DE102022206677A1 - Welle-Nabe-Verbindung, Verfahren zum Zusammenbau einer derartigen Welle-Nabe-Verbindung, Speisepumpe mit derartiger Welle-Nabe-Verbindung und Axialkolbenmaschine mit derartiger Speisepumpe - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindung (1) für eine Axialkolbenpumpe (AKP), insbesondere für eine Speisepumpe einer Axialkolbenpumpe (AKP), mit einer hohlzylinderförmigen Antriebswelle (2), die in Rotation um ihre Längsachse (L) versetzbar ist, einer Nabe (3), die die Außenumfangsfläche (4) der Antriebswelle (2) entlang deren Umfangsrichtung (U) umgreift und dabei deren Innenumfangsfläche (5) zumindest abschnittsweise die Außenumfangsfläche (4) der Antriebswelle (2) kontaktiert, und einem Kupplungselement (6), das zumindest abschnittsweise zwischen der Antriebswelle (2) und der Nabe (3) angeordnet ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Welle-Nabe-Verbindung (1) genau ein Kupplungselement (6) aufweist, das als ein einstückiger Draht ausgebildet ist, der die Nabe (3) drehfest mit der Antriebswelle (2) verbindet und zudem einen Axialanschlag für die Nabe (3) ausbildet. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Zusammenbau einer derartigen Welle-Nabe-Verbindung (1), eine Speisepumpe (SP) mit derartiger Welle-Nabe-Verbindung (1) und eine Axialkolbenmaschine (AKM) mit einer derartigen Speisepumpe (SP).

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindung, ein Verfahren zum Zusammenbau einer derartigen Welle-Nabe-Verbindung, eine Speisepumpe mit derartiger Welle-Nabe-Verbindung und eine Axialkolbenmaschine mit einer derartigen Speisepumpe.
  • Aus dem Stand der Technik sind Welle-Nabe-Verbindungen bekannt, die ein wesentliches Element einer Speisepumpe / Hilfspumpe ausbilden.
  • So ist beispielsweise aus EP 3 572 669 B1 eine Speisepumpe als Teil einer Axialkolbenmaschine bekannt. Eine Hauptantriebswelle der Axialkolbenmaschine trägt eine Zylindertrommel der Axialkolbenmaschine. Die Hauptantriebswelle der Axialkolbenmaschine ist drehfest mit einer Antriebswelle der Speisepumpe verbunden. Die Außenumfangsfläche der Antriebswelle (der Speisepumpe) ist in Umfangsrichtung betrachtet von einer Innenumfangsfläche einer Nabe umgeben / umgriffen. Als Axialanschlag für die Nabe dient ein Sprengring, der den Umfang der Antriebswelle umgreift. Die Nabe liegt mit ihrer einen Stirnseite in Axialrichtung gesehen am Axialanschlag an. Zudem ist an der Antriebswelle eine sich von ihrer Außenumfangsfläche sich in Radialrichtung über die Außenumfangsfläche erhebende und in Axialrichtung erstreckende Passfeder vorgesehen, die für eine drehfeste Verbindung zwischen Antriebswelle und Nabe sorgt. Mithilfe der Passfeder kann ein Drehmoment der Antriebswelle auf die Nabe übertragen werden.
  • Demnach weist eine derartige bekannte Welle-Nabe-Verbindung zwei Kupplungselemente zwischen Antriebswelle und Nabe auf: Zum Einen wird der Sprengring als erstes Kupplungselement an der Antriebswelle als Axialanschlag für die Nabe benötigt. Zum Anderen wird eine Passfeder als zweites Kupplungselement für die Drehmomentübertragung von der Antriebswelle auf die Nabe benötigt. Demnach ist es bei der Welle-Nabe-Verbindung, wie sie aus EP 3 572 669 B1 bekannt ist, erforderlich, zwei Kupplungselemente an der Antriebswelle zu montieren. Dies bringt einen vergleichsweise hohen Komponentenkostenaufwand sowie einen hohen Montageaufwand mit sich. Eine derartige Welle-Nabe-Verbindung ist somit teuer in der Herstellung.
  • Zudem erfordert das Befestigen der Passfeder an der Antriebswelle als solches bereits einen hohen Montageaufwand, da die Passfeder in die Antriebswelle eingepresst werden muss. Weiterhin muss für die Aufnahme der Passfeder an der Antriebswelle eine tiefe Passfedernut bereitgestellt werden. Diese Passfedernut schwächt somit die Stabilität der Antriebswelle.
  • Als Alternative zu Passfeder-Verbindungen sind Verzahnungen bekannt, die jeweils an der Außenumfangsfläche der Antriebswelle und an der Innenumfangsfläche der Nabe vorgesehen sein können. Derartige Verzahnungen erfordern jedoch einen großen Fertigungsaufwand und eine genaue radiale Positionierung der Nabe relativ zur Antriebswelle, insbesondere bei flankenzentrierten Verzahnungen wegen des Flankenspiels. Somit ist auch hier der Montageaufwand relativ hoch und die Herstellung einer derartigen Welle-Nabe-Verbindung somit teuer.
  • Alternativ dazu ist eine Welle-Nabe-Verbindung bekannt, die nur ein Kupplungselement aufweist. Hier ist die Nabe auf die Antriebswelle pressgepasst. Eine Stirnseite der Antriebswelle ist bündig mit einer Stirnseite der Nabe. Ausgehend von den bündigen Stirnseiten erstreckt sich eine Bohrung in Axialrichtung zwischen Nabe und Antriebswelle. In diese Bohrung ist ein Stift als Kupplungselement eingesetzt. Dieser Stift erlaubt die Drehmomentübertragung von der Antriebswelle auf die Nabe. Als Axialanschlag für die Nabe dient ein in die Antriebswelle eingearbeiteter Absatz bzw. Flansch.
