DE20307471U1

DE20307471U1 - Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung

Info

Publication number: DE20307471U1
Application number: DE20307471U
Authority: DE
Original assignee: OTT Jakob Spanntechnik GmbH
Current assignee: OTT Jakob Spanntechnik GmbH
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2013-05-15

Abstract

Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung einer Welle (1) und einer Nabe (2) eines Werkzeugspanners in einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, wobei die Welle (1) ein Außenprofil (3) und die Nabe (2) ein dazu passendes Innenprofil (4) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) eine vor der Einführungseite des Innenprofils (4) angeordnete Umlenkeinrichtung (7; 15, 16) zur selbsttätigen Ausrichtung des Außen- und Innenprofils (3, 4) beim Zusammenfügen der Welle (1) und Nabe (2) enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung einer Welle und einer Nabe eines Werkzeugspanners in einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Werkzeugspanner in Arbeitsspindeln einer Werkzeugmaschine weisen üblicherweise am Werkzeughalter oder am Werkzeug angreifende Spannelemente auf, die durch eine Druckfeder in eine Klemmstellung beaufschlagt werden und durch einen meist hydraulischen Betätigungsmechanismus über eine Zugstange in eine Lösestellung bewegbar sind. Bei Arbeitsspindeln mit innerer Kühlmittelzufuhr sind die Zugstangen in der Regel als Hohlwellen ausgeführt und über eine formschlüssige Verbindung mit einer drehbaren Nabe bzw. einem Rotor einer so genannten Drehdurchführung verbunden. Durch die an sich bekannten Drehdurchführungen wird die Einspeisung des Kühlschmiermittels von stationären Anschlußleitungen in die während der Bearbeitung rotierenden Teile des Werkzeugspanners ermöglicht. Die formschlüssige Verbindung zwischen der als Zugstange dienenden Hohlwelle und der drehbaren Nabe der Drehdurchführung erfolgt durch Mehrkantprofile, wobei die Hohlwelle ein geeignetes Außenprofil und die Nabe ein dazu passendes Innenprofil aufweist.
Beim Zusammenfügen von Teilen mit derartigen Mehrkantprofilen ergibt sich das Problem, das eine Montage nur in bestimmten Winkelstellungen möglich ist. Wenn die Profile in Radialrichtung nicht genau zueinander ausgerichtet sind, können die Welle und die Nabe nicht zusammengesteckt werde, sondern müssen zunächst durch Drehen entsprechend ausgerichtet werden. Besonders bei Teilen, die von Außen nicht zugänglich sind und daher zur Ausrichtung auch nicht ohne weiteres gedreht werden können, ist daher die Montage schwierig.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfachere Kupplung von Welle und Nabe ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Wellen-Naben-Verbindung ist an der Nabe vor der Einführungsseite des Innenprofils eine Umlenkeinrichtung zur selbsttätigen Ausrichtung des Außen- und Innenprofils beim Zusammenfügen der Welle und Nabe vorgesehen. Wenn das Außenprofil der Welle nicht mit dem entsprechenden Innenprofil der Nabe fluchtet, wird über diese Umlenkeinrichtung entweder die Welle oder die Nabe beim Zusammenfügen so gedreht, dass die Fügeprofile zueinander passen. Dadurch kann die Montage erheblich vereinfacht werden.
In einer besonders verschleiß- und reibungsarmen Ausführung besteht die Umlenkeinrichtung aus einer oder mehreren Kugeln, die vor einem bzw. mehreren Zähnen des als Innenverzahnung ausgeführten Innenprofils angeordnet ist/sind. Durch die Kugeln wird die Außenkante des Außenprofils in die entsprechende Zahnnut des Innenprofils gelenkt. Grundsätzlich reicht eine Kugel aus. Bei mehreren Kugeln wird jedoch die Umlenkung erleichtert.
In einer weiteren Ausführungsform können die Umlenkelemente auch als doppelt schräge Einführungsflächen an zwei axial vorstehenden Ansätzen der Nabe ausgebildet sein.
Weitere Besonderheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer kuppelbaren Wellen-Naben-Verbindung in verschiedenen Ansichten und
2 eine zweite Ausführungsform einer kuppelbaren Wellen-Naben-Verbindung in verschiedenen Ansichten.
In 1 ist eine kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung mit einer als Hohlwelle ausgeführten Welle 1 und einer Nabe 2 gezeigt. Eine derartige Welle 1 dient als Verbindungselement zur Zugstange eines Werkzeugspanners in einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine. Die Nabe 2 ist ein drehbar gelagertes Teil einer sogenannten Drehdurchführung, durch die ein für die Bearbeitung benötigtes Kühlschmiermittel von einer stationären Zuführung in das Innere der sich während der Bearbeitung drehenden Welle 1 und von dort durch die Arbeitsspindel und die Werkzeuge zur Bearbeitungsstelle geleitet werden kann.
Die Welle 1 hat ein als Sechskantprofil ausgeführtes Außenprofil 3, auf dem die mit einem dazu passenden Innenprofil 4 versehene Nabe 2 sitzt. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Innenprofil 4 der Nabe 2 als Zwölfkant-Innenverzahnung ausgeführt. Dadurch wird das Zusammenfügen der Welle 1 und der Nabe 2 erleichtert. Um zu vermeiden, dass die Außenkanten 5 des Außenprofils 3 beim Zusammenfügen von Welle 1 und Nabe 2 auf die Zähne 6 des Innenprofils 4 stoßen, sind in der Nabe 2 vor der Einführungsseite des Innenprofils, d.h. an der Seite, an der die Welle eingefügt wird, vier in Umfangsrichtung beabstandete Kugeln 7 angeordnet. Die Kugeln 7 werden durch Führungsstege 8 innerhalb der Nabe 2 gleichwinklig voneinander beabstandet gehalten und sind derart angeordnet, dass sie jeweils vor einem Zahn 6 des Innenprofils 4 zwischen zwei nebeneinander liegenden Zahnnuten 9 liegen. Wenn die Außenkanten 5 der Welle 1 beim Zusammensetzen mit der Nabe 2 nicht mit deren Zahnnuten 9 fluchten, gleiten die Außenkanten an den Kugeln 7 ab und entweder die Welle 1 oder die Nabe 2 wird in die richtige Position gedreht. Dadurch wird eine selbsttätige Ausrichtung erreicht. Zur Vereinfachung der Montage sind an dem vorderen Ende des als Sechskantprofil ausgeführten Außenprofils 3 entsprechende Einführungsschrägen 10 vorgesehen. In Axialrichtung der Nabe 2 werden die Kugeln 4 durch einen Abdeckring 11 gehalten, der in eine entsprechende Ringnut 12 an dem zur Welle 1 gewandten Führungsring 8 der Nabe 2 eingesetzt ist.
In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wellen-Naben-Verbindung dargestellt. Bei dieser Ausführung sind an zwei axial vorstehenden Ansätzen 13 und 14 der Nabe 2 jeweils zwei schräge Einführungsflächen 15 und 16 zur selbsttätigen Ausrichtung von Welle 1 und Nabe 2 vorgesehen. Die beiden Einführungsflächen 15 und 16 sind unter einem Winkel α von mehr als 90° zueinander und unter einem Winkel β von weniger als 90° zur Mittelachse der Nabe 2 doppelt schräg und in Richtung des Innenprofils geneigt angeordnet und dienen ebenfalls als Umlenkeinrichtung zur selbsttätigen Ausrichtung des Außen- und Innenprofil beim Zusammenfügen der Welle 1 und Nabe 2. Die Einführungsflächen 15 und 16 sind derart ausgerichtet, dass das vordere Ende zweier gegenüberliegender Außenkanten 5 der Welle 1 an zwei diametral gegenüberliegenden Einführungsflächen 15 und 16 der beiden Ansätze 13 und 14 gleitet und in Richtung der Zahnnuten 9 gelenkt werden, wenn die Außenkanten 5 der Welle 1 beim Zusammenfügen von Welle 1 und Nabe 2 nicht genau zu dem Innenprofil 4 der Nabe 2 ausgerichtet sind. Auch dadurch wird eine Drehung der Welle 1 oder Nabe 2 zur selbsttätigen Ausrichtung erreicht. Der Schnittpunkt der beiden Einführungsflächen 15 und 16 ist derart angeordnet, dass er mit einer Innenkante einer Zahnnut 9 zusammenfällt. Die Welle 1 ist entsprechend dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgeführt und daher auch mit denselben Bezugszeichen versehen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei der Ausführung von 2 der Übergang zwischen dem als Sechskant-Profil ausgeführten Außenprofil 3 und einem vorderen Zapfen 17 scharfkantig ausgeführt ist.

