DE19925682A1 - Flanschverbindung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung, insbesondere für oder in Kreuzgelenkwellen, mit einem ersten Flansch 8, mit einem zweiten Flansch 9, mit Verbindungsmitteln 10 zur axialen Verbindung der beiden Flansche 8, 9, mit einer Abdeckhülse 20, die in der durch die erste Stufenfläche 13, die erste Schulter 14, die zweite Stufenfläche 17 und die zweite Schulter 18 gebildeten ringförmigen Nut 19 mit ihrer zylindrischen Bohrung 21 aufgenommen ist und deren Enden sich konisch erweiternde Bohrungen 22, 23 besitzen und die über ihre gesamte Länge eine gleichbleibende Wandstärke d aufweist, und mit Dichtringen 26, 27, die jeweils in dem zwischen der Wandung einer konischen Bohrung 22, 23 der Abdeckhülse 20, der ersten bzw. zweiten Stufenfläche 13, 17 und der ersten bzw. zweiten Schulter 14, 18 bzw. dem jeweiligen Übergang 24, 25 zwischen diesen definierten Raum angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flanschverbindung, insbesondere für oder in Kreuzgelenkwellen. Dabei weist die Flanschverbindung ei­ nen ersten Flansch und einen zweiten Flansch auf, welche durch auf dem Umfang der beiden Flansche angeordnete Schrauben mitei­ nander verschraubt sind. Zur Drehmomentübertragung dient ein Reib- oder Formschluß, beispielsweise eine Stirnverzahnung.

Bei einer bekannten Ausführung ist eine Eindrehung in Form einer ringförmigen Nut vorgesehen. In dieser sind zwei Ringe aufgenom­ men, die spanend gefertigt sind. Der erste Ring ist kürzer aus­ gebildet als die Breite der Nut, so daß sich im Bereich seiner Enden zu den beiden Stufenflächen der Flansche und der daran an­ schließenden Schulterfläche hin jeweils ein Freiraum ergibt, in dem ein O-Ring aufgenommen ist. Diese Anordnung wird von einem zweiten Ring überdeckt, dessen Breite der der Nut angepaßt ist. Beide Ringe sind spanend gefertigt und werden danach verbunden. Eine solche Anordnung ist teuer und erfordert darüber hinaus ei­ ne relativ tiefe Nut, da die spanende Bearbeitung eine Mindest­ stärke der Ringe voraussetzt. Insbesondere ist dies von Ein­ fluß, wenn große Drehmomente vorgegeben sind. Die Herstellung einer solchen Anordnung ist darüber hinaus auch kostenaufwendig.

Eine Anordnung zur Überdeckung des Stoßbereiches einer solchen Flanschverbindung ist jedoch erforderlich, da Kreuzgelenkwellen, die für große Drehmomentkapazitäten geeignet sind, häufig in Walzwerken im Einsatz sind, in denen eine erhebliche Verschmut­ zungsgefahr gegeben ist. Darüber hinaus ist die Gefahr gegeben, daß die verzahnten und gegenseitig in Eingriff befindlichen Flä­ chen der mit einr Kreuzverzahnung versehene Flansche unter Fremdeinflüssen korrodieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flanschver­ bindung zu schaffen, bei der ein Schutz des Verbindungsbereiches gegeben ist, wobei die Schutzmittel kostengünstig herstellbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Flanschverbindung mit einem ersten Flansch, der eine erste zylindrische Außenflä­ che, eine erste Stirnfläche und eine von der ersten Stirnfläche ausgehende und zur ersten Außenfläche im Durchmesser reduzierte erste zylindrische Stufenfläche aufweist, welche in einer ersten Schulter zur ersten Außenfläche hin endet, mit einem zweiten Flansch, der eine zweite zylindrische Außenfläche, eine zweite Stirnfläche und eine von der zweiten Stirnfläche ausgehende und zur zweiten Außenfläche im Durchmesser reduzierte zweite zylin­ drische Stufenfläche aufweist, welche in einer zweiten Schulter zur zweiten Außenfläche hin endet, mit Verbindungsmitteln zur axialen Verbindung der beiden Flansche, mit einer Abdeckhülse, die in der durch die erste Stufenfläche, die erste Schulter, die zweite Stufenfläche und die zweite Schulter gebildeten ringför­ migen Nut mit ihrer zylindrischen Bohrung aufgenommen ist deren Enden sich konisch erweiternde Bohrungen besitzen und die über ihre gesamte Länge eine gleichbleibende Wandstärke aufweist, und mit Dichtringen, die jeweils in dem zwischen der Wandung einer konischen Bohrung der Abdeckhülse, der ersten bzw. zweiten Stu­ fenfläche und der ersten bzw. zweiten Schulter bzw. dem jeweili­ gen Übergang zwischen diesen definierten Raum angeordnet sind, gelöst.

