DE2204038B2 - Nabenbefestigung fuer eine radscheibe auf einer stahlwelle - Google Patents

Description

bestimmt (d — Durchmesser der Stahlwelle).

Bekannte Nabenbefestigungen der beschriebenen Gattung (vgl. DT-AS 1294 751) haben sich bei verschiedenen Einsatzzwecken an sich bewährt. Dabei hat sich jedoch erwiesen daß zur Drehmomentübertragung das Widerstandsmoment der Welle bzw. des Nabenansatzes nicht voil genutzt werden können. Nähert sich das zu übertragende Drehmoment demjenigen Drehmoment M, für welches die Welle ausgelegt ist, so tritt Schlupf auf, der mehr oder weniger unkontrolliert einsetzt.

Es sind zwar Versuche bekanntgeworden (vgl. Katalog der Firma Ringfeder, Blatt S 15, S. 4 bis 6), auf rechnerischem Wege das durch eine Nabenbefestigung anderer als der eingangs beschriebenen Gattung maximal übertragbare Drehmoment in Abhängigkeit von der Spannkraft der Spannschrauben zu bestimmen. Dabei bleiben jedoch die sich tatsächlich einstellenden Kraftflußverhältnisse unberücksichtigt, so daß eine optimale Anpassung der Nabenbefestigung an eine vorgegebene Welle nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nabenbefestigung so einzurichten, daß das Nenndrehmoment der Welle ohne Schlupf übertragen werden kann.

Beim Anziehen der Spannschrauben wird der Nabenansatz unter elastischer Stauchverformung gegen die Welle gepreßt. Die Tatsache, daß die Spannkraft an diskreten Stellen durch die Spannschrauben hervorgebracht wird, führt in Verbindung mit den vorhandenen Flächenkrümmungen zu speziellen und im allgemeinen schwer zu übersehenden Kraftflußverhältnissen. Mit der durch die Erfindung angegebenen Auslegung der Nabenbefestigung wird erreicht, daß die Spannkraft praktisch nur über die Spannringteile zwischen den Schraubenlöchern aufgebracht wird. Es kann daher das Material unter den Schraubenlöchern sogar fehlen, so daß die Schrauben in U-fcrmigen Ausnehmungen liegen. Es ergibt sich dabei, daß die Anpressung längs des Unifanges von Nabenansatz und WeUe periodisch mit der Verteilung der Spannschrauben variiert. Infolgedessen erfahren Nabenansatz und Welle an ihrem Umfang entsprechend periodische elastische Verformungen, die zu einem kombinierten Reibungs- und Formschluß führen. Für diesen Effekt ist wichtig, daß die Spannschraubenlöcher möglichst dicht am Stauchring angeordnet sind. — Die Spannkraft, mit der die Spannringe gegeneinander gepreßt werden, kann auch durch auf mehrere Lochkreise verteilt angeordnete, axial gerichtete Schrauben erzeugt werden.

Im Ergebnis kann das volle Drehmoment M, für welches die Welle ausgelegt ist, ohne Schlupf übertragen werden. Erfindungsgemäß kann mit einem Stauchring mit gleichen Konuswinkeln von etwa 10° gearbeitet werden. Durch die Wahl unterschiedlicher Konuswinkel von 10 bzw. 20° wird der (an sich bekannte) Vorteil, erreicht, daß eine Oberbeanspruchung durch Überlagerung von Druck- ucd Torsionsspannungen vermieden wird. Insbesondere im Hinblick auf rten kleineren Konuswinkel ist von besonderem Vorteil die Tatsache, daß erfindungsgemäß mit Konuswinkeln gearbeitet wird, die zumindest bei Schmiermittelbeigabe außerhalb der Selbsthemmung liegen. Der ohne weiteres mögliche Einsatz von Schmiermitteln erlaubt es, beim Anziehen der Spannschrauben die festgelegte Schraubenspannkraft genau einzustellen, und ermöglicht überdies eine leichte Demontage der erfindungsgemäßen Nabenbefestigung durch einfaches Lösen der Spannschrauben.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Nabenbefestigung,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1,

F i g. 3 entsprechend der F i g. 1 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nabenbefestigung,

Fig.4 den vergrößerten Ausschnitts aus dem Gegenstand nach F i g. 2 und

F i g. 5 eine Kurve, die in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Drehmoment M die Spannkraft, mit der die Spannringe einer erfindungsgemäßen Nabenbefestigung gegeneinander gespannt sind, angibt.

