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Einrichtung zur lösbaren axialen Festlegung von Teilen auf ihren Wellen,
insbesondere von Wechselrädern auf Keilwellen Zur lösbaren axialen Festlegung von
Teilen, wie Zahnräder, Riemenscheiben, Teilscheiben, Wälzlagern usw., auf ihren
Wellen sind Sicherungselemente der verschiedensten Art bekannt. Am häufigsten werden
zur Zeit wohl die unter dem Namen Seegerringe bekannten Sprengringe verwendet, die
nach dem Einsetzen in die Ringnut einer Welle oder Bohrung mit ihrem Umfang teilweise
über die Ringnut hinausragen und dadurch die zu sichernden Teile in axialer Richtung
festlegen. Der Ein- und Ausbau derartiger Sprengringe erfordert jedoch besondere
Werkzeuge und ist vor allem an schwer zugänglichen Stellen häufig mit großen Schwierigkeiten
verbunden bzw. unmöglich. Außerdem reicht die so erzielte Sicherung gegen seitliches
Verschieben in vielen Fällen nicht aus.
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In Verbindung mit dem Ein- und Ausbau von Wechselrädern für Werkzeugmaschinen,
bei denen jedes Wechselrad durch Mutter und Gegenmutter auf der Welle gehalten wird,
ist es bekannt, zwischen den beiden Muttern und dem Zahnrad eine sogenannte Vorsteckscheibe
vorzusehen, die seitlich auf den Gewindezapfen der Welle aufgeschoben werden kann
und zu diesem Zweck mit einem einseitig offenen Schlitz versehen ist. Zum Auswechseln
eines Zahnrades genügt es dann, die Muttern zu lösen und die Vorsteckscheibe abzunehmen,
worauf das Wechselrad über die in ihrem Durchmesser kleiner als die Welle bemessenen
Muttern von der Welle abgezogen und das neue Wechselrad ebenso aufgesetzt werden
kann. Auch in diesem Fall ist ein besonderes Werkzeug zum Lösen und Anziehen der
Muttern erforderlich. Darüber hinaus ist es nachteilig, daß die Keilwelle einen
Ansatz mit Gewinde für die beiden Muttern besitzt und daher um diesen Betrag länger
sein muß.
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Zur Sicherung von Zahnrädern auf ihren Wellen ist ferner eine mit
einer Profilbohrung versehene Scheibe bekannt, die auf eine Welle gleichen Profils
aufgeschoben und in einer Aasdrehung dieser Welle um eine halbe Profilteilung gedreht
wird, so daß die Scheibe und damit das von ihr abgestützte Zahnrad in axialer Richtung
gehalten werden. Das Problem ist dann jedoch, die Scheibe gegen Winkelbewegungen
zu sichern. Diese Aufgabe wird bei der bekannten Ausführung durch eine Paßfeder
gelöst, die beispielsweise zwischen. zwei Keile der Welle eingesetzt und durch einen
Sprengring axial gehalten wird.
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Schließlich ist es auch bekannt, für den gleichen Zweck eine zweiteilige
Verriegelungsscheibe vorzusehen, deren beide Teile eine Profilbohrung entsprechend
dem Wellenprofil besitzen. Von diesen Scheiben greift die eine mit ihrem Bohrungsprofil
in das Keilwellenprofil ein und ist daher gegen Verdrehung gegenüber der Welle gesichert.
Die andere Scheibe verdreht sich dagegen unter. Einwirkung einer Torsionsfeder so
weit in einer Ausdrehung der Welle, daß ihre nicht ausgesparten Teile hinter die
Keilwellenstege gelangen und damit die ganze Scheibe gegen axiale Verschiebung gesichert
ist.
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Die Erfindung geht von einer Einrichtung zur lösbaren axialen Festlegung
von Teilen auf ihren Wellen insbesondere von Wechselrädern auf Keilwellen aus, bei
welcher die vorzugsweise mit einem Profil ausgebildete Welle an einem Ende eine
Aasdrehung aufweist und eine Scheibe mit entsprechender Profilbohrung von Hand aufschiebbar
und in der genannten Aasdrehung der Welle um die halbe Profilteilung verdrehbar
ist.
