AT215224B - - Google Patents

Description

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  Drehfeste,   län'gsverschiebbare   Verbindung zwischen Welle und Nabe 
Die Erfindung bezieht sich auf die   Übertragung   von Drehmomenten an längsverschieblichen Maschinenteilen, z. B. Keilwellen und Naben. Die im Betrieb und unter dem Einfluss von teilweise erheblichen Drehmomenten auftretenden Verschiebungen fUhren bei solchen Verbindungen Verklemmungen herbei, die wiederum ausserordentlich hohe Axialkräfte hervorrufen können. Diese Axialkräfte gefährden die Anschlussteile, vor allem, wenn infolge der hohen spezifischen Pressung an   denÜbertragungsstellenbeiTngenügen-   der Schmierung Fressen eintritt.

   Diese ungünstigen Einwirkungen sind umso grösser, je geringer der Durchmesser der Verschiebeteil gehalten werden muss, da mit der Verringerung des wirksamen   Abstützradius     die Anpresskräfte   zunehmen. Es ist zu berücksichtigen, dass bei vielen praktischen Anwendungen mit einem unzureichenden Schmierzustand an den Gleitflächen der Schiebeteile gerechnet werden muss. Auch kann durch Rost oder Schmutz die Zerstörung der Gleitflächen beschleunigt werden. 



   Eine längsverschiebbare Verbindung von Welle und Nabe ist zwar bekannt, jedoch tritt bei dieser an Stelle der gleitenden Reibung die rollende Reibung in Anwendung. Es ist auch die Verwendung von im Querschnitt runden Mitnehmern aus Kunststoff bekannt, die in Längsnuten sitzen. 



   Der Zweck der Erfindung ist die Verringerung   der Axialkräfte   und die Verminderung des Verschleisses an den   Übertragungsflächen   der   Verschiebeteile.   Besonders bei während des Betriebes in der Länge sich   ändernden Gelenkwellen filr Kraftfahrzeuge oder Landmaschinen   spielt der Verschiebewiderstand eine grosse Rolle, weil die Lagerungen der Wellenanschlüsse durch grosse Axialkräfte vorzeitig zerstört werden. 



   Bei einer drehfesten, längsverschiebbaren Verbindung zwischen Welle und Nabe oder zwischen teleskopartig ausgebildeten Wellenteilen, bei der in Längsrillen zwischen Anschlägen axial bewegliche Mitnehmer,   z. B.   aus Stahl, vorgesehen sind, werden zur Erreichung des angestrebten Zweckes gemäss der Er-   findung in den Längsrillen   zwischen   Anschlägen schwimmend   verschiebbare stabförmige Mitnehmer mit rundem Querschnitt verwendet. Dabei ist es vorteilhaft, dass die im Querschnitt runden Mitnehmer auch an ihren Enden abgerundet sind. Zur Vermeidung des   Drehspieles können   die schwimmenden Mitnehmer verschiedene Durchmesser haben. Zu diesem Zweck kann aber auch die Federwirkung der schwimmenden Mitnehmer dadurch nutzbar gemacht werden, dass dieselben leicht gekrümmt ausgeführt sind. 



   Die Erfindung sieht weiterhin vor, dass die schwimmenden Mitnehmer entweder einzeln oder paarweise oder auch in beliebiger Stückzahl zwischen einer massiven oder   rohrförmigen   Welle und einer Nabe bzw. zwischen teleskopartig ausgebildeten Wellenteilen symmetrisch oder unsymmetrisch angeordnet sein können und in nach innen gerichteten Rillen der Welle und nach aussen gerichteten Vertiefungen der Nabe oder eines äusseren Wellenteiles   geführt   werden. 



   Nach der Erfindung können die Mitnehmer gehärtet und/oder geschliffen und poliert   ausgefüllt   sein. 



  Die Mitnehmer können auch aus einem Kunststoff entsprechender Festigkeit hergestellt sein. 



