wedge connection can be made at an appropriate, predictable Tightening torque Transmitted torques in both directions of rotation and is with a release torque, which in general slightly larger than the tightening torque is, again solvable.

Der Zapfen 8 kann außerhalb des Bereiches der Kreiskeile 2, 4, 6 zylindrisch ausgebildet sein und dort drehfest mit dem Innenring eines Wälzlagers einer Kurvenlaufrolle oder einer Zapfenlaufrolle eines Riementriebes verbunden sein. Eine solche Bauteilkombination ermöglicht eine schnelle und Kosten sparende Montage sowie Demontage von Kurvenlaufrollen oder Zapfenlaufrollen an zugeordneten Maschinenstrukturen.The pin 8th can be outside the range of circular wedges 2 . 4 . 6 be formed cylindrical and there rotatably connected to the inner ring of a rolling bearing of a cam roller or a pin roller of a belt drive. Such a combination of components enables a quick and cost-saving assembly and disassembly of cam rollers or journal rollers on associated machine structures.

22
Kreiskeilcircular spline
44
Kreiskeilcircular spline
66
Kreiskeilcircular spline
88th
Zapfenspigot
1010
Zwischenringintermediate ring
1212
Pfeilarrow
1414
Aufnahmeöffnungreceiving opening
1616
Maschinenstrukturmachine structure
dd
innerer Durchmesserinternal diameter
DD
äußerer Durchmesserouter diameter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4209153 C3 [0004] - DE 4209153 C3 [0004]

Claims (6)

Kreiskeil-Verbindung für die Montage eines Zapfens (8) oder dergleichen in einer zugeordneten Aufnahmeöffnung (14) einer Maschinenstruktur (16), wobei der Zapfen (8) oder dergleichen ein äußeres Kreiskeilprofil aufweist, welches mit einem der Aufnahmeöffnung (14) zugeordneten komplementären inneren Kreiskeilprofil zusammenwirkt, gekennzeichnet durch einen in eine kreisförmige Aufnahmeöffnung (14) der Maschinenstruktur (16) einsetzbaren Zwischenring (10), an dessen Innenumfang das innere Kreiskeilprofil ausgebildet ist.Circular wedge connection for mounting a pin ( 8th ) or the like in an associated receiving opening ( 14 ) of a machine structure ( 16 ), wherein the pin ( 8th ) or the like has an outer circular spline, which with one of the receiving opening ( 14 ) associated complementary inner circular spline profile, characterized by a in a circular receiving opening ( 14 ) of the machine structure ( 16 ) insertable intermediate ring ( 10 ), on the inner circumference of the inner circular spline is formed. Kreiskeil-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (10) und die Aufnahmeöffnung (14) derart ausgebildet sind, dass der Zwischenring (10) mit Presssitz in die Aufnahmeöffnung (14) eingesetzt wird.Circular wedge connection according to claim 1, characterized in that the intermediate ring ( 10 ) and the receiving opening ( 14 ) are formed such that the intermediate ring ( 10 ) with a press fit into the receiving opening ( 14 ) is used. Kreiskeil-Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (10) dehnbar ist.Circular wedge connection according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate ring ( 10 ) is stretchable. Kreiskeil-Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiskeilprofile (2, 4, 6) jeweils die Form einer logarithmischen Spirale haben.Circular wedge connection according to one of claims 1 to 3, characterized in that the circular wedge profiles ( 2 . 4 . 6 ) each have the form of a logarithmic spiral. Kreiskeil-Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiskeilprofile (2, 4, 6) jeweils drei im Winkelabstand von 120° zueinander beabstandete Kreiskeile aufweisen.Circular wedge connection according to one of claims 1 to 4, characterized in that the circular wedge profiles ( 2 . 4 . 6 ) each have three angularly spaced apart from each other by 120 ° circular wedges. Kreiskeil-Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zapfen (8) außerhalb des Bereiches der Kreiskeile (2, 4, 6) zylindrisch ausgebildet ist, und dort drehfest mit dem Innenring eines Wälzlagers einer Kurvenlaufrolle oder einer Zapfenlaufrolle eines Riementriebes verbunden ist.Circular wedge connection according to one of claims 1 to 5, characterized in that the pin ( 8th ) outside the area of the circular wedges ( 2 . 4 . 6 ) is cylindrical, and there rotatably connected to the inner ring of a rolling bearing of a cam roller or a pin roller of a belt drive is connected.
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