DE2127628A1 - Vorrichtung zur festen Verbindung von Radern, Nocken u a mit einer Welle und zu deren Losung - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur festen Verbindung von Rädern, Nocken u. ä. mit einer Welle ünd zu deren Lösung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die einerseits eine feste Verbindung von Rädern, Nocken u. ä. mit Wellen durch Reibung und Druck an den Berührungsflächen ermöglicht, der durch Vorspannung des Nabenmaterials hervorgerufen wird, andererseits eine Lockerung dieser Verbindung ermöglicht und einen leichten Ausbau dieser Teile gewährleistet.
• Es ist eine feste Verbindung von Radnaben mit einer Welle bekannt, die auf der Reibung an den Berührungsflächen bei hohem Druck beruht. Dieser Druck wird durch Vorspannung verursacht, wobei eine elastische Deformation der Nabe z. B. durch Erwärmung und darauffolgende Abkiihlung erreicht wird. Diese elastische Deformation der Nabe kann auch durch Vergrößerung ihres Durchmessers mittels Drucköls erreicht werden, das zwischen die Benihrungsflächen der Welle und Nabe geleitet wird.
• Ein Nachteil dieser beiden Befestigungsarten besteht in der beschwerlichen Handhabung beim Aufsetzen der Radnabe oder des Nockens auf die Welle unter großem axialem Druck und besonders bei der Lösung und dem Ausbau, wenn Reparaturen durchzuführen sind, oder beim Einstellen in die richtige Lage durch axiale Verschiebung, eventuell durch Drehung um einen bestimmten Winkel. Dabei ist eine beträchtliche Genauigkeit bei der Wellenerzeugung nötig, und zwar längs der gesamten Länge, denn die Nabe des Rades oder des Nockens muß oft an ihre Befestigungsstelle auf der Welle unter Druck längs der ganzen Wellenlänge oder ihres Großteils geschoben werden; dies kann eine Beschädigung der Oberfläche verursachen. Außerdem müssen die Berhrungsflächen reingehalten werden, um Fressen zu verhindern, denn dies könnte die mit dem Rad oder dem Nocken bereits versehene Welle entwerten.
• Ferner sind Spannverbindungen von Rädern und Wellen bekannt, die aus einer Radnabe mit einer inneren Kegelfläche und einer Kegelbüchse mit einer äußeren Kegelfläche bestehen, die zwischen Welle und Nabe gelegt wird und am Ende ein Gewinde mit Mutter hat, welche sich gegen die Stirn der Nabe abstützt. Ein Nacxhteil dieser Spannverbindung besteht in dem Bedarf einer großen Kraft für das Drehen der Mutter, wobei die Kegelbüchse in die Nabe gezogen wird. Die Kegelbüchse ist gewöhnlich geschlitzt und spannt die Welle fest ein, und durch die auftretende Reibung wird die Lage der Kegelbüchse und der Nabe mit dem Rad auf der Welle sichergestellt. Auch zum Lösen muß eine große Kraft beim Drehen der Mutter am anderen Kegelbüchsenende angewandt werden.
• Die angeführten Nachteile beseitigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, die darin besteht, daß die Nabe eine Bohrung hat, deren eines Ende in den Spalt zwischen der kegelförmigen Innenfläche der Nabe und der entsprechenden äußeren Kegelfläche der Kegelbüchse mündet, wobei am anderen Ende der Bohrung ein Gewinde für das Anschrauben der Druckleitung einer Ölpumpe angeordnet ist.
• Die Erzeugung der beschriebenen Vorrichtung ist einfach, der Ein- und Ausbau der Nocken, Räder u. ä. bezüglich tier Welle, ihre axiale Verschiebung und eventuelle Drehung um einen bestimmten Winkel kann ohne Schwierigkeiten sowohl in einer technisch ausgestatteten Werkstatt als auch am Arbeitsplatz der Maschine leicht vorgenommen werden. Die nötige Hilfseinrichtung, d. h. die Ölpumpe, ist rasch übertragbar, was seine schnelle Benützung bei der Montage oder der Einstellung der Maschine ermöglicht.