  • Zwar ist bei dieser Welle-Nabe-Verbindung nur ein Kupplungselement erforderlich. Allerdings ist die Herstellung einer solchen Welle-Nabe-Verbindung relativ aufwändig, da zuerst ein Absatz bzw. eine Kante in die Antriebswelle gedreht werden muss. Weiterhin muss in einem separaten Arbeitsschritt die Nabe auf der Antriebswelle montiert werden und dann erst kann eine Bohrung in die Welle-Nabe-Verbindung eingebracht werden. Demnach erfordert auch eine derartige Welle-Nabe-Verbindung mit nur einem Kupplungselement einen hohen Montageaufwand und ist somit relativ teuer. Zudem ist eine derartige Welle-Nabe-Verbindung unflexibel, da eine Stirnseite der Nabe bündig mit der Stirnseite der Antriebswelle sein muss. Die Nabe kann somit nicht mit Abstand zu der Stirnseite der Antriebswelle an der Antriebswelle angeordnet werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Welle-Nabe-Verbindung bereitzustellen, welche die Nachteile des Stands der Technik behebt. Insbesondere soll die Welle-Nabe-Verbindung einfach sowie kostengünstig herstellbar und flexibel gestaltbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Welle-Nabe-Verbindung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Zusammenbau einer derartigen Welle-Nabe-Verbindung, eine Speisepumpe mit derartiger Welle-Nabe-Verbindung und eine Axialkolbenmaschine mit einer derartigen Speisepumpe gemäß nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Welle-Nabe-Verbindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Genauer wird die Aufgabe gelöst durch eine Welle-Nabe-Verbindung für eine Axialkolbenpumpe, insbesondere für eine Speisepumpe einer Axialkolbenpumpe, mit einer hohlzylinderförmigen Antriebswelle, die in Rotation um ihre Längsachse versetzbar ist, einer Nabe, die die Außenumfangsfläche der Antriebswelle entlang deren Umfangsrichtung umgreift und dabei deren Innenumfangsfläche zumindest abschnittsweise die Außenumfangsfläche der Antriebswelle kontaktiert, und einem Kupplungselement, das zumindest abschnittsweise zwischen der Antriebswelle und der Nabe angeordnet ist. Dabei weist die Welle-Nabe-Verbindung genau ein Kupplungselement auf, das als ein einstückiger Draht ausgebildet ist, der die Nabe drehfest mit der Antriebswelle verbindet und zudem einen Axialanschlag für die Nabe ausbildet.
  • Mit anderen Worten weist die Welle-Nabe-Verbindung genau drei Bauteile auf: eine Antriebswelle, die vorzugsweise mit einer Hauptantriebswelle einer Axialkolbenmaschine drehmomentübertragend gekoppelt ist, eine Nabe und ein Kupplungselement. Dabei umgibt die Innenumfangsfläche der Nabe vollumfänglich die Außenumfangfläche der Antriebswelle. Das Kupplungselement ist ein einstückiger Draht, der einen Abschnitt hat, der sich entlang der Umfangsrichtung der Antriebswelle erstreckt (Umfangsabschnitt), und einen Abschnitt hat, der sich entlang der Axialrichtung der Antriebswelle erstreckt (zumindest eine Axialabschnitt). Der Draht ist so an der Antriebswelle fixiert, dass er weder in Axialrichtung noch in Umfangsrichtung verschieblich ist. Der sich in Umfangsrichtung erstreckende Abschnitt des Drahtes bildet einen Axialanschlag für die auf der Antriebswelle angeordnete Nabe aus. Der sich in Axialrichtung erstreckende Abschnitt des Drahtes verbindet die auf der Antriebswelle angeordnete Nabe, die diesen Drahtabschnitt umschließt, drehfest mit der Antriebswelle.
  • Eine derartige Welle-Nabe-Verbindung hat den Vorteil, dass ein einziges Kupplungselement gleichzeitig einen Axialanschlag für die Nabe ausbildet und auch eine drehfeste Verbindung der Nabe mit der Antriebswelle realisiert. Auf diese Weise ist die Montage der erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung im Vergleich mit den bisher bekannten sehr vereinfacht. Zur Montage der erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung muss nur ein Kupplungselement an der Antriebswelle angebracht werden und ein dazu separat ausgebildeter Axialanschlag entfällt. Somit ist eine derartige Welle-Nabe-Verbindung einfacher und schneller und somit kostengünstiger zusammenzubauen als herkömmliche Welle-Nabe-Verbindungen. Zudem ist die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung flexibler als herkömmliche Welle-Nabe-Verbindungen mit nur einem Kupplungselement, da bei der erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung die Nabe in Bezug auf die Axialrichtung an jeder gewünschten Position der Antriebswelle befestigbar ist.
  • Als Draht ist dabei ein Gebilde zu verstehen, das aus einem elastisch verformbaren Material, insbesondere aus Metall, ausgebildet ist und eine konstante Querschnittsform über seine gesamte Länge hat, wobei die Länge des Kupplungselementes erheblich größer als sein Querschnitt ist. Ein Draht ist dabei nicht auf Metall als Werkstoff beschränkt, sondern kann auch aus jedem anderen Material sein, das die oben aufgeführten Eigenschaften aufweist.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass das Kupplungselement zumindest die Hälfte des Umfangs der Antriebswelle umgreift. Mit anderen Worten weist das Kupplungselement einen Umschlingungswinkel von mindestens 180° in Bezug auf die Antriebswelle auf. In diesem Fall ist das Kupplungselement bzw. der Draht sicher an der Antriebswelle fixiert bzw. auf diese aufgeklemmt.
  • Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Kupplungselement einen Umfangsabschnitt und zumindest einen Axialabschnitt aufweist, die Antriebswelle eine in Umfangsrichtung umlaufende Umfangsnut aufweist, die vollständig den Umfangsabschnitt des Kupplungselementes so aufnimmt, dass er in Radialrichtung über die Außenumfangsfläche der Antriebswelle hinausragt und dabei als Axialanschlag für die Nabe dient, und die Nabe an ihrer Innenumfangsfläche zumindest eine sich in Axialrichtung erstreckende erste Axialnut aufweist, die den zumindest einen Axialabschnitt des Kupplungselementes aufnimmt, sodass die Nabe drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist. Indem der Umfangsabschnitt in der Umfangsnut an der Antriebswelle aufgenommen ist, wird sichergestellt, dass das Kupplungselement in Axialrichtung nicht verrutschen kann. Zudem bewirkt die erste Axialnut, dass die Nabe den zumindest einen Axialabschnitt des Kupplungselementes aufnehmen / umgreifen kann, sodass die Nabe sich in Umfangsrichtung relativ zur Antriebswelle nicht mehr bewegen kann. Auf diese Weise kann mit einfachen gestalterischen Maßnahmen ein einziger Draht so geformt werden, dass er zugleich als Axialanschlag sowie als Verbindungsmittel zwischen Nabe und Antriebswelle dient.
  • Vorzugsweise erstreckt sich die zumindest eine erste Axialnut über die gesamte Breite bzw. Tiefe der Nabe. Dies hat den Vorteil, dass die erste Axialnut den gesamten Axialabschnitt umgreift bzw. umgibt und somit besonders effektiv eine drehfeste Verbindung zwischen Nabe und Antriebswelle sichergestellt ist.
  • Vorzugsweise sind die beiden einander in Axialrichtung gegenüberliegenden Enden der zumindest einen ersten Axialnut jeweils mit einer Fase, insbesondere Sinterfase, versehen. Dies hat den Vorteil, dass verhindert wird, dass der Biegeradius des Kupplungselementes bzw. des Drahtes an der Stelle im Übergang zwischen Axialabschnitt und Umfangsabschnitt mit der Nabe kollidiert.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das freie Ende des Kupplungselementes bzw. des Drahtes mit einer Fase oder einem Radius versehen ist. Dies verringert ein Verletzungsrisiko und verbessert somit die Montage des Kupplungselementes an der Antriebswelle.
