DE102008036385B4

DE102008036385B4 - Wellenadapter

Info

Publication number: DE102008036385B4
Application number: DE102008036385A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Klaus; Gerhard Vock
Original assignee: Baumer Thalheim GmbH and Co KG
Current assignee: Baumer Thalheim GmbH and Co KG
Priority date: 2008-08-05
Filing date: 2008-08-05
Publication date: 2010-06-17
Anticipated expiration: 2028-08-06
Also published as: DE102008036385A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wellenadapter (1) für einen Drehgeber mit einer im Wesentlichen hohlwellenförmigen und geschlitzten Aufnahme (2) für einen Wellenzapfen. Um den Wellenzapfen mit der Aufnahme (2) möglichst fest und stabil verklemmen zu können und so ein möglichst großes Drehmoment zu übertragen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in der Aufnahme (2) wenigstens eine in radialer Richtunr übrigen Aufnahme getrennte Andrückzunge (9, 9') ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellenadapter für einen Drehgeber, mit einer im Wesentlichen hohlwellenförmigen Aufnahme für einen Wellenzapfen, die mit wenigstens einem sich wenigstens abschnittsweise in Umfangsrichtung erstreckenden Schlitz versehen ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Drehgeber zur Befestigung an einer Welle und/oder einem Wellenzapfen.
Wellenadapter sind weit verbreitet und dienen zur Verbindung beispielsweise eines Drehgebers mit einer Welle oder einem Wellenzapfen. Zur Verbindung des Wellenzapfens mit dem Wellenadapter wird der Wellenzapfen in eine rohrförmig ausgestaltete Aufnahme des Wellenadapters eingeführt, wobei der äußere Durchmesser des Wellenzapfens geringer ist als der innere Durchmesser der Aufnahme und dementsprechend das Passungsspiel zwischen Wellenzapfen und Aufnahme größer Null ist.
Zur drehfesten Verbindung von Wellenzapfen und Wellenadapter wird auf die Aufnahme eine in Richtung des Wellenzapfens wirkende Kraft ausgeübt. Beispielsweise kann diese Kraft durch einen Klemmring aufgebracht werden, der über die Aufnahme geworfen wird und dessen Innendurchmesser beispielsweise anhand einer Schraube verstellbar ist. Weist nun die Aufnahme in Längsrichtung weisende Schlitze auf, so bewirkt die durch den Klemmring aufgebrachte Kraft eine den Innendurchmesser zumindest teilweise verkleinernde Verformung der Aufnahme in Richtung auf den Wellenzapfen.
Folglich wird die Innenseite der Wellenaufnahme gegen die Außenseite des Wellenzapfens gepresst, wodurch eine Klemmkraft übertragen und eine reibschlüssige Verbindung erzeugt wird. In Abhängigkeit von der Höhe der Klemmkraft kann vom Wellenzapfen ein Drehmoment auf den Wellenadapter übertragen werden. Das maximal übertragbare Drehmoment hängt dabei sowohl von der Höhe der Klemmkraft als auch von der Verteilung der Klemmkraft um den Umfang des Wellenzapfens und entlang einer Längsrichtung der Aufnahme ab. Wird das maximal übertragbare Drehmoment überschritten, so kann der Wellenzapfen in der Aufnahme durchrutschen, so dass die Drehbewegung nicht mehr verlustfrei zwischen Wellenadapter und Wellenzapfen ausgetauscht werden kann.
Vor allem wenn der Innendurchmesser der Aufnahme am oberen Ende eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt und somit größer als ein Sollwert ist und der Außendurchmesser des Wellenzapfens am unteren Ende eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt und somit kleiner als ein Sollwert ist, kann die Verklemmung von Aufnahme und Wellenzapfen problematisch sein und womöglich nur unzureichend geringe Drehmomente übertragen werden. Um bei der Fertigung von Wellenadaptern und Wellenzapfen auch in hohen Stückzahlen die möglichen Fertigungstoleranzen eng zu halten und somit ausreichend genau aneinander angepasste Durchmesser der Aufnahme und des Wellenzapfens zu erhalten, sind aufwendige und somit teure Fertigungsverfahren oder -maschinen notwendig.
Hinzu kommt, dass sich die Toleranzen beziehungsweise die Durchmesser im Betrieb, zum Beispiel durch Verschleiß, ungünstig entwickeln und der Unterschied von Innendurchmesser der Aufnahme zu Außendurchmesser des Wellenzapfens im Betrieb größer wird.
