DE1859443U

DE1859443U - DEVICE FOR CENTERING HUBS ON SHAFTS WHICH ARE SMALLER THAN THE DIAMETER OF THE HUB EAR.

Info

Publication number: DE1859443U
Application number: DE1962P0019700
Authority: DE
Inventors: Oskar E Peter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-03-28
Filing date: 1962-03-28
Publication date: 1962-10-04

Description

Vorrichtung zum Zentrieren von Naben auf Wellen, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Nabenbohrung Gegenstand der Neuerung ist eine Vorrichtung zum Zentrieren von Naben auf Wellen, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Nabenbohrung, insbesondere in Verbindung mit den in der Technik bekannten Ringfeder-Spannelementen und Spannsätzen. Device for centering hubs on shafts whose diameter is smaller than the diameter of the hub bore. The subject of the innovation is a Device for centering hubs on shafts with a diameter smaller than the diameter of the hub bore, especially in connection with those used in technology known ring spring clamping elements and clamping sets.

Ringfeder-Spannelemente, bestehend aus einem Innen-und Außenspannring mit kegeligen Berührungsflächen, die bei axialer Beaufschlagung durch geeignete Spannmittel auf die Welle und gegen die Bohrung der Nabe gepreßt werden, sind bekannt. und dienen als Reibschlußverbindung zur Übertragung von Drehmomenten. Diese Spannelemente und Spannsätze sind in der Lage, außerordentlich große Drehmomente durchzuleiten.Ring spring clamping elements, consisting of an inner and an outer clamping ring with tapered contact surfaces, which when axially applied by suitable Clamping means are pressed onto the shaft and against the bore of the hub are known. and serve as a frictional connection for the transmission of torques. These clamping elements and clamping sets are able to transmit extremely large torques.

Die axiale Spannkraft für die Spannelemente wird durch Spannschrauben in Verbindung mit Flanschen, Druckbuchsen, Zwischen-und Endbuchsen aufgebracht, die zwischen der Welle und der Nabenbohrung eingesetzt sind. Zur Zentrierung bzw. zur Erzielung einer vertretbaren Rundlaufgenauigkeit der Nabe weist diese eine abgesetzte Bohrung dergestalt auf, daß die kleinere Bohrung mit einem engen Passungssitz auf die Welle aufgepaßt wird, was in der Herstellung schwierig, zeitraubend und teuer ist. Außerdem ist nachteilig, daß die Nabe nur an einem Ende zentriert wird und die vorgeschalteten Spannelementekegeligen Spannringe-je nach der Herstellungsgenauigkeit der Spannringe und den Spannorganen mehr oder weniger zum Verkanten neigen, so daß die Nabe aus der Achsmitte kommt, wodurch beachtliche Rundlauffehler und nicht vertretbare Taumelbewegungen entstehen. Ferner ist nachteilig, daß durch die zur Verwendung kommenden Druckbuchsen, Zwischen-und Endbuchsen bei axialer Beaufschlagung der Spannelemente beachtliche Reibung überwunden werden muß, wodurch wertvolle axiale Spannkraft verloren geht und sich dementsprechend das übertragbare Drehmoment verringert. Auch sind Rollen-und Nadellager sowie Kugelbüchsen bekannt. Die ersteren dienen zur Reibungsverminderung zwischen Wellen und umlaufenden Rotationskörpern, während die Kugelbüchsen zur Verringerung der Reibung bei Axialbewegungen Verwendung finden. Demgegenüber ist die Neuerung darin zu sehen, daß die ringförmige Vorrichtung aus einem hochfesten Werkstoff besteht, um die in Verbindung mit Ringfeder-Spannelementen auftretenden be3' Z, 7 achtlichen axialen Spannkräfte aufzunehmen, wobei die eingesetzten Wälzkörper z. B. Rollen, Nadeln, Kugeln o. dgl. ausschließlich nur zur Zentrierung der Nabe auf der Welle dienen.The axial clamping force for the clamping elements is applied by clamping screws in connection with flanges, pressure bushings, intermediate and end bushings, which are inserted between the shaft and the hub bore. For centering or to achieve an acceptable concentricity of the hub, the hub has a stepped bore in such a way that the smaller bore is fitted with a tight fit on the shaft, which is difficult, time-consuming and expensive to manufacture. It is also disadvantageous that the hub is centered only at one end and the upstream clamping element-conical clamping rings - depending on the manufacturing accuracy of the clamping rings and the clamping elements, tend to tilt more or less, so that the hub comes out of the center of the axis, causing considerable runout errors and unjustifiable Tumbling movements arise. A further disadvantage is that the pressure bushings, intermediate and end bushings used have to overcome considerable friction when the clamping elements are axially loaded, so that valuable axial clamping force is lost and the torque that can be transmitted is accordingly reduced. Roller and needle bearings and ball bushings are also known. The former are used to reduce friction between shafts and rotating bodies of revolution, while the spherical bushings are used to reduce friction during axial movements. In contrast, the innovation is to be seen in the fact that the ring-shaped device consists of a high-strength material, to avoid the be3 'that occur in connection with Ringfeder clamping elements Z, 7 take eight axial clamping forces, the rolling elements used z. B. rollers, needles, balls o. The like. Only used to center the hub on the shaft.