  • Sinnvoll ist zudem, wenn die Nabe zumindest vier erste Axialnuten aufweist, die in gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Innenumfangsfläche der Nabe verteilt sind. In diesem Fall kann die derartige Nabe mit symmetrisch über ihren Umfang verteilten ersten Axialnuten einfach gefertigt werden und besonders einfach und flexibel an der mit dem Kupplungselement versehenen Antriebswelle befestigt werden.
  • Besonders bevorzugt weist die Nabe zumindest, insbesondere genau, so viele erste Axialnuten auf, wie das Kupplungselement Axialabschnitte aufweist. Somit kann jeder Axialabschnitt als Drehmomentübertragungsmittel zwischen Nabe und Antriebswelle dienen.
  • Weiterhin ist denkbar, dass die Antriebswelle zumindest eine sich in Axialrichtung erstreckende zweite Axialnut aufweist, die der ersten Axialnut der Nabe gegenüberliegt und den zumindest einen Axialabschnitt des Kupplungselementes so aufnimmt, dass er in Radialrichtung über die Außenumfangsfläche der Antriebswelle hinausragt. Auf diese Weise ist der zumindest eine Axialabschnitt in Umfangsrichtung gesichert in der zweiten Axialnut. Mithilfe der zweiten Axialnut ist das Kupplungselement bezüglich der Umfangsrichtung verrutschsicher an der Antriebswelle angeordnet. Zudem bilden erste Axialnut und zweite Axialnut zusammen einen umlaufenden Hohltunnel zur vollständigen bzw. vollumfänglichen Aufnahme des zumindest einen Axialabschnittes.
  • Vorzugsweise weist die Antriebswelle genauso viele zweite Axialnuten auf, wie das Kupplungselement Axialabschnitte aufweist. Somit kann jeder Axialabschnitt in Umfangsrichtung gesichert an der Antriebswelle angeordnet werden.
  • Es ist zudem hilfreich, wenn die zumindest eine zweite Axialnut über eine Verzweigungsstelle direkt mit der Umfangsnut verbunden ist. Mit anderen Worten mündet die zumindest eine zweite Axialnut unmittelbar in die Umfangsnut bzw. schließt an diese an. Somit können die derart miteinander verbundenen Axial- und Umfangsnuten der Antriebswelle optimal den Umfangsabschnitt und den unmittelbar daran anschließenden zumindest einen Axialabschnitt des Kupplungselementes aufnehmen.
  • Außerdem ist es bevorzugt, dass die Umfangsnut in Radialrichtung betrachtet tiefer ausgebildet ist als die zweite Axialnut. Ein Vorteil davon ist, dass dann die zylindrisch ausgebildeten Axialabschnitte besonders sicher in der vorgesehenen zweiten Axialnut sitzen. Dabei darf die zweite Axialnut aber maximal so tief ausgebildet sein, dass der darin aufgenommene Axialabschnitt des Kupplungselementes in Radialrichtung noch über die Außenumfangsfläche der Antriebswelle hinausragen kann.
  • Bevorzugt ist zudem, dass die Außenumfangsfläche der Antriebswelle glatt ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Nabe besonders einfach auf die Antriebswelle aufgeschoben und somit an dieser montiert werden.
  • Äquivalent dazu ist es sinnvoll, wenn die Innenumfangsfläche der Nabe glatt ausgebildet ist. Auch dies trägt dazu bei, dass die Nabe besonders einfach auf die Antriebswelle aufgeschoben und somit an dieser angeordnet werden kann.
  • Vorzugsweise liegt die Nabe mit einer ihrer Stirnseiten an dem Umfangsabschnitt des Kupplungselementes an. Somit dient der Umfangsabschnitt für die Nabe relativ zur Antriebswelle als Begrenzung in Axialrichtung.
  • Zudem kann die zumindest eine erste Axialnut in der Nabe, und vorzugsweise auch die zumindest eine zweite Axialnut in der Antriebswelle, komplementär zu dem zumindest einen Axialabschnitt ausgebildet sein. Auf diese Weise können die einander jeweils gegenüberliegende erste und zweite Axialnut besonders platzsparend den entsprechenden Axialabschnitt des Kupplungselementes aufnehmen.
  • Es ist außerdem hilfreich, wenn sich die Umfangsnut unterbrechungsfrei über den gesamten Umfang der Antriebswelle erstreckt. Somit kann unabhängig von der Ausrichtung der Antriebswelle der Umfangsabschnitt des Kupplungselementes sicher in die Umfangsnut eingesetzt werden.
  • Das Kupplungselement ist vorteilhafterweise kreisringsegmentförmig oder kreisringförmig ausgebildet. In diesem Fall ist das Kupplungselement bzw. der Draht besonders einfach zu formen bzw. zu biegen.
  • Insbesondere weist das Kupplungselement bzw. der es ausbildende Draht einen kreisförmigen oder einen vierkantigen, bspw. rechteckigen oder quadratischen, Querschnitt auf. Ein derartiger Draht hat geringe Anschaffungskosten und ist einfach zu formen bzw. zu biegen.
  • Vorzugsweise weist das Kupplungselement bzw. der Draht genau zwei zueinander parallele und in dieselbe Richtung ausgerichtete Axialabschnitte auf. Wenn das Kupplungselement mehr als einen Axialabschnitt, insbesondere eine Vielzahl an Axialabschnitten, aufweist, kann besonders effektiv sichergestellt werden, dass die Nabe drehfest an der Antriebswelle befestigt werden kann.
  • Das Kupplungselement bzw. der Draht kann um den gesamten Umfang der Antriebswelle herum vorgesehen sein und zwei Axialabschnitte aufweisen, wobei der eine Axialabschnitt dem anderen Axialabschnitt diametral gegenüberliegt. Mit anderen Worten umschlingt das Kupplungselement die Antriebswelle in Umfangsrichtung vollständig. Auf diese Weise ist das Kupplungselement besonders haltbar und sicher an der Antriebswelle angeordnet.
  • Die Innenumfangsfläche der Nabe liegt vorteilhafterweise an der Außenumfangsfläche der Antriebswelle an, außer im Bereich der einen oder mehreren ersten Axialnuten der Nabe. Somit ist die Nabe besonders sicher und platzsparend an der Antriebswelle angebracht.
  • Vorzugsweise ist die Nabe kraftschlüssig bzw. reibschlüssig mit der Antriebswelle verbunden. Besonders bevorzugt ist die Nabe auf die Antriebswelle pressgepasst. Auf diese Weise sind sowohl Nabe als auch Antriebswelle kostengünstig zu fertigen, da keine Befestigungsstrukturen an den beiden Bauteilen vorgesehen sein müssen.