Insbesondere bei Verwendung von parallel zur Längsrichtung des Wellenadapters verlaufenden und im Bereich des offenen Endes der Aufnahme mündenden Schlitzen ist der Wellenzapfen einfach in die Aufnahme einführbar, da die zwischen den Schlitzen verlaufenden Stege senkrecht zur Längsrichtung und vom Wellenzapfen weg flexibel auslenkbar sind, wodurch der Durchmesser der offenen Seite der Aufnahme vergrößerbar ist. Jedoch werden die freien Enden der Stege beim Einbringen der Klemmkraft, beispielsweise durch den Klemmring, stärker in Richtung auf den Wellenzapfen bewegt als die von den freien Enden der Stege weg weisenden Enden. Insbesondere werden die Stege in Form eines einseitig eingespannten Biegebalkens verformt. Daraus resultiert eine inhomogene Verteilung der Klemmkraft entlang der Längsrichtung der Aufnahme, wobei die Klemmkraft am freien Ende der Stege maximal ist.
Vor allem durch die Differenz der Klemmkraft entlang der Längsrichtung und das Auftreten der maximalen Klemmkraft im Bereich des offenen Endes der Aufnahme kann durch die minimale Klemmkraft im entgegen der Öffnung weisenden Ende der Aufnahme begünstigt ein Kippmoment auf den Wellenzapfen wirken, wodurch die mit einer Rotationsachse fluchtende Längsachse des Wellenzapfens nicht mehr mit der Längsachse des Wellenadapters fluchtet. Zusätzlich können bei einseitiger oder asymmetrischer Verteilung der Stege Rundlauftoleranzen auftreten. Dieses Verhalten verschlechtert sich durch die oben genannte Toleranzproblematik.
Die DE 60 2005 001 262 T1 offenbart eine Buchse mit einem elastischen Bereich mit wenigstens einem Durchgangsschlitz, der im Wesentlichen L-förmig ist.
Die WO 2008/003794 A1 offenbart eine Teleskopstange mit parallel zur Längsachse derselben verlaufenden Schlitzen, wobei keine sich verjüngende Andrückzunge ausgebildet wird.
In der CH 240510 A wird eine geschlitzte Einspannbuchse beschrieben, in der pfeilförmige oder schräg zur Achsenrichtung verlaufende Schlitze vorgesehen werden können.
Zur Verbesserung der Verteilung der Klemmkraft sowie zur Verringerung der Rundlauftoleranz schlägt die DE 199 07 184 B1 vor, dass alle Schlitze an beiden Enden der Aufnahme und somit auch an dem zum Einstecken des Wellenzapfens offenen Ende der Aufnahme geschlossen sind. Somit können sich die Anpressstege nicht mehr im Bereich der Öffnung der Aufnahme stärker in Richtung auf den Wellenzapfen verformen als in dem der Öffnung gegenüberliegenden Bereich. Hierdurch wird der Klemmbereich mit der maximalen Klemmkraft auf die Mitte der Stege verschoben.
Um nun den Klemmbereich in Längsrichtung zu vergrößern, können die Schlitze der DE 199 07 181 B4 gegenüber der Längsachse der Aufnahme unter einem spitzen Winkel schräg verlaufen, wobei die Schlitze insbesondere parallel zueinander angeordnet sind. Die Toleranzproblematik wird hierdurch jedoch nicht ausreichend verbessert.
Nachteilig bei dieser Ausführungsform ist, dass ein einfaches Einführen des Wellenzapfens in die Aufnahme nicht möglich ist. Des Weiteren reicht die Klemmkraft nicht über einen mittleren Bereich der Aufnahme hinaus. Es kann ein nennenswertes Kippmoment auf die Welle wirken und diese im Bezug auf den Wellenadapter verkippen. Hohe Toleranzwerte verursachen dabei eine schlechtere Kraftübertragung und eine größere Verkippung.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wellenadapter und einen Drehgeber mit einem Wellenadapter zu schaffen, der so mit einem Wellenzapfen verbindbar ist, dass sich höhere Drehmomente übertragen lassen und eine Kippneigung des Wellenzapfens in Bezug auf den Wellenadapter reduziert wird.
Die Aufgabe wird für den eingangs genannten Wellenadapter erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in der Aufnahme wenigstens eine in radialer Richtung federnd auslenkbare und von der übrigen Aufnahme durch den Schlitz getrennte Andrückzunge ausgebildet ist. Die Andrückzunge verjüngt sich von einem Zungengrund in Richtung ihrer Zungenspitze. Die Andrückzunge weist zudem eine vom Zungengrund in Richtung der Zungenspitze weisende Längsachse auf, die im Wesentlichen senkrecht zu parallel zur Längsachse des Wellenadapters verlaufenden Mantellinien der zylinderförmig ausgestalteten Aufnahme (und somit senkrecht zur Längsachse des Wellenadapters) angeordnet ist.
