DE1214483B

DE1214483B - Device for fastening hub bodies on shafts

Info

Publication number: DE1214483B
Application number: DEM39417A
Authority: DE
Inventors: Felix Wankel
Original assignee: Mueller Wilhelm H & Co KG
Current assignee: Mueller Wilhelm H & Co KG
Priority date: 1958-10-27
Filing date: 1958-10-27
Publication date: 1966-04-14

Description

Einrichtung zum Befestigen von Nabenkörpern auf Wellen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Befestigen von Nabenkörpern auf Wellen mit mehreren in die Nabenbohrung eingesetzten außenkonischen Spannringen aus Federstahl, die mit den kegeligen Flächen an kegeligen Gegenflächen des Nabenkörpers und eines Druckringes oder paarweise mit kegeligen Flächen einander anliegen,- wobei zwischen den Spannringen oder Spannringpaaren ein oder je ein Abstandshaltering angeordnet ist.Device for fastening hub bodies on shafts The invention relates to a device for fastening hub bodies on shafts with a plurality of externally conical clamping rings made of spring steel which are inserted into the hub bore and which rest with the conical surfaces on conical counter surfaces of the hub body and a pressure ring or in pairs with conical surfaces. - wherein a or a spacer ring each is arranged between the locking rings or ring pairs.

Wenn Ringfedern, die aus geschlossenen inneren und äußeren Stahlringen mit einander anliegenden kegeligen Berührungsflächen bestehen, als Spannelemente zum Befestigen eines Nabenkörpers auf einer Welle Anwendung finden sollen, müssen die Innen- und Außenringe, da geschlossene Stahlringe nur in engen Grenzen elastisch verforinbar sind, mit genauen Abmessungen hergestellt und zur Erzielung einer ausreichend sicheren Reibverbindung mit großer Kraft gegeneinandergedrückt werden. Es ist nicht möglich, die elastische Formänderung geschlossener Spannringe zur überbrückung großer Toleranzen auszunutzen.When ring springs, made up of closed inner and outer steel rings with adjacent conical contact surfaces exist as clamping elements to be used for fastening a hub body on a shaft the inner and outer rings, since closed steel rings are only elastic within narrow limits are deformable, manufactured with precise dimensions and sufficient to achieve a secure friction connection are pressed against each other with great force. It is not possible, the elastic change in shape of closed clamping rings to bridge large ones Exploit tolerances.

Zur Vermeidung dieser bekannten Nachteile von aus Federstahl gefertigten Spannringen ist es bekannt, die Ringe statt aus Federstahl aus einem Werkstoff, beispielsweise ungehärtetem Stahl, Messing, Kupfer oder ähnlichem weichem Metall, oder aus Kunststoff zu fertigen, wobei der Werkstoff neben der Federung eine genügend hohe plastische Verformbarkeit besitzt. Ringe aus verhältnismäßig weichem Werkstoff haben jedoch den Nachteil, daß sie sich beim elastischen Verformen Ungenauigkeiten der zu verbindenden Teile anpassen und demzufolge keine genaue Zentrierung der zu verbindenden Teile gewährleistet ist. Nach einer anderen bekannten Druckschrift ist vorgesehen, von den mit kegeligen Berührungsflächen ineinandergreifenden Ringen eines Federringpaares nur den einen der beiden Ringe geschlossen, den anderen Ring dagegen geschlitzt auszuführen und zwischen zwei benachbarten Ringpaaren einen starren Abstandshaltering anzuordnen, der selbst keine Spannwirkung ausübt. Geschlitzte Federringe sind als Mittel zum Aufspannen von Nabenkörpern auf Wellen wegen des Mangels der Zentriergenauigkeit ungünstig.To avoid these known disadvantages of made of spring steel It is known that the rings are made of a material instead of spring steel for example unhardened steel, brass, copper or similar soft metal, or made of plastic, the material being sufficient in addition to the suspension has high plastic deformability. Rings made of relatively soft material however, they have the disadvantage that they lead to inaccuracies during elastic deformation of the parts to be connected and consequently no exact centering of the connecting parts is guaranteed. According to another known publication is provided by the rings interlocking with conical contact surfaces of a pair of spring washers only one of the two rings is closed, the other ring on the other hand slotted and a rigid one between two adjacent pairs of rings To arrange spacer ring, which itself exerts no tensioning effect. Slotted Spring washers are used as a means of clamping hub bodies on shafts because of the Unfavorable due to lack of centering accuracy.

Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zum Festspannen eines bolzenartigen Werkstückes in einem Futter, bei der im Futtergehäuse untergebrachte elastische Ringscheiben in axialer Richtung zusammengepreßt und dadurch mit ihren kreisringförmigen Innenflächen fest gegen das bolzenartige Werkstück angepreßt werden. Das bolzenartige Werkstück wird hierbei dadurch zentriert, daß sein bearbeitetei Schaft mit Paßsitz in gleichachsigen Bohrungen des Futtergehäuses und des die elastischen Ringscheiben zusammenpressenden Druckstückes eingesetzt wird.Also known is a device for tightening a bolt-type Workpiece in a chuck, with the elastic housed in the chuck housing Ring disks compressed in the axial direction and thereby with their circular ring-shaped Inner surfaces are pressed firmly against the bolt-like workpiece. The bolt-like The workpiece is centered in that its machined shaft with a snug fit in coaxial bores of the chuck housing and the elastic ring disks compressing pressure piece is used.

Schließlich ist es auch bekannt, Zahnräder und ähnliche Nabenkörper ohne Keil auf dem abgesetzten Ende einer Welle mit Hilfe eines langgestreckten Gummihohlzylinders zu befestigen, der zwischen der Bohrungswand des Nabenkörpers und dem abgesetzten Wellenende oder einer auf das abgesetzte Wellenende aufgeschobenen geschlitzten Metallhülse zwischen Druckringen eingespannt ist. Der durch Anziehen einer gegen den einen Druckring wirkenden Schraube in Richtung seiner Längsmittelachse zusammengepreßte Gummihohlzylinder drückt unmittelbar oder über die geschlitzte Metallhülse gegen das abgesetzte Wellenende radial nach innen und mit seiner Umfangsfläche gegen die Bohrungswandung des Nabenkörpers radial nach außen. Der Festsitz des Nabenkörpers auf der Welle ist dabei ausschließlich von den radialen Druckkräften des axial zusammengepreßten Gummihohlzylinders abhängig.Finally, it is also known to have gears and similar hub bodies without a wedge on the remote end of a shaft with the help of an elongated hollow rubber cylinder to attach the between the bore wall of the hub body and the remote Shaft end or a slotted one pushed onto the offset shaft end Metal sleeve is clamped between pressure rings. The one by attracting one against compressed the screw acting on a pressure ring in the direction of its central longitudinal axis Hollow rubber cylinder presses against directly or via the slotted metal sleeve the offset shaft end radially inwards and with its peripheral surface against the Bore wall of the hub body radially outwards. The tight fit of the hub body on the shaft is exclusively from the radial compressive forces of the axially compressed Depending on the hollow rubber cylinder.

Zum Spannen der Druckringe bei Einrichtungen zum Befestigen von Nabenkörpem auf Wellen unter Verwendung von Spannringen aus Federstahl ist es ebenfalls bekannt, axial gerichtete Spannschrauben auf einem Lochkreisdurchmesser radial außerhalb der konischen Spannflächen gleichmäßig verteilt anzuordnen.For tensioning the pressure rings in devices for fastening hub bodies on shafts using spring steel clamping rings, it is also known axially directed clamping screws on a pitch circle diameter radially outside of the conical clamping surfaces evenly distributed.