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Der Erfindung gemäß wird gegenüber den bekannten Ausführungen dieser
Art eine wesentliche Vereinfachung dadurch erzielt, daß radiale Schlitze in der
genannten Scheibe seitlich in das Profil der Welle eingreifen und ein an sich bekanntes,
axial wirkendes elastisches Bauelement die genannte Scheibe einspannt.
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Während nämlich nach den bekannten Vorschlägen, wie erwähnt, eine
zweite Scheibe oder zusätzliche Einrichtung, wie Paßfedern, Sprengringe u. dgl.,
zur Sicherung der Scheibe gegen Winkelbewegung erforderlich sind, ermöglicht es
die Erfindung, diese zusätzlichen Teile einzusparen und im' wesentlichen mit einer
entsprechenden Formgebung= der Scheibe auszukommen.
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Ein weiterer Vo@iteil- der 'Erfindung besteht darin; daß zum Ein-
und Aüsbäu äex durch clie Sicherungsscheibe gehaltenen Teile; 'äaso -2. t. der Wechselräder
eines Getriebes, keinerlei' Wetkzeitge*nötig sind, da
die Sicherungsscheibe
von Hand aufgesetzt und nach Art eines Bajonettverschlusses durch einfaches Verdrehen
verriegelt wird. Zum Unterschied von der üblichen Ausbildung des Bajonettverschlusses
ist die so erhaltene Verriegelung der Sicherungsscheibe unabhängig von der Drehrichtung
der Welle. Dadurch, daß nämlich die Scheibe der Erfindung gemäß mehrere radiale
Schlitze enthält, in die entsprechende Teile der Profilwelle unter gleichzeitiger
Axialverschiebung der Scheibe eingreifen, wird die Sicherungsscheibe von der Welle
zwangläufig in beiden Drehrichtungen derselben mitgenommen und kann nur durch axiale
Verschiebung entgegen dem Druck des elastischen Bauelementes von dieser gelöst werden.
Eine solche Verstellung kann niemals durch das Arbeiten der mit der Einrichtung
nach der Erfindung ausgerüsteten Maschine, sondern nur durch Betätigung von Hand
ausgelöst werden. Da ferner in der Scheibe eine der gewählten Form der Profilwelle
entsprechende Anzahl solcher Einraststellen vorhanden ist, die sich gleichmäßig
über den Umfang der Scheibe verteilen, können auch bei stärkster Beanspruchung der
Maschine die dabei auftretenden Erschütterungen kein selbsttätiges Lösen der Verriegelung
bewirken.
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Die Einrichtung nach der Erfindung eignet sich für Wellen beliebiger
Profilform. So können Wellen mit Mehrkeilprofil, mit K-Profil oder auch mit Drei-,
Vier-oder Sechskantprofil verwendet werden.
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Auch ist es möglich, die Einrichtung nach der Erfindung für runde
Wellen anzuwenden. In diesem Fall wird an der Welle lediglich im Bereich der Sicherungsscheibe
ein Profil beliebiger Form ausgebildet. Besonders geeignet für diesen Zweck ist
ein Sechskantprofil, da dieses leicht herzustellen ist.
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Das im Rahmen der Erfindung verwendete elastische Bauelement, welches
die zum Einrasten der Sicherungsscheibe in die entsprechenden Teile der Profilwelle
erforderliche Axialverschiebung dieser Scheibe bewirkt, kann aus einer beliebig
ausgebildeten Feder, beispielsweise Tellerfeder, Ringfeder od. dgl., bestehen. Es
kann aber auch ein Ring aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk Verwendung
finden, der sich unter elastischer Verformung gegen die zu haltenden Teile abstützt.
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In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt.
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In den Abb. 1 bis 7 ist die Einrichtung nach der Erfindung in Anwendung
auf eine Keilwelle dargestellt, und zwar zeigt Abb. 1 einen Schnitt durch diese
Einrichtung, Abb. 2 eine Vorderansicht derselben, Abb. 3 die Sicherungsscheibe im
Schnitt, Abb. 4 die Sicherungsscheibe in Vorderansicht, Abb. 5 eine mit der Sicherungsscheibe
zusammenwirkende Tellerfeder, Abb.6 einen Schnitt durch die mit einer Ausdrehung
versehene Keilwelle, Abb. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der Abb. 6; Abb.8 und
9 zeigen ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel im Schnitt und in Vorderansicht,
bei dem die Welle mit einem K-Profil ausgebildet ist; Abb. 10 und 11 zeigen ebenfalls
im Schnitt und in Vorderansicht ein Ausführungsbeispiel mit einer teilweise als
Sechskant ausgebildeten runden Welle; Abb. 12 zeigt die Verwendung eines Gummiringes
anstatt einer Tellerfeder an der Sicherungsscheibe; Abb.13 -und 14 zeigen in Vorderansicht
und im Schnitt eine mit einer kreisringförmigen Blattfeder ausgerüstete Sicherungsscheibe;
Abb. 15 gibt eine aus Blech hergestellte Sicherungsscheibe wieder.