  • Weiter wird die zuvor beschriebene Aufgabe mittels eines Verfahrens zum Zusammenbau bzw. eines Montageverfahrens der erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf, die in dieser Reihenfolge ausgeführt werden sollten:
    1. a) Anbringen des Kupplungselementes an der Antriebswelle, insbesondere durch Einlegen des Umfangsabschnitts des Kupplungselementes in die Umfangsnut der Antriebswelle und gegebenenfalls des zumindest einen Axialabschnittes in die zumindest eine zweite Axialnut, und
    2. b) Aufschieben der Nabe auf die Welle über zumindest einen sich in Axialrichtung erstreckenden Axialabschnitt des Kupplungselementes bis zu einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Umfangsabschnitt des Kupplungselementes, der als Axialanschlag für die Nabe dient, insbesondere so, dass eine Stirnseite der Nabe am Umfangsabschnitt des Kupplungselementes anliegt und die zumindest eine erste Axialnut der Nabe den zumindest einen Axialabschnitt des Kupplungselementes aufnimmt.
  • Dieses Verfahren erlaubt einen sehr einfachen und schnelle Zusammenbau der erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung. Bei der herkömmlichen Welle-Nabe-Verbindung mit nur einem Kupplungselement, das als Stift ausgeführt ist, muss zunächst die Nabe auf der Antriebswelle montiert werden. Dann kann die Stiftbohrung in Nabe und Antriebswelle eingebracht werden. Abschließend muss der Stift in die Stiftbohrung eingepresst werden. Dieses Montageverfahren ist somit deutlich aufwändiger und fehleranfälliger als das erfindungsgemäße Montageverfahren. Bei der Welle-Nabe-Verbindung mit zwei Kupplungselementen gem. EP 3 572 669 B1 muss zunächst die Passfeder in die Antriebswelle eingepresst werden. Daraufhin wird der Sprengring an der Antriebswelle montiert. Zuletzt wird die Nabe auf der Antriebswelle montiert. Auch dieses Montageverfahren ist deutlich aufwändiger, umständlicher und langwieriger als das erfindungsgemäße Montageverfahren.
  • Weiterhin wird die zuvor beschriebene Aufgabe mittels einer Speisepumpe für eine Axialkolbenmaschine gelöst, wobei die Speisepumpe die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung aufweist. Da die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung kostengünstiger herstellbar ist als herkömmliche Welle-Nabe-Verbindungen, ist auch die erfindungsgemäße Speisepumpe kostengünstiger herstellbar als herkömmliche Speisepumpen.
  • Weiterhin wird die zuvor beschriebene Aufgabe mittels einer Axialkolbenmaschine gelöst, wobei die Axialkolbenmaschine die erfindungsgemäße Speisepumpe aufweist. Da die erfindungsgemäße Speisepumpe kostengünstiger herstellbar ist als herkömmliche Speisepumpen (s.o.), ist auch die erfindungsgemäße Axialkolbenmaschine kostengünstiger herstellbar als herkömmliche Axialkolbenmaschinen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Figuren dargestellt.
    • 1A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Längsschnittansicht einer Welle-Nabe-Verbindung einer ersten Ausführungsform;
    • 1B zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts AI der in 1A dargestellten Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform;
    • 2A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Antriebswelle mit daran angeordnetem Kupplungselement einer Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform;
    • 2B zeigt eine perspektivische Darstellung eines Kupplungselementes einer Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform;
    • 2C zeigt eine perspektivische Darstellung eines alternativen Kupplungselementes einer Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform;
    • 2D zeigt eine perspektivische Darstellung der Antriebswelle einer Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform;
    • 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Nabe einer Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform;
    • 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform;
    • 5A zeigt eine Frontansicht der Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform;
    • 5B zeigt eine Frontansicht der Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform mit alternativ ausgebildeter Nabe;
    • 6A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Welle-Nabe-Verbindung einer zweiten Ausführungsform;
    • 6B zeigt eine perspektivische Darstellung einer Antriebswelle mit daran angeordnetem Kupplungselement einer Welle-Nabe-Verbindung der zweiten Ausführungsform;
    • 6C zeigt eine perspektivische Darstellung eines alternativen Kupplungselementes einer Welle-Nabe-Verbindung der zweiten Ausführungsform;
    • 7A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Welle-Nabe-Verbindung einer dritten Ausführungsform;
    • 7B zeigt eine perspektivische Darstellung einer Antriebswelle mit daran angeordnetem Kupplungselement einer Welle-Nabe-Verbindung der dritten Ausführungsform; und
    • 8 zeigt eine Längsschnittansicht einer Axialkolbenmaschine mit einer Speisepumpe mit einer Welle-Nabe-Verbindung der ersten Ausführungsform.
  • 1A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Längsschnittansicht einer Welle-Nabe-Verbindung 1 einer ersten Ausführungsform. Die Welle-Nabe-Verbindung 1 weist eine hohlzylinderförmige Antriebswelle 2 auf, die in Rotation um ihre Mittellängsachse L versetzbar ist. Weiterhin weist die Welle-Nabe-Verbindung 1 eine Nabe 3 auf, die die Außenumfangsfläche 4 der Antriebswelle 2 entlang deren Umfangsrichtung U umgreift. Dabei kontaktiert die Innenumfangsfläche 5 der Nabe 3 zumindest abschnittsweise die Außenumfangsfläche 4 der Antriebswelle 2. Die Nabe 3 ist auf die Antriebswelle 2 pressgepasst. Zudem hat die Welle-Nabe-Verbindung 1 ein einziges Kupplungselement 6, das zumindest abschnittsweise zwischen der Antriebswelle 2 und der Nabe 3 angeordnet ist. Das Kupplungselement 6 ist als einstückiger Draht ausgebildet. Der Draht hat eine konstante Querschnittsform, die hier kreisförmig ausgebildet ist.
  • Das Kupplungselement 6 hat einen Umfangsabschnitt 6.1 und zwei Axialabschnitte 6.2, von denen hier nur ein Axialabschnitt 6.2 dargestellt ist. Der Umfangsabschnitt 6.1 ist kreisringsegmentförmig ausgebildet und umgreift die Antriebswelle 2 in Umfangsrichtung U. Der Axialabschnitt 6.2 erstreckt sich entlang der Axialrichtung A.
  • Die Antriebswelle 2 weist eine in Umfangsrichtung U umlaufende Umfangsnut 7 auf, die den gesamten Umfangsabschnitt 6.1 des Kupplungselementes 6 so aufnimmt, dass der gesamte Umfangsabschnitt 6.1 in Radialrichtung R über die Außenumfangsfläche 4 der Antriebswelle 2 hinausragt. Die dem Kupplungselement 6 zugewandte Stirnseite 8 der Nabe 3 liegt am gesamten Umfangsabschnitt 6.1 an. Somit dient der Umfangsabschnitt 6.1 als Axialanschlag für die Nabe 3.
