DE2156898A1

DE2156898A1 - Befestigungselement zum Befestigen eines Bauelementes auf einer Welle und Anordnung, bei der ein derartiges Befestigungselement verwandt wird

Info

Publication number: DE2156898A1
Application number: DE19712156898
Authority: DE
Inventors: Roger Epinay-Sur-Seine Habert (Frankreich)
Original assignee: Ducellier et Cie
Current assignee: Ducellier et Cie
Priority date: 1970-11-17
Filing date: 1971-11-16
Publication date: 1972-05-25
Also published as: GB1359697A; US3779659A; ES201010U; NL7115802A; FR2114130A1; IT941142B; ES201010Y; BE774224A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, ^ °

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

t MÖNCHEN 86, DEN POSTFACH 860 820

MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

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IUCSLLIER & Cie, 23» Rue Alexandre-Dumas, F-75-Paris XIe

Befestigungselement zum Befestigen eines Bauelementes auf einer Welle und Anordnung, bei der ein derartiges Befestigungselement verwandt wird»

Sie vorliegende Erfindung betrifft ein Beiestigungselemsnt, im ein Bauelement fest auf einer Welle au befestigen, und insbesondere um dieses Bauelement gleichzeitig gegen eine Drehung und gegen eine axiale Yerschiebvng in Bezug auf die Welle festzulegen.

Es ist bekannt, ein Bauteil auf einer Welle durch radialen Druok mit Hilfe einer Unterlegscheibe in Form eines flachen Konus zu befestigen, der auf seinem inneren oder äußeren Umfang radiale Sr^v"»itze aufweist, die dazu bestimmt sind, seine Slastlzil ; au vergrößern. Diese Unterlegscheibe wird praktisoh ohne Spiel zwisohen die äußere zylindrische Oberfläche der Welle und der inneren zylindrischen Oberfläche einer mit der Welle koaxialen Aussparung angeordnet, die In dem auf der Welle zu

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befestigenden Bauteil ausgebildet ist. Auf die Unterlegscheibe wird derart ein axialer Druck ausgeübt, daß diese bestrebt ist, sich abzuplatten, so daß ihr äußerer Durohmesser größer und gleichseitig ihr innerer Durchmesser kleiner wird. Durch den axialen Druck wird in dieser Welse eine stärkere radiale Kraft ausgeübt und durch diese werden der innere und der äußere Umfang der Unterlegscheibe radial gegen die äußere zylindrische Oberfläche der Welle bzw. die Innere zylindrische Oberfläche der Aussparung des Bauteiles gedrückt, um dieses Bauteil durch radialen Druok in Bezug auf die Welle festzulegen.

Bei dieser bisher bekannten Befestigungsart wird die Unterlegscheibe elastisch derart deformiert, daß der axiale Druok dauernd aufrechterhalten werden muß, was nur dadurch erreicht werden kann, daß neben der Unterlegscheibe ein Hllfaandrückorgan, wie etwa eine Schraube und eine Mutter vorgesehen werden müssen, durch die der axiale Druck auf die Unterlegscheibe ausgeübt wird und durch die folglich das Bauteil auf der Welle durch radialen Druck festgelegt wird. Die radialen Schlitze, die in der Unterlegscheibe ausgebildet sind, dienen lediglich dem Zweck, die Elastizität der Unterlegscheibe zu erhöhen, so daß diese eich In einem bestimmten Maße abplatten kann. Darüber hinaus können mit einer derartigen Befestigungsart keine beträchtlichen Momente übertragen werden, denn wenn diese die Reibungskräfte zwischen dem Inneren und dem äußeren Umfang der Unterlegscheibe und der zylindrischen Oberfläche der Welle bzw. der zylindrischen Oberfläche der Aussparung des Bauteiles überschreiten, so können die gegeneinander anliegenden Oberflächen sich gegeneinander gleitend verschieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der oben beschriebenen Befastigungsunterlegsoheiben zu beseitigen, indem insbesondere das Hllfsandrüokorgan fortgelassen wird.

Die vorliegende Erfindung schlägt zu diesem Zweok ein Befestigungselement zur Befestigung eines Bauteiles auf einer Welle vor,

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das ohne radiales Spiel zwischen die äußere zylindrische Oberfläche der Welle und die innere zylindrische Oberfläche einer Aussparung eingesetzt werden kann, die koaxial zu der Welle in dem Bauteil ausgebildet ist, wobei sich das Befestigungselement daduroh auszeichnet, daß es Verankerungseinrichtungen aufweist, die derart radial wirken, daß gleichzeitig eine Verriegelung gegen eine Drehung und eine Verriegelung gegen eine axiale Verschiebung sichergestellt wird.