Durch diese geometrische Ausgestaltung ist die Andrückzunge im Bereich ihres freien Endes flexibler als im Bereich des Zungengrundes, wodurch sich die Andrückzunge im Bereich der Zungenspitze flächig gegen den Wellenzapfen drücken lässt, ohne dass die Stabilität der Andrückzunge, wie zum Beispiel bei einem dünnen und in der radialen Richtung auslenkbaren Steg, stark abnimmt. Dies erhöht die Flächenpressung zwischen Aufnahme und Wellenzapfen.
Im Bereich der Zungenspitze erzeugt die Klemmkraft durch die verjüngte, schmalere Ausgestaltung der Anpresszunge einen hohen Druck, durch den große Drehmomente übertragen werden können.
Der im Vergleich zur Zungenspitze in Längsrichtung breitere Zungengrund kann die Klemmkraft auf eine größere Fläche und insbesondere in Längsrichtung weiter verteilen, wodurch einer Verkippung des Wellenzapfens entgegengewirkt wird.
Für den eingangs genannten Drehgeber wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Drehgeber einen erfindungsgemäßen Wellenadapter umfasst, mittels dem er an einer Welle und/oder einem Wellenzapfen befestigbar ist.
Durch diese einfache Maßnahme ist es möglich, dass Wellen oder Wellenzapfen über die Aufnahme mit dem Wellenadapter beziehungsweise dem Drehgeber verbunden werden können, wobei auch bei vergleichsweise großen Unterschieden zwischen dem Innendurchmesser der Aufnahme und dem Außendurchmesser des Wellenzapfens höhere Drehmomente übertragbar sind und die Klemmkraft gleichmäßiger und großflächiger entlang der Längsrichtung verteilt ist, wodurch ein Verkippen der Welle beziehungsweise des Wellenzapfens in Bezug auf den Wellenadapter beziehungsweise in Bezug auf den Drehgeber zumindest reduziert wird.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile wird im Folgenden eingegangen.
Insbesondere kann sich die Andrückzunge keilförmig vom Zungengrund in Richtung der Zungenspitze verjüngen. Der die Andrückzunge von der übrigen Aufnahme trennende Schlitz kann bei der keilförmigen Ausgestaltung der Andrückzunge wenigstens abschnittsweise gerade verlaufen, wodurch der Schlitz einfach, beispielsweise durch Fräsen, in der Aufnahme vorgesehen werden kann. Der Schlitz kann sich wenigstens abschnittsweise in einer Richtung erstrecken, die zumindest teil- oder komponentenweise in die Umfangsrichtung weist.
Falls die Flächenpressung beispielsweise durch Anpassung der Geometrie der Anpresszunge weiter optimiert werden soll, können die in beziehungsweise entgegen der Längsrichtung des Wellenadapters weisenden Flanken der Anpresszunge auch gebogen verlaufen. Insbesondere kann die Anpresszunge wenigstens teilweise konkav oder auch konvex, also mit sich voneinander weg oder aufeinander zu krümmenden Flanken, ausgestaltet sein. Auch kann sich die Krümmungsrichtung der Flanken in ihrem Verlauf vom Zungengrund zur Zungenspitze ändern.
Die Zungenspitze kann als ein nicht glatter Punkt einer Projektion der Andrückzunge ausgeformt sein. Insbesondere können die seitlich an der Andrückzunge angeordneten Flanken unterschiedlich ausgerichtet in der Zungenspitze aufeinandertreffen. Die Zungenspitze kann zur Vermeidung von Belastungsmaxima, beispielsweise zur Vermeidung von übermäßigen zwischen der Zungenspitze und dem Wellenzapfen wirkenden Drücken, auch abgeflacht oder verrundet ausgestaltet sein.
Die seitlichen Flanken können im Bereich des Zungengrundes, im Bereich der Zungenspitze oder dazwischen zueinander einen Keilwinkel aufweisen, der maximal 120° betragen kann. Eine besonders gute Anpassung der Form der angedrückten Anpresszunge an den Wellenzapfen erhält man, wenn der Keilwinkel, in dem die Flanken der Andrückzunge zueinander verlaufen, maximal 60° beträgt. Je kleiner der Keilwinkel desto weiter kann sich die Andrückzunge in Umfangsrichtung erstrecken.
Die Längsachse kann mit einer Winkelhalbierenden des Keilwinkels zusammenfallen. Die Andrückzunge kann im Wesentlichen symmetrisch zu ihrer Längsachse ausgestaltet sein. Somit erfolgt keine wesentliche Verformung der Andrückzunge senkrecht zu einer von der Aufnahme weg weisenden radialen Richtung. Asymmetrisch auf den Wellenzapfen wirkende Klemmkräfte werden so vermieden.