  • Die Nabe 3 weist an ihrer Innenumfangsfläche 5 zumindest eine sich in Axialrichtung A erstreckende erste Axialnut 9 auf. Die erste Axialnut 9 nimmt den Axialabschnitt 6.1 des Kupplungselementes 6. Somit verbindet das Kupplungselement 6 die Nabe 3 drehfest mit der Antriebswelle 2. Mithilfe des Kupplungselementes 6 überträgt die Antriebswelle 2 somit ihr Drehmoment auf die Nabe 3, die sich somit einstückig mit der Antriebswelle 2 drehen kann.
  • Zudem weist die Antriebswelle 2 zwei sich in Axialrichtung A erstreckende zweite Axialnuten 10 auf, von denen hier nur ein dargestellt ist. Der Axialabschnitt 6.2 ist so in der zweiten Axialnut 10 aufgenommen, dass er in Radialrichtung R über die Außenumfangsfläche 4 der Antriebswelle 2 hinausragt. Die zweite Axialnut 10 liegt in Radialrichtung R betrachtet der ersten Axialnut 9 der Nabe 3 gegenüber. Zusammen bilden die erste Axialnut 9 und die zweite Axialnut 10 somit einen Hohlkanal bzw. Hohltunnel aus. In dem Hohlkanal ist der Axialabschnitt 6.2 vollständig aufgenommen.
  • Abgesehen von der Umfangsnut 7 und den zweiten Axialnuten 10 ist die Außenumfangsfläche 4 der Antriebswelle 2 glatt und ebenmäßig (ohne Vorsprünge und dergleichen) ausgebildet. Die Nabe 3 wird zur Montage an der Antriebswelle 2 von der Stirnseite aus den beiden Stirnseiten der Antriebswelle 2 auf diese aufgeschoben, die dem freien Ende des Axialabschnittes 6.2 des Kupplungselementes 6 näher ist.
  • 1B zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts AI der in 1A dargestellten Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Es ist zu erkennen, dass die Umfangsnut 7 in Radialrichtung R betrachtet tiefer ausgebildet ist als die zweite Axialnut 10. Weiter ist zu erkennen, dass die erste Axialnut 9 sich über die gesamte Tiefe der Nabe 3 erstreckt. Dabei sind die beiden einander in Axialrichtung A gegenüberliegenden Enden der ersten Axialnut 9 mit einer Fase, insbesondere Sinterfase, versehen. Weiterhin ist zu erkennen, dass das freie Ende des Kupplungselementes bzw. des Drahtes mit einer Fase oder einem Radius versehen ist.
  • 2A zeigt eine perspektivische Darstellung der Antriebswelle 2 mit daran angeordnetem Kupplungselement 6 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Es ist zu erkennen, dass die Umfangsnut 7 sich über den gesamten Umfang der Antriebswelle 2 erstreckt. D.h. die Umfangsnut 7 weist eine geschlossene Ringform auf. Der (gesamte) Umfangsabschnitt 6.1 liegt in der Umfangsnut 7 bzw. schmiegt sich in diese ein. Dabei bedeckt der Umfangsabschnitt 6.1 ca. drei Viertel des gesamten Umfangs der Antriebswelle 2, auf jeden Fall aber zumindest die Hälfte des Umfangs der Antriebswelle 2. Die Axialabschnitte 6.2 schließen direkt an den Umfangsabschnitt 6.1 an und erstrecken sich senkrecht von dem Umfangsabschnitt 6.1 aus in Axialrichtung A. Der Winkel, den jeder Axialabschnitt 6.2 mit dem Umfangsabschnitt 6.1 einschließt, beträgt somit ca. 90°. Somit beträgt der Biegeradius des Drahtes an dieser Stelle dementsprechend 90°. Die Stelle des Kupplungselementes 6, an der Umfangsabschnitt 6.1 und Axialabschnitt 6.2 ineinander übergehen (Stelle des Biegeradius), ist als abgerundete Ecke ausgebildet.
  • 2B zeigt eine perspektivische Darstellung des Kupplungselementes 6 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Es ist zu erkennen, dass der Umfangsabschnitt 6.1 des Drahts, der das Kupplungselement 6 ausbildet, als Drei-Viertel-Kreisring ausgebildet ist. An die Enden des Umfangsabschnittes 6.1 schließt jeweils (unmittelbar) ein Axialabschnitt 6.2 an.
  • 2C zeigt eine perspektivische Darstellung eines alternativen Kupplungselementes 6 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Im Unterschied zu dem Kupplungselement 6, das in den 1A, 1B sowie 2A und 2B gezeigt ist, hat das hier dargestellte Kupplungselement 6 keine kreisförmige Querschnittsform, sondern eine Vierkant-, d.h. rechteckige oder quadratische, Querschnittsform.
  • 2D zeigt eine perspektivische Darstellung der Antriebswelle 2 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Hier ist die vollumfänglich umlaufende Umfangsnut 7 zu erkennen. Es ist zu erkennen, dass die beiden zweiten Axialnuten 10 unmittelbar in die Umfangsnut 7 münden bzw. an diese anschließen. Im Übergang zwischen zweiter Axialnut 10 und Umfangsnut 7 liegt jeweils eine Verzweigungsstelle 11 vor.
  • 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Nabe 3 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Die Nabe 3 ist kreisringförmig ausgebildet. In ihre Innenumfangsfläche 5 sind zwei erste Axialnuten 9 eingebracht, die jeweils dazu vorgesehen sind, jeweils einen Axialabschnitt 6.1 des Kupplungselementes 6 aufzunehmen. Abgesehen von den ersten Axialnuten 9 ist die Innenumfangsfläche 5 der Nabe 3 ebenmäßig und glatt ausgebildet, um einfach auf die Antriebswelle 2 aufschiebbar zu sein. Die ersten Axialnuten 9 erstrecken sich über die gesamte Tiefe der Nabe 3 entlang der Axialrichtung. Die ersten Axialnuten 9 haben zueinander denselben Abstand wie die Axialabschnitte 6.1 des Kupplungselementes 6 zueinander. An ihrer Außenumfangsfläche weist die Nabe 3 eine Außenverzahnung mit einer Vielzahl von Zähnen 12 auf. Die Zähne 12 sind gleichmäßig über den gesamten Umfang der Nabe 3 mit identischen Abständen zueinander angeordnet.
  • Die Nabe 3 ist dazu vorgesehen, als Teil einer Speisepumpe von einem Außenteil (nicht dargestellt) ringartig umgeben zu sein. Dieses Außenteil weist eine Innenverzahnung auf, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, mit der Außenverzahnung der Nabe 3 zu kämmen. Gegenüberliegend zum Verzahnungseingriff liegt jeweils zumindest ein Paar an Zähnen fluiddicht aneinander an, so dass sich zumindest zwei fluiddicht gegeneinander abgegrenzte Druckkammern ergeben, deren Volumen sich ändert, wenn sich die Antriebswelle 2 dreht. Eine Speisepumpe mit derartiger Welle-Nabe-Verbindung und entsprechend ausgebildetem Außenteil kann somit auch als Innenzahnradpumpe bezeichnet werden.
