DE19728457A1 - Hydraulisch spannbares Element zum kraftschlüssigen Verbinden eines zylindrischen Bauteils mit einem dazu konzentrisch angeordneten Körper - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisch spannbares Element zum kraftschlüssigen Verbinden eines zylindrischen Bauteils mit einem dazu konzentrisch angeordneten Körper, insbesondere einer Welle mit einer Nabe, wobei dieses Element aus einem Hohlkörper gebildet ist, dessen Wan­ dungen einen Druckraum zur Aufnahme eines Druckmediums (z. B. Hydrauliköl) einschließen, wobei mindestens eine der parallel zur Längsachse des Hohlkörpers liegenden Wandungen durch Aufbringen einer Druckkraft auf das Druckmedium radial im Sinne eines kraftschlüssigen Zusammenwirkens der zu verbindenden Teile (Welle und Nabe) verformbar ist.

Durch das deutsche Gebrauchsmuster 74 12 704 ist ein hydraulisch spannbares Element mit den zuvor genannten Merkmalen bekannt. Ein Nachteil dieses Elements und vieler anderer, die nach dem Prinzip eines ständig unter Druck stehenden Hohlraumes arbeiten, liegt darin, daß das kraftschlüssige Zusammenwirken von Welle und Nabe schon bei geringen Leckverlusten des Druckmediums nicht mehr gegeben ist. Es sind also sehr aufwendige Abdichtungen erforderlich. Im übrigen sind solche Elemente in bezug auf die ausgeübte Spannkraft abhängig von Änderungen der Temperatur am Einsatzort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrau­ lisch spannbares Element der gattungsgemäßen Art auf möglichst einfache Weise derart auszubilden, daß die zu verbindenden Teile auch ohne die Wirkung des Druckmediums kraftübertragend miteinander verbunden bleiben, wobei Temperaturschwankungen am Einsatzort keine Auswirkungen auf die Spannkraft des Elements haben sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Druckraumes ein Füllring angeordnet ist, der eine konisch gestaltete Umfangsfläche aufweist und nach dem radialen Verformen der Wandung des Hohlköpers in eine Wirkverbindung mit einer korrespondierenden Konus­ fläche der Umgebung versetzbar ist.

Bei dem Element nach der Erfindung wir die Druckkraft auf das Druckmedium lediglich zum Erzeugen der kraftschlüs­ sigen Verbindung von Welle und Nabe aufgebracht. Der dementsprechend radial verformte Zustand der Wandung des Hohlkörpers wird durch den in seine Wirkposition ver­ setzten Füllring aufrechterhalten. Das Druckmedium kann alsdann abgelassen werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen näher beschrieben, die in der Zeichnung prinzipartig dargestellt sind. Die Fig. 1 bis 4 zeigen jeweils einen Längsschnitt durch eine Welle 1 und eine konzentrisch dazu angeordnete Nabe 2, die kraftschlüssig miteinander durch unterschiedlich ausgebildete Elemente gemäß der Erfindung verbunden sind.

Nach den Fig. 1 und 2 besteht das als Schrumpfscheibe arbeitende Element im wesentlichen aus einem Hohlkörper 3, der durch einen verformungsstabilen Außenring 3c und einen im Querschnitt U-förmigen Innenring 3d gebildet ist. Die vorgenannten Ringe 3c und 3d sind durch Schweifen miteinander verbunden und schliefen mit ihren Wandungen einen Druckraum 4 ein, der ein Druckmedium aufnimmt, beispielsweise Hydrauliköl. Der Außenring 3c des Hohlkörpers 3 enthält einen durch ein Rückschlagven­ til (hier nicht gezeichnet) abgeschlossenen Kanal 3e für das Einfüllen des Druckmediums und für das z. B. mittels einer üblichen Hochdruckpumpe mögliche Aufbringen einer Druckkraft auf das Druckmedium. Diese Druckkraft bewirkt ein radiales Verformen der Wandung 3a des Innenringes 3d und weiter ein Aufschrumpfen des zylindrischen Ansatzes 2a der Nabe 2 auf die Welle 1 im Sinne des gewollten kraftschlüssigen Zusammenwirkens.

