DE102014210423B4

DE102014210423B4 - Wellenanordnung

Info

Publication number: DE102014210423B4
Application number: DE102014210423.8A
Authority: DE
Inventors: Dieter Schillinger; Marcus Timmermann
Original assignee: Atlanta Antriebssysteme GmbH
Current assignee: Atlanta Antriebssysteme De GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2014-06-03
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2034-06-04
Also published as: DE102014210423A1; DE202013011771U1

Abstract

Wellenanordnung (10), insbesondere für ein Getriebe (12) mit einer ersten Welle (28) und mit einer zweiten Welle (32), wobei die erste Welle (28) einen Verbindungsabschnitt (30) aufweist, der in Wellendrehrichtung formschlüssig mit einem Verbindungsabschnitt (34) der zweiten Welle (32) ist, umfassend eine Sicherungseinrichtung (40), welche die erste Welle (28) und die zweite Welle (32) in Wellenaxialrichtung gegeneinander sichert, wobei die Sicherungseinrichtung (40) eine Schraubmutter (42) umfasst, welche mit der ersten Welle (24) und mit der zweiten Welle (28) verschraubbar oder verschraubt ist, und wobei die Schraubmutter (42) einen ersten Gewindeabschnitt (44) zur Verschraubung mit der ersten Welle (28) und einen zweiten Gewindeabschnitt (46) zur Verschraubung mit der zweiten Welle (32) aufweist, und wobei der erste Gewindeabschnitt (44) und der zweite Gewindeabschnitt (46) gegenläufig sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (30, 34) als Steckverbindung mit einer Steckaufnahme und mit einem Einsteckabschnitt ausgebildet sind, dass die Steckaufnahme und der Einsteckabschnitt ein zueinander komplementäres, nicht rotationssymmetrisches Profil aufweisen, und dass die zweite Welle (32) im Anschluss an den Verbindungsabschnitt (34) eine Durchmessererweiterung (38) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenanordnung, insbesondere für ein Getriebe, mit einer ersten Welle und mit einer zweiten Welle, wobei die erste Welle einen Verbindungsabschnitt aufweist, der in Wellendrehrichtung formschlüssig mit einem Verbindungsabschnitt der zweiten Welle ist.
Eine Wellenanordnung mit zwei in Wellendrehrichtung formschlüssig miteinander verbundenen Wellen sind aus der EP 0 947 729 A1 und aus der DE 101 35 602 A1 bekannt.
Aus der DE 440 816 A und der DE 10 2007 005 849 A1 sind Wellenanordnungen bekannt, bei denen die Drehmomentübertragung zwischen einer ersten und einer zweiten Welle über eine Stirnverzahnung erfolgt. Die Sicherung der Wellen in axialer Richtung erfolgt in beiden Fällen durch Gewindehülsen, die auf Gewindeabschnitte der ersten und zweiten Welle geschraubt wird.
Aus der US 793 690 A ist eine Wellenanordnung bekannt, bei der die Drehmomentübertragung durch einen Vierkant, der in axialer über das Ende einer Welle ragt und in eine komplementär geformte Vertiefung an der Stirnseite der zweiten Welle eintaucht. Die Sicherung der Wellen in axialer Richtung erfolgt auch hier mit einer Gewindehülsen, die auf Gewindeabschnitte der ersten und zweiten Welle geschraubt wird.
Aus der US 1 901 286 A eine Wellenanordnung bekannt, bei der ein Dorn mit einer Welle lösbar verbunden wird. An den Stirnseiten der Wellen sind zwei Halbzylinder ausgebildet. Sie dienen als Montagehilfe und verhindern das Verdrehen der Wellen relativ zueinander, während des Aufschraubens einer Gewindehülse.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenanordnung anzugeben, welche eine in axialer Richtung wirksame, zuverlässige und montagefreundliche Verbindung zwischen zwei Wellen ermöglicht. Außerdem sollen große Drehmomente zwischen den Wellen übertragbar sein.
Diese Aufgabe wird bei einer Wellenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Sicherungseinrichtung vorgesehen ist, welche die erste Welle und die zweite Welle in Wellenaxialrichtung gegeneinander sichert, dass die Sicherungseinrichtung eine Schraubmutter umfasst, welche mit der ersten Welle und mit der zweiten Welle verschraubbar oder verschraubt ist, und dass die Schraubmutter einen ersten Gewindeabschnitt zur Verschraubung mit der ersten Welle und einen zweiten Gewindeabschnitt zur Verschraubung mit der zweiten Welle aufweist, wobei der erste Gewindeabschnitt und der zweite Gewindeabschnitt gegenläufig sind.
Bei der erfindungsgemäßen Wellenanordnung sind die Wellen in Wellendrehrichtung formschlüssig miteinander verbunden. Dies ermöglicht eine zuverlässige Übertragung von Drehmomenten von der ersten Welle auf die zweite Welle oder umgekehrt. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es dieser in Wellendrehrichtung wirksame Formschluss ermöglicht, die Wellen in axialer Richtung mit einer Sicherungseinrichtung miteinander zu sichern, die für sich genommen nicht oder nur bedingt geeignet ist, Drehmomente zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle zu übertragen. Hierdurch kann eine Sicherungseinrichtung bereitgestellt werden, deren Wirksamkeit in axialer Richtung maximiert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Sicherungseinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind die Verbindungsabschnitte als Steckverbindung mit einer Steckaufnahme und mit einem Einsteckabschnitt ausgebildet sind. Dies ermöglicht eine einfache Vormontage der ersten Welle und der zweiten Welle. Die Steckaufnahme und der Einsteckabschnitt sind vorzugsweise jeweils einstückig mit einer jeweiligen Welle ausgebildet. Die Steckaufnahme und der Einsteckabschnitt weisen ein zueinander komplementäres, nicht rotationssymmetrisches Profil auf. Hierbei sind Mehreckformen (beispielsweise mit drei, vier, sechs oder acht Ecken) bevorzugt. Das Profil kann regelmäßig geformt sein oder eine unregelmäßige Form aufweisen.
Die Schraubmutter ist beispielsweise aus einem metallischen Material hergestellt, vorzugsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung.
Für eine besonders stabile Verbindung der Schraubmutter mit der ersten Welle und der zweiten Welle wird vorgeschlagen, dass der erste Gewindeabschnitt und der zweite Gewindeabschnitt jeweils mindestens zwei Windungen, vorzugsweise mindestens drei Windungen, insbesondere mindestens vier Windungen, aufweisen.
In den Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Wellenanordnung; und
2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Wellenanordnung gemäß 1.