Daa Befestigungselement wird in an sich bekannter Weise durch einen metallischen Ring oder eine metallische Unterlegscheibe gebildet, die vor der Verwendung zur Befestigung des Bauteiles auf der Welle die Form eines flachen Konus aufweist. Gemäß der Erfindung besteht der Ring aus einem Metall, das eine Dauerverformung gestattet, und der Ring ist derart eingeschnitten, daß er auf seinem Inneren und äußeren Umfang Spitzen bzw· Zähne aufweist, die radial in die zylindrischen Oberflächen des Bauteiles bzw· der Welle eindringen können, wenn er zwischen diesen genannten zylindrischen Oberflächen angeordnet wird und auf Um ein vorübergehender ausreichender axialer Druck ausgeübt wird, so daß der Ring eine bleibende Deformation in der Richtung erleidet, daß er abgeplattet wird.

Im folgenden soll die Erfindung näher anhand eines in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen Ausführungsbeispieles erläutert werden· In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2 eine Draufsicht auf bzw· einen Axialsohnitt durch ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Befestigungeelement, wobei der Schnitt der Fig· 2 praktisoh entlang der Linie II-II der Fig· 1 ausgeführt ist,

Fig. 3 ein Bauteil, das auf seine Welle aufgesetzt let und bevor ea fest auf dieser Welle befestigt worden ist,

Fig· 4 eine rinaloge Ansicht zu der Fig„ 3, in der das Befestigungselement vor seiner Befestigung dargestellt ist,

Fig. 5 einen axialen Sohnitt durch ein Beispiel für eine Montagevorrichtung, die verwandt werden kann, um das Befesti-

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gungselement anzubringen,

Fig. 6 und 7 einen Schnitt in der Ebene des Bauteiles bzw. einen axialen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel, wobei das Bauteil fest auf seiner Welle befestigt ist,

Fig. 8 eine Teilansicht der Fig_e 7 in vergrößertem Maßstab.

Das gemäß der Erfindung ausgebildete Befestigungselement ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt und besteht aus einem Metallring in Form eines abgeflachten Konus, das heißt mit einem großen Winkel an der Konusspitze.

Der innere und der äußere Umfang dieses Ringes sind mit Einschnitten 2 und 3 versehen, die regelmäßig verteilt sind und zwischen denen Spitzen bzw. Zähne 4 und 5 ausgebildet sind.

Obgleich in der Fig· 1 dio inneren und äußeren Zähne 4 und 5 jeweils zu zweien auf einem selben Durchmesser angeordnet sind (wie Fig· 1), so ist »as natürlich auch möglich, daß die Zähne miteinander abwechseln.

Die Kanten 6 bzw· 7 der Zähne 4 und 5 sind parallel zu der Geometrieachse YY des Ringes 1.

Somit ist der Ring 1, wenn auf ihn ein axialer Druck in einer weiter unten noch im einzelnen zu beschreibenden Weise auagoübt wird, bestrebt, sich abzuflachen, und die Zähne 6 und 7 nehmen in Bezug auf die Achse YY eine schräge Stellung ein, so daß sie mit den ebenen Oberflächen des Ringes radiale Spitzen bilden, wie es insbesondere die Fig. 8 zeigt.

In der Fig· 3 ist ein Bauteil 8 dargestellt, bevor es auf einer Welle 9 durch den Ring 1 festgelegt wird.

An dem Bauteil θ ist koaxial zu dor Welle 9 eine Aussparung ausgebildet, deren innere zylindrische Oberfläche 10a einen Durchmesser besitzt, der gleich dem Außendurohmesser des Ringes 1 ist, während die Welle einen äußeren Durchmesser besitzt, der gleich

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- 5 dem Innendurchmesser des Ringes ist.

Wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, wird der Ring 1 derart angeordnet, daß die hohle Seite des Konus sowie die äußeren Spitzen des Ringes gegen die Abstützfläche 11 hin gerichtet sind, die durch den Boden der Aussparung 10 des Bauteiles 8 gebildet wird. Überdies besteht praktisch weder zwischen dem Ring 8 und der zylindrischen Oberfläche 10a der Aussparung 10 noch zwischen dem Ring und der zylindrischen Oberfläche der Welle 9 ein radiales Spiel.

Um den Befestigungsvorgang auszuführen, ist ein Dorn 12 derart auf der Welle 9 befestigt, daß seine Vorderfläche 13 in einer Ebene x-x liegt, die einer Seite des Bauteiles 8 im befestigten Zustand auf der Welle 9 entspricht, und gegeiL diese Vorderseite stützt sich die kleine Grundseite des Ringes 1 ab.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Ringes 1 wird ein Kolben gegen das Bauteil 8 gedrückt.

