DE10309787A1

DE10309787A1 - Bevel gearing shaft and tensioner divides tensioner from gear part by thinwalled sleeve adapting to cancel out effect of axial tensioner deformation.

Info

Publication number: DE10309787A1
Application number: DE10309787A
Authority: DE
Inventors: Heinz Focke; Burkhard Roesler
Original assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Current assignee: Focke and Co GmbH and Co KG
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-16

Abstract

Relative movement between gear and shaft is prevented by means of a continuously thinwalled sleeve (21) and thus prevents axial movement of the tensioner (16) passing to the shaft and gear being connected. The sleeve can expand or contract radially to suit the radial extension of the tensioner (16). One end of the sleeve (21) thrusts against a flange etc to guard against axial shifting, preferably against a stop (23) at the passive end of the tensioner (16).

Description

Die Erfindung betrifft eine Einheit aus bewegbaren Maschinenelementen, bestehend aus einem inneren Tragteil und einem auf diesem angeordneten Außenteil, insbesondere bestehend aus Achse, Welle oder Zapfen einerseits und einem auf dieser bzw. auf diesem angeordneten Außenteil, wie Getrieberad, Zahnrad oder dergleichen, wobei die miteinander zu verbindenden Maschinenelemente durch ein mit (axialem) Druck beaufschlagtes Spannorgan fixiert sind.The invention relates to a unit made of movable machine elements, consisting of an inner supporting part and an outer part arranged thereon, in particular consisting from axis, shaft or pin on the one hand and one on this or on this arranged outer part, such as gear, gear or the like, the one with the other machine elements to be connected with a (axial) pressure acted clamping device are fixed.

Thema der Erfindung ist die Ausbildung bzw. Verbesserung von kraftschlüssigen Verbindungen zwischen üblicherweise zylindrischen Tragteilen einerseits und auf diesen angeordneten Maschinenteilen andererseits. Zwischen Welle, Achse oder dergleichen und Getrieberad, Zahnrad, Schaufelrad usw. ist ein Spannorgan angeordnet, welches bei Druckübertragung, insbesondere bei in Axialrichtung wirkendem Druck, eine (kraftschlüssige) Verspannung zwischen den Maschinenelementen bewirkt. Gemäß einem bekannten Ausführungsbeispiel sind die Druckorgane als Druckhülse ausgebildet mit einem mäanderförmigen Querschnittsprofil. Durch axial wirkenden Druck ergibt sich eine radial gerichtete Verspannung zwischen innerem und äußerem Element.The subject of the invention is education or improvement of non-positive Connections between usually cylindrical support parts on the one hand and arranged on these Machine parts on the other hand. Between shaft, axis or the like and gear wheel, gear wheel, paddle wheel, etc., a tensioning element is arranged, which with pressure transmission, especially with pressure acting in the axial direction, a (non-positive) tension between the machine elements. According to a known embodiment are the pressure organs as a pressure sleeve formed with a meandering cross-sectional profile. Axially acting pressure results in a radially directed bracing between inner and outer element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einheit bzw. Verbindung von Maschinenelementen mit in Axialrichtung beaufschlagten Spannorganen weiterzuentwickeln und zu verbessern, derart, dass eine exakte Relativstellung zwischen den zu verbindenden Maschinenelementen herstellbar ist.The invention has for its object a Unit or connection of machine elements with in the axial direction further develop and improve the stressed clamping elements, such that an exact relative position between those to be connected Machine elements can be produced.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Einheit dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Spannorgan einerseits und einem oder beiden miteinander zu verbindenden Maschinenelementen andererseits ein Trennorgan angebracht ist, welches die Übertragung von Relativbewegungen aufgrund von Verschiebungen des Spannorgans, insbesondere von Axialbewegungen auf das eine oder andere Maschinenelement verhindert.To solve this problem is the unit according to the invention characterized in that between the clamping member on the one hand and one or both machine elements to be connected to one another on the other hand, a separator is attached, which is the transmission of relative movements due to displacements of the tensioning element, in particular of axial movements on one or the other machine element prevented.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei der Aufbringung von axial gerichteten Betätigungskräften bzw. Spannkräften auf das Spannorgan eine Verschiebung des Spannorgans mindestens in Teilbereichen desselben stattfindet. Hierdurch besteht die Gefahr, dass die gegeneinander zu verklemmenden Maschinenelemente entsprechend relativ zueinander in Axialrichtung verschoben werden. Das erfindungsgemäß angeordnete Trennorgan ist vorzugsweise eine zwischen dem Außenteil, nämlich dem Getrieberad, Zahnrad oder dergleichen, einerseits und dem Tragteil (Welle, Achse ...) andererseits angeordnete dünnwandige Hülse aus mindestens geringfügig dehnbarem Material, wie Metall. Das Trennorgan bzw. die Hülse ist in der erwünschten Relativstellung fixiert, insbesondere durch Abstützung mit einem Ende auf einem feststehenden Anschlag. Bei einer in Axialrichtung wirkenden Verschiebung des Spannorgans (auf der Achse, Welle oder dergleichen) wird durch das Trennorgan verhindert, dass eine entsprechende Verschiebung des Getrieberads, Zahnrads oder dergleichen stattfindet. Dieses Außenteil kann vielmehr in einer äußerst präzisen Relativstellung positioniert werden, ohne dass sich diese Stellung bei Betätigen des Spannorgans verändert.The invention is based on the knowledge based on the fact that when axially directed actuating forces or clamping forces a displacement of the tensioning element at least on the tensioning element takes place in parts of the same. This creates the risk that the machine elements to be clamped against each other accordingly are displaced relative to each other in the axial direction. The arranged according to the invention The separating member is preferably a gear between the outer part, namely the gear wheel or the like, on the one hand and the supporting part (shaft, axis ...) on the other hand, arranged thin-walled Sleeve out at least slightly stretchy material, such as metal. The separator or sleeve is in the desired Relative position fixed, in particular by support with one end on one fixed stop. With an axial displacement of the Clamping device (on the axis, shaft or the like) is by the Separator prevents a corresponding shift of the Gear wheel, gear or the like takes place. This outer part can rather in an extremely precise relative position can be positioned without this position changing when the Clamping organ changed.

