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Die
Erfindung betrifft eine Flanschverbindung, insbesondere für oder in
Kreuzgelenkwellen. Dabei weist die Flanschverbindung einen ersten Flansch
und einen zweiten Flansch auf, welche durch auf dem Umfang der beiden
Flansche angeordnete Schrauben miteinander verschraubt sind. Zur
Drehmomentübertragung
dient ein Reib- oder Formschluß,
beispielsweise eine Stirnverzahnung.
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Die
DE 197 48 450 A1 beschreibt
eine Kreuzgelenkwelle und eine Antriebsanordnung und zwei Kreuzgelenkwellen,
wobei Abschnitte der Kreuzgelenkwellen über Flanschverbindungen miteinander
verbunden sind. Als Verbindungsmittel für die Flansche dienen Schrauben,
die umfangsverteilt angeordnet sind.
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Die
DE 196 45 880 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Verbindung eines Gleichlaufgelenkes mit einer
Getriebewelle, wobei beide mit Flanschabschnitten verbunden sind,
die gegeneinander stoßen. Um
die axiale Verbindung zu sichern, sind die Flanschabschnitte mit
konischen Flächen
versehen. Um die Flansche ist ein im Querschnitt U-förmiges Spannband
herumgelegt, daß zur
einfachen und leicht lösbaren
Verbindung dient. Die konischen Flächen setzen die radialen, vom
Spannband ausgeübten
Kräfte
in Axialkräfte
zur gegenseitigen Verspannung der Flanschabschnitte um.
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Bei
einer weiteren bekannten Ausführung
ist eine Eindrehung in Form einer ringförmigen Nut vorgesehen. In dieser
sind zwei Rin ge aufgenommen, die spanend gefertigt sind. Der erste
Ring ist kürzer ausgebildet
als die Breite der Nut, so daß sich
im Bereich seiner Enden zu den beiden Stufenflächen der Flansche und der daran
anschließenden
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
eine relativ tiefe Nut, da die spanende Bearbeitung eine Mindeststärke der
Ringe vorraussetzt. Insbesondere ist dies von Einfluß, wenn
große
Drehmomente vorgegeben sind. Die Herstellung einer solchen Anordnung
ist darüber hinaus
auch kostenaufwendig.
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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 Verschmutzungsgefahr
gegeben ist. Darüber
hinaus ist die Gefahr gegeben, daß die verzahnten und gegenseitig
in Eingriff befindlichen Flächen
der mit einer Kreuzverzahnung versehenen Flansche unter Fremdeinflüssen korrodieren.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flanschverbindung
zu schaffen, bei der ein Schutz des Verbindungsbereiches gegeben
ist, wobei die Schutzmittel kostengünstig herstellbar sind.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Flanschverbindung mit einem ersten Flansch, der eine erste zylindrische
Außenfläche, 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 zylindrische 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 ringförmigen Nut aufgenommen ist,
die eine zylindrische Bohrung und daran beidendig zu ihren beiden
axialen Enden sich konisch erweiternde Bohrungen besitzt 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
Stufenfläche und
der ersten bzw. zweiten Schulter bzw. dem jeweiligen Übergang
definierten Raum angeordnet sind, gelöst.
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Von
Vorteil dabei ist, daß die
Abdeckhülse relativ
dünnwandig
gestaltet werden kann. Eine spanende Bearbeitung ist nicht erforderlich.
Darüber
hinaus bringen die konisch erweiterten Bereiche noch den Vorteil
mit sich, daß sie
bei der Montage der Flanschverbindung eine einfache Zentrierung
der beiden Flansche zueinander unterstützen.
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Darüber hinaus
ist es nach der Erfindung möglich,
die Abdeckhülse
aus einem Bandmaterial aus Stahl zu formen, wobei dessen Enden stoffschlüssig miteinander
verbunden sind. Dies ist insbesondere bei Abdeckhülsen für Flansche
mit großem Durchmessern
günstig.