   In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens können die schwimmenden Mitnehmer bei langen Führungen   inTeilstücke aufgeteiltwerden,   die ihrerseits zwischenAnschlägen verschiebbar sind. Bei Verwendung mehrerer schwimmender Mitnehmer kann einer derselben länger gehalten sein als die übrigen 

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 und etnem entsprechend versetzten Anschlag zugeordnet sein, um den   richti. gen Zusammenbau. s1chexzu-   stellen. Die Anschläge für die schwimmenden Mitnehmer können erfindungsgemäss durch selbstspannende
Elemente,   z. B. Spann- oder Kerbstifte,   gebildet werden. 



     Femer   sieht die Erfindung vor, dass Verschlusskappen zur Begrenzung des   Schiebeweges   angeordnet   sind. Die Verschlusskappen   werden vorzugsweise durch Eindrücken in Bohrungen oder Kerben gehalten. 



   Zur Erleichterung der Montage sieht die Erfindung weiter vor, dass die Welle oder die Nabe bzw. die
Wellenteile oder   auch die Mitnehmer magnetisiertsind,   so dass einHerausfallen beim Trennen der einzel- nen Teile verhindert wird. 



   Schliesslich sieht die Erfindung noch vor, dass die Rillenprofile von Welle und Nabe bzw. von den   Wellentellen verschieden   hohe Schultern haben, so dass das maximal übertragbare Drehmoment in beiden
Drehrichtungen verschieden gross ist. 



   Als besonders vorteilhaft hat sich ein Profil der Längsrillen erwiesen, bei dem die Rundstäbe Linien-   bertihrmg     indenrillen haben. So könnendierillen   in   jedem WeJ4enteil die Form eines Dreiecks   haben oder beispielsweise in dem äusseren Wellenteil die Form eines Dreiecks und im inneren Wellenteil die Form   elnes Visstecks. Bei   letzterem Rillenprofil wird die Grundfläche des Vierecks vorzugsweise in der Mitte erhöht, so dass die Mitnehmer radial nach innen gegen diese Erhöhung abgestützt werden. 



   Die erfindungsgemäss   ausgeführte   drehfeste, längsverschiebbare Verbindung zwischen Welle und Nabe bzw. zwischen teleskopartig ausgebildeten Wellentellen hat u. a. den grossen Vorteil, dass die Länge der Gleitstellen reduziert werden kann und dass der Verschiebewiderstand wesentlich verringert wird. 



   Dabei ist kein besonderer   zusätzlicher,   die Fertigung verteuernde Aufwand notwendig. Ein runder Quer- schnitt der Mitnehmer bringt den weiteren Vorteil, dass eine gute Selbstzentrierung infolge der tangen- tialen Rollenbewegung und der damit verbundenen Profilkorrektur gegeben ist. Die dabei zwangsläufig auftretende Materialverdichtung der Oberfläche bewirkt durch die Glättung und höhere Festigkeit eine
Herabsetzung der Abnutzung. Die   stabförmigen   Mitnehmer können leicht ausgewechselt werden. Mit der
Wahl ihres Durchmessers kann jedes gewünschte Spiel und bei vorhandener Abnutzung durch Einsetzen von
Stäben   in. Übergrössen   ein vollkommen neuwertiger Zustand hergestellt werden.

   Die Verwendung von leicht gekrümmten Stäben ergibt eine drehspielfreie Wellenübertragung trotz geringen Verschiebewiderstandes. 



   Es erfolgtweiter eine neuartige   und wesentlich bessere Fettzuführungim Gegensatz   zu normalen Keil- wellen, wo dasFett von den Gleitflächen weggeschoben wird. DieMitnehmer in Form von Rundstäben be- fördern das Schmiermittel sowohl tangential als auch axial während der Bewegung weiter. 