Weitere Merkmale und Besonderheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:Other characteristics and special features the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It shows:

1 ein Winkelgetriebe in Ansicht, teilweise im Vertikalschnitt, 1 an angular gear in view, partially in vertical section,

2 eine Einzelheit des Getriebes gemäß 1 in vergrößertem Maßstab, ebenfalls im Vertikalschnitt. 2 a detail of the gearbox 1 on an enlarged scale, also in vertical section.

In den Zeichnungen ist als Beispiel für eine Einheit aus einander zugeordneten Maschinenelementen ein Zahnradgetriebe, nämlich ein Kegelradgetriebe, als bevorzugtes Anwendungsbeispiel dargestellt. Die Einheit besteht demnach aus einer ersten Welle, nämlich Antriebswelle 10 und einer zweiten Welle, nämlich Abtriebswelle 11. Auf jeder dieser Wellen ist ein Zahnrad, nämlich ein Kegelrad 12, 13 angeordnet. Die Kegelräder 12, 13 und damit die Wellen 10, 11 sind unter einem Winkel von 90° zueinander gerichtet.In the drawings, a gear transmission, namely a bevel gear, is shown as a preferred application example as an example of a unit consisting of mutually assigned machine elements. The unit therefore consists of a first shaft, namely the drive shaft 10 and a second shaft, namely output shaft 11 , There is a gear on each of these shafts, namely a bevel gear 12 . 13 arranged. The bevel gears 12 . 13 and with it the waves 10 . 11 are directed at an angle of 90 ° to each other.

