DE19543334A1

DE19543334A1 - Verbindung drehmomentübertragender Maschinenteile

Info

Publication number: DE19543334A1
Application number: DE1995143334
Authority: DE
Original assignee: Iprotec Maschinen und Edelstahlprodukte GmbH
Current assignee: Iprotec Maschinen und Edelstahlprodukte GmbH
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2015-11-22
Also published as: DE19543334B4

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung drehmomentübertragender Maschinenteile über eine eine Innenkontur sowie eine entsprechende Außenkontur aufweisende Aufnahme.

Derartige Verbindungen sind in den verschiedensten Ausführungsformen aus der Praxis bekannt. Die Drehmomentübertragung wird bei diesen bekannten Verbindungen beispielsweise durch eine Verzahnung der Aufnahme, durch Paßfeder-Verbindungen oder Verstiftung bzw. Verschraubung der Aufnahmeteile erreicht. Nachteilig bei diesen bekannten Verbindungen ist, daß insbesondere bei den Paßfeder-Verbindungen und beim Verstiften bzw. Verschrauben die Kraftübertragung nur durch diese Verbindungselemente erreicht wird, die die gesamten Momentenkräfte aufnehmen müssen, was zwangsläufig eine starke Begrenzung der übertragbaren Kräfte zur Folge hat. Darüber hinaus müssen bei diesen Verbindungen die zu verbindenden Teile bei der Montage aufwendig zentriert und gegeneinander ausgerichtet werden, um die die Kraftübertragung herbeiführenden Verbindungselemente einsetzen zu können. Eine solche Arbeit ist aufwendig und hat lange Maschinenstillstandszeiten zur Folge.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine drehmomentübertragende Verbindung für Maschinenteile zu schaffen, die selbstzentrierend und hochbelastbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innen- und Außenkontur jeweils als Polygonprofil mit zur Drehachse geneigten Übertragungsflächen ausgebildet sind.

Durch die Ausbildung der Übertragungsflächen der Aufnahme als Polygonprofile wird erreicht, daß die gesamte Umfangsfläche als Übertragungsfläche für die Drehmomentenübertragung zur Verfügung steht. Ebenso bedarf es keines aufwendigen Ausrichtens der zu verbindenden Teile in eine bestimmte Verbindungsposition, da durch ein einfaches Verdrehen der Teile gegeneinander diese nach einem nur kurzen Verdrehweg sicher ineinandergreifen. Die Selbstzentrierung der Teile aufeinander wird erfindungsgemäß durch die zur Drehachse geneigt ausgebildeten Übertragungsflächen erreicht. Aufgrund der zueinander geneigten Übertragungsflächen der zu verbindenden Teile schieben sich diese spätestens im Betrieb selbstzentrierend auf- und gegeneinander. Die Herstellung der Polygonprofile erfolgt vorteilhafterweise durch die Überlagerung von zykloiden Bewegungen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Übertragungsflächen einen geraden Flächenverlauf auf, so daß diese kegel- oder konusförmig ausgebildet sind.

Um auch einen leichten Versatz der miteinander zu verbindenden Drehachsen ausgleichen zu können, können die Übertragungsflächen mit einem gekrümmten Flächenverlauf ausgebildet kegelschnittförmig bzw. sphärisch ausgebildet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Polygonprofile der Innen- und Außenkontur abgerundete Ecken auf. Durch diese Abrundung der Ecken des Polygonprofils werden Spannungsspitzen im Bereich der Übertragungsflächen vermieden.

