DE1105669B

DE1105669B - Spannelement zur Verbindung von Naben mit einer Welle

Info

Publication number: DE1105669B
Application number: DEP22344A
Authority: DE
Inventors: Oskar E Peter; Lothar Peter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-03-06
Filing date: 1959-03-06
Publication date: 1961-04-27

Description

Spannelement zur Verbindung von Naben mit einer Welle Gegenstand der Patentanmeldung P 22061 KII/47c ist ein Spannelement zur Verbindung von Naben mit einer Welle mittels zylindrischer Spannringe mit korrespondierenden Kegelflächen aus hochfestem Stahl, welches dadurch: gekennzeichnet ist, daß der zylindrische Mantel des kegelig ausgedrehten Außenspannringes des Spannelementes eine parallel zur Achse verlaufende Mitnehmerverzahnung und auch eine größere Querschnittfläche besitzt als -der kegelig abgedrehte Innenspannring. Ein weiteres Erfindungsmerkmal bildet gemäß der Hauptpatentanmeldung die Durchbildung des verzahnten kegeligen Außenspannringes aus gehärtetem hochfestem Stahl als Verzahnungs-Räumwerkzeug.
Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung derartiger Spannelemente zur Verbindung von Naben mit einer Welle dar. Mit ihrer Hilfe gelingt es, den Erfindungsgegenstand im Wirkungsgrad bedeutend zu verbessern, einen kleinexen Kerbfaktor für die Welle nach der Verspannung zu erzielen, zu vereinfachen, das Gewicht zu verringern und einbaumäßig Platz zu sparen. Auf Grund der beachtlichen Vereinfachung kann das Spannelement ganz besonders preisgünstig und wirtschaftlich hergestellt werden.
Das neue Erfindungsmerkmal ist darin zu sehen, daß statt des verzahnten Außen- und des Innenspannringes. mit korrespondierenden Kegelflächen zwischen der zylindrischen Bohrung der Nabe und der zylindrischen Welle nur ein Ring aus gehärtetem hochfestem Stahl eingesetzt ist, der sowohl in seiner Bohrung als auch an seiner Außenfläche kegelig ausgebildet ist und sowohl in seiner Bohrung als auch an seiner Außenfläche eine parallel zur Achse verlaufende Mitnehmerverzahnung, vorzugsweise eine Kerbverzahnung,--init geringer Zahntiefe aufweist. Der Spannring kann ent=-weder am ganzen Umfang oder nur an Teilen des Umfanges Mitnehmerzähne aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besitzt der verzahnte Spannring an seinem Ende einen zylindrischen Ringansatz zur genauen Zentrierung der Naben für Zahnräder, Riemenscheiben, Kurbelscheiben, Schwungräder, Kurvenscheiben, Fahrzeugräder usw. auf der Welle. Da bekannterweise der verzahnte Spannring aus gehärtetem hochfestem Stahl als Verzahnungs-Räumwerkzeug für die Welle und für die Bohrung der Nabe dient, so wird nach erfolgter Montage erreicht, daß alle Zahnflanken der Kerbverzahnung von Spannring, Welle und Nabe ohne Spiel anliegen, so daß ein Ausschlagen und Passungs- bzw. Reibrostbildung auch bei starken dynamischen Beanspruchungen der Mitnehmerverbindung vermieden wird. Der längsv erzahnte Spannring kann durch eine zentral in der Welle angeordnete Spannschraube oder durch am Umfang des Spannringes angeordnete Spannschrauben axial beaufschlagt werden. Durch den spielfreien Formschluß nach der Montage zwischen Spannring, Welle und Nabe können auch bei starken dynamischen Beanspruchungen große Drehmomente durchgeleitet werden. Ein weiterer Vorteil der spielfreien Formschluß-Mitnehmerverbindung- gegenüber Mitnehmerverbindungen, die äuf keibüngsschluß basieren zur Übertragung von Drehmomenten ist darin zu sehen, daß- die spielfreie Formschluß-Verbindung gut gefettet eingebaut wird, so daß- eine Demöntage mit bekannten Einrichtungen ohne Schwierigkeiten durchgeführt werden kann. Ein besonderer Vorteil der Erfindung gegenüber Reibverschlußverbindungen, wie Preßsitz, Schrumpfsitz und Ringfeder-Spannelemente, ist der, daß bezüglich des übertragbaren Drehmomentes keine Passungssitze von Wellen und Naben oder vorgeschriebene axiale Spannkräfte bzw. Anzugsmomente für Spannschrauben eingehalten werden müssen, so daß eine Demontage und erneute Montage des Erfindungsgegenstandes auch von Nichtfachleuten be- triebssicher durchgeführt werden kann. Ferner ist es durch die Erfindung möglich, Naben mit kleinsten Nabenquerschnitten mit dem verzahnten Spannring zu kuppeln, da fast keine Radialpressung und somit auch keine großen Tangentialspannun.gen auftreten.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise in vier Abbildungen dargestellt.
