DE2511806C2

DE2511806C2 - Selbsthaltende Nabe

Info

Publication number: DE2511806C2
Application number: DE2511806A
Authority: DE
Inventors: Stephen Cleveland Ohio Petrus
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1975-03-18
Publication date: 1984-09-13
Also published as: US3880536A; DE2511806A1; FR2265006A1; GB1474000A; FR2265006B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsthaltende Nabe mit einstückig damit ausgebildeten Haltemitteln zum Festhalten am Außenumfang einer Welle, wobei die Welle einen gekrümmten Außenumfangsoberflächenteil und einen ebenen Oberflächenteil aufweist und die Haltemittel erste und zweite Rippen umfassen, die beim Einsetzen der Welle in die Nabe elastisch in entgegengesetzten Richtungen verbiegbar sind und mit entgegengesetzt gekrümmten Oberflächenteilen der Welle in Eingriff kommen.

Allgemein sind Naben zum Festlegen einer Vorrichtung, wie beispielsweise eines Knopfes, an einer Welle bekannt. Diese Naben verwenden Mittel, um reibungsmäßig mit der Welle in Eingriff zu kommen, wenn die Welle in die Nabe eingesetzt wird. Zum Stand der Technik wird auf die US-Patente 36 79 252 und 31 88 124 verwiesen. Die US-Patentschrift 36 79 252 betrifft eine Nabe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nabe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1 bereitszustellen, die ohne Halteklammern oder andere derartige Vorrichtungen wirkungsvoll auf einer Welle festgelegt werden kiinn.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Nabe, die gekennzeichnet ist durch dritte und vierte Rippen, die an dem ebenen Oberflächenteil der Welle anliegen.

Die Nabe wird durch Reibung n?ch dem Einsetzen der Welle in eine öffnung in der Nabe auf der Welle festgelegt Zur Erzeugung der Haitewirkung zwischen Nabe und Welle in der richtigen relativen Lage ist die Nabe mit Haltemitteln ausgestattet, die an unterschiedlichen Umfangsteilen der Welle eine Haltewirkung ausübende Druck- oder Zusammendrück-Kräfte anlegen.

Dabei sieht die Erfindung insbesondere vor, daß die Haltemittel Kräfte in im wesentlichen vier unterschiedlichen Richtungen auf die Welle ausüben, was äußerst wirkungsvoll ist

Insbesondere ist vorgesehen, daß ein Paar biegbarer elastischer Rippen mit einem flachen Teil der im ganzen D-förmigen Welle in Eingriff kommen, und eine resultierende Kraft auf die Welle in einer Richtung ausüben. Ein kurvenförmiger Teil der Welle ist wiegenartig in einem kurvenartigen Sitz der Nabe aufgenommen und die Mittelfläche des kurvenartigen Sitzes legt eine Kraft an einen ersten kurvenförmigen Oberflächenteil der Welle an, wobei diese Kraft die gleiche Größe, aber die entgegengesetzte Richtung wie diejenige Kraft aufweist, die durch die biegbaren Rippen angelegt wird, welche mit dem flachen Teil der Welle in Eingriff stehen. Ferner ist ein zweites Paar von Rippen einstückig mit der Welle vorgesehen, wobei diese Rippen in entgegengesetzten Richtungen von anderen kurvenförmigen oder gekrümmten Umfangsteilen der Welle nach Einsetzen der Welle in die Nabe wegbiegbar sind, und wobei diese Rippen in nachgiebiger Weise mit diesen Wellenteilen in Eingriff kommen und an diese eine Kraft anlegen.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau wird die WeI-Ie starr und fest an der Nabe befestigt, ohne daß Halteklammern oder andere derartige Vorrichtungen erforderlich sind. Die Festlegung der Welle in der Nabe ist deshalb außerordentlich wirkungsvoll, weil die Haltekräfte an die Welle tatsächlich in vier unterschiedlichen Richtungen angelegt werden.

Die Nabe kann mit einer Vielzahl von Vorrichtungen zusammengebaut sein, beispielsweise mit Ventilatoren, Riemenscheiben, Spulen, Anzeigevorrichtungen usw., um diese Vorrichtungen durch Reibung an einer Welle zu befestigen. Derartige Naben werden im allgemeinen auch bei Steuerknöpfen (Kontrollknöpfen) verwendet, um den Knopf an einer Welle zu befestigen.

