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Vorliegende Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zum Montieren von Rollen in einer Welle-Nabe-Verbindung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren auf eine Welle-Nabe-Verbindung mit einer solchen Montagevorrichtung gemäß Patentanspruch 10 sowie ein Montageverfahren zum Montieren von Rollen in einer Welle-Nabe-Verbindung gemäß Patentanspruch 11.
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In Welle-Nabe-Verbindungen oder ähnlichem können Rollen als Kopplungselemente zur Kraftübertragung verwendet werden. Bei elektrisch isolierenden Welle-Nabe-Verbindungen können solche Rollen auch verwendet werden, um zusätzlich zu einer Kopplung zwischen der Welle und der Nabe eine Isolation zwischen der Welle und der Nabe sicherzustellen. In diesem Fall können beispielsweise keramische Rollen verwendet werden.
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Unabhängig von der Anwendung werden die Rollen bei der Montage auf einer Welle-Nabe-Verbindung üblicherweise zunächst von Hand auf der Welle befestigt, um einen Verlust der Rollen während der Montage zu verhindern. Hierzu können Kabelbinder, Montagehülsen oder ähnliches verwendet werden, die nach der Montage der Rollen und anschließend der Nabe auf der Welle wieder entfernt werden müssen. Diese händische Sicherung der Rollen auf der Welle ist jedoch, gerade bei hohen Stückzahlen, sehr zeitintensiv.
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Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, eine verbesserte Montage von Rollen in einer Welle-Nabe-Verbindung zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Montagevorrichtung gemäß Patentanspruch 1, eine Welle-Nabe-Verbindung gemäß Patentanspruch 10 und ein Montageverfahren gemäß Patentanspruch 11 gelöst.
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Die Montagevorrichtung dient zum Montieren von Rollen in einer Welle-Nabe-Verbindung. Bei der Welle-Nabe-Verbindung kann es sich insbesondere um eine elektrisch-isolierende Welle-Nabe-Verbindung handeln, beispielsweise um eine Hohlwelle bzw. Motorwelle eines Elektromotors und eine Eingangs-/Getriebewelle bzw. Nabe. Die Rollen dienen dabei zur Kraftübertragung zwischen der Welle und der Nabe. Um bei einer elektrisch-isolierenden Welle-Nabe-Verbindung eine elektrische Isolierung zwischen der Welle und der Nabe sicherzustellen, können in diesem Fall die Rollen als elektrisch-isolierende Rollen ausgebildet sein, und können beispielsweise aus Keramik bestehen.
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Die Montagevorrichtung weist einen Grundring auf, der nach radial innen offene Ausnehmungen zur Aufnahme der Rollen aufweist. Die Ausnehmungen erstrecken sich dabei axial und sind umlaufend, vorzugsweise gleichmäßig, verteilt. In diese Ausnehmungen können die Rollen zur Montage auf der Welle eingeführt werden und werden in diesen Ausnehmungen gehalten. Der Grundring ist dann mit den aufgenommenen Rollen auf eine Welle aufschiebbar. Die Rollen werden bei der Montage durch die Ausnehmungen des Grundrings in Position gehalten, ohne dass ein weiteres händisches Halten der Rollen oder eine Fixierung durch Kabelbinder oder ähnliches erforderlich ist, wie es bei bisherigen Montagevorgängen der Fall war.
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Durch die Montagevorrichtung ist es somit möglich, auf einfache Weise zuerst die Montagevorrichtung mit der entsprechenden Anzahl von Rollen zu bestücken und diese anschließend auf die Welle aufzuschieben.
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Die Ausnehmungen können insbesondere eine zu den Rollen komplementäre Form aufweisen. Durch diese komplementäre Form werden die Rollen an den Mantelflächen von den Ausnehmungen umschlossen. Zusätzlich können die Ausnehmungen axial einseitig mit einem Anschlagselement versehen sein, um die Rollen, wenn sie in den Grundring bzw. die Ausnehmungen eingeführt sind, axial zu stützen. Diese Anschlagselemente dienen also zur stirnseitigen Abstützung der in der Montagevorrichtung aufgenommenen Rollen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Montagevorrichtung Haltestege zur Stabilisierung der Rollen während der Montage auf. Die Haltestege sind umlaufend zwischen den Ausnehmungen angeordnet. Die Haltestege liegen dabei insbesondere an den Rollen radial innerhalb des Teilkreisdurchmessers an. Durch die Haltestege können somit die Rollen zum einen in axialer Richtung gestützt werden, insbesondere wenn die Haltestege in axialer Richtung über die Ausnehmungen hinausgehen. Zum anderen können die Haltestege in Kombination mit den Ausnehmungen dazu dienen, dass die Rollen in die Montagevorrichtung eingeklemmt werden können. Dies vereinfacht die Montage auf der Welle, da die Rollen während des Montagevorgangs nicht aus der Montagevorrichtung herausfallen können.