Um diese und andere Nachteile zu beseitigen, wird neuerungsgemäß vorgeschlagen, die bekannten Druckbuchsen, Zwischen-und Endbuchsen, durch eine ringförmige Vorrichtung mit eingesetzten Wältkörpern zu ersetzen, die gleichzeitig zum Zentrieren der Nabe dient. Das Wesentliche der Neuerung besteht darin, daß die axial in den Ringraum zwischen der Bohrung der Nabe und der Welle einführbare ringförmige Vorrichtung aus einem hochfesten Stahl besteht und eine Mehrzahl von über ihren Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Wälzkörper, z. B.In order to eliminate these and other disadvantages, it is proposed according to the innovation that the known pressure sleeves, intermediate and end sleeves, by means of an annular device to be replaced with inserted rolling bodies, which simultaneously center the hub serves. The essence of the innovation is that the axially into the annulus annular device insertable between the bore of the hub and the shaft consists of a high-strength steel and a plurality of uniformly around its circumference distributed rolling elements, z. B.

Zentrierrollen, Zentriernadeln, Zentrierkugeln o. dgl. aufweist, deren Durchmesser annähernd der Höhe des Ringraummaßes entspricht, wobei die Wälzkörper in an sich bekannter Weise in entsprechende radiale Ausnehmungen der ringförmigen Vorrichtung mit Spiel eingesetzt sind.Centering rollers, centering needles, centering balls or the like Diameter approximately corresponds to the height of the annulus, with the rolling elements in a manner known per se in corresponding radial recesses of the annular Device with play are used.

In einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung weist die ringförmige Vorrichtung jeweils zwei oder mehr hintereinander angeordnete Wälzkörper auf. Ferner wird als Neuerung beansprucht, daß die Wälzkörper-Zentrierrollen an ihren Enden Axialzapfen aufweisen, wobei übergreifende Metallbänder oder Sprengringe, die mit der ringförmigen Vorrichtung fixiert sind, die Wälzkörper-Zentrierrollen oder Zentrierkugeln gegen Herausfallen sichern.In a further embodiment of the innovation, the ring-shaped Device each have two or more rolling elements arranged one behind the other. Further is claimed as a novelty that the rolling element centering rollers at their ends Have axial journals, with overlapping metal bands or snap rings, which with the annular device are fixed, the rolling element centering rollers or centering balls secure against falling out.