• In der beiliegenden Zeichnung sind als Beispiele zwei Ausführungen dargestellt: Fig. 1 veranschaulicht einen Lngsschnitt durch die Nabe des Rades oder des Nockens entsprechend der Erfindung; Fig..2 zeigt den gleichen Schnitt in alternativer Ausführung.
• Auf der Welle 1 it die Nabe 2 des Rades oder Nockens u. äO befestigt. Die feste Verbindung beider Teile erfolgt durch die Kegelbüchse 3, die fest- zwischen die Welle 1 und die Nabe 2 gelegt ist. Die Innenfläche 3a der Kegelbüchse 3 ist zylinderförmig ausgeführt, und ihr Durchmesser D in unbelastetem Zustand, d. h. beim Ausbau, entspricht im Wesen dem Durchmesser d der Welle an der Befestigungsstelle der Nabe 2 mit einem geringen Spiei, das der Schubtoleranz entspricht. Dadurch entsteht eine geringer ringförmiger Zwischenraum zwischen der Welle 1 und der Kegelbüchse 3. Die Außenfläche 3b der Kegelbüchse 3 ist schwach kegelförmig gestaltet, z. B. in den Grenzen von 10 - 60, und mit ihr übereinstimmend ist die kegelförmige Innenfläche 2a der Nabe 2 des Rades oder Nockens ausgeführt. An der kegelförmigen Innenfläche 2a der Nabe 2 sind feine Nuten 4 für die Ölverteilung ausgeführt. Die anliegenden Enden der Kegelbüchse 3 und der Nabe 2 sind mit Mitteln für die gegenseitige axiale Verschiebung versehen, z. B. mit einem Gewinde 6 und einer Mutter 7. Es ist vorteilhaft, die Länge M der Kegelbüchse 3 größer zu wählen als die Länge in der Nabe 2. Am vorstehenden Ende des kleineren Durchmessers der Kegelbüchse 3 ist ein Gewinde 6 mit einer Mutter 7 angebracht, die mit ihrer Druckfläche 7a gegen die Stirnfläche 2b der Nabe drückt. In der Mutter 7 befindet sich die Stelischraube 8. Die Nabe 2 weist eine Radialbohrung 9 auf, die in den Spalt zwischen der kegelförmigen AußenflEche 3b der Kegelbüchse 3 und der ihr entsprechenden Innenfläche 2a der Nabe 2 mündet. In der Radialbohrung 9 ist ein Gewinde 10 vorgesehen, das zum Anschrauben der (nicht eingezeichneten) Druckleitung einer Ölpumpe dient.
• Der Vorgang beim Befestigen der Nabe 2 des Rades oder Nockens auf der Welle ist folgender: Das Rad oder der Nokken wird mit seiner Nabe 2 sehr leicht auf die Welle 1 bis an die Befestigungsstelle aufgeschobenO Dann wird die Kegelbüchse 3 auf die Welle 1 aufgesetzt und axial verschoben, was infolge des um die Schubtoleranz größeren Duchmessers D der zylinderförmigen Innenfläche 3a bis an die Bestimmungsstelle leicht durchführbar ist, Hier wird die Kegelbüchse 3 in die Nabe 2 des Rades oder Nockens geschobene Zum Schluß wird mit dem Gewinde 6 der Kegelbüchse 3 die Mutter 7 verschraubt, bis sie mit ihrer Druckfläche 7a auf die Stirnfläche 2b der Nabe 2 aufliegt. Die Ölpumpe treibt Drucköl in den Spalt zwischen der kegelförmigen Außenfläche 3b der Kegelbüchse 3 und der ihr entsprechenden Innenfläche 2a der Nabe 2. Durch den hohen Druck wird einerseits die Kegelbüchse 3 in radialer Richtung etwas zusammengedrückt und andererseits die Nabe 2 im Durchmesser der Innenfläche 2a im Bereich der elastischen Deformation vergrößert. Dadurch entsteht in der Nabe 2 eine bestimmte Vorspannung. Dabei wird gleichzeitig die Mutter 7 eingeschraubt, diese drückt auf die Nabe 2 und verursacht eine gegenseitige Verschiebung an der kegelförmigen Außenfläche 3b der Kegelbüchse 3 in Richtung zujihrem größeren Durchmesser, Das Einschrauben der Mutter 7 ist beendet, wenn das Spiel zwischen der Welle 1 und der Kegelbüchse 3 beseitigt ist. Um diesen Augenblick leichter zu erkennen, kann die Vergrößerung der axialen Länge des über die Stirnfläche 2b der Nabe 2 hervorragenden Endes der SegelbUchse 3 gemessen werden0 Diese Vergrößerung der Länge steht in einem bestimmten Verhältnis zum sich verkleinernden Durchmesser der Innenfläche 3a der Kegelbüchse 3. Wenn die Kegelbüchse 3 auf der Welle 1 vollkommen aufliegt, wird das Drucköl herausgelassen, so daß sich die Nabe 2 des Rades oder Nockens infolge ihrer Elastizität radial zusammenzieht und die Kegelbüchse 3 an die Welle 1 fest andrückt. Durch Druck und Reibung zwischen den Berührungsflächen wird die Kegelbüchse 3 mit der Welle 1 und der Nabe 2 des Rades oder Nockens fest verbunden.