Die Figuren zeigen eine Nabenbefestigung für eine Radscheibe 1 auf einer Stahlwelle 2. Die Nabenbefestigung weist einen die Welle 2 umschließenden zylindrischen Naabenansatz 3 auf, der gleichfalls aus Stahl besteht und ungeteilt ausgeführt ist. Auf dem Nabenansatz 3 ist ein doppelkonischer Stauchring 7 angeordnet, der beiderseits gleiche Konuswinkel aufweisen kann (vgl. Fig. 1) oder — bei Ausführung mit unterschiedlichen Konuswinkeln — mit dem stumpferen Konuswinkel der Radscheibe 1 zugewandt ist (vgl. F i g. 3). Stauchring 7 ist zwischen gleichfalls auf den Nabenansatz 3 angeordneten Spannringen 4, 8 eingeschlossen, die entsprechend konisch ausgebildet sind. Die Spannringe sind durch mehrere, gleichmäßig längs eines Kreises mit Schraubenlöchern 5 verteilt angeordnete und axial gerichtete Spannschrauben 6 gegeneinander axial, unter Abstüt-

zung gegen den Stauchring 7, spannbar. Dabei liegen des Stauchringes gleich sind (vgl. F i g. 1) oder ob sie

die Spannschrauben 6 so dicht an dem S-.auchring 7, unterschiedlich sind (vgl. F i g. 3). In F ι g. 1 sina üi

daß praktisch nur die SpannringsuU&4a, Sa zwi- Konuswinkel 9,10 beide etwa 10°. In Fi g- 3 sind oie

sehen den Schraubenlöchern 5 die Spannkraft über- Konuswinkel 9, 10 einerseits etwa 10°, andererseits

tragen, während die Spannringsteile unter den 5 etwa 20°. Stets erreicht man die in Fig. 4 ubertne-

Schraubenlöchern 5, in welche die Spannschrauben 6 ben angedeutete »wellige« elastische Verformung von

mit erheblichem Spiel eingesetzt sind, elastisch aus- Stahlwelle 2 und Nabenansatz 3, die praktisch einen

weichen. Formschluß bildet und die schlupffreie Übertragung

Der umfangmäßig geschlossene, ungeteilte Neben- des Drehmomentes M zuläßt, für welches Welle 2 und

ansatz 3 paßt in ungespanntem Zustand gerade auf io Nabenansatz 3 ausgelegt sind. Man liest aus den gra-

die Welle 2. Er besitzt (vgl. insbesondere Fig. 2) ein fischen Darstellungen in Fig. 5 ohne weiteres me

polares Widerstandsmoment»',, welches dem po- einem MomentM entsprechende Spannkrart:» ao.

laren Widerstandsmoment W₂ der Stahlwelle 2 mit Das Moment M bestimmt gleichzeitig den Durcnmes-

dem Durchmesser d entspricht. Außerdem sind die serd der Stahlwelle 2, die genau zur Übertragung

Spannschrauben 6 so angespannt, daß auf die Spann- 15 dieses Momentes ausgelegt ist. Die Kurve I entspncm

ringe 4, 8 eine Spannkraft S ausgeübt ist, <üe sich aus der Formel 1, d. h. der Ausführungsform mit glei-

dem Moment M nach der Formel 1: ehern Konuswinkel 9, 10. Die Kurve II entspricht der

c_oo. W//-J _ on\ Formel 2 mit Konuswinkel, deren einer 10 , deren

λ hHP 9 anderer 20° beträgt. Dabei ist es gleichgültig, aus

oder nach der Formel 2. ^ _{wdchem der üblichen} Baustähle Stahlwelle 2 einer-

5 = 3- M!{d — 20) _{seits und} Nabenbefestigung mit Nabenansatz 3 ande-

berechnet, je nachdem, ob die Konuswinkel 9, 10 rerseits aufgebaut sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Nabenbefestigung für eine Radscheibe auf einer Stahtwelle mit die Stahlwelle umschließendem, ungeteiltem und zylindrischem Nabensatz aus Stahl, auf dem ein doppelkonischer Stauchring, Konuswinkel gleich oder mit dem stumpferen Konuswinkel der Radscheibe zugewandt ungleich, und zwei entsprechend konische Spannringe angeordnet sind, die durch mehrere, gleichmäßig längs eines Kreises mit Schraubenlöchern verteilt angeordnete und axial gerichtete Spannschrauben spannbar sind, wobei Nabenansatz und Welle das gleiche polare Widerstandsmoment aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß entweder beide Konuswinkel etwa 10° betragen oder der eine Konuswinkel etwa 10°, der stumpfere etwa 20° und daß auf die Spannringe eine Spannkraft (S) ausgeübt ist, die sich aus dem Moment M für die gleichen Konuswinkel von ao etwa 10° nach der Formel

   S = 2,3 · M/(d-2G)

   oder für die Konuswinkel von etwa 10° und etwa 20^ü nach der Formel *5