Mit den Mitteln der Neuerung ist es nunmehr möglich in Verbindung mit Ringfeder-Spannelementen Naben mit Wellen fast spielfrei mit hoher Rundlaufgenauigkeit zur Übertragung von Drehmomenten kraftschlüssig zu verbinden. Die in der ringförmigen Vorrichtung am Umfang angeordneten Wälzkörper-Zentrierrollen o. dgl.- dienen gleichzeitig als Tragrollen zur Aufnahme des Nabengewichts-bei großen Schwungscheiben sehr beachtlich-, wodurch die Spannelemente (kegeligen Spannringe) entlastet sind und sich beim Spannen und Entspannen ohne Behinderung radial stauchen und dehnen können. Dadurch, daß die Wälzkörper z. B. die Zentrierrollen zwischen der Welle und der Nabenbohrung nur Linienberührung haben, wird die eingeleitete Axialkraft mit geringen Reibungsverlusten auf die Spannelemente übertragen, so daß bei gleicher Axialkraft gegenüber den bekannten Einrichtungen größere Drehmomente übertragen werden. Durch die Linienberührung dQ2 der Wälzkörper-Zentrierrollen-ist es weiter gegeben, daß die Demon- Demontage der Nabe ohne Behinderung nach Wegnahme der axialen Spannkraft erfolgen kann, da die kegeligen Spannringe ohne Belastung durch die Nabe in ihre Ursprungslage zurückfedern können. Auch die stufenlose winkelgenaue Einstellung der Nabe kann in Verbindung mit den Wälzkörpern spielend leicht vorgenommen werden. Ferner ermöglicht die ringförmige Vorrichtung mit den eingesetzten Wälzkörpern und den übergreifenden Metallbändern oder Sprangringen ein schnelles Auswechseln der Wälzkörper, so daß durch Einsetzen von Wälzkörpern, die im Durchmesser annähernd der Höhe des Ringraummaßes entsprechen, eine fast spielfreie Zentrierung der Nabe mit hoher Rundlaufgenauigkeit gegeben ist. Mit den Mitteln der Neuerung sind jede denkbaren Einbaumöglichkeiten der Spannelemente gegeben. Vorteilhaft ist es, daß die Bohrungen der Naben nunmehr glatt durchgehend ausgeführt werden können, was die Herstellung wesentlich erleichtert und verbilligt. Die zu einer Vorrichtung gehörenden Wälzkörper, wie Zentrierrollen usw., werden auf spitzenlosen Schleifmaschinen praktisch mit dem gleichen Durchmesser in höchster Präzmsionsausführung von angelernten Kräften äußerst wirtschaftlich hergestellt. Durch den Einbau von Zentrierrollen aus Kunststoff kann der Reibungswiderstand der ringförmigen Vorrichtung bei axialer Verschiebung noch weiter verringert und der Wirkungsgrad erhöht werden. Bei Naben mit großen Breiten ist es für die Zentriergenauigkeit von besonderem Vorteil, die ringförmige Vorrichtung mit jeweils zwei oder mehr hintereinander angeordneten Wälzkörpern-Zentrierrollen o. dgl.-gemäß der Neuerung zu verwenden. Die Ballige Ausführung der Stirnseiten der ringförmigen Vorrichtung hat den Vorteil, daß die anliegenden Planstirnflächen der kegeligen Spannringe beim Spannvorgang sich mit geringerer Reibung radial stauchen und dehnen können, auch werde Fehler der ringförmigen Vorrichtung eleminiert, wodurch weiter der Wirkungsgrad der gesamten kraftschlüssigen Reibschlußverbindung verbessert wird.With the means of the innovation it is now possible in connection with ring spring clamping elements, hubs with shafts with almost no backlash and high concentricity to be frictionally connected for the transmission of torques. The one in the ring-shaped Device arranged on the circumference rolling element centering rollers or the like - serve at the same time as support rollers for taking up the hub weight - very considerable with large flywheels - whereby the clamping elements (conical clamping rings) are relieved and when clamping can compress and stretch radially and relax without hindrance. As a result of that the rolling elements z. B. the centering rollers between the shaft and the hub bore only have line contact, the introduced axial force is generated with low friction losses transferred to the clamping elements, so that with the same axial force compared to the known Facilities larger torques are transmitted. The line contact dQ2 of the rolling elements-centering rollers-it is further given that the demon- Dismantling the hub can take place without hindrance after removal of the axial clamping force, since spring back the tapered clamping rings to their original position without any load from the hub can. The infinitely variable angle adjustment of the hub can also be used in conjunction can be easily done with the rolling elements. Furthermore, the ring-shaped Device with the rolling elements used and the overlapping metal strips or jump rings a quick replacement of the rolling elements, so that by inserting of rolling elements, the diameter of which corresponds approximately to the height of the annulus dimension, an almost backlash-free centering of the hub with high concentricity is. With the means of the innovation every conceivable installation possibility of the clamping elements are possible given. It is advantageous that the bores of the hubs are now smooth and continuous can be carried out, which makes production much easier and cheaper. The rolling elements belonging to a device, such as centering rollers, etc., are on centerless grinding machines with practically the same diameter in the highest Precision execution produced extremely economically by semi-skilled workers. By installing centering rollers made of plastic, the frictional resistance of the annular device with axial displacement even further reduced and the Efficiency can be increased. For hubs with large widths it is for the centering accuracy Of particular advantage, the ring-shaped device with two or more in a row arranged rolling elements-centering rollers or the like-to be used according to the innovation. The convex design of the end faces of the ring-shaped device has the advantage that the adjacent flat end faces of the conical clamping rings during the clamping process can compress and expand radially with less friction, and there will also be errors the annular device is eliminated, thereby further increasing the efficiency of the whole frictional connection is improved.