Auf das Bauteil 8 wird durch den Kolben 14 ein axialer Druck ausgeübt, wodurch sich das Bauteil in Richtung des Pfeiles F verschiebt. Durch die Verschiebung des Bauteiles 8 wird der Ring 1 zusammengedrückt, und sein äußerer Durchmesser wird größer während gleichzeitig sein innerer Durchmesser kleiner wird·

Dadurch, daß durch den auf den Ring 1 ausgeübten axialen Druck ein wesentlich größerer radialer Druck erzeugt wird, dringen die äußeren Zähne 5 des Ringes in die zylindrische Oberfläche 10a der Aussparung 10 ein, während gleichzeitig die inneren Zähne 4 in die zylindrische Oberfläche der Welle 9 in Höhe der Ebene x-x (Fig. 8) eindringen. Natürlich muß der Ring 1 aus einem Metall hergestellt sein, das härter als die Materialien ist, aus denen das Bauteil 8 und die Welle 9 hergestellt sind. Darüber hinaus muß das Metall, das den Ring bildet, eine Dauerverformung ausführen können, und der axiale Kompressionsdruck, der auf den Kolben 14 ausgeübt wird, ist so gewählt, daß die Eineohnürungekräfte, die In dem Ring 1 auftreten, größer ale dl· SlMtlilttt·-

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grenze des Metalles sind, jedoch unterhalb seiner Bruchgrenze liegen, so daß, wenn die durch den Kolben 14 ausgeübte Kompressionskraft aufhört, der Ring im wesentlichen flach bleibt.

Man erhält so eine Befestigung bzw. feste Verbindung des Bauteiles 8 auf bzw. mit der Welle 9, wie es in den Flg. 6 und 7 dargestellt ist. Das Bauteil 8 kann sich weder drehen noch in 3ezug auf die Welle 9 axia¹ verschieben.

Diese Befestigungsart bringt zahlreiche Vorteile mit sich, insbesondere wirtschaftliche und technische Vorteile, wie folgt:

1. Die Winkelstellung und die axiale Stellung des Bauteiles auf der Welle können im Augenblick der Befestigung genau eingestellt werden;

2. für die Befestigung wird kein zwischengeschaltetes Preßoder Klemmglied oder -element benötigt;

3. aufgrund der neuen Befestigung können wesentlich größere Momente übertragen werden als mit den bisher bekannten Unterlegscheiben.

Die Erfindung soll nicht durch die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt werden. So können etwa die Einschnitte 2 und 3 in dem Ring 1, duroh die die Zähne 4- und bestimmt werden, eine jegliche andere Form aufweisen, wie zum Beispiel eine V-Form· Darüber hinaus kann ihre Zahl kleiner oder größer sein.

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Claims

Patentansprüche

.) Befestigungselement zur Befestigung eines Bauteiles auf einer Welle, wobei das Befestigungselement ohne radiales Spiel zwischen die äußere zylindrische Oberfläche der Welle und die innere zylindrische Oberfläche einer Aussparung eingesetzt werden kann, die koaxial zu der Welle und in dem Bauteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Verankerungseinrichtungen (4, 5) vorgesehen sind, die derart radial wirken, daß das Bauteil (8) gleichzeitig gegen eine Drehung und gegen eine axiale Verschiebung auf der Welle (9) festgelegt wird.
2. Befestigungselement nach Anspruch 1, das durch einen Metallring (1) in Form eines flachen Konus gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement aus einem Metall hergestellt ist, das eine Dauerverformung ausführen kann, und daß es derart mit Einschnitten versehen ist, daß sein innerer und sein äußerer Umfang Zähne (4, 5) aufweist, die sich radial in der zylindrischen Oberfläche des Bauteiles bzw. der Welle verankern können, wenn das Befestigungselement zwischen diese" zylindrischen Flächen eingesetzt und auf das Befestigungselement ein vorübergehender ausreichender axialer Druck ausgeübt wird, so daß sich das Befestigungselement in Richtung auf eine Abflachung hin bleibend verformen kann.

3· Befestigungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da3 die Kanten (6, 7) der Zähne (4, 5) parallel zu der geometrischen Achse des Ringes verlaufen, und daß die Kanten nach der Abplattung des Ringes eine schräge Lage in Bezug auf die Achse einnehmen, so daß sie mit den ebenen flächen des Ringes zugespitzte radiale Spitzen bilden.

4· Anordnung mit einer Welle, einem die Welle umgebenden Bau-

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teil, da· eine su der Welle koaxiale «ylindrische Ausoparung aufweist, und Mit einem Ring vor Ausübung eines radialen Druckes, xm da· Bauteil auf der Welle festzulegen, wobei der Ring ohne radiales Spiel «wischen der Äußeren Uafangsfläohe der Veil· und der inneren sylindrlsohen Oberfläche der Aussparung angeordnet 1st und Tor dem Sinbau die form eines flachem Konus aufweist, dadurch gekenneelohnet, da· der Ring (1) aus einem Material hergestellt ist, das hirter als die Materialien 1st, aus denen die Welle (9) und das Bauteil (β) besteht, und daß der Ring unter einem axialen Druck, der den Ring abzuplatten sucht, eine bleibende Deformation ausfuhren kann, und daß der Ring derart eingeschnitten 1st, daß er auf seinem inneren und seinem äußeren Umfang Zähne (4, 5) aufweist, die radial in die eylindrisohe Oberfläche des Bauteiles bsw· der Welle eindringen können, wenn der Ring »wischen diesen zylindrischen Oberflächen angeordnet und auf ihn ein Toxübergehender axialer Druck ausgeübt wird, der groß genug ist, um an dem Ring eine bleibende Deformation in Richtung auf eine Abplattung des Ringes herror-Burufen·

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