Die Längsachse der Andrückzunge kann im Wesentlichen mit einer senkrecht zu den Mantellinien der Aufnahme verlaufenden Umfangslinie fluchtend ausgebildet sein, wobei die Umfangslinie vorzugsweise die Mantellinien im Wesentlichen in gleich lange Abschnitte teilt und somit eine Umfangsmittellinie der Aufnahme ausbildet. Durch die symmetrische Ausgestaltungen der Andrückzunge um die Umfangsmittellinie, kann die Klemmkraft parallel zur radialen Richtung übertragen werden und die Andrückzunge kann in Längsrichtung der maximal möglichen Breite ausgestaltet sein, wodurch sich die Fläche zur Übertragung der Klemmkräfte erhöht und die Flächenpressung verbessert wird.
Der Schlitz kann zur Stirnseite der Aufnahme frei münden, so dass die voneinander durch den Schlitz getrennten Bereiche der Stirnseite der Aufnahme in radialer Richtung flexibel auslenkbar sind, wodurch sich der Durchmesser der durch das offene Ende der Aufnahme gebildeten Aufnahmeöffnung elastisch vergrößern lässt und der Wellenzapfen so einfach in die Aufnahme einführbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Aufnahme wird die Klemmkraft in wenigstens zwei in Längsrichtung voneinander beabstandeten Bereichen über die Aufnahme an den Wellenzapfen übertragen. Insbesondere wird die Klemmkraft über den Umfang der Aufnahme im Bereich der Öffnung und im Bereich der Andrückzunge auf den Wellenzapfen übertragen.
Der die Anpresszunge vom Rest der Aufnahme trennende Schlitz kann in einer quer zur Längsrichtung und tangential zum äußeren Mantel der Aufnahme ausgerichteten Umfangsrichtung eine Länge zwischen 30° und 225° aufweisen. Ist der Umfang der Aufnahme abgerollt dargestellt, kann der Schlitz in Umfangsrichtung auch eine Länge beziehungsweise Höhe von im Wesentlichen 90° oder 120° aufweisen. Je größer die Schlitzhöhe beziehungsweise je weiter sich der Schlitz in Umfangsrichtung erstreckt, desto größer ist der Abstand zwischen Zungenspitze und Zungengrund und desto besser kann sich die in Richtung des Wellenzapfens durch die Klemmkraft verformte Andrückzunge an den Wellenzapfen anpassen, wodurch sich die Flächenpressung weiter verbessert. Insbesondere vorteilhaft ist eine Schlitzhöhe von wenigstens 140°, da diese eine gute Flächenpressung ermöglicht, ohne dass die Aufnahme durch einen zu großen geschlitzten Bereich destabilisiert wird.
Insbesondere kann die parallel zur Umfangsrichtung ausgerichtete Komponente der Schlitzrichtung wiederholt die Richtung und vor allem ihr Vorzeichen ändern. Der entstehende zickzack- oder sägezahnförmige Schlitz trennt somit in Längsrichtung nebeneinanderliegende Andrückzungen von der übrigen Aufnahme, wobei sich die Andrückzungen in entgegengesetzten Richtungen verjüngen und gleich groß ausgestaltet sein können. Jede der Anpresszungen kann die Anpresskraft auf den Wellenzapfen übertragen, wodurch der Wellenzapfen und die Aufnahme in mehreren, in Längsrichtung voneinander beabstandeten Bereichen kraftschlüssig verbunden sind, was die Kippneigung des Wellenzapfens weiter reduziert.
Um den Wellenzapfen stärker zu verklemmen und durch eine verbesserte Flächenpressung die Klemmkraft zu erhöhen, können in der hohlwellenförmigen Aufnahme auch mehrere Andrückzungen ausgebildet sein.
Die Andrückzungen können symmetrisch versetzt über den Umfang der Aufnahme verteilt und insbesondere achssymmetrisch um die Längsachse angeordnet sein. Somit heben sich die über den Klemmring auf die Andrückzungen und im Folgenden auf den Wellenzapfen einwirkende Klemmkräfte im Wesentlichen gegenseitig auf, so dass der Wellenzapfen koaxial mit dem Wellenadapter verpresst verbunden ist.
Insbesondere wenn in der Aufnahme zwei Andrückzungen ausgebildet sind, können diese um 180° versetzt, also einander gegenüberliegend, angeordnet sein. In einer Abwicklung der Aufnahme beziehungsweise deren Mantelfläche können die Schlitze beziehungsweise die seitlichen Flanken der beiden Andrückzungen jeweils parallel zueinander angeordnet sein. In der Abwicklung erscheinen die Schlitze jeweils hakenförmig, wobei die beiden Schenkel des Hakens unterschiedlich lang ausgebildet sein können. Die den Flanken gegenüberliegenden Seiten der Schlitze können dabei auch gleich lang sein. Durch die so gleich ausgestalteten und sich gegenüberliegend angeordneten Andrückzungen ist eine gleichförmige und insbesondere symmetrische Verpressung der Aufnahme und des Wellenzapfens möglich, ohne dass die Aufnahme durch einen zu großen geschlitzten Bereich an mechanischer Stabilität verliert.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Aufnahme des Wellenadapters kann das maximal zwischen Wellenzapfen und Aufnahme übertragbare Drehmoment um bis zu 30 Prozent im Vergleich zu einer mit Längsschlitzen versehenen Aufnahme erhöht werden. Abhängig vom Passungsspiel zwischen Wellenzapfen und Aufnahme kann die von der Aufnahme an dem Wellenzapfen übertragbare Klemmkraft um bis zu 80 Prozent gesteigert werden.