Die Neuerung wird beispielsweise in fünf Abbildungen dargestellt.The innovation is shown in five figures, for example.

Es zeigen Abb. l die ringförmige Vorrichtung mit eingesetzten Wälzkörpern-Zentrierrollen-gemäß der Neuerung in einem axialen Schnitt nach der Linie B-B der Abb. 2, Abb. 2 die ringförmige Vorrichtung mit Zentrierrollen in einem Schnitt nach der Linie C-C der Abb. 1, Abb. 3 eine ringförmige Vorrichtung mit an den Enden angeordneten Wälzkörpern-Zentrierkugeln-in einem axialen Schnitt nach der Linie D-D der Abb. 4, Abb. 4 die ringförmige Vorrichtung mit Zentrierkugeln in einem Schnitt nach der Linie E-E der Abb. 3 und Abb. 5 ein Einbaubeispiel mit einer ringförmigen Vorrichtung mit zwei hintereinander angeordneten Wälzkörpern-Zentrierrollen-, zwei Spannelementen, eingesetzt zwischen einer Welle und einer Nabe mit Druckstück und Spannschraube in einem axiqlen Schnitt.Fig. 1 shows the annular device with inserted rolling elements - centering rollers - according to the innovation in an axial section along the line BB in Fig. 2, Fig. 2 the annular device with centering rollers in a section along the line CC in Fig. 1, Fig. 3 shows an annular device with rolling elements arranged at the ends - centering balls - in an axial section along the line DD in Fig. 4, Fig. 4 the ring-shaped device with centering balls in one Section along the line EE in Fig. 3 and Fig. 5 shows an installation example with an annular device with two rolling elements, centering rollers and two clamping elements, arranged one behind the other, inserted between a shaft and a hub with a pressure piece and clamping screw in an axial section.

Wienaus den Abb. 1 und 2 hervorgeht, besteht die Vorrichtung zum Zentrieren von Naben auf Wellen aus einer geschlossenen ringförmigen Vorrichtung 1 aus hochfestem Stahl mit am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Ausnehmungen la, in welchen die Wälzkörper-Zentrierrollen 2 mit Spiel eingesetzt sind. Die Wälzkörper-Zentrierrollen 2 weisen an ihren Enden Axialzapfen 2a auf, wobei diese innen und außen durch je ein geschlitztes Metallband 3, die in entsprechende umlaufende Nuten der ringförmigen Vorrichtung 1 sitzen, gegen Herausfallen gesichert sind.As can be seen from Figs. 1 and 2, there is the device for centering of hubs on shafts from a closed annular device 1 made of high strength Steel with recesses la, which are evenly distributed around the circumference, in which the rolling element centering rollers 2 are used with play. The rolling element centering rollers 2 have axial pins 2a at their ends, these inside and outside by each a slotted metal band 3, which is in corresponding circumferential grooves of the annular Device 1 sit, are secured against falling out.

