DE19720469C1

DE19720469C1 - Welle-Nabe-Verbindung eines elektrischen Stellantriebs

Info

Publication number: DE19720469C1
Application number: DE19720469A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Ing Obermeyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: SIPOS AKTORIK GMBH, 90518 ALTDORF, DE
Priority date: 1997-05-15
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2017-05-16

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Stellantrieb, bestehend aus einer mindestens eine Schneckenwelle antreiben den Antriebseinheit, welche Schneckenwelle mindestens ein Schneckenrad antreibt, dessen Nabe mit einer Abtriebswelle koppelbar ist.

Welle-Nabe-Verbindungen sind aus zahlreichen Lehrbüchern be kannt(z. B. Taschenbuch des Maschinenbaus Dubbel, 17. Auflage Springer Verlag; Roloff Matek Maschinenelemente 1994, 13. Auf lage Vieweg Verlag). Formschlüssige Verbindungen wie z. B. Paßfeder-, Keilwellen- und Polygonverbindungen und vorge spannte formschlüssige Verbindungen wie z. B. Klemmverbindun gen und Kegelspannelemente werden bei Stellantrieben häufig als Welle-Nabe-Verbindung eingesetzt. Nachteilig bei den er wähnten Welle-Nabe-Verbindungen ist, daß z. B. Paßfederver bindungen als eine der gebräuchlichsten Formverbindung für eine Abtriebswelle-Schneckenradnabe-Verbindung eines Stellan triebs keine Axialkräfte aufnehmen können und für eine Über tragung wechselnder und stoßhafter Drehmomente nicht geeignet sind. Für die Aufnahme von Axialkräften sind zusätzlich Wel lensicherungsringe und Sprengringe vorzusehen, so daß sich der Montageaufwand erhöht. Polygonverbindungen vermeiden ei nen Großteil dieser Nachteile - können aber ebenfalls keine Axiallasten aufnehmen. Auch Klemmverbindungen und Kegelspan nelemente eignen sich aufgrund des erhöhten Fertigungs- und Montageaufwandes nur bedingt für die erwähnte Welle-Nabe- Verbindung eines Stellantriebes.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kostengünstige und montagefreundliche Welle-Nabe-Verbindung insbesondere für Stellantriebe zu schaffen, die für die Übertragung wechseln der und stoßartiger Drehmomente geeignet ist und Radial- und Axialkräfte aufnehmen kann.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, daß die Abtriebswelle in mindestens einem axialen Abschnitt mit dem Schneckenradwerkstoff umgossen ist, die Abtriebswelle in min destens einem axialen Abschnitt ein Polygonprofil und in min destens eine in diesem Abschnitt am Umfang des Polygonprofils umlaufende Wulst aufweist und das Polygonprofil bogenförmige Seiten aufweist, wobei die Stoßstelle zweier Seiten jeweils einen stumpfen Winkel einschließt. Diese einteiligen Wellen sind sehr kostengünstig herzustellen und mit geringem Aufwand zu montieren. Die daraus resultierende Spielfreiheit erhöht die Lebensdauer dieser Welle-Nabe-Verbindungen vor allem bei wechselnden und stoßartigen Drehmomenten ganz erheblich. Ein Polygonprofil und eine umlaufende Wulst nehmen Radial- bzw. Axiallasten auf, so daß durch die Vorteile der Polygonverbin dung wie geringe Kerbwirkung, Eignung für stoßartige Drehmo mentbelastung und der Eigenschaft der Wulst Axialkräfte auf zunehmen, eine über den Umfang der Abtriebswelle nahezu gleichmäßige Lastverteilung in radialer und axialer Richtung auftritt.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiels wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt der Welle-Nabe-Verbindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt der Welle-Nabe-Verbindung.

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine Verbindung einer Abtriebswel le 1, die aus bearbeitetem Grauguß besteht und einer Schnec kenradnabe 2 eines aus Bronze bestehenden Schneckenrades 3, das durch eine Schneckenwelle 4 angetrieben wird. Dabei ist ein Polygonprofil 5 der Abtriebswelle 1 zu sehen, das die Grundform eines gleichseitigen Dreiecks aufweist. Es sind ebenso andere geometrische Grundformen geeignet, z. B. ein Quadrat, dessen Ecken von einem konzentrischen Kreis ange schnitten sind.

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt eine Verbindung der Abtriebswelle 1 und der Schneckenradnabe 2 des bronzernen Schneckenrades 3. Am Umfang des Polygonprofils 5 der Abtriebswelle 1 befindet sich eine durchgehend umlaufende Wulst 6, die vom Schnecken radwerkstoff umgeben ist.

Durch diesen beschriebenen Aufbau werden die bekannten Vor teile der Polygonverbindung mit denen der Axialkraft aufneh menden in den Schneckenradwerkstoff ragenden Wulst 6 kombi niert. Es wird dadurch eine sehr raumökonomissche Welle-Nabe- Verbindung insbesondere für Stellantriebe geschaffen.

Claims

1. Elektromotorischer Stellantrieb, bestehend aus einer min destens eine Schneckenwelle (4) antreibenden Antriebsein heit, welche Schneckenwelle (4) mindestens ein Schneckenrad (3) antreibt, dessen Nabe (2) mit einer Abtriebswelle (1) koppelbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Abtriebswelle ist mit dem Schneckenradwerkstoff umgossen,
b) die Abtriebswelle weist in mindestens einem axialen Ab schnitt ein Polygonprofil (5) auf und mindestens eine in diesem Abschnitt am Umfang des Polygonprofils (5) umlau fende Wulst (6),
c) das Polygonprofil weist bogenförmige Seiten auf, wobei die Stoßstelle zweier Seiten jeweils einen stumpfen Win kel einschließt.

2. Elektromotorischer Stellantrieb nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Wulst (6) unter schiedliche axiale und radiale Ausdehnung aufweist.

3. Elektromotorischer Stellantrieb nach Anspruch 2, da durch gekennzeichnet, daß die Wulst (6) in Umfangsrichtung mindestens eine Unterbrechung aufweist.