DE202004018331U1

DE202004018331U1 - Schraubverbindung, insbesondere zwischen einer Welle und einem auf dieser zu befestigenden Bauteil

Info

Publication number: DE202004018331U1
Application number: DE200420018331
Authority: DE
Original assignee: IHC Holland NV
Current assignee: IHC Holland lE BV
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2014-11-26
Also published as: GB0426144D0; BE1016259A6; GB2408552B; GB2408552A; NL1024889C1

Abstract

Schraubverbindung, insbesondere zwischen einer Welle (1) und einem auf dieser zu befestigenden Bauteil (4), bei der der Querschnitt des Gewindegangs (6,9) im wesentlichen trapezförmig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (5) des Gewindes (3) der Welle (1) an mindestens dem ersten Gewindegang (6), der vom Ende (2) der Welle am weitesten entfernt liegt, so angefast ist, dass dieser Gewindegang eine niedrigere Höhe besitzt als die nächstgelegenen Gewindegänge (9).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubverbindung, insbesondere zwischen einer Welle und einem auf dieser zu befestigenden Bauteil, wobei der Querschnitt des Gewindegangs im wesentlichen trapezförmig ist.
Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Pumpenwelle einer Kreiselpumpe handeln, wie sie auf einem Nassbagger verwendet wird, bei der ein Laufrad auf die Pumpenwelle geschraubt wird.
Es hat sich gezeigt, dass bei den besagten Pumpen ein Bruch der Welle auftreten kann. Hierbei geht es insbesondere um einen durch Ermüdung verursachten Bruch, der durch eine vom Boden des Gewindes ausgehende Kerbwirkung eingeleitet wird.
Des weiteren wird darauf hingewiesen, dass bei dem Standard-Trapezgewinde der erste Gang des Gewindes, d.h. der vom Wellenende am weitesten entfernt liegende Gewindegang, relativ am stärksten beansprucht wird, nämlich mit ungefähr 30% der gesamten auf das Gewinde ausgeübten Kraft. Deswegen ist die Konstruktion aus ermüdungstechnischer Sicht betrachtet an diesem sowieso kritischen Querschnitt am schwächsten.
Aufgabe der Erfindung ist nun, die Form des Gewindes so zu verbessern, dass die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs der Welle deutlich veringert wird.
Gemäß der Erfindung wird dies erreicht, indem man das Oberteil des Gewindes der Welle an mindestens dem ersten Gewindegang, d.h. der Gewindegang, der am weitesten vom Wellenende entfernt liegt, so anfast, dass dieser Gewindegang eine niedrigere Höhe besitzt als die der nächstgelegenen Gewindegänge.
Durch Anfasen wenigstens des ersten Gewindegangs wird die auf diesen Gewindegang oder diese Gewindegänge ausgeübte Kraft vermindert. Zwar wird die auf die anderen Gewindegänge ausgeübte Kraft größer, jedoch ergibt sich eine bessere Verteilung der Kraft, die auf die Gewindegänge insgesamt ausgeübt wird. Die maximal auf einen einzigen Gewindegang ausgeübte Kraft wird dadurch geringer, was aus der Sicht der Festigkeit natürlich günstig ist.
Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der Wahrscheinlichkeit eines Ermüdungsbruches besteht darin, den Boden des Gewindes der Welle auszurunden.
Eine derartige Ausrundung bewirkt eine geringere Kerbwirkung. Durch Anwendung dieser Maßnahmen wird die Wahrscheinlichkeit eines Ermüdungsbruchs weiter reduziert.
Um die Wahrscheinlichkeit einer Kerbwirkung und dadurch eines Ermüdungsbruchs noch weiter zu verringern, kann man erfindungsgemäß so verfahren, dass der Boden des Gewindes der Welle gewalzt wird.
Dadurch erhält man eine glattere Oberfläche des ausgerundeten Bodens des Gewindes, wodurch seine Oberfläche nachhaltigeren Widerstand gegen Ermüdungsbeanspruchung bietet, die einen Ermüdungsbruch einleiten kann.