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In den Abb. 1 bis 7 ist die Sicherungsscheibe mit 1 und die Welle
mit 2 bezeichnet. Die Scheibe dient in diesem Fall dazu, ein bei 3 angedeutetes
Wechselrad auf der Welle 2 zu halten.
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Die Welle 2 besitzt ein Vierkeilprofil, dessen Keilstege mit 2a bezeichnet
sind. Die Bohrung4 der Sicherungsscheibe l hat das gleiche Keilwellenprofil, und
zwar sind die den Keilstegen 2 a der Welle entsprechenden Nuten dieses Profils mit
4 a bezeichnet. Die Scheibe 1 besitzt außerdem auf der in Abb. 1 und 3 linken Seite
axial vorspringende ringförmige Teile 5. In diesen sind zwischen je zwei Keilnuten
4a radiale Schlitze6 von der Breite der Keilstege2a in einer Tiefe bis etwa zur
Oberfläche der Scheibe eingefräst. Auf der in Abb. 1 und 3 rechten Seite der Scheibe
1 ist eine radiale Ausdrehung 7 vorgesehen, in die die in Abb. 5 wiedergegebene
Tellerfeder 8 eingesetzt ist. Diese wird durch Einkerbung od. dgl. in ihrer Lage
gehalten.
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Wie Abb. 6 erkennen läßt, erhält die Welle 2 in der Nähe der linken
Stirnkante eine Ausdrehung 18. Nachdem das Zahnrad 3 auf die Welle 2 so weit aufgesetzt
ist, daß seine Nabe auf der rechten Seite gegen einen entsprechenden Bund der Welle
anliegt, wird die Sicherungsscheibe 1 von Hand auf die Welle gesetzt. Dabei muß
die Scheibe 1 vorher aus ihrer in Abb. 4 wiedergegebenen Stellung um 45° in der
einen oder anderen Richtung gedreht werden, damit die Nuten 4 a auf die Keilstege
2 a aufgeschoben werden können. Die Scheibe 1 wird nun unter Verformung der Feder
8 bis in den Bereich der Ringnut 18 der Welle gedrückt und in dieser Nut um 45°
in beliebiger Richtung gedreht. Dadurch gelangen die vor der Ringnut 18 gelegenen
Teile 2 a' der Keilstege 2 a in den Bereich der radialen Schlitze 6 und rasten bei
gleichzeitiger Axialverschiebung der Scheibe 1 durch die Feder 8 in diese Schlitze
ein. In dieser Stellung, die Abb. 2 entspricht, ist die Scheibe 1 an vier gleichmäßig
über den Umfang der Welle 2 verteilten Stellen gegen Drehung in beiden Richtungen
gesichert. Etwaige Beanspruchungen des Zahnrades 3 in axialer Richtung verstärken
nur den Druck der Scheibe auf die in den Schlitzen 6 einrastenden Teile 2a' der
Keilstege 2a, so daß ein selbsttätiges Lösen der Sicherung auch bei stärkster Beanspruchung
der Maschine ausgeschlossen ist.
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Um das Zahnrad 3 von der Welle 2 abnehmen zu können, wird die Scheibe
1 entgegen der Spannung der Feder 8 vorgedrückt, bis die Keilstege 2 a aus den Schlitzen
6 ausrasten, worauf die Scheibe um 45° gedreht und von der Welle abgezogen wird.
