DE1214944B

DE1214944B - Einrichtung zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstueck

Info

Publication number: DE1214944B
Application number: DER30007A
Authority: DE
Inventors: Karl Heinrich Schroepfer
Original assignee: Ringfeder GmbH
Current assignee: Ringfeder GmbH
Priority date: 1961-03-30
Filing date: 1961-03-30
Publication date: 1966-04-21

Description

Einrichtung zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstück Zur kraftschlüssigen Verbindung von Wellen mit Nabenkörpern ist eine Einrichtung zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstück bekanntgeworden, bei der in einer Bohrung des Werkstückes, deren Durchmesser größer als der Bolzendurchmesser ist, ein Spannringsatz aus konischen Ringen eingeschaltet ist, der bei axialer Verspannung des Bolzens den Ringraum zwischen Bolzen und Werkstück ausfüllt. Dabei können die aus elastischem Werkstoff bestehenden Spannringe geschlossen oder geschlitzt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei mit konischen Berührungsflächen ineinandergreifenden Spannringen das Rückfederungsvermögen zum Zwecke der leichteren selbsttätigen Lösbarkeit bei Wegnahme der Verspannungskraft zu erhöhen. Die Erfindung geht dabei von der Tatsache aus, daß bei flachem Konuswinkel der Spannelemente zwar höhere Drehmomente zwischen Welle und Nabe übertragen werden können, dabei jedoch die den selbsttätigen Lösevorgang bedingenden Rückstellkräfte absinken, so daß bei sehr flachem Konuswinkel unter Umständen Selbsthemmung eintreten kann.
Es ist bei Spannelementen, deren Ringe mit konischen Berührungsflächen ineinandergreifen, zwar bekannt, den Lösevorgang durch die Werkstoffeigenschaften unterschiedlicher Materialien günstiger zu gestalten als bei der Verwendung der im allgemeinen hierfür üblichen Stahlringe. Auch wurde bereits vorgeschlagen, die Druckstücke von Spannsätzen mit gegenläufigem Gewinde zur mechanischen Beeinflussung des Lösevorgangs zu versehen. Diese Maßnahmen bedingen indessen die Einzelfertigung mit entsprechendem Preisaufwand. Bei insbesondere für Reibungskupplungen zur Rückstellung anderer Teile verwendeten geschlossenen oder geschlitzten Sperr- und Zwischenlegscheiben und bei Unterlegscheiben ist es ferner bekannt, diese zur Erhöhung des Widerstands- und Federungsvermögens in Umfangsrichtung zu wellen.
Schließlich sind Befestigungen von Naben auf Wellen mittels federnder Hülsen bekannt, die aus zwei ineinandergewundenen Schraubenfedern bestehen. Dabei können diese Schraubenfedern auf dreieckfönnigem Querschnitt verschiedene Steigungen aufweisen, wodurch bei größerer Steigung der Konuswinkel die Rückstoßkraft vergrößert und damit der Lösevorgang begünstigt wird. Dies geschieht dann naturgemäß zuungunsten der aufzubringenden Axialkraft. Spannverbindungen dieser Art kommen im übrigen wegen ihrer geringen Federkonstante und ihres großen Platzbedarfs in axialer Richtung nicht zur Anwendung.
Demgegenüber sind nach -der Erfindung die geschlossenen und/oder geschlitzten Spannringe selbst mit unebenen Stirnflächen gefertigt und sind während der Verspannung ganz oder vorzugsweise in die ebene Lage drückbar. Auf diese Weise tritt zu dem radialen Rückfederungsvermögen noch eine erhebliche axiale Rückfederung, die den Lösevorgang auch unter ungünstigen Umständen. sicherstellt.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung in acht Figuren schematisch dargestellt.
Wie F i g. 1 in Stirnansicht zeigt, bestehen die Spannelemente aus einem Innenring 1 und einem Außenring 2, die mit konischen Berührungsflächen ineinandergreifen, so daß bei axialer Beaufschlagung eine Verringerung des Durchmessers der Innenringe und eine Vergrößerung des Durchmessers der Außenringe eintritt und eine Verbindung zwischen Welle und Nabenkörper herbeigeführt wird. Dabei können sowohl die Außenringe als auch die Innenringe geschlossen oder geschlitzt sein oder geschlossenen Außenringen geschlitzte Innenringe, und umgekehrt, zugeordnet sein.