Von Vorteil dabei ist, daß die Abdeckhülse relativ dünnwandig gestaltet werden kann. Eine spanende Bearbeitung ist nicht er­ forderlich. Darüber hinaus bringen die konisch erweiterten Be­ reiche noch den Vorteil mit sich, daß sie bei der Montage der Flanschverbindung eine einfache Zentrierung der beiden Flansche zueinander unterstützen.

Darüber hinaus ist es nach der Erfindung möglich, die Abdeckhül­ se aus einem Bandmaterial aus Stahl zu formen, wobei dessen En­ den stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Dies ist insbe­ sondere bei Abdeckhülsen für Flansche mit großem Durchmessern günstig.

Die Abdeckhülse ist vorzugsweise vollständig innerhalb der Nut aufgenommen und sie liegt innerhalb der Konturen der ersten Au­ ßenfläche des ersten Flansches und zweiten Außenfläche des zwei­ ten Flansches. Die Nut kann insgesamt weniger tief gestaltet sein als bei der Lösung nach dem Stand der Technik, die aus zwei spanend gefertigten Ringen aufgebaut ist. Vorzugsweise sind die Dichtringe in Form von O-Ringen vorgesehen.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist generell auf Flanschverbin­ dungen jeglicher Art mit Form- oder Reibschluß anwendbar.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine Übersichtszeichnung einer Gelenkwelle, die mehrere Flanschverbindungen enthält, und

Fig. 2 das Detail Z gemäß Fig. 1 bezüglich eines Ab­ schnittes einer Flanschverbindung im vergrößerten Maßstab als repräsentativ für die Gestaltung al­ ler Flanschverbindungen.

Aus Fig. 1 ist die Kreuzgelenkwelle 1 ersichtlich. Diese umfaßt das erste Gelenk 2 und das zweite Gelenk 3, die durch eine Län­ genausgleichsanordnung 4 miteinander verbunden sind. Die Verbin­ dung jeweils zwischen den beiden Gelenken 2, 3 und der Längen­ ausgleichsanordnung 4 erfolgt durch Flanschverbindungen 5, 5a.

An das erste Gelenk 2 ist darüber hinaus mittels der Flanschver­ bindung 5b die erste Kupplungshülse 6 angeschlossen. An das zweite Gelenk 3 ist mittels der Flanschverbindung 5c eine zweite Kupplungshülse 7 angeschlossen. Diese Kupplungshülsen 6, 7 die­ nen beispielsweise zur Verbindung der Kreuzgelenkwelle 1 mit ei­ ner Antriebs- und einer Abtriebsseite, beispielsweise dem Aus­ gangszapfen eines von einem Motor getriebenen Getriebes oder dem Eingangszapfen einer Walze eines Walzwerkes. Die Flanschverbin­ dungen 5, 5a, 5b, 5c sind im wesentlichen gleich gestaltet und anhand der Flanschverbindung 5 näher erläutert, die als Detail Z in Fig. 2 im vergrößertem Maßstab abschnittweise dargestellt ist.

Aus Fig. 1 ist noch erkennbar, daß die Flanschverbindung 5 den ersten Flansch 8 und den zweiten Flansch 9 umfaßt, wobei der er­ ste Flansch 8 zum ersten Gelenk 2 und der zweite Flansch 9 zur Längenausgleichsanordnung 4 gehört. Beide sind an ihren gegen­ einander mittels der Schrauben 10 verschraubten Stirnflächen mit einer Verzahnung zur Drehmomentübertragung versehen.

Aus Fig. 2 ist das Detail Z mit dem ersten Flansch 8 und dem zweiten Flansch 9 erkennbar. Der erste Flansch 8 sitzt die in gestrichelten Linien dargestellte erste Stirnfläche 12. Ausge­ hend von seiner als Zylinderfläche gestalteten ersten Außenflä­ che 11 ist er mit einer ersten Stufenfläche 13 versehen, die ebenfalls zylindrisch gestaltet ist und deren Durchmesser gegen­ über dem der ersten zylindrischen Außenfläche 11 verringert ist. Die erste Stufenfläche 13 endet in der ersten Schulter 14. Der Übergang zwischen der ersten Stufenfläche 13 und der ersten Schulter 14 ist in Form eines Radiusübergangs 24 vorgesehen. Der erste Flansch 8 ist mit dem zweiten Flansch 9 zusammengefügt, d. h. die diesen zugehörigen Zähne sind miteinander in Eingriff. Der zweite Flansch 9 weist eine zylindrische zweite Außenfläche 15 auf. In der zylindrischen zweiten Außenfläche 15 ist in Rich­ tung zur zweiten Stirnfläche 16 hin eine zylindrische zweite Stufenfläche 17 vorhanden, deren Durchmesser dem der ersten Stu­ fenfläche 13 entspricht. Die zweite Stufenfläche 17 geht also mit der zweiten Schulter 18 in die zweite Außenfläche 15 des zweiten Flansches 9 über. Im Übergangsbereich zwischen der zwei­ ten Stufenfläche 17 und der zweiten Schulter 18 ist ein Radius­ übergang 25 vorgesehen. Die erste Schulter 14, der erste Radius­ übergang 24, die erste Stufenfläche 13, die zweite Stufenfläche 17, die zweite Schulter 18 und der zweite Radiusübergang 25 bil­ den zusammen die Nut 19. In dieser Nut 19 ist eine Abdeckhülse 20 aufgenommen. Diese Abdeckhülse 20 weist eine zylindrische Bohrung 21 auf, von deren beiden Enden sich jeweils zu der er­ sten Schulter 14 beziehungsweise zweiten Schulter 18 hin sich erweiternde konische Bohrungen 22, 23 anschließen. Es ist er­ kennbar, daß diese konischen Bohrungen 22, 23 durch konisches Aufweiten der Enden der Abdeckhülse 20 gebildet sind. Die Ab­ deckhülse 20 weist über ihre gesamte Länge eine konstante Wand­ stärke d auf.