  • 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der gesamten Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Die Nabe 3 umgibt bzw. umgreift die Antriebswelle 2. Der Umfangsabschnitt 6.1 des Kupplungselementes 6 liegt in der Umfangsnut 7 der Antriebswelle 2. Somit ist das Kupplungselement 6 auf diese Weise in Bezug auf die Axialrichtung A verrutschsicher mit der Antriebswelle 2 verbunden. Die beiden Axialabschnitte 6.2 liegen jeweils in den zweiten Axialnuten 10 der Antriebswelle 2. Somit ist das Kupplungselement 6 in Bezug auf die Umfangsrichtung verrutschsicher an der Antriebswelle 2 angeordnet.
  • Es ist zu erkennen, dass die Nabe 3 mit ihrer einen Stirnseite 8 am gesamten Umfangsabschnitt 6.1 des Kupplungselementes 6 anliegt. Somit dient der Umfangsabschnitt 6.1 des Kupplungselementes 6 als Axialanschlag für die Nabe 3. Zudem ist die Nabe 3 relativ zur Antriebswelle 2 so angeordnet, dass jede ihre ersten Axialnuten 9 jeweils einen Axialabschnitt 6.2 des Kupplungselementes 6 aufnimmt. Mithilfe der Axialabschnitte 6.2 des Kupplungselementes 6 ist die Nabe 3 drehfest mit der Antriebswelle 2 verbunden. Da die Antriebswelle 2 zweite Axialnuten 10 aufweist, die den ersten Axialnuten 9 der Nabe 3 gegenüberliegen, umgreifen die ersten Axialnuten 9 in Kooperation mit den zweiten Axialnuten 10 vollständig die Axialabschnitte 6.2. Dies sorgt für eine besonders effektive und sichere drehfeste Sicherung der Nabe 3 an der Antriebswelle 2.
  • 5A zeigt eine Frontansicht der Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Es ist zu erkennen, dass die ersten Axialnuten 9 der Nabe 3 über den Umfang der Innenumfangsfläche 5 der Nabe 3 verteilt angeordnet sind.
  • 5B zeigt eine Frontansicht der Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform mit alternativ ausgebildeter Nabe 3. Im Gegensatz zu der Nabe 3, wie sie in 3, 4 und 5A dargestellt ist, hat die Nabe 3 der 5B vier erste Axialnuten 9. Die vier ersten Axialnuten 9 sind gleichmäßig mit identischem Abstand zueinander über den (gesamten) Umfang der Innenumfangsfläche 5 der Nabe 3 verteilt. Der Abstand der ersten Axialnuten 9 zueinander entspricht dabei jeweils dem Abstand der beiden Axialabschnitte 6.2 zueinander. Dies hat den Vorteil, dass die Nabe 3 der 5B einfacher zu fertigen ist als die zuvor gezeigten Naben 3. Zudem ist die Montage dieser Nabe 3 mit vier gleichmäßig angeordneten ersten Axialnuten 9 an der Antriebswelle 2 einfacher als die Montage der Nabe 3 mit nur zwei ersten Axialnuten 9 an der Antriebswelle 2.
  • 6A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Welle-Nabe-Verbindung 1 einer zweiten Ausführungsform. Im Unterschied zur Welle-Nabe-Verbindung 1 ist das Kupplungselement 6 bzw. der Draht um den gesamten Umfang der Antriebswelle 2 herum vorgesehen. Zudem weist das Kupplungselement 6 zwei Axialabschnitte 6.2 auf. Dabei liegt der eine Axialabschnitt 6.2 dem anderen Axialabschnitt 6.2 diametral gegenüber. In dieser Darstellung ist dabei nur einer der Axialabschnitte 6.2 zu erkennen. Das Kupplungselement 6 ist einstückig ausgebildet und hat einen Kupplungselementabschnitt 6.3, der ausgehend von dem ersten, in 6A sichtbaren, Axialabschnitt 6.2 kreisringförmig gebogen ist. An der Stelle, an der die Enden des kreisringförmigen Kupplungselementabschnittes 6.3 aufeinandertreffen, ist das Kupplungselement 6 um 180° umgebogen und folgt dem halben Umfang der Kreisringbogenform und bildet somit den Umfangsabschnitt 6.1 aus. Somit kann ein Kupplungselement 6 aus einem einstückigen Draht realisiert werden, der den vollen Umfang der Antriebswelle 2 einschließt und zudem zwei einander diametral gegenüberliegende Axialabschnitte 6.2 aufweist. Dabei ist der Umfangsabschnitt 6.1 nur der halbkreisringförmige Abschnitt des Kupplungselementes 6, bei dem das Kupplungselement 6 in Axialrichtung A betrachtet doppelt geführt ist und der der Stirnseite der Antriebswelle 2 näher ist, von der aus die Nabe 3 auf die Antriebswelle 2 geschoben wird. Das heißt, die Nabe 3 liegt wieder am gesamten Umfangsabschnitt 6.1 an, allerdings nur am halben Umfang des Kupplungselementes 6.
  • Entsprechend der Anordnung der Axialabschnitte 6.2 des Kupplungselementes 6 zueinander sind auch die ersten Axialnuten 9 der Nabe 3 an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen an der Innenumfangsfläche 5 der Nabe 3 positioniert. Die Umfangsnut 7 der Antriebswelle 2 kann bei dieser zweiten Ausführungsform so breit ausgebildet sein, dass sie die in Axialrichtung A betrachtet nebeneinander- bzw. hintereinanderliegenden Abschnitte des Kupplungselementes 6, also den kreisringförmigen Kupplungselementabschnitt 6.3 und den Umfangsabschnitt 6.1 aufnimmt. Alternativ kann die Umfangsnut 7 so breit ausgebildet sein, dass sie nur den Umfangsabschnitt 6.1 aufnehmen kann. In beiden Fällen erstreckt sich die Umfangsnut 7 um den gesamten Umfang der Antriebswelle 2 herum.
  • 6B zeigt eine perspektivische Darstellung der Antriebswelle 2 mit daran angeordnetem Kupplungselement 6 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der zweiten Ausführungsform. Auch bei der zweiten Ausführungsform kann die Antriebswelle 2 zweite Axialnuten 10 aufweisen. Diese müssen dann entsprechend der Anordnung der Axialabschnitte 6.2 zueinander ebenfalls einander diametral gegenüberliegen. Es ist zudem denkbar, dass die Nabe 3 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der zweiten Ausführungsform alternativ vier gleichmäßig über den Umfang der Innenumfangsfläche 5 der Nabe 3 verteilte erste Axialnuten 9 aufweist.
