DE19543334A1 - Easy-to-assemble shaft or roller connector - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindung drehmomentübertragender Maschinenteile über eine eine Innenkontur sowie eine entsprechende Außenkontur aufweisende Aufnahme.The invention relates to a connection torque transmitting Machine parts have an inner contour and a corresponding one Recording with outer contour.
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.Such connections are made in the most varied of embodiments known in practice. The torque transmission is known in these Connections, for example, by interlocking the receptacle Feather key connections or pinning or screwing of the Receiving parts reached. A disadvantage of these known compounds is that especially with the parallel key connections and when pinning or Screw the power transmission only through these connecting elements what the total moment forces have to absorb inevitably leads to a strong limitation of the transferable forces. In addition, the parts to be connected must be used for these connections the assembly complex and centered against each other use the connecting elements that bring about the power transmission can. Such work is complex and takes a long time Machine downtimes result.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine drehmomentübertragende Verbindung für Maschinenteile zu schaffen, die selbstzentrierend und hochbelastbar ist. Based on this, the invention is based on the object to create torque transmitting connection for machine parts that is self-centering and heavy-duty.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innen- und Außenkontur jeweils als Polygonprofil mit zur Drehachse geneigten Übertragungsflächen ausgebildet sind.This object is achieved in that the interior and Outer contour in each case as a polygon profile with an inclination to the axis of rotation Transfer areas are formed.
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.By designing the transfer surfaces of the recording as Polygon profiles is achieved that the entire circumferential surface as Transmission area for torque transmission is available. Likewise, there is no need for complex alignment of the parts to be connected in a certain connection position, because by simply turning the Share these against each other safely after only a short twist interlock. The parts will self-center on each other according to the invention by the inclined to the axis of rotation Transfer areas reached. Because of the inclined to each other Transfer surfaces of the parts to be connected push them at the latest self-centering on and against each other in operation. The manufacture of the Polygon profiles are advantageously made by superimposing cycloids Movements.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Übertragungsflächen einen geraden Flächenverlauf auf, so daß diese kegel- oder konusförmig ausgebildet sind.According to a preferred embodiment of the invention, the Transfer surfaces on a straight surface course, so that this conical or are conical.
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.To also slightly offset the rotary axes to be connected to be able to compensate for the transfer areas with a curved surface course formed conical or spherical be trained.
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.According to a preferred embodiment of the invention, the Polygon profiles of the inner and outer contour rounded corners. By this rounding of the corners of the polygon profile becomes stress peaks in the Avoid the area of the transfer surfaces.
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.To facilitate assembly and disassembly of the connection and Ensuring a constant torque transmission are the ones Connection constituting parts of the recording firmly against each other braced. According to a further embodiment, this bracing can the invention in that the polygon profiles of the inside and External contour by an axial spring force acting in the axial direction Directional and form-locking with each other in the circumferential direction get connected. The spring force ensures that on the one hand the Inner contour and parts of the receptacle having the outer contour are reliably and firmly in engagement with each other and on the other hand one Assembly or disassembly of the machine parts by simply moving them the connection can take place against the spring force.
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:Further details and advantages of the invention result from the following description of the accompanying drawing, in the Embodiment of a connection designed according to the invention torque-transmitting machine parts is shown schematically. In the Drawings shows:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine in einem Maschinengerüst angeordnete Walze;1 shows a longitudinal section through a machine frame arranged in a roll.
Fig. 2 eine vergrößerte und axial auseinandergezogene Darstellung des mit 11 gekennzeichneten Details in Fig. 1; FIG. 2 shows an enlarged and axially exploded view of the details marked with 11 in FIG. 1;
Fig. 3 eine Vorder-, Seiten- und Rückansicht des die Außenkontur aufweisenden Teils der Verbindung und Fig. 3 is a front, side and rear view of the part of the connection having the outer contour and
Fig. 4 eine Vorder- und Seitenansicht des die Innenkontur aufweisenden Teils der Verbindung. Fig. 4 is a front and side view of the part having the inner contour of the connection.
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. The exemplary embodiment shown in FIG. 1 shows a connection to the torque-transmitting drive of a roller 1 . For the transmission of force to the roller 1 arranged between the vertical side walls 2 of a machine frame, a receptacle 3 with an inner contour and a corresponding outer contour is provided, which is connected on the one hand to the roller 1 and on the other hand to a driven gear 4 .