   Die Bearbeitung der Wellenteile oder der Naben-Innenflächen kann vereinfacht werden, weil an die
Anlagefläche hinsichtlich ihrer Oberflächengüte keine besonderen Anforderungen gestellt werden. Die oben beschriebene automatische Verdichtung dieser Flächen ergibt beste Laufeigenschaften nach einer ge- ringen Einlaufzeit. Bei auseinandernehmbaren, zur Drehmomentübertragung bestimmten längsverschieb- baren Verbindungen, z. B. Gelenkwellen, kann es zur Vermeidung des Gelenkversatzes notwendig sein, ein Zusammenfügen Immer in der gleichen Stellung sicherzustellen. Dies lässt sich nach der Erfindung in besonders einfacher Weise dadurch bewirken, dass einer der schwimmenden Mitnehmer länger gehalten ist als die übrigen. 



   Die erfindungsgemäss vorgeschlagenen besonderen Verschlusskappen, die gleichzeitig als Anschlag für die Mitnehmer dienen, verhindern zugleich ein Trennen der Verbindungsteile, Die vorgeschlagene Ma- gnetisierung bringt eine weitere beachtliche Erleichterung der Montage. 



   Bei Verwendung von Rundstäben als Mitnehmer wird durch die schrittweise Drehung derselben eine ständige Verlagerung der Berührungsstellen bewirkt, wodurch die Lebensdauer wesentlich höher ist. Die während des Gleitens in der Längsrichtung zusätzlich auftretende geringe Drehung um die Längsachse bewirkt eine Verringerung des Schiebewiderstandes, weil in tangentialer Richtung nicht mehr der Reibungs- widerstands-Beiwert der Ruhe. sondern der der Bewegung wirksam ist. Die runde   Auflagefläche   vermeidet 
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    Möglichkeiteinweiteres Ausfuhiangsbeispiel der Erfindung   im   Schaubild mit zum Teil aufgebrochen dargestelltem äusse-   rem Rohr. In den Fig. 4,5, 6 und 7 sind weitere Ausführungsbeispiele der Wellenverbindung im Querschnitt veranschaulicht. 

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   Bei dem in Fig. 1 dargestellten Querschnitt der Schiebeteile einer Wellenverbindung, besteht die in-   nere Welle am einem Rohr l mit   zwei nach innen gerichteten Rillen und die äussere Welle aus einem Rohr 2 mit entsprechenden Rillen, in denen gleitend Rundstäbe 3 und 4 angeordnet sind. 
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 des Innenrohres 2 eingesetzte   AnscM."ge   5 und   z   begrenzen den Hub der schwimmenden Mitnehmer 3 und   4.   Die Anschläge sind als sogenannte Spannstifte ausgebildet. 



   Das in Fig.   3.   schaubildlich dargestellte weitere Ausführungsbeispiel betrifft eine teleskopartige Wellenverbindung mit einer als Anschlag für die Mitnehmers und 4 auf das Aussenrohr 2 aufgesetzten Kappe 9, welche   inZusammenwirkung   mit einem Anschlag 5 oder 6 des Innenrohres 1 das Auseinanderziehen der Wellenverbindung verhindert. Die Kappe 9 ist durch Eindrücken ihres Mantels in zwei Kerben 10 und
11 der Rippe   des Aussenrohres   2 so befestigt, dass sie auch nach einem gewaltsamen Abstreifen mit einigen Hammerschläge leicht wieder befestigt werden kann. 



   In Fig. 4 ist der Querschnitt einer verschiebbaren Wellenverbindung nach dem gleichen Prinzip mit schwimmenden Mitnehmern dargestellt. In den meisten Anwendungsfällen wirkt das Drehmoment im wesentlichen in einer Drehrichtung. Durch eine unsymmetrische Gestaltung der Abstützflächen ist die aus den unterschiedlichen Belastungen in beiden Drehrichtungen sich ergebende verschiedene Beanspruchung berücksichtigt. Die Welle 12 besitzt   Führungsrillen   mit einseitig erhöhten Schultern. Für den entgegengesetzten Drebsinn mit entsprechend geringerer Beanspruchung genügen niedrigere Schultern. Die Mitnehmer 15, 16, 17,18 stützen sich in der   Hauptbeanspruchungslichtung   daher an einer grösseren Fläche ab. 