Ein Wellenadapter mit einer derart gesteigerten Übertragbarkeit der Klemmkraft kann in Längsrichtung mit einer im Vergleich zu herkömmlichen Wellenadaptern kürzeren Aufnahme ausgestaltet sein, ohne dass das maximal übertragbare Drehmoment der herkömmlichen Wellenadapter unterschritten wird.
Um den Wellenadapter beispielsweise an einen Inkrementalgeber befestigen zu können, kann ein koaxial zu der Aufnahme angeordneter Wellenzapfenabschnitt vorgesehen sein, der mit der Aufnahme unverschieblich und drehfest verbunden sein kann. Der Wellenzapfenabschnitt kann als Vollwelle ausgebildet sein und beispielsweise über ein Spannfutter des Inkrementalgebers mit diesem verbunden werden. Dabei ermöglicht die Ausgestaltung des Wellenzapfenabschnitts als Vollwelle eine Verbindung zwischen Spannfutter und Wellenzapfenabschnitt mit einer hohen Klemmkraft, ohne dass sich der Wellenzapfenabschnitt nennenswert verformt. Des Weiteren kann der Wellenzapfenabschnitt beispielsweise mit Haltenuten ausgestaltet sein, in die entsprechend ausgeformte Zapfen der Aufnahme des Inkrementalgebers eingreifen können.
Neben dem Wellenzapfenabschnitt kann auch die Aufnahme als Vollwelle ausgestaltet sein. Im Bereich der Aufnahme lässt sich die Öffnung für den Wellenzapfen einfach und preiswert in Form einer Sackloch- oder Durchgangsbohrung realisieren, in deren zylindrischen Außenwänden die Schlitze zum Beispiel gefräst werden.
Der erfindungsgemäße Wellenadapter kann Teil eines Drehgebers sein und beispielsweise als Austauschteil an verschiedene Durchmesser von mit dem Drehgeber zu verbindenden Wellenzapfen angepasst sein. Eine stabilere Verbindung zwischen Drehgeber und Wellenadapter entsteht, wenn der Wellenadapter einstückig in den Drehgeber integriert ist. Der so aufgebaute Drehgeber ist einfach zu handhaben und der Wellenadapter kann beispielsweise ab Werk optimal positioniert verbaut sein.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt wurde.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
2 eine verkleinerte Gesamtansicht der Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung in einer Schnittdarstellung;
4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei hier insbesondere eine Abrollung eines Hohlwellenabschnittes eines erfindungsgemäßen Wellenadapters dargestellt ist.
Zunächst sind Aufbau und Funktion des erfindungsgemäßen Wellenadapters 1 mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 1 und 2 beschrieben. In 2 ist schematisch der erfindungsgemäße Wellenadapter 1 mit einer Aufnahme 2 in einer Gesamtansicht dargestellt, wobei die Aufnahme 2 über einen Ringabschnitt 3 mit einem koaxial ausgerichteten Wellenzapfenabschnitt 4 verbunden ist. Die Aufnahme 2, die in der 1 vergrößert dargestellt ist, ist im Wesentlichen rohrförmig ausgeformt, wobei eine in Längsrichtung L der Aufnahme weisende Stirnseite 5 offen ausgestaltet ist, so dass über die offene Stirnseite 5 ein nicht dargestellter Wellenzapfen in die Aufnahme 2 einführbar ist. Die Stirnseite 5 ist durch zwei Schlitze 6, 6' unterteilt.
Die Schlitze 6, 6' erstrecken sich in einer Richtung E, wobei Komponenten der Richtung E in einen ersten Abschnitt A der Schlitze 6, 6' entgegen der Längsrichtung L und in eine Umfangsrichtung U weisen. Die Umfangsrichtung U ist im Wesentlichen senkrecht zu parallel zur Längsrichtung L verlaufenden Mantellinien der zylinderförmigen Aufnahme 2 und tangential zu deren äußerer Mantelfläche M ausgerichtet.
Im Bereich von Scheitelpunkten 7, 7' ändert hier die in der Umfangsrichtung U weisende Komponente der Richtung E der Schlitze 6, 6' ihr Vorzeichen, so dass diese Komponente in einem in Längsrichtung L vor dem Abschnitt A gelegenen Abschnitt B entgegen der Umfangsrichtung U weist. Die Schlitze 6, 6' sind also im Wesentlichen hakenförmig ausgestaltet.