Eine Ausführungsform einer Wellenanordnung ist in der Zeichnung insgesamt mit den Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Wellenanordnung 10 wird nachfolgend anhand eines Verwendungsbeispiels bei einem Getriebesystem beschrieben, mit welchem ein Getriebe 12 konfiguriert werden kann, das eine Wellenanordnung 10 aufweist.
Das Getriebe 12 umfasst ein Gehäuse 14 mit mindestens einem Getriebeeingang 16 und mindestens einem Getriebeausgang 18, 20. Zwischen dem Getriebeeingang 16 und dem Getriebeausgang 18, 20 ist eine an sich bekannte und daher nicht dargestellte Getriebeeinheit 22 vorgesehen, beispielsweise in Form eines Umlenkungsgetriebes. Bei dem dargestellten Getriebe 12 handelt es sich um ein Winkelgetriebe, mit welchem zwischen Getriebeeingang 16 und Getriebeausgang 18, 20 eine Umlenkung um 90 Grad erfolgt.
Das Getriebe 12 weist eine an sich bekannte und daher nicht dargestellte Antriebswelle 24 und eine hierzu beispielsweise senkrecht orientierte Abtriebswelle 26 auf. Ein freies Ende der Antriebswelle 24 durchsetzt den Getriebeeingang 16. Die Abtriebswelle 26 weist voneinander abgewandte Wellenenden auf, welche jeweils einen der Getriebeausgänge 18, 20 durchsetzen.
Die Abtriebswelle 26 bildet eine erste Welle 28 der Wellenanordnung 10. Die erste Welle 28 weist an mindestens einem Wellenende (beispielsweise an zwei voneinander abgewandten Wellenenden) Verbindungsabschnitte 30 auf, die vorzugsweise jeweils in Form einer Steckaufnahme ausgebildet sind. Die Steckaufnahme ist umfangsseitig geschlossen und im Profil vorzugsweise mehreckig.
Das Getriebesystem 10 umfasst eine Mehrzahl von Endstücken, wobei jeweils ein Endstück eine zweite Welle 32 der Wellenanordnung 10 bildet. Die zweiten Wellen 32 weisen jeweils miteinander identische endstückseitige Verbindungsabschnitte 34 auf. Diese sind vorzugsweise in Form eines Einsteckabschnitts ausgebildet.
Die zweiten Wellen 32 unterscheiden sich voneinander durch die Ausgestaltung eines Anschlussabschnitts 36, welcher zum Anschluss jeweils voneinander verschiedener, an sich bekannter und daher nicht dargestellter Getriebeanschlussteile dient.
Die Anschlussabschnitte 36 sind beispielsweise in Form einer Hohlwelle, einer Formwelle, einer ISO-Schnittstelle, eines Zahnrads oder anderweitig geformt.
Der endstückseitige Verbindungsabschnitt 34 und der Anschlussabschnitt 36 sind vorzugsweise auf voneinander abgewandten Seiten der zweiten Wellen 32 angeordnet.
Zur Fertigmontage eines Getriebes 12, welches ein Gehäuse 14 und eine Getriebeeinheit 22 sowie eine Antriebswelle 24 und eine Abtriebswelle 26 aufweist, wird aus der Mehrzahl von zweiten Wellen 32 zur Verbindung mit der ersten Welle 28 eine zweite Welle 32 mit einem zu einem bestimmten Getriebeanschlussteil passenden Anschlussabschnitt 36 ausgewählt und diese zweite Welle 32 mittels seines endstückseitigen Verbindungsabschnitts 34 mit einem der wellenseitigen Verbindungsabschnitte 30 der ersten Welle 28 gefügt.
Der endstückseitige Verbindungsabschnitt 34 weist ein zu dem wellenseitigen Verbindungsabschnitt 30 komplementäres Profil auf. Auf diese Weise können die erste Welle 28 und die zweite Welle 32 einer Wellenanordnung 10 durch einfaches Einstecken miteinander gefügt werden. Die Tiefe der Steckaufnahme der ersten Welle 28 ist vorzugsweise größer dimensioniert als die Tiefe des Einsteckabschnitts der zweiten Welle 32, sodass der Einsteckabschnitt der zweiten Welle 32 vollständig in der Steckaufnahme der ersten Welle 28 aufnehmbar ist (vergleiche 2).
Die zweiten Wellen 32 weisen vorzugsweise jeweils eine radiale Erweiterung 38 auf, welche zwischen dem endstückseitigen Verbindungsabschnitt 34 und dem Anschlussabschnitt 36 angeordnet ist. Die radiale Erweiterung 38 bildet einen Anschlag für die zweite Welle 32 beim Fügen der zweiten Welle 32 mit der ersten Welle 28.
Zur axialen Sicherung einer zweiten Welle 32 an der ersten Welle 28 ist eine Sicherungseinrichtung 40 in Form einer Schraubmutter 42 vorgesehen. Die Schraubmutter 42 weist in axialer Richtung gesehen zwei relativ zueinander versetzte Gewindeabschnitte auf, nämlich einen ersten Gewindeabschnitt 44 und einen zweiten Gewindeabschnitt 46. Der erste Gewindeabschnitt 44 dient zur Verschraubung mit einem entsprechenden Gewindeabschnitt 48 der ersten Welle 28. Der zweite Gewindeabschnitt 46 dient zur Verbindung mit einem entsprechenden Gewindeabschnitt 50 der zweiten Welle 32. Der Gewindeabschnitt 50 ist beispielsweise entlang des Umfangs der radialen Erweiterung 38 vorgesehen.
Die Gewindeabschnitte 44 und 46 sind gegenläufig, sodass unter Beibehaltung einer einzigen Montagedrehrichtung die Schraubmutter 42 sowohl mit der ersten Welle 28 als auch mit der zweiten Welle 32 verschraubt und diese Teile in axialer Richtung gegeneinander verspannt werden können.
Beispielsweise bilden der erste Gewindeabschnitt 44 und der mit dem ersten Gewindeabschnitt 44 verschraubte Gewindeabschnitt 48 der ersten Welle 28 ein Rechtsgewinde, während der zweite Gewindeabschnitt 46 und der mit dem zweiten Gewindeabschnitt 46 verschraubte Gewindeabschnitt 50 der zweiten Welle 32 ein Linksgewinde bilden.
Die Schraubmutter 42 ist vorzugsweise an den wellenseitigen Gewindeabschnitten der ersten Welle 28 und der zweiten Welle 32 gesichert, insbesondere mittels eines Schraubensicherungsklebstoffs. Es können aber zusätzlich oder alternativ hierzu auch andere Sicherungselemente, bspw. Bleche, radiale Klemmschrauben, axiale Klemmschrauben, Sicherungsdrähte, Bohrungen und Verstiftungen, verwendet werden.