Erfahrungsgemäß ist es schwierig, einen langgestreckten Gummihohlzylinder durch axiales Zusammenpressen so zu verformen, daß er sich mit allen Stellen seiner Außenmantelfläche gleichmäßig fest gegen die zylindrische Bohrungswandung eines ihn umschließenden starren Körpers anlegt. Diese Schwierigkeit läßt sich durch Aufteilen des Gummihohlzylinders in ein Paket von mehreren unmittelbar aneinandergesetzten elastischen Ringscheiben nicht ganz ausschalten. Es besteht immer die Gefahr, daß der Gummihohlzylinder oder das Ringscheibenpaket infolge unterschiedlicher Haftreibung der einzelnen Umfangsstellen an der Bohrun , gswandung des N, abenkörpers zu rutschen beginnt, was einen starken Ab- rieb der Umfangsfläche des elastischen Spannmittels zur Folge hat und dann schon bald zu einem dauernden Schlupf des Nabenkörpers auf der Welle, führt.Experience has shown that it is difficult to deform an elongated hollow rubber cylinder by axially compressing it so that it rests evenly and firmly against the cylindrical bore wall of a rigid body surrounding it with all points of its outer jacket surface. This difficulty cannot be completely eliminated by dividing the hollow rubber cylinder into a package of several elastic ring disks placed directly next to one another. There is always the danger that the hollow rubber cylinder or annular disc package due to different static friction of the individual circumferential locations on the prepared holes, gswandung of N, abenkörpers to slip begins what a strong abrasion of the peripheral surface of the elastic tension means the result has and then soon to permanent slippage of the hub body on the shaft .

Mit der Erfindung wird bezweckt, eine Befestigung für Nabenkörper, wie z. B. für SteHringe oder Stegringe, auf Wellen zu schaffen, die die Vorteile der metallischen Spannringe in bezug auf festen, gut zentrierenden Klenunsitz des Nabenkörpers mit den besonderen Vorteilen eines elastischen Spannelementes aus Gummi oder gummiartigem Kunststoff, nämlich der Schwingungsdämpfung und einer vollkommenen Abdichtung gegen die Welle in sich vereinigt. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einer Nabenbefestigung mit metallischen Spannringen der eingangs angegebenen Ausführung in an sich bekannter Weise axial gerichtete Spannschrauben für die Druckringe auf einem Loclj'kreisdurrbi-nesser radial außerhalb der konischen Spannflächen gleichmäßig verteilt angeordnet sind und der oder die Abstandshalteringe in an sich bekannter Weise aus Gummi oder elastischem Kunststoff bestehen, wobei jedoch deren radiale Ausdehnung zwischen der Welle und der Nabe von den Spannschraubüm begrenzt ist.The aim of the invention is to provide a fastening for hub bodies, such as. B. for standing rings or leg rings, to create on shafts, the advantages of the metallic clamping rings in relation to firm, well centering Klenunsitz the hub body with the particular advantages of an elastic clamping element made of rubber or rubber-like plastic, namely the vibration damping and a perfect seal against the Wave united in itself. This is achieved according to the invention in that in a hub fastening with metallic clamping rings of the initially specified design, axially directed clamping screws for the pressure rings on a Loclj'kreisdurrbi-nesser are arranged evenly distributed radially outside the conical clamping surfaces and the or the Spacer rings are made of rubber or elastic plastic in a manner known per se, but their radial extent between the shaft and the hub is limited by the Spannschraubüm.