• Das Drehen der Nabe 2 des Nockens um einen bestimmten Winkel oder ihr eventueller Ausbau kann verhältnismäßig leicht vorgenommen werden, indem Drucköl auf j ähnliche Art in den Sjpalt zwischen der kegelförmigen Außenfläche 3b der Kegelbüchse 3 und der ihr entsprechenden Innenfläche 2a der Nabe 2 gedrückt wird. Nach Lockerung der Verbindung wird der Nocken in die gewünschte Lage geschoben. Dabei bleibt die Mutter 7 in verschraubter Lage. Auch der Ausbau des Rades oder Nockens ist leicht durchführbar; denn durch Lokkerung der Mutter 7 und Einführung des Drucköls in den Spalt, wie früher angeführt wird die Nabe des Rades oder Nockens infolge der Elastizität des Materials und durch die Wirkung der axialen, durch das Drucköl hervorgerufenen Kraftkomponente gelockert.
• Zur Ausübung großer Schubkräfte wird mit Vorzug eine Mutter mit einem hydraulischen Kolben 11 angewenadt, wie dies Fig. 2 veranschaulicht. In diesem Falle wird der Einbau des Rades oder Nockens so vorgenommen, daß das Drucköl gleichzeitig in den Spalt zwischen der kegelförmigen Außenfläche 3b der Kegelbüchse 3 und der ihr entsprechenden Innenfläche 2a der Nabe 2 und auch unter den hydraulischen Kolben 11 in der Mutter 7 geleitet wird. Wenn die Nabe 2 um die entsprechende axiale Länge zwischen der Stirnfläche der Mutter 7 und der Stirnfläche 2b der Nabe verschoben ist, wird das Druckö, aus dem erwähnten Spalt herausgelassen, so daß die Nabe 2 nach Einbuße der elastischen Deformation sich mit der Welle 1 mittels der gegelbtichse 3 fest verbindet Die Mutter 7 wird mit der Hand an die Stirnfläche 2b verschraubt. Dann wird das Drucköl auch aus der Mutter 7 herausgelassen.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Vorrichtung zur festen Verbiiiduiigvoll Rädern, Nocken u. a. illit einer Welle und zu deren Lösung, bestehendaus der Nabe eines Rades oder Nockens miteiner inneren Kegelfläche, einer Kegelbüchse mit einer äußeren Kegelfläche, die zwischen Welle und Nahe gelegt ist, wobei das Ende der Kegelbüche cin Gewinde mit einer Mutter Jiat, die gegen die Nabenstirnfläshe abgestützt ist, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß bei der Mutter (7) auf der seite, wo die Mutter (7) auf der Nahe (2) aufliegt, ein ringförmiC:er freier Raum (7b) angeordnet ist, der teilweise von dieser Mutter (7) überdecktwird und in den eiii Spalt zwichen der kegelförrnigen Außenfläche (3b)der Regelbüchse (3) und der inneren kEgelförmigen Innenfläche (2a) der Nabe (2) mündet, und daß dieser Spalt mit einer Hädialbohrung (9) in der Nabe (2) verbundenist, tiie am anderen Ende ein Gewinde zum 4nschrauben der Drucklei tunbeiner Ölpumpe ht.