Die Kegelräder 12, 13 sind jeweils auf einem Wellenende 14 der Antriebswelle 10 bzw. Abtriebswelle 11 angeordnet, wobei das Wellenende 14 einen geringeren Durchmesser aufweist als die Antriebswelle 10 im Übrigen. Als Abgrenzung dient ein ringsherumlaufender Bund 15.The bevel gears 12 . 13 are each on one shaft end 14 the drive shaft 10 or output shaft 11 arranged, the shaft end 14 has a smaller diameter than the drive shaft 10 Furthermore. A bounding bundle serves as a boundary 15 ,

Die im Bereich der Wellenenden 14 gelagerten Kegelräder 12, 13 sind kraftschlüssig fixiert, und zwar mit Hilfe jeweils eines hülsenförmigen, die Welle 10, 11 bzw. das Wellenende 14 umgebenden Spannorgans 16. Dieses besteht aus im Querschnitt mäanderförmig gestalteten, radial gerichteten und axial gerichteten Wandungen aus elastisch verformbarem Material, insbesondere Metall. Das Spannorgan 16 ist auf der Welle bzw. auf dem Wellenende 14 positioniert, und zwar zwischen diesem Wellenende 14 einerseits und dem Kegelrad 12, 13 andererseits. Die Gestaltung der Spannorgane 16 ist so gewählt, dass beim Aufbringen von in Axialrichtung wirkendem Druck, nämlich Spanndruck, eine Verformung des Spannorgans 16 bewirkt wird, derart, dass ein radial gerichteter Klemmdruck entsteht, der zu einer kraftschlüssigen Verspannung der Maschinenelemente, nämlich Wellen 10, 11 einerseits und Kegelräder 12, 13 andererseits führt.The in the area of the shaft ends 14 stored bevel gears 12 . 13 are non-positively fixed, each with the help of a sleeve-shaped, the shaft 10 . 11 or the shaft end 14 surrounding tensioning organ 16 , This consists of meandering, radially directed and axially directed walls made of elastically deformable material, in particular metal. The tensioning organ 16 is on the shaft or on the shaft end 14 positioned, between this shaft end 14 one hand and the bevel gear 12 . 13 on the other hand. The design of the tensioning elements 16 is selected so that when pressure acting in the axial direction, namely clamping pressure, is applied, the clamping element is deformed 16 is effected in such a way that a radially directed clamping pressure arises, which leads to a force-locking bracing of the machine elements, namely shafts 10 . 11 one hand and bevel gears 12 . 13 on the other hand leads.

Die erforderliche Spannkraft wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein Druckorgan, welches vor dem freien Ende der Welle bzw. des Wellenendes 14 positioniert und mit diesem verstellbar verbunden ist. Es handelt sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel um eine Spannplatte 17 mit einem Druckbereich, nämlich mit einem ringsherumlaufenden Druckrand 18, der den Spanndruck auf das Spannorgan 16 überträgt. Der Druckrand 18 erhält Anlage an einem radial innenliegenden, ringsherumlaufenden Bereich des Spannorgans 16, nämlich an einem axialen Vorsprung 19.The required clamping force is in the present embodiment by a pressure element, which in front of the free end of the shaft or the shaft end 14 positioned and connected adjustably with this. The embodiment shown is a clamping plate 17 with a print area, namely with a print margin running all around 18 who put the tension on the tensioning organ 16 transfers. The print margin 18 receives contact with a radially inner, all-round area of the tensioning element 16 , namely on an axial projection 19 ,

Durch Verschieben des so ausgebildeten Druckorgans, also der Spannplatte 17, in Richtung zum Wellenende 14 wird axial gerichteter Druck auf das zugekehrte Ende des Spannorgans 16 übertragen. Die radial gerichteten Wände des Spannorgans werden dabei aus der exakten Radialstellung (1) in eine Schrägstellung (2) verformt. Dadurch entsteht die radial gerichtete Klemmwirkung zwischen Wellenende 14 einerseits und Kegelrad 12, 13 andererseits.By moving the pressure element designed in this way, i.e. the clamping plate 17 , towards the shaft end 14 becomes axially directed pressure on the facing end of the tensioning element 16 transfer. The radially directed walls of the clamping element are moved from the exact radial position ( 1 ) in an inclined position ( 2 ) deformed. This creates the radially directed clamping effect between the shaft end 14 one hand and bevel gear 12 . 13 on the other hand.