Durch die beiden Schlitze 6, 6' ist die im Wesentlichen als Kreiszylinder ausgeformte Aufnahme 2 in zwei im Wesentlichen rinnenförmige und sich in Längsrichtung L erstreckende Zylinderhälften 8, 8' unterteilt.
Durch die hakenförmige Ausgestaltung der Schlitze 6, 6' bedingt, weist jede der Zylinderhälften 8, 8' eine sich in Umfangsrichtung U verjüngende beziehungsweise spitz zulaufende Andrückzunge 9, 9' und eine im Wesentlichen V-förmige Ausbuchtung 10, 10' auf. In und entgegen der Längsrichtung L weisende seitliche Flanken 11, 12, 11', 12' der Andrückzungen 9, 9' verlaufen zumindest abschnittsweise parallel zu die V-förmigen Ausbuchtungen 10, 10' begrenzenden Seitenflächen 13, 14, 13', 14'. Im Bereich der Scheitelpunkte 7, 7' treffen sich die Seitenflächen 13, 14, 13', 14' in einer im Wesentlichen in Längsrichtung L verlaufenden Seitenfläche 15, 15'. Die Ausbuchtungen 10, 10' und die Andrückzungen 9, 9' sind im Wesentlichen komplementär zueinander ausgeformt.
Die Andrückzungen 9, 9' sind zumindest in und entgegen einer senkrecht zur Längsrichtung L ausgerichteten radialen Richtung R des im Wesentlichen zylinderförmigen Hohlwellenabschnitts 2 flexibel auslenkbar. Die radiale Richtung R steht im Wesentlichen senkrecht auf der äußeren Mantelfläche M und insbesondere auf den Andrückzungen 9, 9'.
Der Wellenzapfenabschnitt 4 ist zur Aufnahme beispielsweise durch einen Drehgeber ausgestaltet und weist eine parallel zur Umfangsrichtung U verlaufende Haltenut 16 auf, die beabstandet von einem entgegen der Längsrichtung L weisenden Ende 17 des Wellenzapfenabschnitts 4 und vom Ringabschnitt 3 den Wellenzapfenabschnitt 4 umlaufend angeordnet ist. Abgesehen von der Haltenut 16 ist der Wellenzapfenabschnitt 4 als Kreiszylinder ausgestaltet dargestellt. Alternativ kann der Wellenzapfenabschnitt 4 hohlzylinderförmig und zur Aufnahme einer Adapterwelle des Drehgebers ausgestaltet sein. Zur dreh- und rutschfesten Verbindung mit der Adapterwelle kann auch der hohlzylinderförmige Wellenadapter 4 Schlitze aufweisen, die womöglich wie die Schlitze 6, 6' der Aufnahme 2 ausgeformt sein können.
Der Ringabschnitt 3 ist als ein umlaufender tellerrandförmiger und sich in radialer Richtung R erstreckender Vorsprung zwischen dem Wellenzapfenabschnitt 4 und der Aufnahme 2 dargestellt, der sich parallel zur Umfangsrichtung U erstreckt.
3 zeigt das Ausführungsbeispiel der 2 in einer Schnittdarstellung, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels der bisherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird lediglich auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der 2 eingegangen.
In der 3 ist der Wellenadapter 1 entlang seiner Längsachse C geschnitten dargestellt. Die Aufnahme 2 umfasst eine als eine Sacklochbohrung ausgeführte Öffnung 18 für den nicht gezeigten Wellenzapfen. Die Öffnung 18 erstreckt sich von der Stirnseite 5, an der die Öffnung 18 mündet, bis zu einem im Bereich des Ringabschnitts 3 gelegenen Boden 19, der hier aus Fertigungsgründen trichterförmig verlaufend gezeigt ist. Insbesondere wenn der Wellenzapfenabschnitt 4 hohlzylinderartig ausgeformt ist, kann die Öffnung 18 auch als Durchgangsbohrung ausgebildet sein.
In der hier gezeigten Schnittansicht sind zumindest teilweise die Innenseiten der Zylinderhälfte 8' und der Andrückzunge 9 gezeigt. Im Bereich des Scheitelpunktes 7' ist die Zungenspitze 20, in der sich die Flanken 11, 12 treffen, abgeflacht und parallel zur Längsrichtung L beziehungsweise der Seitenfläche 15' der V-förmigen Ausbuchtung 10' verlaufend dargestellt. Die Andrückzunge 9 verjüngt sich in Umfangsrichtung U keilförmig, wobei die geradeaus gebildeten Flanken 11 und 12 zumindest im Bereich der Zungenspitze 20 unter einem Keilwinkel 21 zueinander ausgerichtet sind. Die Andrückzunge 9 ist somit im Wesentlichen als ein Dreieck ausgeformt. Dabei können die Flanken 11, 12 auch gebogen verlaufen, so dass die Andrückzunge 9 im Wesentlichen konkav beziehungsweise konvex ausgestaltet sein kann.