Vorteilhafte Ausführungen der Nabe ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Die Erfindung wird anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen bedeutet

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Knopfes oder Griffes, zusammen mit einer darinnen angeordneten Steuerwel-

F i g. 2 einen Axialschnitt des Knopfes gemäß F i g. 1, und zwar längs der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig.3 eine Endansicht des Knopfes gemäß Fig. 1, und zwar annähernd längs der Linie 3-3 in F i g. 1;

F i g. 4 einen Axialschnitt eines Knopfes in einer abgewandelten Konstruktion;

F i g. 5 eine Ansicht des Knopfes der F i g. 4 von der Linie 5-5 aus gesehen:
F i g. 6 eine Ansicht eines weiteren Knopfes.

Die Nabe ist ein einstückiges Kunststoffteil und so aufgebaut, daß es starr an der Welle nach dem Einsetzen der Welle in einen hohlen rohrförmigen Teil der Nabe befestigt ist. Die Nabe kann — wie oben erwähnt —

zusammen mit verschiedenen Vorrichtungen verwendet werden und ist hier in bevorzugter Weise zusammen mit einem einstückigen Knopf oder Griff 10 dargestellt, wobei dieser Knopf an einer durch den Knopf zu drehenden Welle 11 befestigt ist

Der Knopf 10 weist einen von Hand ergreifbaren Kopfteil 12 auf, der von Hand ergriffen und verdreht werden kann, um die Drehung des Knopfes und damit die Drehung der Steuerwelle 11 zu bewirken. Rifielungen. Zeiger, Skalen oder dergleichen können am Außen- ίο umfang dts> Kopfteils vorgesehen sein, um das Ergreifen beim Drehen des Knopfes zu erleichtern und um eine funktionell Einstellung vorzusehen. Der von Hand ergreifbare Kopfteil 12 des Knopfes ist mit einer Nabe 13 verbunden oder einstückig mit dieser ausgebildet, wobei die Nabe 13 vom Kopfteil 12 hervorragt Die Nabe 13 besitzt eine rohrförmige Form und die Steuerwelle 11 ist darin befestigt.

Der Knopf 10 ist einschließlich der Teile 12,13 als ein Stück ausgebildet. Diese Teile bestehen aus Kunststoffmaterial, wie beispielsweise Nylon oder dergleichen, was in der Technik bekannt ist. Natürlich kann das spezielle für die Herstellung dieser Teile verwendete Material verschieden gewählt werden, so lange nur die Eigenschaften aufrechterhalten bleiben, welche zur Verwendung des Gebildes in der unten beschriebenen Weise erforderlich sind.

Die Nabe 13 des Knopfes 10 ist insbesondere mit einem Haltegebilde oder einer Haltevorrichtung ausgestattet, um Welle 11 und Knopf 10 in einem zusammengebauten Zustand zu halten. Die Haltevorrichtung erfaßt nach dem Einsetzen der Welle in die Nabe 13 des Knopfes 10 die Welle 11 reibungsmäßig.

Wie man am besten in F i g. 3 erkennt, ist die Welle mit einem ebenen (flachen) Umfangsoberflächenteil 20 und einem kurvenförmigen (gekrümmten) Umfangsoberflächenteil ausgestattet, welch letzterer im Querschnitt ein Teil eines Kreises ist. Diese Wellenteile erstrecken sich in Axialrichtung über eine Strecke, die mindestens gleich der Axiallänge des Nabenteils 13 ist. Wellen dieser Art sind bekannt und werden im allgemeinen als »D«-Wellen bezeichnet.

Zum Zusammenbau der Welle 11 und des Knopfes 10 wird die Welle 11 in die Nabe 13 eingesetzt, und wenn das Ende der Welle 11 in die Nabe 13 hineinbewegt wird, werden Teile der Nabe elastisch verbogen und werden veranlaßt, sich elastisch an den Oberflächen der Welle 11 festzuklemmen, und zwar in einei zusammendrückenden Weise.

Wie man am besten in Fig. 3 erkennt, besitzt die Nabe eine im Querschnitt kreisförmige Außenwand 25 und definiert eine Kammer 26. Zwei Rippen, nämlich dritte und vierte Rippen 30, 31 ragen von der Außenwand aus in die Kammer 26. Die Rippen 30,31 kommen an dem ebenen Oberflächenteil 20 der Welle zur Anlage >^r> und üben darauf eine Druckkraft aus. An im wesentlichen diametral entgegengesetzt angeordneten Stellen gegenüber den dritten und vierten Ripper. 30,31 ist eine Leiste vorgesehen, welche von der Außenoberfläche der Nabe aus hervorragt und im ganzen mit 35 bezeichnet ist. Die Leiste 35 bildet eine im ganzen zylindrische Oberfläche 36, in der die Welle 11 wiegenartig umfaßt ist.