Um die zuvor beschriebene kraftschlüssige Verbindung auf mechanische Weise zu sichern, ist innerhalb des Druck­ raumes 4 ein Füllring 5 angeordnet, der eine konisch gestaltete Umfangsfläche 5a aufweist. Nach der radialen Verformung der Wandung 3a des Innenringes 3d wird der Füllring 5 mittels einfacher Schrauben 7 in Wirkverbin­ dung mit einer korrespondierenden Konusfläche gebracht, die entweder unmittelbar an der inneren Umfangsfläche des Außenringes 3c - siehe Fig. 1, Bezugszeichen 3b - oder an einem gegenüber dem Außenring 3c des Hohlkörpers 3 abgestützten Gegenring 6 - siehe Fig. 2, Bezugszeichen 6a- ausgebildet sein kann. Eine nicht dargestellte Alter­ native besteht darin, den Gegenring 6 gegenüber dem Innenring 3d des Hohlkörpers 3 abzustützen.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das als Spannsatz dienende Element zwischen Welle 1 und Nabe 2 eingesetzt. In diesem Falle ist außer der Wandung 3a des Innenringes 3d auch die gleichermaßen mit 3a bezeichnete Wandung des Außenringes 3c durch Einpressen des Druckmediums radial verformbar. Der Innenring 3d des Hohlkörpers 3 weist wellenseitig eine Buchse 8 aus Lagerwerkstoff auf. Durch diese Buchse 8 wird ein bei Überlastung der Verbindung denkbares Kaltverschweißen des Innenringes 3d mit der Welle 1 vermieden.

Gemäß Fig. 4 ist das als Spannbolzen ausgeführte Element innerhalb einer Bohrung 1a der Welle 1 angeordnet. Hierbei besteht der Hohlkörper aus dem topfartigen Außenring 3c mit der radial verformbaren Wandung 3a und dem stopfenartigen Innenteil 3d'. Wie in Fig. 1, ist die korrespondierende Konusfläche 3b für die konisch gestal­ tete innere Umfangsfläche 5a des Füllringes 5 unmittelbar innerhalb des Hohlkörpers 3 ausgebildet, unterschiedlich zu Fig. 1 jedoch am Außenumfang des stopfenartigen Innenteiles 3d'.

Im Hinblick auf die Montierbarkeit ist der Füllring 5 nach Fig. 1 bis 4 geteilt ausgebildet, wobei er vorzugs­ weise aus Ringhälften besteht. Die Schrauben 7 sind in entsprechender Anzahl vorgesehen, z. B. zwei Schrauben 7 für jede Ringhälfte. Die Schrauben 7 sind im übrigen auch für das Abdrücken eines ggf. an der korrespondierenden Konusfläche 3a bzw. 6a klemmenden Füllringes 5 nutzbar.

Bezugszeichenliste

1

Welle

1

a Bohrung

2

Nabe

2

a zylindrischer Ansatz

3

Hohlkörper

3

a verformbare Wandung

3

b korrespondierende Konusfläche

3

c Außenring

3

d Innenring

3

d' stopfenartiges Innenteil

3

e Kanal

4

Druckraum

5

Füllring

5

a konisch gestaltete Umfangsfläche

6

Gegenring

6

a korrespondierende Konusfläche

7

Schrauben

8

Buchse aus Lagerwerkstoff

Claims (6)

1. Hydraulisch spannbares Element zum kraftschlüssigen Verbinden eines zylindrischen Bauteils mit einem dazu konzentrisch angeordneten Körper, insbesondere einer Welle (1) mit einer Nabe (2), wobei dieses Element aus einem Hohlkörper (3) gebildet ist, dessen Wandungen einen Druckraum (4) zur Aufnahme eines Druckmediums (z. B. Hydrauliköl) einschließen, wobei mindestens eine der parallel zur Längsachse des Hohlkörpers (3) liegenden Wandungen (3a) durch Aufbringen einer Druckkraft auf das Druckmedium radial im Sinne eines kraftschlüssigen Zusammenwirkens der zu verbindenden Teile (Welle 1 und Nabe 2) verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Druckraumes (4) ein Füllring (5) angeordnet ist, der eine konisch gestaltete Umfangsfläche (5a) aufweist und nach dem radialen Verformen der Wandung (3a) des Hohlköpers (3) in eine Wirkverbindung mit einer korrespondierenden Konusfläche (3b bzw. 6a) der Umgebung versetzbar ist.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die korrespondierende Konusfläche (3b) unmittelbar innerhalb des Hohlkörpers (3) ausgebildet ist.

3. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die korrespondierende Konusfläche (6a) an einem gegenüber dem Hohlkörper (3) abgestützten Gegenring (6) ausgeführt ist.

4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das Versetzen und Halten des Füllringes (5) einfache Schrauben (7) vorgesehen sind.

5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllring (5) geteilt ausgebildet ist und dabei vorzugsweise aus Ringhälften besteht.

6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (3) wellenseitig eine Buchse (8) aus Lagerwerkstoff aufweist.