Zur Erleichterung der Montage bzw. Demontage der Verbindung und zur Gewährleistung einer gleichbleibenden Drehmomentübertragung sind die die Verbindung darstellenden Teile der Aufnahme fest gegeneinander verspannbar. Dieses Verspannen kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch erfolgen, daß die Polygonprofile der Innen- und Außenkontur durch eine in axialer Richtung wirkende Federkraft in axialer Richtung kraftschlüssig und in Umfangsrichtung formschlüssig miteinander verbunden werden. Durch die Federkraft wird erreicht, daß einerseits die die Innenkontur und die Außenkontur aufweisenden Teile der Aufnahme zuverlässig und fest in Eingriff miteinander stehen und andererseits eine Montage bzw. Demontage der Maschinenteile durch einfaches Verschieben der Verbindung entgegen der Federkraft erfolgen kann.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verbindung drehmomentübertragender Maschinenteile schematisch dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine in einem Maschinengerüst angeordnete Walze;

Fig. 2 eine vergrößerte und axial auseinandergezogene Darstellung des mit 11 gekennzeichneten Details in Fig. 1;

Fig. 3 eine Vorder-, Seiten- und Rückansicht des die Außenkontur aufweisenden Teils der Verbindung und

Fig. 4 eine Vorder- und Seitenansicht des die Innenkontur aufweisenden Teils der Verbindung.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Verbindung zum drehmomentübertragenden Antrieb einer Walze 1. Zur Kraftübertragung auf die zwischen vertikalen Seitenwänden 2 eines Maschinengerüstes angeordnete Walze 1 ist eine eine Innenkontur sowie eine entsprechende Außenkontur aufweisende Aufnahme 3 vorgesehen, welche einerseits mit der Walze 1 und andererseits mit einem angetriebenen Zahnrad 4 in Verbindung steht.

Die Ausgestaltung der zweiteilig ausgebildeten Aufnahme 3 ist detaillierter den Abb. 2, 3 und 4 zu entnehmen. Wie aus den Abbildungen Fig. 2 bis 4 ersichtlich, sind Innen- und entsprechende Außenkontur von Teilen 3a und 3b der Aufnahme 3 jeweils als Polygonprofil mit zu einer Drehachse 5 geneigten Übertragungsflächen 6 ausgebildet.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, führt die im Ausführungsbeispiel dargestellte Ausbildung der Übertragungsflächen 6 mit einem geraden, das heißt kegel- oder konusförmigen Flächenverlauf zu einer Selbstzentrierung der miteinander drehmomentübertragend verbundenen Maschinenteile.

Wie aus der Vorderansicht von Fig. 3 und 4 ersichtlich, sind die Außen- und Innenkontur der Aufnahmeteile 3b und 3a als etwa gleichseitige Dreiecke mit abgerundeten Ecken und konvexen bzw. konkaven Seiten ausgebildet.

Durch die Ausbildung der Innen- und Außenkontur der Aufnahmeteile 3a und 3b als Polygonprofile ist kein aufwendiges Ausrichten der miteinander zu verbindenden Teile notwendig, da schon nach einem kurzen Verdrehweg die zu verbindenden Teile gegeneinander ineinandergreifen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel kann neben der Verbindung zwischen der Aufnahme 3 und der Walze 1 auch die Verbindung zwischen der Aufnahme 3 und dem Zahnrad 4 so ausgebildet sein, daß die Innen- und Außenkontur der Aufnahmeteile 3a und 3b jeweils als Polygonprofil mit zur Drehachse 5 geneigten Übertragungsflächen 6 ausgebildet sind, obwohl im dargestellten Ausführungsbeispiel die Übertragungsflächen 6 zylindrisch ausgestaltet sind. Auf der Seite des Zahnrades 4 sind die Aufnahme 3 und das Zahnrad 4 über eine Schraubverbindung 7 fest miteinander verspannt, um die Maschinenteile im Eingriff miteinander zu halten.

Auf der der beschriebenen Aufnahme 3 gegenüberliegenden Stirnseite ist die Walze 1 in einer federbelasteten Aufnahme 8 geführt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheiden sich die Innen- und Außenkontur der Aufnahmeteile 8a und 8b der Aufnahme 8 von den Konturen der Aufnahmeteile 3a und 3b der Aufnahme 3. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die Aufnahmeteile 8a und 8b ebenfalls so auszugestalten, daß die Innen- und Außenkonturen jeweils als Polygonprofil mit zur Drehachse geneigten Übertragungsflächen 6 ausgebildet sind. Eine an dem Aufnahmeteil 8b der Aufnahme 8 anliegende, in axialer Richtung wirkende Druckfeder 9 bewirkt durch ihre Federkraft in axialer Richtung eine kraftschlüssige und in Umfangsrichtung eine formschlüssige Verbindung der zu verbindenden Maschinenteile.