Die Leiste 35 weist ebenfalls eine erste Rippe 40 sowie eine entgegengesetzt dazu angeordnete zweite Rippe 41 auf, wobei die Rippen 40, 41 beide wie in Fig. 3 gezeigt, allgemein vertikal von einem Mittelteil 42 der Leiste 35 herausragen. Die Rippen 40, 41 liegen an im ganzen entgegengesetzt liegenden Oberflächenteüen 43,44 des gekrümmten Außenumfaiigs der Welle 11 an und üben auf die Welle 11 einen Klemmdruck aus, und zwar in im allgemeinen entgegengesetzten Richtungen. In der Leiste 35 ist ein Hohlraum 45 vorgesehen, um für die Wand 25 eine gleichförmige Wandstärke sicherzustellen, wie dies bei Formvorgängen üblich ist Der Hohlraum 45 dient hier aber auch dazu, ein Maß an Elastizität und Flexibilität vorzusehen, um Wellentoleranzen aufzunehmen.

Die Leiste 35 einschließlich der Rippen 40, 41 (die auch als erste und zweite bezeichnet werden) und auch der Hohlraum 45 erstrecken sich axial über eine Strecke im wesentlichen gleich der Länge der Nabe. Auch die dritten und vierten Rippen 30, 31 erstrecken sich in Axialrichtung um eine Strecke im wesentlichen gleich der Länge der Nabe. Die Länge der Axialausdehnung dieser Elemente kann wie beschrieben so eingestellt sein, daß die gewünschte Reibungskraft beim Einsetzen und Herausziehen der Welle 11 erzeugt wird und daß auch eine hinreichende Fläche zum Übertragen des erforderlichen Drehmoments zwischen Nabe 13 und Welle 11 vorhanden ist.

Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, daß dann, wenn die Welle 11 in die Nabe 13 eingesetzt wird, die Welle in die Zone zwischen den Rippen 30, 31 und der Leiste 35 hineingeführt wird. Die Dimensionierung der Öffnung zwischen diesen Teilen ist derart getroffen, daß die Welle 11 beim Einsetzen bestrebt ist — wie in F i g. 3 gezeigt —,die Rippen 30,31 nach oben zu verbiegen, so daß die Rückkehrtendenz der Rippen in ihre Normalstellung bewirkt, daß die Rippen 30,31 eine allgemein in F i g. 3 mit A bezeichnete resultierende Kraft an die ebene Oberfläche 20 der Welle 113 nach unten gerichtet anlegen. Durch die Leiste 35 wird eine Kraft B an den gekrümmten Obertlächenteil 49 der Welle 11 angelegt, wobei die Kraft B in ihrer Größe gleich der Kraft A ist und eine entgegengesetzte Richtung zu dieser besitzt.

Auf die Welle 11 wirken nicht nur die resultierenden Kräfte A und B ein, sondern noch die in F i g. 3 mit Cund D bezeichneten Kräfte, die an die Oberflächenteile 43, 44 der Welle 11 durch die elastisch verbiegbaren Rippen 40, 41 angelegt werden. Die Rippen 40, 41 sind ebenso wie die Rippen 30, 31 elastisch durch die Welle Il bei deren Einsetzen dazwischen a.isgelenkt und ihre Tendenz, in ihre normale Stellung zurückzukehren, veranlaßt diese Rippen, die Kräfte C und D an die Welle anzulegen.

Vordere Kantenabschrägungen zum Erleichtern des Einsetzens der Welle 11 zwischen die Rippen 30,31 und die Leiste 35 können entweder an der Welle 11 oder an den Rippen 30,31 und an der Leiste 35 vorgesehen sein. Eine derartige vordere Kantenabschrägung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Aus dem Obigen ergibt sich, daß Knopf 10 und Nabe 13 derart aufgebaut sind, daß resultierende Klemmoder Druck-Kräfte in vier Richtungen auf die Steuerwelle 11 einen Druck ausüben, wobei diese Kräfte mit den Buchstaben A-D bezeichnet sind. Die Kraft A wirkt entgegengesetzt zur Kraft B und in gleicher Weise wirken die Kräfte Cund Din im allgemeinen entgegengesetzten Richtungen und gegen im allgemeinen entgegengesetzte Oberflächenieiie der Welle 11. Diese Kräfte erzeugen eine elastische Klemmwirkung der Nabe 13 auf die Welle 11, und zwar in einem festen Reibungseingriff, um so den Knopf 10 mit der Steuerwelle 11 starr und fest zu verbinden, so daß bei Drehung des Knopfes 10 sich auch die Steuerwelle 11 in gleicher Weise ver-

dreht.