Bei der im Querschnitt gezeigten Ausführungsform nach F i g. 2 ist dem geschlitzten Innenring 1 ein geschlitzter Außenring 2 zugeordnet. Dabei sind die Stimflächen a des Innenringes 1 uneben nach Art einer fortlaufenden Wellung ausgebildet. Auf diese Weise ergibt sich während der Verspannung eine Federung f in axialer Richtung, die in gleicher Weise bei der Entspannung wirksam wird und damit das Rückfederungsvermögen erheblich erhöht.
Bei dem in F i g. 3 im Querschnitt gezeigten Spannelement ist der Innenring 4 mit ebenen und der geschlitzte Außenring 3 mit unebenen Stirnflächen a ausgebildet, der damit die Federung j in axialer Richtung ergibt.
Die Ausführungsform nach F i g. 4 zeigt im Querschnitt den Außenring 5 und den Innenring 6 mit unebenen Stimflächen a, so daß sich sowohl für den Außenring als auch für den Innenring -eine zusätzliche Axialfederung f ergibt.
In F i g. 5 -und 6 ist im Teilquerschnitt beispielsweise eine Ausführungsform für den Einbau eines Spannelementes nach F i g. 3 zwischen einem Nabenkörper 7 und einer Welle 8 gezeigt, und zwar in F i g. 5 im ungespannten und in F i g. 6 im verspannten Zustand. Der Außenring 3 liegt mit seiner zugeordneten unebenen Fläche 4 an der hinteren Wand der Sackbohrung des Nabenkörpers 7 an, und der ebenfalls über die Welle 8 geschobene Innenring 4 liegt lose auf der Welle 8 und greift mit seiner konischen Außenfläche in die konische Innenfläche des Außenringes 3 ebenfalls lose ein. Bei Aufbringung einer Axialkraft in Pfeilrichtung nach F i g. 6 wird zunächst der Außenring 3 um das Maß der Federung f in die ebene Lage gedrückt, und hierbei sowie im weiteren Verlauf der axialen Beaufschlagung wird der Außenring 3 gedehnt und der Innenring 4 zusammengedrückt. Auf diese Weise ist eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Nabenkörper 7 und Weile 8 herbeigeführt.
F i g. 7 zeigt in Ansicht zum besseren Verständnis die Abwicklung eines der vorstehend erläuterten Schlitzringe mit vor dem Verspannen unebenen Stirnflächen a, wobe i f wiederum das Maß der Axialfederung und PR bzw. die für die leichte Lösbarkeit der Verbindung gewonnene Rückfederungskraft bedeuten.
Schließlich ist in F i g. 8 die Abwicklung einer Sonderausführung geschlitzter Ringe für Spannelemente nach der Erfindung im verspannten Zustand gezeigt. Aus Profilstahl mit ebenen Stimflächen hergestellte Ringe dieser Art werden durch. entsprechend geformte vordere und hintere Druckstücke 9, 10 mit spiegelbildlich gleichen Unebenheiten während der Verspannung derart verwunden, daß ihre Stimflächen a die in der Zeichnung dargestellten Konturen aufweisen, wobei sich auch in diesem Falle das für den Lösevorgang erwünschte Federungsmaß f bzw. die Rückstoßkraft PR ergibt. Der besseren übersichtlichkeit halber sind auch die Druckstücke in Abwicklung gezeigt.
Die Erfindung ist'nicht an die in den Zeichnungen. dargestellten Lösungen gebunden. Es sind vielmehr weitere Ausführungsformen denkbar, bei denen die Ringe der Spannelemente im Sinne einer zusätzlichen Rückstellkraft PR zwecks leichterer Lösbarkeit der Verbindung auf andere Weise geformt sind oder verformt werden. Insbesondere erstreckt sich der Schutz auch auf Einzelringe, die mit einer konischen Fläche auf entsprechend konisch gestalteten Wellen oder in konisch ausgebildete Nabenbohrungen zu Verspannungszwecken eingreifen.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstück, bei der in einer Bohrung des Werkstückes ein aus geschlossenen und/oder geschlitzten konischen Ringen . bestehender Spannringsatz angeordnet ist, insbesondere zur kraftschlüssigen Verbindung von Wellen mit Nabenkörpern, dadurch gekennzeichn e t, daß die Spannringe (1, 3, 5, 6) mit unebenen Stirnflächen(a) gefertigt und während. der Verspannung ganz oder vorzugsweise in die, ebene Lage drückbar sind.
2. Einrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe mit ebenen Stimflächen gefertigt sind und durch den Spannelementen zugeordnete vordere oder/und hintere Druckstücke (9, 10) mit spiegelbildlich gleichen Unebenheiten während der Verspannung uneben drückbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1028 397, 926 706, 917 041, 272 823; französische Patentschrift Nr. 536 038; britische Patentschrift Nr. 457 206.