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Das Ausführungsbeispiel der Abb. 8 und 9 unterscheidet sieh von dem
vorstehend beschriebenen nur dadurch, daß die Welle 2 und die Bohrung der Sicherungsscheibe
anstatt eines Keilwellenprofils ein sogenanntes K-Profil haben, welches im wesentlichen
aus einem Dreieck mit kreisförmig abgerundeten Ecken besteht. Die entsprechenden
Teile sind daher mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Wie Abb.9 zeigt, treten bei Drehung der Sicherungsscheibe 1 um 60°
zur Welle 2 die radial nach außen vorspringenden Teile2a des Wellenprofils in die
radialen Schlitze 6 der Scheibe 1 ein. Die den Teilen 2 a des Wellenprofils entsprechenden
Teile des Profils der Scheibenbohrung erkennt man in dieser Abbildung bei 4a.
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Gemäß Abb. 10 und 11 ist das Zahnrad .3 auf eine runde Welle g aufgesetzt.
Der vordere Teil dieser
Welle, also der in Abb. 10 links gelegene,
ist als Sechskant 10 ausgebildet. Die wiederum mit 1 bezeichnete Sicherungsscheibe
besitzt ein entsprechendes Bohrungsprofil, dessen Ecken man in Abb. 11 bei 11 erkennt.
In diesem Fall sind sechs radiale Schlitze 12 in der Vorderseite der Sicherungsscheibe
1 vorgesehen, die jeweils in der Mitte der Sechskantseiten liegen. Um die entsprechenden
Teile des Wellenprofils in die Schlitze 12 eintreten zu lassen, muß die Sicherungsscheibe
in der Ringnut der Welle um 30° gegenüber der Einführungsstellung verdreht werden,
worauf die einzelnen Teile die in Abb. 11 wiedergegebene Stellung zueinander einnehmen.
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In Abb. 1.2 ist wieder die Sicherungsscheibe 1 für sich dargestellt.
In diese ist jedoch an Stelle der Tellerfeder ein Gummiring 13 eingesetzt, der sich
beim Aufsetzen der Scheibe gegen die zu haltenden Teile, also beispielsweise das
in den vorhergehenden Abbildungen dargestellte Zahnrad 3 anlegt, und dadurch elastisch
verformt wird. Der Gummiring 13 liefert dann die axiale Kraft, welche die Scheibe
1 nach dem Verdrehen zur Welle axial verschiebt und dadurch das Einrasten der Keilstege
2 a. od. dgl. in die radialen Schlitze bewirkt.
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Gemäß Abb. 13 und 14 wird zu diesem Zweck eine nach Art einer Ringfeder
ausgebildete Feder 14 verwendet, die am Umfang wellenförmig aufgebogen ist und durch
Niete 15 mit der Sicherungsscheibe 1 verbunden ist.
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Wie Abb. 15 zeigt, kann die Sicherungsscheibe auch aus einer Blechscheibe
16 bestehen, aus der das erforderliche Bohrungsprofil ausgestanzt ist. In das so
erhaltene Profil, welches beispielsweise dem in Abb. 4 dargestellten entspricht,
werden dann die radialen Begrenzungslinien der in der letztgenannten Abbildung mit
6 bezeichneten Schlitze eingeschnitten und die zwischen diesen Teilen 6 gelegenen
Teile des Profils etwas (auf Abb. 15 bezogen) nach links herausgedrückt. Die dann
vorstehenden Teile sind in Abb. 15 mit 17 bezeichnet. Zwischen diesen vorspringenden
Teilen 17 liegen in der Ebene der Blechscheibe 16 Teile, die in ihrer Form den Schlitzen
6 der Abb. 4 entsprechen. Nach dem Aufsetzen der Scheibe 16 auf die Profilwelle
und dem Verdrehen dieser Scheibe liegen die entsprechenden Teile der Profilwelle,
also. beispielsweise die Keilstege 2 a, gegen die zwischen den vorspringenden Teilen
17 befindlichen, in ihrer Form den Schlitzen 6 der Abb. 4 entsprechenden flachen
Teile der Scheibe an, so daß die vorspringenden Teile 17 beidseitig etwas um die
Keilstege herumgreifen und dadurch die Scheibe 16 in beiden Richtungen gegen Verdrehen
sichern.
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Die Einrichtung nach der Erfindung kann für die verschiedensten Maschinen
Anwendung finden, bei denen Teile, wie Zahnräder od. dgl., häufig ausgewechselt
werden müssen. Neben den schon erwähnten Werkzeugmaschinen kommen hierfür Spinn-
und Textilmaschinen, Rotationsmaschinen und andere in Frage.