Abb. 1 zeigt das Spannelement - den innen und außen längsverzahnten Spannring mit Ringzentrieransatz - im Schnitt, Abb. 2 die Stirnansicht der Abb. 1, Abb.3 ein Einbaubeispiel des Spannringes mit Nabe und abgesetzter Welle im teilweisen Schnitt und Abb.4 ein Einbaubeispiel von zwei längsverzahnten Spannringen mit planetarisch angeordneten Spannschrauben auf einer durchgehenden Welle mit Nabe im teilweisen Schnitt.
Wie Abb. 1 und 2 zeigen, besteht das Spannelement aus einem einzigen Spannring 1, der in der Bohrung und am Außendurchmesser leicht kegelig gehalten ist. Bohrung und Außenmantel des Spannringes 1 besitzen eine parallel zur Achse verlaufende Mitnehmerverzahnung 2, 3. Am hinteren Ende ist der Spannring 1 mit einer Ringzentrierung 4 kombiniert, die durch bogenförmige Nuten 5, 6 vom eigentlichen Spannring 1, 2, 3 unterteilt wird.
In dem Einbaubeispiel gemäß Abb. 3 ist mit 1, 2, 3 der längsverzahnte Spannring bezeichnet, der einen Zentrierring 4 und bogenförmige Nuten 5, 6 aufweist. Der Spannring 1, 2, 3 mit dem Zentrierring 4 sitzt zwischen der abgesetzten Welle 7 und der Nabe 9. Die Welle 7 besitzt eine Gewindebohrung 8 für eine Spannschraube; die Nabe 9 weist am Umfang angeordnete Abzugs-Gewindelöcher 10 auf.
In dem Einbaubeispiel nach Abb. 4 sind mit l a, 2 a, 3a die längsverzahnten Spannringe bezeichnet, die Zentrierringansätze 4 a und bogenförmige Nuten 5 a, 6a. aufweisen. Zwischen der durchgehenden Welle 11 und der Nabe 12 sind gegenläufig die zwei verzahnten Spannringe mit Zentrieransätzen angeordnet. Die \Terspannung der Spannringe erfolgt durch planetenartig in den Spannringen sitzende Spannschrauben 13, wobei der eine Spannring Durchgangsbohrungen, der andere Spannring Gewindelöcher zur Aufnahme der Schrauben 13 besitzt.
Das Einsetzen des neuen Spannringes (Spannelement) gemäß dem Einbaubeispiel nach Abb. 3 kann folgendermaßen geschehen: Zwischen der abgesetzten Welle 7 und der Bohrung der Nabe 9 wird der Spannring 1 mit seinen Längsverzahnungen (Kerbverzahnung) 2, 3 und Zentrierringansatz 4 so weit eingeschoben, bis die schwach kegelig gehaltenen Längsverzahnungen 2, 3 an der Welle und der Bohrung der Nabe angreifen. Durch eine Sechskant- oder Innensechskantschraube (Spannschraube) - nicht gezeichnet -, welche in eine vorbereitete Gewindebohrung 8 der Welle 7 sitzt, in Verbindung mit einem Druckstück - nicht gezeichnet - wird nunmehr der verzahnte Spannring 1, 2, 3, 4 durch Festziehen der Schraube in den Ringspalt von Welle 7 und Nabe 9 eingezogen, wodurch die Welle und die Nabenbohrung stufenweise allmählich mit dem gleichen Zahnprofil des Spannringes verzahnt werden, so daß die Zahnflanken von Spannring, Welle und Nabe satt und spielfrei anliegen. Nach dem Einziehen des Spannringes wird die Spannschraube mit dem Druckstück entfernt. Der Zentrierringansatz 4 zentriert beim Einziehen des Spannringes 1, 2, 3 die Nabe zur Welle, wodurch eine gute Rundlaufgenauig1,zeit erzielt wird. Für die Demontage der Nabe 9 sind in derselben am Umfang Abzugsgewinde 10 vorgesehen.
Das Einsetzen des Spannringes 4 gemäß dem Einbaubeispiel nach Abb. 4 kann auf gleicher Weise wie beim Einbaubeispiel nach Abb.3 geschehen. Unterschiedlich ist die durchgehende Welle 11 und der Einbau von zwei gegenläufig angeordneten, längsverzahnten, schwach kegelig gehaltenen Spannringen la, 2a 3 a mit Zentrierringen 4 a und mit den Spannringen planetarisch angeordneten Spannschrauben 13.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Spannelement zur Verbindung von Naben mit einer Welle mittels eines kegeligen Spannringes aus hochfestem Stahl, dessen Mantel eine parallel zur Achse verlaufende Mitnehmerverzahnung aufweist und der als Verzahnungswerkzeug ausgebildet ist, nach Patentanmeldung P 22061 NII /47 c, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der zylindrischen Bohrung der Nabe und der zylindrischen Welle ein einziger Ring (1) aus gehärtetem hochfestem Stahl eingesetzt ist, der sowohl in seiner Bohrung als auch an seiner Außenfläche kegelig ausgebildet ist und sowohl in der Bohrung als auch an der Außenfläche eine parallel zur Achse verlaufende Verzahnung (2, 3), vorzugsweise eine Kerbverzahnung, mit geringer Zahntiefe aufweist.
2. Spannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längsverzahnte Ring (1, 2, 3) an einem Ende als Zentrierring (4) ausgebildet ist und zwischen verzahntem Teil (1, 2, 3) und Zentrierring (4) bogenförmige Nuten (5, 6) angeordnet sind.
3. Spannelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der längsverzahnte Ring (1 a, 2 a, 3 a) mit dem Zentrierring (4 a), am Umfang Durchgangslöcher und Gewindelöcher zur Aufnahme von Spannschrauben (13) aufweist.