lEerbei erfüllt der in axialer Richtung stark zusammengepreßte elastische Abstandshaltering eine doppelte Aufggbe insofern, als einer5e eit5 5eine iadialen Spannkräfte gemeinsam ralt den den Nabenkörper gtuf der Welle festhalten und er andererseits die. erforderliche, Druc-kkraf.t auf die Stahlspannringe elastisch überträgt, D ie radialen und die axialen Spaunkräfte im Abstandshaltering bQeinflussen sich gegenseitig, Wenn die radialedSpannkrUfte des unter hoher S ann stehenden elastischen -p - ung Abstandshalte,ringes kurzzeitige etwa 5 schwäche Z w er -den, weil der Nabenkörper gegenüber der Welle oder die Welle gegenüber dem Nabenkörper in der D . rehbewegung ein wenig wrellt und dabei Schubkräfte, ün Abstandshal er! g ereugt, dann wachsen dir, .7 axialen Spanrikräfte entsprechend an und wirken hi verstärktem Maße auf d je Stali ,-Ispaanzinge, ein, so daß diese die vermin derte, H a -ibu s Abstand$-, -ftrf, . ng de halteringes sofort ausgleichen, Der mit dem oder den elastischen Abstand51ialteringen erzielte, sich selbst regulierende Spannungsausgleic-h verleiht der Nabenbefestigung eine begrenzte Dr##li.elastjz!t4 5cIlließt es aber aus, daß der Nabertkörper uud dip. Welle sich ständig gegeneinander drehen und Schlupfbewegungen ausführen, Die N4be,:abpfestigun& gemäß der Zrfindung zeichnet sich durch große Lebensdau er sowie durch rinfachen Aufbau und einfache, Montage und Demontage aus.In addition, the elastic spacer ring, which is strongly compressed in the axial direction, fulfills a double task insofar as a radial clamping forces hold the hub body in place on the shaft and on the other hand the. required, Pressure-kkraf.t elastically transferred to the steel clamping rings, D ie the radial and the axial Spaunkräfte in the spacer ring bQeinflussen each other when the radialedSpannkrUfte the under high S ann standing elastic -p - ung spacer, ring brief about 5 weakness Z he w -the because the hub body relative to the shaft or the shaft relative to the hub body in the D. Deer movement wrinkles a little and at the same time shear forces, ün a spacer! ereugt g, then you grow .7 axial Spanrikräfte accordingly and act hi increasingly on each Stali d, -Ispaanzinge, one, so that the latter-made the vermin, H -iBu a distance s $ -, -ftrf. Immediately compensate for the retaining ring, the self-regulating tension compensation achieved with the elastic spacer ring or rings gives the hub attachment a limited amount of pressure, but it excludes the possibility of the hub body and dip. The shaft constantly rotates against each other and slips.

In vorteilhafter Weise führt die progressive Kennlinie des Werkstoffes Gummi anfangs bei gering . en Kräften zu einer größeren Verformung dQ5 elastischen Abßtandshalteri-nges. Dadurch ist es möglich, die, Einzelteile der Nabenbefe5ti$ung gemäß der Erfin- dung mit einer größeren Toleranz der Abmegsungp-n für Bohrung und Wellenmaß herzustellen, so daß eine Feinstbearbeitung erspart wird und die Fertigungskosten verbilligt werden, Zur weiteren Verbesserung in dieser Hiiisiqht kö> nen der Nabenkörper, die, Spannringe, der Druckring und der oder die elastischen Abstandshalteringe in Wellenlängsrichtung geteilt ausgeführt und je aus zwei Hälften zusammellgeßptzt sein.Advantageously, the progressive characteristic curve of the rubber material initially leads to low . The forces leading to a greater deformation dQ5 elastic spacer bracket. This makes it possible to manufacture the individual parts of the hub mounting according to the invention with a greater tolerance of the dimensions for the bore and shaft dimensions, so that precision machining is saved and the manufacturing costs are reduced The hub body, the clamping rings, the pressure ring and the elastic spacer ring (s) are designed to be divided in the longitudinal direction of the shaft and each made up of two halves.

Weiterhin köimeli ancli anderü Nabenkör -per, wie.Furthermore, köimeli ancli other hub bodies, such as.

z. B. Muffen, oder mehrere Nabenkörper unmittelbar nderliegend oder in bestimmten Abständen erfolgend mit der Befestigungseinrichtung gemäß der Erfindung an einer Welle angebracht werden, beispielsweise um eine Labyrinthdichtung zu bilden.z. B. sleeves, or several hub bodies directly nderliegend or taking place at certain intervals with the fastening device according to the invention be attached to a shaft, for example to form a labyrinth seal.