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Die
Abdeckhülse
ist vorzugsweise vollständig
innerhalb der Nut aufgenommen und sie liegt innerhalb der Konturen
der ersten Außenfläche des ersten
Flansches und zweiten Außenfläche des
zweiten 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.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
ist generell auf Flanschverbindungen jeglicher Art mit Form- oder
Reibschluß anwendbar.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
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Es
zeigt
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1 eine Übersichtszeichnung
einer Gelenkwelle, die mehrere Flanschverbindungen enthält, und
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2 das
Detail Z gemäß 1 bezüglich eines
Abschnittes einer Flanschverbindung im vergrößerten Maßstab als repräsentativ
für die
Gestaltung aller Flanschverbindungen.
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Aus 1 ist
die Kreuzgelenkwelle 1 ersichtlich. Diese umfaßt das erste
Gelenk 2 und das zweite Gelenk 3, die durch eine
Längenausgleichsanordnung 4 miteinander
verbunden sind. Die Verbindung jeweils zwischen den beiden Gelenken 2, 3 und
der Längen ausgleichsanordnung 4 erfolgt
durch Flanschverbindungen 5, 5a.
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An
das erste Gelenk 2 ist darüber hinaus mittels der Flanschverbindung 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 dienen
beispielsweise zur Verbindung der Kreuzgelenkwelle 1 mit
einer Antriebs- und einer Abtriebsseite, beispielsweise dem Ausgangszapfen
eines einem Motor getriebenen Getriebes oder dem Eingangszapfen
einer Walze eines Walzwerkes. Die Flanschverbindungen 5, 5a, 5b, 5c sind
im wesentlichen gleich gestaltet und anhand der Flanschverbindung 5 näher erläutert, die
als Detail Z in 2 im vergrößertem Maßstab abschnittweise dargestellt
ist.
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Aus 1 ist
noch erkennbar, daß die Flanschverbindung 5 den
ersten Flansch 8 und den zweiten Flansch 9 umfaßt, wobei
der erste Flansch 8 zum ersten Gelenk 2 und der
zweite Flansch 9 zur Längenausgleichsanordnung 4 gehört. Beide
sind an ihren gegeneinander mittels der Schrauben 10 verschraubten
Stirnflächen
mit einer Verzahnung zur Drehmomentübertragung versehen.
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Aus 2 ist
das Detail Z mit dem ersten Flansch 8 und dem zweiten Flansch 9 erkennbar.
Der erste Flansch 8 besitzt die in gestrichelten Linien
dargestellte erste Stirnfläche 12.
Ausgehend von seiner als Zylinderfläche gestalteten ersten Außenfläche 11 ist
er mit einer ersten Stufenfläche 13 versehen,
die ebenfalls zylindrisch gestaltet ist und deren Durchmesser gegenüber 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 Richtung zur zweiten Stirnfläche 16 hin
eine zylindrische zweite Stufenfläche 17 vorhanden,
deren Durchmesser dem der ersten Stufenfläche 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 zweiten Stufenfläche 17 und
der zweiten Schulter 18 ist ein Radiusübergang 25 vorgesehen. Die
erste Schulter 14, der erste Radiusübergang 24, die erste
Stufenfläche 13,
die zweite Stufenfläche 17, die
zweite Schulter 18 und der zweite Radiusübergang 25 bilden
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 ersten Schulter 14 beziehungsweise
zweiten Schulter 18 hin sich erweiternde konische Bohrungen 22, 23 anschließen. Es
ist erkennbar, daß diese
konischen Bohrungen 22, 23 durch konisches Aufweiten
der Enden der Abdeckhülse 20 gebildet
sind. Die Abdeckhülse 20 weist über ihre
gesamte Länge
eine konstante Wandstärke
d auf.
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Vorzugsweise
ist die Abdeckhülse 20 aus
einem Stahlband hergestellt, 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
zwischen den konischen Bohrungen 22, 23 den zugehörigen Stufenabschnitten 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 beiden Flansche 8, 9,
gegen äußere Einflüsse geschützt angeordnet.
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- 1
- Kreuzgelenkwelle
- 2
- erstes
Gelenk
- 3
- zweites
Gelenk
- 4
- Längenausgleichsanordnung
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- 5,
5a, 5b, 5c
- Flanschverbindung
- 6
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- 7
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- 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