Claims

Wellenanordnung (10), insbesondere für ein Getriebe (12) mit einer ersten Welle (28) und mit einer zweiten Welle (32), wobei die erste Welle (28) einen Verbindungsabschnitt (30) aufweist, der in Wellendrehrichtung formschlüssig mit einem Verbindungsabschnitt (34) der zweiten Welle (32) ist, umfassend eine Sicherungseinrichtung (40), welche die erste Welle (28) und die zweite Welle (32) in Wellenaxialrichtung gegeneinander sichert, wobei die Sicherungseinrichtung (40) eine Schraubmutter (42) umfasst, welche mit der ersten Welle (24) und mit der zweiten Welle (28) verschraubbar oder verschraubt ist, und wobei die Schraubmutter (42) einen ersten Gewindeabschnitt (44) zur Verschraubung mit der ersten Welle (28) und einen zweiten Gewindeabschnitt (46) zur Verschraubung mit der zweiten Welle (32) aufweist, und wobei der erste Gewindeabschnitt (44) und der zweite Gewindeabschnitt (46) gegenläufig sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (30, 34) als Steckverbindung mit einer Steckaufnahme und mit einem Einsteckabschnitt ausgebildet sind, dass die Steckaufnahme und der Einsteckabschnitt ein zueinander komplementäres, nicht rotationssymmetrisches Profil aufweisen, und dass die zweite Welle (32) im Anschluss an den Verbindungsabschnitt (34) eine Durchmessererweiterung (38) aufweist.
Wellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubmutter (42) aus einem metallischen Material hergestellt ist.
Wellenanordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gewindeabschnitt (44) und der zweite Gewindeabschnitt (46) jeweils mindestens zwei Windungen, vorzugsweise mindestens drei Windungen, insbesondere mindestens vier Windungen, aufweisen.