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Die Haltestege können Aussparungen aufweisen, um im montierten Zustand einen Schmiermitteldurchfluss zu ermöglichen. Die Haltestege können dabei insbesondere jeweils zwischen den Rollen bzw. Ausnehmungen entsprechende Aussparungen aufweisen. Durch diese kann ein Durchfluss von Schmiermittel innerhalb der Welle-Nabe-Verbindung ermöglicht werden, wenn die Montagevorrichtung einschließlich der Rollen auf der Welle montiert ist und die Nabe aufgeschoben ist. Durch die Aussparungen kann die Montagevorrichtung auf der Welle-Nabe-Verbindung verbleiben, ohne den Schmiermitteldurchfluss zu stören, wodurch eine Schmierung zwischen der Welle, der Nabe und den Rollen auch im fertig montierten Zustand sichergestellt werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet eine Seitenfläche des Grundrings eine Anschlagsfläche für ein Anschlagselement der Welle. Wenn die Montagevorrichtung auf die Welle aufgeschoben wird, kann eine Seitenfläche des Grundrings an ein Anschlagselement der Welle anstoßen. Durch die Anschlagsfläche der Montagevorrichtung und das Anschlagselement der Welle kann die Endposition zwischen der Montagevorrichtung und der Welle definiert werden.
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Auf der gegenüberliegenden Seite zu der Anschlagsfläche kann der Grundring eine Fase aufweisen, die an eine Form der Nabe der Welle-Nabe-Verbindung angepasst ist. Das bedeutet, dass auf der gegenüberliegenden Seitenfläche des Grundrings, die nicht dem Anschlagselement der Welle zugewandt ist, die Form des Grundrings an die Form der Nabe angepasst sein kann, um im fertig montierten Zustand eine optimale Verklemmung der Montagevorrichtung zwischen der Nabe und der Welle sicherzustellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist eine Seitenfläche des Grundrings gegenüberliegend zu den Ausnehmungen Vertiefungen auf, um Rollen einer benachbarten Montagevorrichtung zu stützen. Diese Vertiefungen sind insbesondere an der Rückseite der Anschlagselement angeordnet und können die aufgenommenen Rollen einer benachbarten Montagevorrichtung formschlüssig abstützen. Beispielsweise können mehrere Montagevorrichtungen mit jeweils darin aufgenommenen Rollen zueinander ausgerichtet gestapelt werden. Um den Transport von Rollen zu vereinfachen können die Montagevorrichtungen nicht nur gestapelt werden, sondern können auch auf eine Stützhülse, wie beispielsweise eine Papphülse, aufgeschoben werden und durch die Vertiefungen und die Rollen zueinander ausgerichtet angeordnet werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Grundring radial außen radiale Aussparungen für einen Eingriff durch ein Werkzeug auf. Um eine automatisierte Entnahme von Montagevorrichtungen und eine automatisierte Montage der Rollen mittels der Montagevorrichtung auf einer Welle zu ermöglichen, können diese Aussparungen vorgesehen sein, in die ein Werkzeug auf einfache Weise eingreifen kann. Das Werkzeug kann dann eine Montagevorrichtung mit darin aufgenommenen Rollen ergreifen und auf eine Welle aufschieben. Insbesondere bei hohen Stückzahlen ist dies vorteilhaft.
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Die Montagevorrichtung kann des Weiteren derart ausgebildet sein, dass sie während der Montage in der Welle-Nabe-Verbindung von den Rollen herunterschiebbar ist und nach der Montage in der Welle-Nabe-Verbindung verbleibbar ist. Auf diese Weise kann die Montagevorrichtung eine Doppelfunktion ausüben. Zum einen kann sie zur einfacheren Montage der Rollen auf der Welle bzw. in der Welle-Nabe-Verbindung beitragen und zum anderen kann sie nach der Montage als Abstandsstück oder Distanzhülse zwischen der Welle und der Nabe dienen. Insbesondere wenn die Montagevorrichtung gleichzeitig als Distanzhülse nach der Montage verwendet wird, ist die Montagevorrichtung vorzugsweise aus einem nicht leitenden bzw. isolierenden Material gebildet, zum Beispiel aus Kunststoff. Nach der Montage kann somit eine Isolierung zwischen der Nabe und der Welle sowohl durch die Rollen, insbesondere wenn diese aus Keramik hergestellt sind, als auch die Montagevorrichtung selbst in der Funktion eines isolierenden Abstandsstücks erreicht werden. Die Rollen isolieren dabei in radialer Richtung, wohingegen die Montagevorrichtung in axialer Richtung isoliert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Welle-Nabe-Verbindung mit einer Welle und einer auf die Welle aufgeschobenen Nabe vorgeschlagen. Zwischen der Welle und der Nabe ist eine wie oben beschriebene Montagevorrichtung angeordnet, wobei die Montagevorrichtung insbesondere als isolierendes Abstandsstück wirkt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Montageverfahren zum Montieren von Rollen in einer solchen Welle-Nabe-Verbindung vorgeschlagen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Anordnen von Rollen in einer wie oben beschriebenen Montagevorrichtung, Aufschieben der Montagevorrichtung auf die Welle, und Aufschieben der Nabe auf die Welle, wobei die Nabe die Montagevorrichtung von den Rollen schiebt und die Montagevorrichtung zwischen der Welle und der Nabe verklemmt.