Bei einem Standard-Trapezgewinde wird das Gewinde nach dem Schneiden nicht nachbearbeitet. Gemäß der Erfindung wird nun nach dem Gewindeschneiden der Boden des Gewindes durch Walzen so bearbeitet, dass das gewünschte Endmaß und eine glatte Oberfläche erhalten werden.
Bei dem bekannten trapezförmigen Gewinde kommt das Oberteil des Gewindes des Bauteils, das auf die Welle aufgeschraubt wird, gegen den Boden des Gewindes auf der Welle zu liegen. Durch die angebrachte Ausrundung des Bodens des Gewindes der Welle ist das nicht mehr möglich.
Im Zusammenhang hiermit wird man erfindungsgemäß so verfahren, dass alle Gewindegänge der Welle mit Ausnahme der angefasten Gewindegänge höher ausgeführt werden, so dass der Boden des standardmäßig ausgeführten Gewindes des auf die Welle aufgeschraubten Bauteils gegen die Oberteile der Gewindegänge des Gewindes auf der Welle anliegt.
Hierdurch wird auch erreicht, dass auf die Welle aufzuschraubende Bauteile mit einem standardmäßig ausgeführten Gewinde ausgeführt sein können.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das auf der Zeichnung dargestellt ist und einen Schnitt durch einen Teil des mit Gewinde versehenen äußeren Endes einer Welle mit einem Teil des auf die Welle aufgeschraubten Bauteils wiedergibt.
Die auf der Zeichnung dargestellte Welle 1 ist am Ende 2 mit einem Gewinde 3 zum Anbringen eines nur teilweise dargestellten Bauteils 4 versehen, beispielsweise eines Laufrads, wenn es sich um eine Pumpenwelle handelt.
Das Oberteil 5 des Gewindes 3 ist über die ersten Gewindegänge 6 angefast, so dass die Oberteile niedriger liegen als die der nächstgelegenen Gewindegänge 7.
Wie oben angegeben, ist der Boden 8 des Gewindes 3 ausgerundet und gewalzt. Gegenüber dem normalen, trapezförmigen Gewinde liegt das Oberteil 5 der neben den ersten Gewindegängen 6 gelegenen Gewindegänge 9 des Gewindes 3 höher, so dass der Boden 10 des Gewindes 11 des Bauteils 4 gegen das Oberteil 5 des Gewindes 3 liegt. Bei dem standardmäßig ausgeführten trapezförmigen Gewinde liegt nur das Oberteil 12 des Gewindes 11 von Bauteil 4 gegen den Boden 8 des Gewindes 3 der Welle 1.
Es ist zu erkennen, dass auf der Zeichnung nur eine einzige mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zusammenbaus dargestellt ist und im obigen beschrieben wird, und dass sich viele Änderungen ohne Abweichung von dem erfinderischen Gedanken anbringen lassen, wie er in den Ansprüchen dargelegt wird.

Claims

Schraubverbindung, insbesondere zwischen einer Welle (1) und einem auf dieser zu befestigenden Bauteil (4), bei der der Querschnitt des Gewindegangs (6,9) im wesentlichen trapezförmig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberteil (5) des Gewindes (3) der Welle (1) an mindestens dem ersten Gewindegang (6), der vom Ende (2) der Welle am weitesten entfernt liegt, so angefast ist, dass dieser Gewindegang eine niedrigere Höhe besitzt als die nächstgelegenen Gewindegänge (9).
Schraubverbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (8) des Gewindes (3) der Welle (1) ausgerundet ist.
Schraubverbindung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (5) des Gewindes (3) von der Welle (1) gewalzt ist.
Schraubverbindung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Gewindegänge (9) des Gewindes (3) der Welle (1), mit Ausnahme der Gewindegänge (6) mit Anfasung, höher ausgeführt und ausgerundet sind, so dass der Boden (10) des standardmäßig ausgeführten Gewindes (11) des auf die Welle (1) aufgeschraubten Bauteils (4) gegen das Oberteil (5) von Gewindegang (9) des Gewindes (3) auf der Welle (1) liegt.