Die Abschnitte A, B des hier gezeigten Schlitzes 6' sind unterschiedlich lang dargestellt. Insbesondere ist der Abschnitt B länger als der Abschnitt A. Im Bereich des entgegen der Längsrichtung L gelegenen Endes des Schlitzes 6' weist die Aufnahme 2 einen ersten Vorsprung 22 auf, in dem die Dicke d der die Öffnung 18 umgebenden Wandung 23 im Bezug zu dem in Längsrichtung L weisenden Abschnitt 24 in radialer Richtung R verstärkt ist und in dem der Abschnitt 13 des Schlitzes 6' endet. Die senkrecht auf der Andrückzunge 9 stehende radiale Richtung R zeigt in die Zeichenebene. In Längsrichtung L vor dem ersten Vorsprung 22 ist ein zweiter Vorsprung 23 gezeigt, in dem die Wandung 23 mit einer maximalen Dicke d gezeigt ist.
4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei für Elemente, die in Funktion und Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der vorherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Der Kürze halber wird lediglich auf die Unterschiede zu den bisherigen Ausführungsbeispielen eingegangen.
In der 4 ist die Aufnahme 2 beziehungsweise deren innere oder deren äußere Mantelfläche M, die den in Längsrichtung L weisenden Abschnitt 24 und den ersten Vorsprung 22 umfasst, in Umfangsrichtung U abgerollt dargestellt. Die Schlitze 6, 6' wie auch die Andrückzungen 9, 9' sind gleich ausgestaltet, wobei die Zungenspitzen 20, 20' einen parallel zur Längsrichtung L verlaufenden Abstand I von im Wesentlichen 180° zueinander aufwei sen. Der Wellenadapter 1 ist also achssymmetrisch um seine in Längsrichtung L ausgerichtete Längsachse C ausgestaltet gezeigt. Die Längsrichtung L, die Umfangsrichtung U und die radiale Richtung R stehen in dieser Darstellung senkrecht zueinander, wobei die radiale Richtung R in die Zeichenebene weist.
Wegen der Gleichheit der Schlitze 6, 6' und der Andrückzungen 9, 9' wird im Folgenden nur auf die Ausgestaltung des Wellenadapters 1 beziehungsweise der Aufnahme 2 im Bereich der Andrückzunge 9 eingegangen.
Die Flanken 11, 12, wie auch die Seitenflächen 13', 14' spannen den Keilwinkel 21 auf, der hier in etwa 50° beträgt. Der Keilwinkel 21 kann bis zu 120° betragen. Die im Bereich des Abschnitts A des Schlitzes 6' gelegene Seitenfläche 14' trifft in einen Schnittpunkt P auf die Stirnfläche 5 der Aufnahme 2. Eine gegenüber der Stirnfläche 5 gelegene Begrenzungslinie 25, die den geschlitzten Bereich der Aufnahme 2 entgegen der Längsrichtung L begrenzt, trifft in einem zweiten Schnittpunkt O auf die Seitenfläche 13'. Eine die beiden Schnittpunkte P und O verbindende Basislinie 26 verläuft im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung L beziehungsweise zu einer Mantellinie 27 des Hohlwellenabschnitts 2.
Eine zwischen den Flanken 11, 12 gelegene Längsachse S der Andrückzunge 9 fällt mit der Winkelhalbierenden des Keilwinkels 21 zusammen. Die Andrückzunge 9 ist im Wesentlichen symmetrisch um die die Längsachse S bildende Umfangslinie ausgeformt. Die Flanken 11, 12 und die Basislinie 26 bilden im Wesentlichen ein gleichschenkliges Dreieck, wobei im Schnittbereich der senkrecht zur Mantellinie 27 verlaufenden Längsachse S und der Basislinie 26 ein der Zungenspitze 20 gegenüberliegender Zungengrund 28 der Andrückzunge 9 ausgebildet ist. Die Breite der Andrückzunge 9, 9' ist im Bereich des Zungengrunds 28, der sich im Wesentlichen entlang der Basislinie 26 zwischen den Abschnitten A und B des Schlitzes 6' erstreckt, maximal. Die in Längsrichtung L verlaufende Breite der Andrückzungen 9, 9' nimmt vom Zungengrund 28 in Richtung der Zungenspitze 20 kontinuierlich ab; die Flanken 11, 12 der Andrückzunge 9 verlaufen, wie auch die Flanken 11', 12' der Andrückzunge 9', zueinander nicht parallel. Die Winkel 21', 21'' zwischen den Flanken 11, 12 und der Längsachse S entsprechen dem halben Keilwinkel 21 und können auch als Drallwinkel 21', 21'' der Flanken 11, 12 beziehungsweise der Schlitze 6, 6' in den Abschnitten A, B bezeichnet werden.