In der Zeichnung ist die Erfindung am Beispiel der Befestigung eines Stellringes auf einer Welle veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 Querschnitte durch den Stellring und die zu seiner Befestigung dienenden Einzelteile im auseinandergenommenen Zustand, F i g. 2 einen Querschnitt durch den auf der Welle befe,st#ggten F i g. 3 einen Quer#rhnitt durch den auf der Wolle id sein r Befestigungsmittel in befestigten Stellring u.1 e zweiteillger Ausführung, Di_ Nabe des $tpItrlnges 2 ist mit einer Kegelfläche 3 versehen, die als AfflagefläQjie für die Kegelf14#,lie, 5 eines Spanunnges 4 aus Fedfrßtahl dient, Gegen die in radialer F-bene, liegende Stimfläche des $pannringes 4 liegt ein elastischer Abstandshaltering 11 -an, der aus Ciummi Qder gummiartigem Kunststoff hergestellt ist und, wie, gezeichnet, einen rechteckigen Querschnitt oder aber auch ein rundem, ovales oder bellebie andere gestaltetes Querscbnitts, Profil haben kann, Gegen den elastischen Abstandshaltermg 11 ist wieder ein Spannring 4 angesetzt, der mit seiner Kegielfläche 5 der Innenkegelfläche 8 eines Druck. ringes 6 zugekehrt ist, Der Stellring 2 weist Durche gängsbohrungen 10 und der Druckring 6 Gewinde" bohru en 9 für Seukkopfschrauben 7 auf, mit d en ng . en die Befestigung5mittel unter st&rk.Qm m alem Zusamnien drücken des Abstandshalteringes 1-1 zusammengespannt werden.In the drawing, the invention is illustrated using the example of the attachment of an adjusting ring on a shaft. It shows F i g. 1 cross-sections through the adjusting ring and the individual parts used to fasten it in the disassembled state, FIG. 2 shows a cross section through the FIG . 3 a transverse cut through the adjusting ring attached to the wool id its fastening means and a second embodiment, the hub of the tip length 2 is provided with a conical surface 3 , which acts as an attachment surface for the cone eleven, lie, 5 of a span 4 is from Fedfrßtahl, against which in radial F-bene, lying end face of the $ pannringes 4 is an elastic spacer ring 11 -an, which is made of Ciummi qThe rubber-like plastic and, as drawn, a rectangular cross section or a round, oval or bellebie other shaped cross-section, profile can have, Against the elastic spacer 11 a clamping ring 4 is again attached, which with its conical surface 5 of the inner conical surface 8 of a pressure. ring faces 6, the set ring 2 has Durche gängsbohrungen 10 and the pressure ring 6 "threads bohru en 9 for Seukkopfschrauben 7, ng with d s. s the Befestigung5mittel under st & rk.Qm m alem Zusamnien press the spacer ring are clamped together 1-1.

Dir, vorbßschriebenen Teile werden, wir, F i g. 2 erkennen 14ßt, in der in F i g. 1 - der Zeichnung grzeichneten Reihenfolge auf die Welle 1 aufgeschoben. Mit Hilfe, der SpiaklcQpfschrauben 7 wi # r. d sodann der Druckring 6 gegen den $tQllring Z angezogen, wobei sich die einzelnen Teile unter axinlem )Druck ineinandkrfügen bzw. gegeneinanderlegen und die Spannringe, 4, von denen der eine mit seiner Kege . lflächr 5 in die, Junruke2eIflärhi# 3 des Stellringe5 2 und des andere mit seiner fe ,geWäche 5 in die Innemkegelflächt# 8 des Druckringes eintritt, in merkbarer Weise verformt werden, Der in. wesentlich stärkerem Maße- verformte, elastische Ab3taildshaltering 11 umschließt dmdicht und unter Pteibungsschluß die, Welle 1 un -d dämpft Srhwingu.iigcii, die sich sonst von der Welle 1 auf den $trIlring 2 übertragen könnteii, Da der elastische Abstandshaltering 11, wenn er allseitig fest eingespannt ist, sich wie ein starrer Körper ve"rIi41t, wirkt er mit genügend holißm Preßdruck auf die Spannringe 4 ein, so daß dieße gebtaurht werden und sich fest gegen die Welle, 1 anlegen, Die erforderliche Kraft für das Zus4mmp ,gdrUcken der verformbaren Teile, wird durch die Se,-ukkopfscjirauben7 aufge. brar,ht# Auf diese Wei5e wird eine feste und vollkom# men dichte, Verbindung des Stellringes 2 mit der Welle 1 hergestellt. Die Dichtigkeit der Befestigung erlaubt es, diese beispielsweise auch für ölschleuderringe und für die Stegringe von Labyrinthdichtungen anzuwenden.You, the prescribed parts will be, we, F i g. 2 recognize 14 t, in which in F i g. 1 - the sequence shown in the drawing is pushed onto the shaft 1 . With the help of the SpiaklcQpfscrew 7 wi # r. Then the pressure ring 6 is tightened against the ring Z, whereby the individual parts fit into one another or lie against one another under axial pressure, and the clamping rings 4, one of which with its cone . l surface 5 enters the, Junruke2eIflärhi # 3 of the adjusting ring 5 2 and the other with its fe, geWächen 5 in the inner conical surface # 8 of the pressure ring, are deformed in a noticeable way At the end of the discussion, the wave 1 and d dampen Srhwingu.iigcii, which could otherwise be transferred from the wave 1 to the tri-ring 2, since the elastic spacer ring 11, when it is firmly clamped on all sides, moves like a rigid body It acts on the clamping rings 4 with sufficient pressure, so that they are tightened and placed firmly against the shaft 1 , ht # In this way, a firm and completely tight connection is established between the adjusting ring 2 and the shaft 1. The tightness of the fastening allows it, for example, for oil sc hleuderringe and for the leg rings of labyrinth seals to be used.