Claims

Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung, insbesondere zur formschlüssigen Verbindung einer Welle (1) und einer Nabe (2) eines Werkzeugspanners in einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine, wobei die Welle (1) ein Außenprofil (3) und die Nabe (2) ein dazu passendes Innenprofil (4) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (2) eine vor der Einführungseite des Innenprofils (4) angeordnete Umlenkeinrichtung (7; 15, 16) zur selbsttätigen Ausrichtung des Außen- und Innenprofils (3, 4) beim Zusammenfügen der Welle (1) und Nabe (2) enthält.
Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung aus einer oder mehreren vor der Einführungsseite des Innenprofils (4) in der Nabe (2) angeordneten Kugeln (7) besteht.
Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung aus mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Kugeln (7) besteht.
Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (7) jeweils vor einem Zahn (6) des als Innenverzahnung ausgeführten Innenprofils (4) angeordnet sind.
Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (7) durch Führungsstege (8) innerhalb der Nabe (2) in Umfangsrichtung beabstandet gehalten sind.
Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (7) durch einen in die Nabe (2) eingesetzten Abdeckring (11) in Axialrichtung der Nabe (2) gesichert angeordnet sind.
Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung aus jeweils zwei doppelt schrägen Einführungsflächen (15, 16) an zwei axial vorstehenden Ansätzen (13, 14) der Nabe (2) besteht.
Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einführungsflächen (15, 16) an den Ansätzen (13, 14) unter einem Winkel α von mehr als 90° zueinander und unter einem Winkel β von weniger als 90° gegenüber der Mittelachse der Nabe (2) geneigt sind.
Kuppelbare Wellen-Naben-Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenprofil (3) der Welle (1) als Sechskantprofil und das Innenprofil (4) der Nabe (2) als Zwölfkant-Innenverzahnung ausgebildet ist.