In den Fig.4 und 5 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar ist ein Knopf 100 von ähnlichem Aufbau wie der Knopf 10 gezeigt. Im Hinblick auf die speziellen Ähnlichkeiten des Aufbaus werden hier Einzelheiten des Knopfes 100 nicht beschrieben, sondern nur die Unterschiede zwischen dem Knopf 100 und dem Knopf 10.

Der grundsätzliche Unterschied zwischen dem Knopf 100 und dem Knopf 10 liegt auf zwei Gebieten. Dereine Unterschied besteht darin, daß der Nabenteil 101 des Knopfes 100 sich nicht über den von Hand ergreifbaren Teil 102 des Knopfes hinauserstreckt, sondern der Teil 102 erstreckt sich nach außen über den Nabenteil 101. Diese Konstruktion kann man als »Ausnehmungs«-Nabenkonstruktion bezeichnen, da sich die Nabe 101 nicht über den ergreifbaren Teil 102 des Knopfes 100 hinauserstreckt.

In F i g. 5 ist zudem gezeigt, daß der Nabenteil 101 mit einer Schutzrippe 105 ausgestattet ist, die sich radial vom oberen Teil des Nabenteils aus in die Zone zwischen den Rippen 30, 31 erstreckt, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist.

Diese Schutzrippe verhindert das Einsetzen der Welle in die Zone, in die die Schutzrippe hineinragt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 6 gezeigt, wobei diese Konstruktion wiederum grundsätzlich ähnlich der Konstruktion gemäß den F i g. 1 —5 ist. Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 sind die Rippen 30, 31 abgewandelt und mittels eines dünnen Kunststoffstegs 150 verbunden, der eine Kraft auf die ebene Oberfläche der in die Nabe eingesetzten Welle ausübt. Die Verwendung des dünnen Kunststoffstegs ist dort vorteilhaft, wo die ebene Oberflächenzone der Welle minimal ist Darüber hinaus ist bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 6 gemäß der Erfindung die Umfangswand 25 oder derjenige Teil derselben benachbart zum Freigabeschlitz 45 eliminiert, was im allgemeinen den Nabendurchmesser minimiert

Zusätzlich zu den oben dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Nabe gemäß einem jeden der dargestellten Ausführungsbeispiele mit einer Öffnung ausgestattet sein, die sich vollständig hindurcherstreckt, so daß die Nabe längs der Welle, auf der sie befestigt ist, einstellbar ist Auf diese Weise kann unabhängig von der an der Welle durch die Nabe befestigten Vorrichtung die Einstellung dieser Vorrichtung längs der Welle erreicht werden, und zwar einfach dadurch, daß man die Nabe längs der Welle verschiebt

Ferner ist es möglich, die Nabe einstückig auszubilden und durch Ultraschall an einer Vorrichtung festzuschweißen, wie beispielsweise einen Zierknopf, der an der Nabe befestigt werden soll. Auf diese Weise kann der Zierknopf an der Welle befestigt werden.

55 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Selbsthaltende Nabe mit einstückig damit ausgebildeten Haltemitteln zum Festhalten am Außenumfang einer Welle, wobei die Welle einen gekrümmten Außenurnfangsoberflächenteil und einen ebenen Oberflächenteil aufweist und die Haltemittel erste und zweite Rippen (40,41) umfassen, die beim Einsetzen der Welle in die Nabe elastisch in entgegengesetzten Richtungen verbiegbar sind und mit entgegengesetzten gekrümmten Oberflächenteilen der Welle in Eingriff kommen, gekennzeichnet durch dritte und vierte Rippen (30,31), die an dem ebenen Oberflächenteil (20) der Welle (11) anliegen.

2. Nabe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Außenwand (25), die im Querschnitt kreisförmig ist und eine Kammer (26) bildet, und von welcher aus die dritte und vierte Rippe (30, 31) in die Kammer (26) hineinragen und diametral entgegengesetzt zu den Rippen (30, 31) eine von der Außenoberfläche der Nabe hervorstehende Leiste (35) angeordnet ist, welche eine zylindrische Oberfläche (36) bildet

3. Nabe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiste (35) an ihren Längskanten die erste und zweite Rippe (40, 41) bildet, die beide in Vertikalrichtung von einem Mittelteil (42) der Leiste (35) vorstehen.

4. Nabe nach Ansprüchen 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen Hohlraum (45) in der Leiste (35).

5. Nabe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schutzrippe (105), die radial vom oberen Teil der Nabe aus hervorspringt.

6. Nabe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen dünnen Kunststoflsteg (150), der die Rippen (30,31) verbindet (F ig. 6).