In F i g. 3 ist eine Ausführung einer Stellringbefestigung dargestellt, bei der der Stellring 2 auf der Welle 1 nachträglich aufgesetzt werden kann. Zu dieseih Zweck sind sowohl der Stellring 2 als auch die Spannringe 4 sowie der elastische Abstandshaltering 11 und der Druckring 6 in der Wellenlängsrichtung geteilt ausgeführt. Die beiden Hälften des Stellringes 2 werden mittels der Schrauben 12 zusammen geschraubt. Die geteilten Spannringe 4 und der geteilte elastische Abstandshaltering 11 werden in ähnlicher Weise wie beim ungeteilten Stellring des Ausführungsbeispiels der F i g. 1 durch den ebenfalls geteilten Druckring 6 zusammengehalten, und letzterer bekommt seinen Zusammenhalt durch die Senkkopfschrauben 7, mit denen die Druckringhälften an den zusammengeschraubten Stellring 2 angeschraubt werden.In Fig. 3 shows an embodiment of an adjusting ring attachment in which the adjusting ring 2 can be placed on the shaft 1 at a later date. For this purpose, both the adjusting ring 2 and the clamping rings 4 as well as the elastic spacer ring 11 and the pressure ring 6 are designed to be divided in the longitudinal direction of the shaft. The two halves of the adjusting ring 2 are screwed together by means of the screws 12. The divided clamping rings 4 and the divided elastic spacer ring 11 are made in a manner similar to that of the undivided adjusting ring of the exemplary embodiment in FIG . 1 held together by the pressure ring 6 , which is also divided, and the latter is held together by the countersunk screws 7 with which the pressure ring halves are screwed onto the screwed-together adjusting ring 2.

Claims

Claims: 1. Device for fastening hub bodies on shafts with several outer conical clamping rings made of spring steel, which are inserted into the hub bore and which rest with the conical surfaces on conical mating surfaces of the hub body and a pressure ring or in pairs with conical surfaces, whereby between the clamping rings or clamping ring couples one or a respective spacer ring is arranged, d a d u rch in that arranged in known manner axially directed clamping screws (7) for the pressure rings (6) on a pitch circle diameter radially outside the conical clamping surfaces (5, 8) uniformly distributed and the spacer ring (s) (11) are made of rubber or rubber-elastic plastic in a manner known per se, but their radial extension between the shaft (1) and the hub is limited by the clamping screws.

2. Device according to claim 1, characterized in that in a known manner the hub body (2), the clamping rings (4), the pressure ring (6) and the or the elastic spacer ring (11) executed divided in the longitudinal direction of the shaft and each of two Halves are put together. Considered publications: German Patent Nos. 747 274, 862 847, 917041; British Patent Nos. 605374, 742712.