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.The design of the two-part receptacle 3 can be seen in more detail in FIGS. 2, 3 and 4. As can be seen from the figures Fig. 2 to 4, the inner and outer contour corresponding parts 3 a and 3 b, respectively of the receptacle 3 as a polygon profile with inclined to a rotation axis 5 transfer surface 6 is formed.
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.As can be seen from FIG. 1, the design of the transmission surfaces 6 shown in the exemplary embodiment with a straight, that is to say a conical or conical surface profile leads to self-centering of the machine parts connected to one another in a torque-transmitting manner.
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.As can be seen from the front view of FIGS. 3 and 4, the outer and inner contour of the receiving parts 3 b and 3 a are formed as approximately equilateral triangles with rounded corners and convex or concave sides.
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.By forming the inner and outer contour of the receiving parts 3 a and 3 b as a polygon profile is the necessary parts to be connected, as already after a short path of rotation, the mesh parts to be joined against each other no complex alignment.
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.In the embodiment shown in Fig. 1, in addition to the connection between the receptacle 3 and the roller 1 , the connection between the receptacle 3 and the gear 4 can be designed such that the inner and outer contour of the receiving parts 3 a and 3 b each as Polygonal profile with transmission surfaces 6 inclined to the axis of rotation 5 are formed, although in the illustrated embodiment the transmission surfaces 6 are cylindrical. On the side of the gear wheel 4 , the receptacle 3 and the gear wheel 4 are firmly clamped to one another via a screw connection 7 in order to keep the machine parts in engagement with one another.
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.The roller 1 is guided in a spring-loaded receptacle 8 on the end face opposite the receptacle 3 described. In the illustrated embodiment, the inner and outer contours of the receiving parts 8 a and 8 b of the receptacle 8 differ from the contours of the receiving parts 3 a and 3 b of the receptacle 3 . Of course, however, it is also possible to also design the receiving parts 8 a and 8 b so that the inner and outer contours are each formed as a polygonal profile with transmission surfaces 6 inclined to the axis of rotation. A compression spring 9 which bears against the receiving part 8 b of the receiving means 8 and acts in the axial direction brings about a non-positive connection in the axial direction and a positive connection in the circumferential direction of the machine parts to be connected.
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.For assembly and disassembly of the roll 1 shown in Fig. 1, it is only necessary to the receiving part 8 b 9 to move axially to the right until the receiving parts 3 a and 3, the receptacle 3 is not b more with the roller 1 against the force of the compression spring are in engagement with each other. Subsequently, the roller 1 can be removed to the front between the side walls 2 of the machine frame, whereas in the prior art it is necessary to remove or insert the rollers laterally through the side walls 2 of the machine frame.
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.To assemble a new or revised roller 1 , the receiving part 8 b of the receptacle 8 is moved axially to the right against the force of the compression spring 9 via the receiving part 8 a connected to the roller 1 until the receiving part 3 a of the receptacle 3 connected to the roller 1 can be placed on the receiving part 3 b. Subsequently, the roller 1 must be rotated so far against the receiving part 3 b until the inner contour of the receiving part 3 a fits onto the correspondingly designed outer contour of the receiving part 3 b. The spring force of the compression spring 9 then creates the positive and positive connection between the machine parts, the conical or conical surface profile of the transmission surfaces 6 of the polygonal profiles ensuring that the shaft 1 is centered automatically on the receptacle 3 .
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.A connection of torque-transmitting machine parts designed in this way is characterized in that it is self-centering on the one hand and on the other hand is highly resilient, since the entire circumferential surface is available as a transmission surface 6 for the torque to be transmitted. In addition to the uniform distribution of power transmission it is advantageous that, due to the designed as a polygonal profiles inner and outer contours of the receiving parts 3 a and 3 b no extensive alignment is necessary to be joined machine parts. The assembly and disassembly of the machine parts connected in this way can thus be carried out quickly and inexpensively.
BezugszeichenlisteReference list
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 1 roller
2 side wall
3 recording
3 a receiving part
3 b receiving part
4 gear
5 axis of rotation
6 transfer surface
7 screw connection
8 recording
8 a receiving part
8 b receiving part
9 compression spring
Claims (6)
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