Die Vorrichtung gemäß Abb. 3 und 4 besteht aus der geschlossenen ringförmigen Vorrichtung Ib aus hochfestem Stahl mit balligen Stirnseiten Id und fluchtend hintereinander angeordneten Bohrungen 1c zur Aufnahme der Wälzkörper-Zentrierkugeln 4. Übergreifende Spreng ringe 5, die in umlaufende Nuten der ringförmigen Vorrichtung Ib Aufnahme gefunden haben, sichern die Zentrierkugeln 4 gegen Herausfallen.The device according to Fig. 3 and 4 consists of the closed ring-shaped Device Ib made of high-strength steel with spherical end faces Id and aligned one behind the other arranged holes 1c for receiving the rolling element centering balls 4. Overarching Snap rings 5, the recording in circumferential grooves of the annular device Ib have found, secure the centering balls 4 against falling out.

Das Einbaubeispiel nach Abb. 5-für breite Naben-zeigt eine ringförmige Vorrichtung 6 mit zwei fluchtend hintereinander angeordneten Ausnehmungen 6a, in welchen Wälzkörper-Zentrierrollen 7 mit Axialzapfen 7a sitzen, über diese Metallbänder 8 innen und außen greifen.The installation example according to Fig. 5 - for wide hubs - shows an annular one Device 6 with two recesses 6a arranged in alignment one behind the other, in which rolling element centering rollers 7 sit with axial journals 7a over these metal strips 8 grip inside and outside.

An den Enden der ringförmigen Vorrichtung 6 ist je ein Ringfeder-Spannelement 9 vorgeschaltet. Die ringförmige Vorrichtung 6 mit Zentrierrollen 7 und Spannelementen 9 ist in dem Ringraum zwischen der abgesetzten Welle 10 und der Nabe 11 eingesetzt. Durch ein Druckstück 12, welches in Funktionsverbindung mit einer zentralen Spannschraube 13 steht, die in einer Gewindebohrung der Welle 10 sitzt, werden beim Anziehen der Spannschraube 13 die Spannelemente 9 und die ringförmige Vorrichtung 6 mit Zentrierrollen 7 axial beaufschlagt, wodurch mittels der Spannelemente 9 ein spielfreier Kraftschluß zwischen der Welle 10 und der Nabe 11 zur Übertragung von Drehmomenten erzielt wird. Auch kann der ringförmige Körper in Kombination mit Zentrierkugeln 4 und Zentrierrollen 2 ausgeführt sein.At each end of the ring-shaped device 6 there is an annular spring tensioning element 9 upstream. The ring-shaped device 6 with centering rollers 7 and tensioning elements 9 is inserted in the annular space between the offset shaft 10 and the hub 11. By a pressure piece 12, which is functionally connected to a central clamping screw 13 is, which sits in a threaded hole in the shaft 10, when you tighten the Clamping screw 13, the clamping elements 9 and the annular device 6 with centering rollers 7 axially applied, whereby by means of the clamping elements 9 a backlash-free frictional connection is achieved between the shaft 10 and the hub 11 for the transmission of torque. The annular body can also be used in combination with centering balls 4 and centering rollers 2 be executed.

- Schutzansprüche-5- - Protection claims-5-

Claims

Protection claims: 1. Device for centering hubs on shafts whose diameter is smaller than the diameter of the hub bore, characterized in that the annular device (1) which can be axially inserted into the annular space between the bore of the hub and the shaft consists of a high-strength steel and a plurality of evenly distributed over its circumference arranged rolling elements (2) z. B. having rollers, needles, balls o. direction (1) are used with play. 2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the

annular device (1, lb, 6) each has two or more rolling elements (2,4,7) arranged one behind the other.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that the rolling element centering rollers (2, 7) have axial journals (2a, 7a) at their ends, wherein overlapping metal bands (3, 8) or snap rings (5) with the annular Device (l, lb, 6) are fixed, secure the rolling elements (2,4,7) against falling out.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the rolling element centering rollers (2,7) made of an abrasion-resistant plastic with a consist of small coefficients of friction.

5. Device according to claim 1 or subsequent, characterized in that that the end faces of the annular device (alb) have a spherical shape (led).