Vorzugsweise ist die Abdeckhülse 20 aus einem Stahlband herge­ stellt, dessen Enden stumpf miteinander verschweißt sind. Es kann so also auch für große Durchmesser auf einfache Weise eine Abdeckhülse 20 hergestellt werden. In den Freiräumen, die zwi­ schen den konischen Bohrungen 22, 23 den zugehörigen Stufenab­ schnitten 13, 17, den Radiusübergängen 24, 25 und den Schultern 14, 18 gebildet sind, ist jeweils ein Dichtring 26, 27 in Form eines O-Ringes aufgenommen. Hierdurch ist der Bereich innerhalb der Abdeckhülse 20, insbesondere der verzahnte Bereich der bei­ den Flansche 8; 9, gegen äußere Einflüsse geschützt angeordnet.

Bezugszeichenliste

1

Kreuzgelenkwelle

2

erstes Gelenk

3

zweites Gelenk

4

Längenausgleichsanordnung

5

,

5

a,

5

b,

5

c Flanschverbindung

6

7

8

erster Flansch

9

zweiter Flansch

10

Schrauben

11

erste zylindrische Außenfläche

12

erste Stirnfläche

13

erste Stufenfläche

14

erste Schulter

15

zweite zylindrische Außenfläche

16

zweite Stirnfläche

17

zweite Stufenfläche

18

zweite Schulter

19

Nut

20

Abdeckhülse

21

zylindrische Bohrung

22

,

23

konische Bohrung

24

,

25

Übergang

26

,

27

Dichtring
d Wandstärke

Claims (5)

1. Flanschverbindung, insbesondere für oder in Kreuzgelenkwel­ len (1),
mit einem ersten Flansch (8),
der eine erste zylindrische Außenfläche (11), eine erste Stirnfläche (12) und eine von der ersten Stirnfläche (12) ausgehende und zur ersten Außenfläche (11) im Durchmesser reduzierte erste zylindrische Stufenfläche (13) aufweist, welche in einer ersten Schulter (14) zur ersten Außenfläche (11) hin endet,
mit einem zweiten Flansch (9),
der eine zweite zylindrische Außenfläche (15), eine zweite Stirnfläche (16) und eine von der zweiten Stirnfläche (16) ausgehende und zur zweiten Außenfläche (15) im Durchmesser reduzierte zweite zylindrische Stufenfläche (17) aufweist, welche in einer zweiten Schulter (18) zur zweiten Außenflä­ che (15) hin endet,
mit Verbindungsmitteln (10) zur axialen Verbindung der bei­ den Flansche (8, 9),
mit einer Abdeckhülse (20), die in der durch die erste Stufenfläche (13), die erste Schulter (14), die zweite Stufenfläche (17) und die zweite Schulter (18) gebildeten ringförmigen Nut (19) mit ihrer zylindrischen Bohrung (21) aufgenommen ist und deren Enden sich konisch erweiternde Bohrungen (22, 23) besitzen und die über ihre gesamte Länge eine gleichbleibende Wandstärke (d) aufweist,
und mit Dichtringen (26, 27),
die jeweils in dem zwischen der Wandung einer konischen Bohrung (22, 23) der Abdeckhülse (20), der ersten bzw. zweiten Stufenfläche (13, 17) und der ersten bzw. zweiten Schulter (14, 18) bzw. dem jeweiligen Übergang (24, 25) zwischen diesen definierten Raum angeordnet sind.

2. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhülse (20) aus einem Bandmaterial aus Stahl geformt ist, dessen Enden stoffschlüssig miteinander ver­ bunden sind.

3. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhülse (20) vollständig innerhalb der Nut (19) aufgenommen ist und innerhalb der Konturen der ersten Au­ ßenfläche (11) des ersten Flansches (8) und zweiten Außen­ fläche (15) des zweiten Flansches (9) liegt.

4. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufenfläche (13) und die zweite Stufenfläche (17) gleiche Durchmesser aufweisen.

5. Flanschverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (26, 27) durch O-Ringe dargestellt sind.