  • 6C zeigt eine perspektivische Darstellung eines alternativen Kupplungselementes 6 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der zweiten Ausführungsform. Das hier dargestellte Kupplungselement 6 ist etwas anders ausgebildet als das in 6A und 6B gezeigte Kupplungselement 6. Hier schließt sich an den ersten Axialabschnitt 6.2, der in 6C der obere der beiden Axialabschnitte 6.2 ist, unmittelbar der Umfangsabschnitt 6.1 an, der halbkreisringförmig ausgebildet ist. Unmittelbar an den Umfangsabschnitt 6.1 schließt mit einer 180°-Biegung des Drahtes der ebenfalls halbkreisringförmige Kupplungselementabschnitt 6.3 an. Das heißt, dass der Umfangsabschnitt 6.1 und der Kupplungselementabschnitt 6.3 in Axialrichtung A betrachtet in etwa deckungsgleich nebeneinander angeordnet sind bzw. hintereinanderliegen (und in Axialrichtung A betrachtet geringfügig voneinander beabstandet sind). Unmittelbar an den Kupplungselementabschnitt 6.3 schließt sich ein Biegeabschnitt 6.4 an, der das Kupplungselement 6 in Axialrichtung A betrachtet wieder auf dieselbe Höhe wie den Umfangsabschnitt 6.1 bringt. Dieser Abschnitt ist demnach auch ein Umfangsabschnitt 6.1. Der Umfangsabschnitt 6.1 erstreckt sich ebenfalls wieder in etwa halbkreisringförmig und geht an seinem Ende in den zweiten Axialabschnitt 6.2 über.
  • Der Abschnitt des in 6C dargestellten Kupplungselementes 6, der den Umfangsabschnitt 6.1 ausbildet, ist somit länger, d.h. in etwa doppelt so lang, wie der Abschnitt des in 6A und 6B dargestellten Kupplungselementes 6, der den Umfangsabschnitt 6.1 ausbildet. Auch bei dem in 6C dargestellten Kupplungselement 6 liegen sich die beiden Axialabschnitte 6.2 diametral gegenüber.
  • 7A zeigt eine perspektivische Darstellung einer Welle-Nabe-Verbindung 1 einer dritten Ausführungsform. Im Gegensatz zu der Welle-Nabe Verbindung 1 der ersten und der zweiten Ausführungsform weist die Welle-Nabe-Verbindung 1 der dritten Ausführungsform mehr als zwei, d.h. eine Vielzahl von (hier nicht erkennbaren) Axialabschnitten 6.2 am Kupplungselement 6 auf. Der Umfangsabschnitt 6.1 ist dabei in eine Vielzahl von Unterabschnitten (bzw. Umfangsabschnittselemente) unterteilt, die auf derselben Linie in Umfangsrichtung U liegen und voneinander in Umfangsrichtung U betrachtet beabstandet sind. Alle Unterabschnitte des Umfangsabschnittes 6.1 haben dieselbe Länge. An jedes Ende eines Unterabschnittes des Umfangsabschnittes 6.1 grenzt ein Axialabschnitt 6.2 an. Die Stirnseite 8 der Nabe 3 liegt an jedem Unterabschnitt und somit am gesamten Umfangsabschnitt 6.1 an. Die Nabe 3 hat eine Vielzahl an ersten Axialnuten 9 zur Aufnahme der Vielzahl an Axialabschnitten 6.2. Zudem kann vorgesehen sein, dass dementsprechend die Antriebswelle 2 eine Vielzahl an zweiten Axialnuten 10 zur Aufnahme der Axialabschnitte 6.2 aufweist.
  • 7B zeigt eine perspektivische Darstellung der Antriebswelle 2 mit daran angeordnetem Kupplungselement 6 der Welle-Nabe-Verbindung 1 der dritten Ausführungsform. Hier sind eine Umfangsnut 7 und eine davon in Axialrichtung A beabstandete Umfangstiefnut 13 in die Antriebswelle 2 eingebracht. Wie zuvor beschrieben, grenzt an jedes Ende eines Unterabschnittes des Umfangsabschnittes 6.1 ein Axialabschnitt 6.2 an. Dabei sind ein erster Axialabschnitt 6.2, der mit einem Ende eines ersten Unterabschnittes des Umfangsabschnittes 6.1 verbunden ist, und ein zum ersten Axialabschnitt 6.2 benachbarter zweiter Axialabschnitt 6.2, der mit einem Ende eines zum ersten Unterabschnitt benachbarten zweiten Unterabschnittes verbunden ist, an ihrem freien Ende jeweils über Verbindungselemente 6.5 verbunden. Es ist anzumerken, dass alle Abschnitte des Kupplungselementes 6, d.h. Umfangsabschnitt 6.1, Axialabschnitte 6.2 und Verbindungselemente 6.5, einstückig miteinander verbunden sind und aus demselben einstückigen Draht ausgebildet sind. Die einzelnen Abschnitte des Kupplungselementes 6 gehen durch Biegungen ineinander über. Genauer gesagt folgt in dieser Reihenfolge auf einen Unterabschnitt des Umfangsabschnittes 6.1 ein Axialabschnitt 6.2, auf den wiederum ein Verbindungselement 6.5 folgt, auch welches wiederum ein Axialabschnitt 6.2 folgt. Diese Kette an Abschnitten des Kupplungselementes 6 wiederholt sich mehrfach.
  • Die Verbindungselemente 6.5 liegen auf einer Linie in Bezug auf die Umfangsrichtung U, erstrecken sich in Umfangsrichtung U und sind voneinander in Umfangsrichtung U beabstandet. Die Verbindungselemente 6.5 sind in der Umfangstiefnut 13 aufgenommen. Der Umfangsabschnitt 6.1 ist in der Umfangsnut 7 aufgenommen. Die Umfangstiefnut 13 befindet sich näher an einer Stirnseite der Antriebswelle 2, von welcher aus die Nabe 3 auf die Antriebswelle 2 aufgeschoben wird, als die Umfangsnut 7. Die Umfangstiefnut 13 ist in Radialrichtung R betrachtet tiefer ausgebildet als die Umfangsnut 7. Dabei ragen die in der Umfangstiefnut 13 aufgenommenen Verbindungselemente 6.5 im Gegensatz zum in der Umfangsnut aufgenommenen Umfangsabschnitt 6.1 in Radialrichtung R betrachtet nicht über die Außenumfangsfläche 4 der Antriebswelle 2 hinaus.
  • Die Axialabschnitte 6.2 weisen ausgehend von ihrem Ende, das an die Umfangstiefnut 13 angrenzt, bis zu ihrem Ende, das an die Umfangsnut 7 angrenzt, in Radialrichtung R betrachtet einen zunehmenden Abstand zur Mittellängsachse L der Antriebswelle 2 auf.