Die Spannplatte 17 ist mit Hilfe von Schrauben 20 verstellbar. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind mehrere Schrauben 20, nämlich acht längs des Umfangs verteilt angeordnete Schrauben 20 im Bereich der Spannplatte 17 angeordnet. Die Schrauben 20 treten durch die Spannplatte 17 hindurch und sind mit einem Gewinde in Gewindebohrungen des Wellenendes 14 verankert. Durch Drehen der Schrauben 20 wird Druckkraft auf die Spannplatte 17 übertragen.The clamping plate 17 is with the help of screws 20 adjustable. In the embodiment shown, there are several screws 20 , namely eight screws distributed along the circumference 20 in the area of the clamping plate 17 arranged. The screws 20 step through the clamping plate 17 through and are threaded in threaded holes in the shaft end 14 anchored. By turning the screws 20 becomes compressive force on the clamping plate 17 transfer.

In den Zeichnungen ist jeweils im unteren Teil der Schnittebene die herkömmliche Anordnung und Wirkungsweise des Spannorgans 16 gezeigt, nämlich die Anordnung desselben unmittelbar auf dem Wellenende 14. Im oberen Bereich der Darstellung ist die Weiterentwicklung gezeigt, nämlich die Anordnung eines Trennorgans zwischen dem Spannorgan 16 und dem Kegelrad 12, 13. Dieses Trennorgan ist eine (ringsherumlaufende) Hülse 21, die ein Zwischenteil zwischen Spannorgan 16 und Kegelrad 12, 13 bildet.In the drawings, the conventional arrangement and mode of operation of the tensioning element is in the lower part of the sectional plane 16 shown, namely the arrangement of the same directly on the shaft end 14 , The further development is shown in the upper area of the illustration, namely the arrangement of a separating element between the clamping element 16 and the bevel gear 12 . 13 , This separating element is a (rotating) sleeve 21 which is an intermediate part between the tensioning element 16 and bevel gear 12 . 13 forms.

Bei herkömmlicher Lagerung des Spannorgans 16 unmittelbar auf dem Wellenende 14 ergibt sich eine Verschiebung des Kegelrads 12, 13 in Axialrichtung, wenn das Spannorgan 16 durch Aufbringen der Druckkraft in Axialrichtung verformt. In 1, unten, ist die Relativstellung von Spannorgan 16 und Kegelrad 12 in Ausgangsstellung und in 2, unten, eine nach Verformung des Spannorgans 16 gegebene Relativstellung gezeigt. Das Zahnrad bzw. Kegelrad 12 ist infolge Mitnahme durch das Spannorgan 16 um die Strecke 22 in Axialrichtung gegenüber der Ausgangsstellung verschoben.With conventional mounting of the tensioning device 16 immediately on the shaft end 14 there is a displacement of the bevel gear 12 . 13 in the axial direction when the clamping member 16 deformed in the axial direction by applying the compressive force. In 1 , below, is the relative position of the clamping element 16 and bevel gear 12 in starting position and in 2 , below, one after deformation of the tensioning element 16 given relative position shown. The gear or bevel gear 12 is due to entrainment by the tensioning element 16 around the route 22 shifted in the axial direction relative to the starting position.

Im Vergleich hierzu ergibt sich, dass gemäß 1 und 2, jeweils oberer Querschnittsbereich, das Kegelrad 12 nach Beendigung der Spannverformung des Spannorgans 16 in der Ausgangsstellung verharrt. Die Hülse 21 hat als Trennorgan die Axialbewegung des Spannorgans 16 aufgenommen, jedoch nicht auf das Kegelrad 12 übertragen.In comparison, it follows that according to 1 and 2 , each upper cross-sectional area, the bevel gear 12 after the clamping deformation of the clamping element has ended 16 remains in the starting position. The sleeve 21 has the axial movement of the clamping element as a separating element 16 added, but not on the bevel gear 12 transfer.

Die Hülse 21 ist zu diesem Zweck fixiert, so dass Axialverschiebungen ausgeschlossen sind. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel (1, 2, oben) ist die Hülse 21 an einem Anschlag 23 abgestützt, der als ringsherumlaufender Vorsprung durch das Spannorgan 16 gebildet ist.The sleeve 21 is fixed for this purpose so that axial displacements are excluded. In the embodiment shown ( 1 . 2 , above) is the sleeve 21 at a stop 23 supported, as a circumferential projection by the tensioning element 16 is formed.