Zur Montage und Demontage der in Fig. 1 dargestellten Walze 1 ist es nur notwendig, das Aufnahmeteil 8b mit der Walze 1 entgegen der Kraft der Druckfeder 9 axial nach rechts zu verschieben, bis die Aufnahmeteile 3a und 3b der Aufnahme 3 nicht mehr im Eingriff miteinander stehen. Daran anschließend kann die Walze 1 nach vorne zwischen den Seitenwänden 2 des Maschinengerüstes herausgenommen werden, wohingegen es beim Stand der Technik notwendig ist, die Walzen seitlich durch die Seitenwände 2 des Maschinengerüstes zu entnehmen bzw. einzusetzen.

Zur Montage einer neuen oder überarbeiteten Walze 1 wird das Aufnahmeteil 8b der Aufnahme 8 über das mit der Walze 1 verbundene Aufnahmeteil 8a gegen die Kraft der Druckfeder 9 axial nach rechts verschoben, bis das mit der Walze 1 verbundene Aufnahmeteil 3a der Aufnahme 3 auf das Aufnahmeteil 3b aufgesetzt werden kann. Anschließend muß die Walze 1 so weit gegen das Aufnahmeteil 3b verdreht werden, bis die Innenkontur des Aufnahmeteils 3a auf die entsprechend ausgebildete Außenkontur des Aufnahmeteils 3b paßt. Durch die Federkraft der Druckfeder 9 wird dann die kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Maschinenteilen hergestellt, wobei der kegel- oder konusförmige Flächenverlauf der Übertragungsflächen 6 der Polygonprofile dafür sorgt, daß sich die Welle 1 selbsttätig auf der Aufnahme 3 zentriert.

Eine solchermaßen ausgebildete Verbindung drehmomentübertragender Maschinenteile zeichnet sich dadurch aus, daß sie einerseits selbstzentrierend ist und andererseits hochbelastbar ist, da die gesamte Umfangsfläche als Übertragungsfläche 6 für das zu übertragende Drehmoment zur Verfügung steht. Neben der gleichmäßigen Verteilung der Kraftübertragung ist es vorteilhaft, daß aufgrund der als Polygonprofile ausgebildeten Innen- und Außenkonturen der Aufnahmeteile 3a und 3b kein aufwendiges Ausrichten der zu verbindenden Maschinenteile notwendig ist. Die Montage und Demontage der solchermaßen verbundenen Maschinenteile kann somit schnell und kostengünstig erfolgen.

Bezugszeichenliste

1 Walze
2 Seitenwand
3 Aufnahme
3a Aufnahmeteil
3b Aufnahmeteil
4 Zahnrad
5 Drehachse
6 Übertragungsfläche
7 Schraubverbindung
8 Aufnahme
8a Aufnahmeteil
8b Aufnahmeteil
9 Druckfeder

Claims

1. Verbindung drehmomentübertragender Maschinenteile über eine eine Innenkontur sowie eine entsprechende Außenkontur aufweisende Aufnahme (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und Außenkontur jeweils als Polygonprofil mit zu einer Drehachse (5) geneigten Übertragungsflächen (6) ausgebildet sind.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsflächen (6) einen geraden Flächenverlauf aufweisen.

3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsflächen (6) einen gekrümmten Flächenverlauf aufweisen.

4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polygonprofile abgerundete Ecken aufweisen.

5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Innen- und Außenkontur aufweisenden Teile (3a und 3b) der Aufnahme (3) fest miteinander verspannt sind.

6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polygonprofile der Innen- und Außenkontur durch eine in axialer Richtung wirkende Federkraft in axialer Richtung kraftschlüssig und in Umfangsrichtung formschlüssig miteinander verbunden sind.