Die Längsachse S teilt die Mantellinie 27 im Wesentlichen in zwei gleich große Hälften und kann auch als Umfangsmittellinie angesehen werden, durch welche die Aufnahme 2 in Längsrichtung L in zwei Hälften gleicher Länge unterteilt ist. In Umfangsrichtung U erstreckt sich der im Wesentlichen hakenförmige Schlitz 6 in einer Schlitzhöhe H von in etwa 130°. Die Schlitzhöhe H kann jedoch mindestens 30°, vorzugsweise 120°, insbesondere vorzugsweise mindestens 140° und maximal 225° in Umfangsrichtung U entlang des Umfangs des Hohlwellenabschnitts 2 betragen. Dabei kann der Betrag der Schlitzhöhe H vom Durchmesser der hohlwellenförmigen Aufnahme abhängig sein.

Claims

Wellenadapter (1) für einen Drehgeber, mit einer hohlwellenförmigen Aufnahme (2) für einen Wellenzapfen, die mit wenigstens einem sich wenigstens abschnittsweise in Umfangsrichtung (U) erstreckenden Schlitz (6, 6') versehen ist, und in der Aufnahme (2) wenigstens eine in radialer Richtung (R) federnd auslenkbare und von der übrigen Aufnahme (2) durch den Schlitz (6, 6') getrennte Andrückzunge (9, 9') ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückzunge (9, 9') sich von dem Zungengrund (28) in Richtung zu ihrer Zungenspitze (20) hin verjüngt und eine vom Zungengrund (28) in Richtung der Zungenspitze (20) weisende Längsachse (S) aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse (C) des Wellenadapters angeordnet ist.
Wellenadapter (1) gemäß Anspruch 1, in dem sich die Andrückzunge (9, 9') keilförmig in Richtung zu ihrer Zungenspitze (20) hin verjüngt.
Wellenadapter (1) gemäß Anspruch 2, in dem die Flanken (11, 12, 11', 12') der Andrückzunge (9, 9') in einem Keilwinkel (21) von maximal 120° zueinander verlaufen.
Wellenadapter (1) gemäß Anspruch 2 oder 3, in dem die Flanken (11, 12, 11', 12') der Andrückzunge (9, 9') in einem Keilwinkel (21) von maximal 60° zueinander verlaufen.
Wellenadapter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem die Andrückzunge (9, 9') im Wesentlichen symmetrisch bezüglich einer senkrecht zu den Mantellinien (27) der Aufnahme (2) verlaufenden Umfangslinie (S) ausgebildet ist.
Wellenadapter (1) gemäß Anspruch 1 bis 4, in dem die Andrückzunge (9, 9') im Wesentlichen symmetrisch bezüglich der die Mantellinien (27) der Aufnahme (2) in gleich lange Abschnitte teilenden Umfangsmittellinie (S) der Aufnahme (2) ausgebildet ist.
Wellenadapter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, in dem der wenigstens eine Schlitz (6, 6') zu einer Stirnseite (5) der Aufnahme (2) frei mündet.
Wellenadapter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, in dem sich der wenigstens eine Schlitz (6, 6') in Umfangsrichtung (U) mindestens 30°, und maximal 225° entlang des Umfangs der Aufnahme (2) erstreckt.
Wellenadapter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, in dem in der hohlwellenförmigen Aufnahme (2) mehrere Andrückzungen (9, 9') ausgebildet sind.
Wellenadapter (1) gemäß Anspruch 9, in dem die Andrückzungen (9, 9') symmetrisch versetzt über den Umfang der Aufnahme (2) verteilt angeordnet sind.
Wellenadapter (1) gemäß Anspruch 10, in dem zwei Andrückzungen (9, 9') um 180° versetzt und in der Abwicklung der Aufnahme (2) parallel zueinander angeordnet sind.
Wellenadapter (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, in dem ein Wellenzapfenabschnitt (4) zur Befestigung eines Inkremental- oder Absolutgebers vorgesehen ist, der koaxial zu der Aufnahme (2) angeordnet ist.
Wellenadapter (1) gemäß Anspruch 12, in dem eine Vollwelle den Wellenzapfenabschnitt (4) ausbildet.
Wellenadapter (1) gemäß Anspruch 13, in dem eine Sackloch- oder Durchgangsbohrung in der Vollwelle die hohlwellenförmige Aufnahme (2) ausbildet.
Drehgeber zur Befestigung an einer Welle und/oder einem Wellenzapfen, gekennzeichnet durch einen Wellenadapter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Drehgeber nach Anspruch 15, in dem der Wellenadapter (1) in den Drehgeber einstückig integriert ist.