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Wie oben beschrieben ist, kann die Montagevorrichtung in diesem Fall eine Doppelfunktion ausüben, nämlich zum einen als Haltevorrichtung zur Montage der Rollen in der Welle-Nabe-Verbindung und zum anderen als Abstandsstück, insbesondere als isolierendes Abstandsstück, zwischen der Welle und der Nabe nach der Montage.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
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Es zeigen:
- 1: eine perspektivische Ansicht einer Montagevorrichtung von oben;
- 2: eine perspektivische Ansicht der Montagevorrichtung von 1 von unten;
- 3: eine Draufsicht der Montagevorrichtung von 1 von unten,
- 4: eine Draufsicht der Montagevorrichtung von 1 von oben;
- 5: eine Schnittansicht der Montagevorrichtung von 1;
- 6: eine perspektivische Ansicht einer Welle-Nabe-Verbindung von unten mit der Montagevorrichtung von 1;
- 7: eine perspektivische Ansicht der Welle-Nabe-Verbindung von 6 von oben;
- 8: eine Schnittansicht der Welle-Nabe-Verbindung von 6;
- 9: eine Schnittansicht von zum Transport gestapelten Montagevorrichtungen; und
- 10: eine weitere Schnittansicht von zum Transport gestapelten Montagevorrichtungen.
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Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt eine Montagevorrichtung 1, die dazu dient, Rollen während des Transports und der Montage in einer Nabe-Welle-Verbindung zu halten, um somit die Montage in der Welle-Nabe-Verbindung zu vereinfachen. Zu diesem Zweck weist die Montagevorrichtung 1 einen Grundring 2 auf. Dieser Grundring 2 hat Ausnehmungen 4, die nach radial innen offen sind, um die Rollen aufzunehmen. Die Rollen können dabei an ihrer Stirnseite axial durch Anschlagselemente 5 gehalten werden, die ein Teil des Grundrings 2 sein können.
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Zusätzlich sind Haltestege 6 vorgesehen, die sich axial erstrecken. Durch die Haltestege 6, die jeweils auf beiden Seiten einer Ausnehmung 4 angeordnet sind, werden die Rollen in ihrer axialen Ausdehnung während des Transports und der Montage abgestützt. Die Haltestege 6 weisen jeweils Aussparungen 8 auf, die nach der Montage in der Welle-Nabe-Verbindung einen Durchfluss von Schmiermittel in der Welle-Nabe-Verbindung ermöglichen.
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Um einen automatisierten Transport und eine automatisierte Montage zu ermöglichen, kann die Montagevorrichtung 1 Aussparungen 10 aufweisen. In diese Aussparungen 10 kann ein Werkzeug eingreifen, um eine automatisierte Handhabung der Montagevorrichtung 1 mit den darin aufgenommenen Rollen zu ermöglichen.
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Wie in 2 gezeigt ist, können die Anschlagselemente 5 auf ihre Rückseite Vertiefungen 12 bilden, in die benachbarte Rollen während des Transports eingreifen können. Dies ermöglicht eine ausgerichtete Stapelung von mehreren Montagevorrichtungen mit den darin aufgenommenen Rollen. Dies wird in Zusammenhang mit 9 und 10 näher beschrieben.
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Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weisen die Ausnehmungen 4 eine zu den Rollen komplementäre Form auf. Die Ausnehmungen 4 können die Rollen durch diese komplementäre Form an den Mantelflächen der Rollen umschließen.
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Die Ausnehmungen 4 und Haltestege 6 können vorzugsweise umlaufend gleichmäßig verteilt sein, wie beispielsweise in 3 und 4 gezeigt ist. Durch diese umlaufende gleichmäßige Verteilung der Ausnehmungen 4 und der Haltestege 6 können die Rollen sowohl während des Transports als auch während der Montage ebenfalls umlaufend gleichmäßig verteilt sein. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Rollen während des Transports und der Montage nicht aneinanderstoßen, was zu Beschädigungen führen könnte.