  • 8 zeigt eine Längsschnittansicht einer Axialkolbenmaschine AKM mit einer Speisepumpe SP mit einer Welle-Nabe-Verbindung 1 der ersten Ausführungsform. Es ist zu erkennen, dass die Nabe 3 mit ihrer Stirnseite 8 am Umfangsabschnitt 6.1 des Kupplungselementes 6 anliegt. Somit dient der Umfangsabschnitt 6.1 als Axialanschlag. Weiter ist zu erkennen, dass die erste Axialnut 9 der Nabe 3 den Axialabschnitt 6.2 des Kupplungselementes 6 aufnimmt. Somit dient der Axialabschnitt 6.2 als Drehmomentübertragungselement zur Übertragung des Drehmoments der Antriebswelle 2 auf die Nabe 3.
  • Weiter ist das Außenteil 14 zu erkennen, dass um die Nabe 3 herum angeordnet ist. Zudem ist erkennbar, dass die Antriebswelle 2 mit einer Hauptantriebswelle AW der Axialkolbenmaschine AKM gekoppelt ist. Dazu weist die Antriebswelle 2 eine Innenverzahnung auf, die mit einer Außenverzahnung an der Hauptantriebswelle AW kämmt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Welle-Nabe-Verbindung
    2
    Antriebswelle
    3
    Nabe
    4
    Außenumfangsfläche der Antriebswelle
    5
    Innenumfangsfläche der Nabe
    6
    Kupplungselement
    6.1
    Umfangsabschnitt
    6.2
    Axialabschnitt(e)
    6.3
    Kupplungselementabschnitt
    6.4
    Biegeabschnitt
    6.5
    Verbindungselement(e)
    7
    Umfangsnut
    8
    Stirnseite der Nabe
    9
    erste Axialnut(en)
    10
    zweite Axialnut(en)
    11
    Verzweigungsstelle
    12
    Zähne der Außenverzahnung der Nabe
    13
    Umfangstiefnut
    14
    Außenteil
    A
    Axialrichtung
    AKM
    Axialkolbenmaschine
    AW
    Hauptantriebswelle
    L
    Mittellängsachse in Axialrichtung
    R
    Radialrichtung
    SP
    Speisepumpe
    U
    Umfangrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 3572669 B1 [0003, 0004, 0039]

Claims (10)

  1. Welle-Nabe-Verbindung (1) für eine Axialkolbenpumpe (AKP) mit einer hohlzylinderförmigen Antriebswelle (2), die in Rotation um ihre Längsachse (L) versetzbar ist, einer Nabe (3), die die Außenumfangsfläche (4) der Antriebswelle (2) entlang deren Umfangsrichtung (U) umgreift und dabei die Innenumfangsfläche (5) der Nabe (3) zumindest abschnittsweise die Außenumfangsfläche (4) der Antriebswelle (2) kontaktiert, und einem Kupplungselement (6), das zumindest abschnittsweise zwischen der Antriebswelle (2) und der Nabe (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle-Nabe-Verbindung (1) genau ein Kupplungselement (6) aufweist, das als ein einstückiger Draht ausgebildet ist, der die Nabe (3) drehfest mit der Antriebswelle (2) verbindet und zudem einen Axialanschlag für die Nabe (3) ausbildet.
  2. Welle-Nabe-Verbindung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (6) zumindest die Hälfte des Umfangs der Antriebswelle (2) umgreift.
  3. Welle-Nabe-Verbindung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (6) einen Umfangsabschnitt (6.1) und zumindest einen Axialabschnitt (6.2) aufweist, die Antriebswelle (2) eine in Umfangsrichtung (U) umlaufende Umfangsnut (7) aufweist, die vollständig den Umfangsabschnitt (6.1) des Kupplungselementes (6) so aufnimmt, dass er in Radialrichtung (R) über die Außenumfangsfläche (4) der Antriebswelle (2) hinausragt und dabei als Axialanschlag für die Nabe (3) dient, und die Nabe (3) an ihrer Innenumfangsfläche (5) zumindest eine sich in Axialrichtung (A) erstreckende erste Axialnut (9), deren Anzahl zumindest der Anzahl an Axialabschnitten (6.2) des Kupplungselementes (6) entspricht, aufweist, die den zumindest einen Axialabschnitt (6.2) des Kupplungselementes (6) aufnimmt, sodass die Nabe (3) drehfest mit der Antriebswelle (2) verbunden ist.
  4. Welle-Nabe-Verbindung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (3) zumindest vier erste Axialnuten (9) aufweist, die in gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Innenumfangsfläche (5) der Nabe (3) verteilt sind.
  5. Welle-Nabe-Verbindung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) zumindest eine sich in Axialrichtung (A) erstreckende zweite Axialnut (10), deren Anzahl zumindest der Anzahl an Axialabschnitten (6.2) des Kupplungselementes (6) entspricht, aufweist, die der ersten Axialnut (9) der Nabe (3) gegenüberliegt und die den zumindest einen Axialabschnitt (6.2) des Kupplungselementes (6) so aufnimmt, dass der Axialabschnitt (6.2) in Radialrichtung (R) über die Außenumfangsfläche (4) der Antriebswelle (2) hinausragt.
  6. Welle-Nabe-Verbindung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zweite Axialnut (10) über eine Verzweigungsstelle (11) direkt mit der Umfangsnut (7) verbunden ist.
  7. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (U) in Radialrichtung (R) betrachtet tiefer ausgebildet ist als die zweite Axialnut (10).
  8. Verfahren zum Zusammenbau der Welle-Nabe-Verbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Schritte: a) Anbringen des Kupplungselementes (6) an der Antriebswelle (2), insbesondere durch Einlegen des Kupplungselementes (6) zumindest in die Umfangsnut (7) der Antriebswelle (2), und b) Aufschieben der Nabe (3) auf die Antriebswelle (2) über zumindest einen sich in Axialrichtung (1) erstreckenden Axialabschnitt (6.1) des Kupplungselementes (6) bis zu einem sich in Umfangsrichtung (U) erstreckenden Umfangsabschnitt (6.1) des Kupplungselementes (6), der als Axialanschlag für die Nabe (3) dient, insbesondere so, dass eine Stirnseite (8) der Nabe (3) am Umfangsabschnitt (6.1) des Kupplungselementes (6) anliegt und die zumindest eine erste Axialnut (9) der Nabe (3) den zumindest einen Axialabschnitt (6.2) des Kupplungselementes (6) aufnimmt.
  9. Speisepumpe (SP) für eine Axialkolbenmaschine (AKM) mit einer Welle-Nabe-Verbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
  10. Axialkolbenmaschine (AKM) mit einer Speisepumpe (SP) nach Anspruch 9.
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