AT130065B - Hohlwelle. - Google Patents

Description

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  Hohlwelle. 



   Die Erfindung bezieht sich auf Hohlwellen, wie sie zum Beispiel als Achsen an Schienenfahrzeugen oder als Kurbelwellen bei Kraftmaschine zur Anwendung kommen. Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, die bei derartigen Maschinenteilen durch Biegung oder Verdrehung oder durch Biegung und Verdrehung auftretenden Höchstwerte der Zugspannungen herabzusetzen, um die unterschiedlichen Dauerfestigkeiten auf Zug-und Druckbeanspruchung durch Erhöhung der Druckbeanspruchung und Verminderung der Zugbeanspruchung auszugleichen. Dieses wird dadurch erreicht, dass in den beanspruchten Organen eine Vorspannung auf Druck erzeugt wird, die die Zugbeanspruchung vermindert und die Druckbeanspruchung vergrössert, so dass das Verhältnis zwischen Zug-und Druckbeanspruchung dem Verhältnis der Dauerfestigkeiten auf Zug und Druck entspricht. 



   Für Organe, die durch Verdrehung oder durch Biegung und Verdrehung beansprucht sind, kommt die Ausführung nach Fig. 1 in Frage. Bei dieser werden in einer auf Biegung und Verdrehung beanspruchten Hohlwelle 1 dadurch axiale Druckkräfte hervorgerufen, dass in dieselbe ein Kern 2 unter Zugspannung eingesetzt ist. 



   Tritt in der Welle 1 Biegung auf, so würde ohne Vorhandensein des Kerns 2 sowohl in den Druckfasern wie auch in den Zugfasern die gleiche Spannung k vorhanden sein. Da der Kern 2 in der Hohlwelle 1 aber eine Druckbeanspruchung d hervorruft, so ergibt sich für die Zugfasern eine Beanspruchung   (%-o)   und   für die Druckfasern   eine solche von   (k+d).   



  Auf diese Weise lässt sich durch entsprechende Wahl der Querschnitte des Kerns 2 oder der Hohlwelle 1 das günstigste Verhältnis zwischen Druck und Zug herstellen. Die Zugstange 2 kann mit der Hohlwelle 1 an deren Enden 3 durch Schrauben, Schweissen oder Klemmen verbunden sein ; ebenso kann dieselbe als Rohr ausgebildet sein und auch aus anderm Material bestehen als die Hohlachse 1. Durch die Druckspannung d wird nicht nur die Biegungsbeanspruchung, sondern auch die Verdrehungsbeanspruchung günstig beeinflusst. 



   Selbstverständlich kann die Druckspannung   d   auch durch andere Mittel erreicht werden, wie z. B. in Fig. 2 dargestellt ist. Die in der Hohlwelle 4 erforderlichen Druckkräfte d werden hier durch äussere Kräfte hervorgerufen, die an den Stirnflächen 5 der Wellenabsätze und an den Stirnflächen 6 der Welle 4, wie durch Pfeile kenntlich gemacht ist, wirken. 



   Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist der Kurbelzapfen 7 der Fig. 2, welcher rein auf Biegung beansprucht ist. Derselbe ist durchbohrt und in diese Bohrung ist im warmen Zustande ein Bolzen 8 eingenietet, der den Zapfen 7 nach Erkalten unter axiale Druckspannung setzt. 



   Kommt nur reine Biegung in Frage, so lassen sich die Druckspannungen d dadurch erreichen, dass man die ausgebohrte Hohlwelle auf einen Kern aufschrumpft, welcher selbst wieder als Rohr oder als massives Stück ausgebildet sein kann. Wird die Welle auf eine solche Einlage   aufgeschrumpft,   so entstehen in der Welle tangentiale Zugspannungen, welche durch Querkontraktion axiale Druckspannungen cl erzeugen. Diese Druckbeanspruchungen cl ergeben im Verein mit den   Biegllngsspannllngen   k die   Zug-bzw. Druckspannungen (k-f)   bzw.   (k+d).   

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   Ein Ausführungsbeispiel hiefür ist in Fig. 2 mit dargestellt, bei dem "die Hohlwelle- 4 auf einen Kern 9 aufgeschrumpft ist. Letzterer ist hohl dargestellt, kann aber, wie bereits erwähnt ist, auch massiv sein. 



   Selbstverständlich können beide Massnahmen, das ist die axiale wie die radiale Vorspannung getrennt oder auch gemeinschaftlich zur Anwendung gelangen. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hohlwelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur   Berücksichtigung   der niedrigen Ursprungsfestigkeit auf Zug, auf Druck vorgespannt ist, so dass eine Herabsetzung der durch die Belastung der Welle eintretenden Zugspannungen erfolgt.

Claims (1)

1. 2. Hohlwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch ein Zugorgan (2, 8) unter axialem Druck (d) versetzt ist.

   3. Hohlwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch an den Enden (5, 6) angreifende äussere Kräfte unter axialem Druck (d) versetzt ist.

   4. Hohlwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese an der Stelle der höchsten Biegungsbeanspruchung auf eine Einlage (9) aufgeschrumpft ist. EMI2.1