Die Hülse 21 besteht aus einem mindestens geringfügig dehnbarem Material von ausreichender Festigkeit, insbesondere aus Stahl. Die Hülse 21 ist sehr dünnwandig ausgebildet. Durch die Wirkung des Spannorgans 16 wird die Hülse 21 in Radialrichtung gedehnt und überträgt die erforderliche Klemmkraft auf das Kegelrad 12, 13 zur Fixierung desselben auf der Welle 10, 11 bzw. dem Wellenende 14.The sleeve 21 consists of an at least slightly stretchable material of sufficient strength, in particular steel. The sleeve 21 is very thin-walled. Due to the action of the tensioning element 16 becomes the sleeve 21 stretched in the radial direction and transfers the required clamping force to the bevel gear 12 . 13 to fix it on the shaft 10 . 11 or the shaft end 14 ,

Zweckmäßigerweise werden Spannorgan 16 und Hülse 21 als vorgefertigte Einheit verwendet, so dass bei der Positionierung eines Getriebeorgans, insbesondere eines Kegel rads 12, 13, auf einer Welle die aus Spannorgan 16 und Hülse 21 bestehende Einheit auf die Welle bzw. auf das Wellenende 14 aufgesetzt wird. Die Abmessungen sind so gewählt, dass das Kegelrad 12, 13 passend auf die Hülse 21 aufgeschoben und in der erwünschten exakten Stellung fixiert werden kann. Das Spannorgan 16 kann dabei gegebenenfalls mehrfach entspannt und wieder verspannt werden, wenn die Relativstellung des Kegelrades 12, 13 aus Gründen einer exakten Justierung gegebenenfalls mehrmals verstellt werden muss.Expedient to be tensioning organ 16 and sleeve 21 used as a prefabricated unit, so that when positioning a gear member, in particular a bevel gear 12 . 13 , on a shaft made of a tensioning element 16 and sleeve 21 existing unit on the shaft or on the shaft end 14 is put on. The dimensions are chosen so that the bevel gear 12 . 13 fits on the sleeve 21 can be pushed on and fixed in the desired exact position. The tensioning organ 16 can, if necessary, be relaxed and re-tensioned several times if the relative position of the bevel gear 12 . 13 may need to be adjusted several times for reasons of exact adjustment.

1010: Antriebswelledrive shaft
1111: Abtriebswelleoutput shaft
1212: Kegelradbevel gear
1313: Kegelradbevel gear
1414: Wellenendeshaft end
1515: BundFederation
1616: Spannorgantensioning member
1717: Spannplattechipboard
1818: Druckrandprint margin
1919: Vorsprunghead Start
2020: Schraubescrew
2121: Hülseshell
2222: Streckeroute
2323: Anschlagattack

Claims

Unit made of movable machine elements with an inner support part and an outer part arranged thereon, in particular axis, shaft or journal on the one hand and on this or on this non-rotatably positioned transmission part, such as gear wheel, gear or the like, the machine elements to be connected to one another by a pressure acted tensioning member ( 16 ) are fixed against each other, characterized in that between the clamping member ( 16 ) on the one hand and one or both machine elements to be connected to one another on the other hand a separating element is attached, which transmits relative movements due to displacements of the clamping element ( 16 ), in particular of axial movements, on one or the other machine element prevented.

Unit according to claim 1, characterized in that the separating member is expandable or compressible in the radial direction according to the radial extent of the clamping member ( 16 ).

Unit according to claim 1 or 2, characterized in that the separating member as a preferably closed, all-round, thin-walled sleeve ( 21 ) is formed and consists of an at least slightly stretchable material, in particular metal.

Unit according to claim 1 or one of the further claims, characterized in that the separating member, in particular the sleeve ( 21 ) is secured against axial displacement, in particular by supporting one end of the sleeve ( 21 ) on a projection or flange.

Unit according to claim 4 or one of the further claims, characterized in that the sleeve ( 21 ) on one by the tensioning element ( 16 ) formed stop ( 23 ) at the end of the tensioning element ( 16 ) is supported, namely at the opposite end for the introduction of clamping force.