   Bei der in Fig. 5 dargestellten Innenwelle mit darübergeschobener rohrförmiger   Aussenwelle   haben die   Führungsrillen   für die Mitnehmer 21,22 ein Dreieckprofil. 



   Fig. 6 zeigt eine ähnliche Ausbildung wie Fig. 5, jedoch sind mehrere Mitnehmer paarweise gegen-   über angeordnet.   Auch hier haben die Rillen im wesentlichen ein dreieckiges Profil. 



   Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 haben die Rillen in dem äusseren rohrförmigen Wellenteil Dreiecksform und in dem inneren Wellenteil die Form eines Vierecks. Die Grundfläche des Vierecks ist etwas erhöht. Die Seitenwände sind nach oben im Interesse einer wirtschaftlicheren Herstellung abgerundet. 



   Die Mitnehmer   können   aus Stahl, NE-Metall oder Kunststoff entsprechender Festigkeit angefertigt sein. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Drehfeste, längsverschiebbare Verbindung zwischen Welle und Nabe oder zwischen teleskopartig ausgebildeten Wellenteilen, bei welcher in Längsrillen zwischen Anschlägen axial bewegliche Mitnehmer,   z. B.   aus Stahl, vorgesehen sind, gekennzeichnet durch die Verwendung von in den Längsrillen zwischen Anschlägen schwimmend verschiebbaren stabförmigen Mitnehmern mit rundem Querschnitt.

Claims (1)

1. 2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmenden Mitnehmer an ihren Enden gerundet sind.

   3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmenden Mitnehmer verschiedene Durchmesser haben.

   4. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmenden Mitnehmer leicht gekrümmt sind.

   5. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmenden Mitnehmer entweder einzeln oder paarweise oder auch in beliebiger Stückzahl zwischen einer massiven oder rohrförmigen Welle und einer Nabe bzw. zwischen teleskopartigen Wellenteilen symmetrisch oder unsymmetrisch angeordnet sind.

   6. Verbindung nach einem dervorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwimmenden Mitnehmer gehärtet und/oder geschliffen und poliert ausgeführt sind.

   7. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kunststoff entsprechender Festigkeit für die zwischen denWellenteilen schwimmend angeordneten Mitnehmer.

   8. Verbindung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die schwim- mendenMitnehmerbei langen Führungen inTeillängen aufgeteilt sind, die ihrerseits zwischen festen Anschlagen verschiebbar sind.

   9. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung mehrererschwimmenderMitnehmer einer länger gehalten ist als die übrigen und einem entsprechend versetzten Anschlag zugeordnet ist, so dass der richtige Zusammenbau sichergestellt wird. <Desc/Clms Page number 4>

   10. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge für die schwimmenden Mitnehmer durch selbstspannende Stifte, z. B. sogenannte Spann- oder Kerbstift, gebildet werden.

   11. Verbindung nach einem der vorhergehendenansprüche, gekennzeichnet durch die Anordnung von Verschlusskappen, welche die Verschiebebewegung der Mitnehmer und in Zusammenwirkung mit Anschlägen ein Auseinanderziehen der Wellenteile begrenzen.

   12. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem rohrförmigen äusseren Wellenteil eine Verschlusskappe durch EindrUcken in Bohrungen oder Kerben befestigt ist.

   13. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle oder die Nabe bzw. die Mitnehmer magnetisch sind.

   14. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillenprofile vonWelle undNabe bzw. von teleskopartig ausgebildetenWellenteilen verschieden hohe Schultern besitzen.

   15. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen und die Rundstäbe Linienberührung miteinander haben.

   16. Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen in jedem Wellenteil die Form eines Dreiecks haben.

   17. Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen in dem äusseren Wellen teil die Form eines Dreiecks und in dem inneren Wellenteil die Form eines Vierecks haben.

   18. Verbindung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche des Vierecks in der Mitte erhöht ist, so dass die Mitnehmer radial nach innen gegen diese Erhöhung abgestützt werden.