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Wird die Montagevorrichtung 1 in einer Welle-Nabe-Verbindung montiert, kann eine Seitenfläche 16, die entgegengesetzt zu den Haltestegen 6 und den Ausnehmungen 4 angeordnet ist, als Anschlagsfläche für ein Anschlagselement der Welle-Nabe für-Verbindung dienen. Zusätzlich kann die Montagevorrichtung 1 auf der gegenüberliegenden Seite eine Fase 14 aufweisen, die an eine Form der Nabe angepasst sein kann. Durch diese Fase 14 kann ein optimaler Sitz der Montagevorrichtung 1 zwischen der Welle und der Nabe sichergestellt werden, wie im Folgenden beschrieben wird.
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Wie in 6 bis 8 gezeigt ist, kann die Montagevorrichtung 1 mit den darin aufgenommenen Rollen 18 zunächst auf eine Welle 20, beispielsweise eine Hohlwelle eines Elektromotors, aufgeschoben werden. Anschließend wird auf die Montagevorrichtung 1, bzw. auf die Welle 20, eine Nabe 22, beispielsweise eine Eingangswelle des Elektromotors, aufgeschoben. Durch diesen Vorgang schiebt die Nabe 22 die Montagevorrichtung 1 in Richtung des Anschlagselement 24 der Welle 20. Während dessen wird die Montagevorrichtung 1 von den Wälzkörpern 18 heruntergeschoben, die dann ohne Montagevorrichtung 1 zwischen der Welle 20 und der Nabe 22 angeordnet sind. Die Montagevorrichtung 1 wird zwischen der Welle 20 und der Nabe 22 verklemmt, wobei die Seitenfläche 16 der Montagevorrichtung 1 gegen die Welle 20 an dem Anschlagselement 24 anstößt. Die Montagevorrichtung 1 kann nach der Montage als Abstandsstück zwischen der Welle 20 und der Nabe 22 dienen. Wenn die Montagevorrichtung 1 aus Kunststoff oder einem anderen isolierenden Material hergestellt ist, kann zusätzlich eine Isolation zwischen der Welle 20 und der Nabe 22 in axialer Richtung erfolgen.
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Die Montagevorrichtung 1 ist in der endgültigen Position vollständig von den Rollen 18 heruntergeschoben. Da die Montagevorrichtung 1 in der Welle-Nabe-Verbindung bleibt und nicht wieder entfernt wird, muss sichergestellt werden, dass die Montagevorrichtung 1 die Funktion der Welle-Nabe-Verbindung nicht negativ beeinflusst und beispielsweise einen Durchfluss von Schmiermittel verhindert. Wie oben beschrieben ist, weist die Montagevorrichtung 1 daher Aussparungen 8 auf. Diese dienen dazu, auch in der endgültigen Montageposition einen Durchfluss von Schmiermittel zu ermöglichen.
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Wie bereits oben erwähnt ist, können mehrere Montagevorrichtungen 1 gestapelt werden, um einen einfachen Transport zu ermöglichen. Dies ist in 9 und 10 dargestellt. Beispielsweise können die Montagevorrichtungen 1 auf eine Hülse 26, beispielsweise eine Papphülse, aufgeschoben werden. Die Rollen 18 einer Montagevorrichtung 1 können dabei in die Vertiefungen 12 der benachbarten Montagevorrichtung 1 eingreifen, um eine ausgerichtete Stapelung zwischen den Montagevorrichtungen 1 zu ermöglichen. Dies dient einem sicheren Transport, bei dem Beschädigungen der Rollen 18 vermieden werden können, da Rollen 18 von benachbarten Montagevorrichtungen 1 nicht aneinanderstoßen können.
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Weisen die Montagevorrichtungen 1 Aussparungen 10 auf, wie sie oben beschrieben sind, kann eine automatisierte Entnahme der Montagevorrichtungen 1 von der Hülse 26 durch ein Werkzeug erfolgen. Dadurch ist eine automatisierte Bestückung der Montagevorrichtungen 1 und Montage von Rollen 18 in einer Welle-Nabe-Verbindung möglich.
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Durch die oben beschriebenen Montagevorrichtung ist es somit möglich, einen sicheren Transport und eine sichere Montage von Rollen in einer Welle-Nabe-Verbindung zu ermöglichen. Gleichzeitig wird die Montage der Rollen in der Welle-Nabe-Verbindung vereinfacht, da die Montagevorrichtung nach der Montage in der Welle-Nabe-Verbindung verbleiben kann und hier bei Bedarf die Funktion eines Abstandsstücks ausüben kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagevorrichtung
- 2
- Grundring
- 4
- Ausnehmungen
- 5
- Anschlagselement
- 6
- Haltestege
- 8
- Aussparungen
- 10
- Aussparungen
- 12
- Vertiefungen
- 14
- Fase
- 16
- Seitenfläche
- 18
- Rollen
- 20
- Welle
- 22
- Nabe
- 24
- Anschlagselement
- 26
- Hülse
