DE2550809A1 - Keilanordnung - Google Patents

Keilanordnung

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DE2550809A1 DE19752550809 DE2550809A DE2550809A1 DE 2550809 A1 DE2550809 A1 DE 2550809A1 DE 19752550809 DE19752550809 DE 19752550809 DE 2550809 A DE2550809 A DE 2550809A DE 2550809 A1 DE2550809 A1 DE 2550809A1
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Steven Chew Blue
Mark Todd Curtis
William Coe Orthwein
Ky Paducah
Daniel Hugh Stitt
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/0876Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with axial keys and no other radial clamping
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T403/70Interfitted members
    • Y10T403/7018Interfitted members including separably interposed key
    • Y10T403/7021Axially extending

Description

United States Energy Research And Development Administration, Washington, D.C. 20545, U.S.A.
Keilanordnung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Keilanordnung, und zwar eine Keil- und Keilbahn-Kupplung für die übertragung eines Drehmoments.
Die Erfindung behandelt dabei Drehmomentübertragungskupplungen der Keil- und Keilbahn-Bauart, und zwar insbesondere zur Verminderung von Beanspruchungskonzentrationen einer
verkeilten Drehwelle.
Wenn ein Keil in einer Keilbahn benutzt wird, um ein Drehmoment zu übertragen, beispielsweise von einer Welle zu
einer Nabe, so ist die Beanspruchungsverteilung in den Zonen um die Wellenkeilbahn herum dreidimensional und von ·
komplizierter Natur. Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen, die Lage und die Größe dieser Beanspruchungen mit der Form und der Größe des Keils und der Keil-
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bahn in Korrelation zu bringen, und es ist ferner bekannt, daß im allgemeinen die Wellenzone in der Nachbarschaft des Innenendes der Keilbahn der kritischste Bereich hinsichtlich der Ermüdung ist. Dies gilt für verschiedene Keilbahnformen, und zwar einschließlich der am häufigsten verwendeten Konstruktionen, nämlich 1) das "Profil", welches eine einen flachen Boden besitzende ι—I förmige Nut mit schalenförmigen oder abgerundeten Enden besitzt;
2) eine mit einem flachen Boden ausgestattete« iförmige
Nut, die an ihrem Innenende mit einer sich längs erstrekkenden, bogenförmigen Rampe versehen ist (Schlittenkufe). Die Schlittenkufenrampe definiert in Seitenansicht einen Bogen, im Querschnitt hingegen eine gerade Linie.
Es wurden verschiedene Merkmale verwendet, um die durch zylindrische Wellen erzeugten Beanspruchungskonzentrationen zu vermindern, wenn die Wellen Torsionskräften ausgesetzt sind, die durch von einem Keil an die Wand der Keilbahn angelegte Kräfte hervorgerufen werden. Beispielsweise haben sich Hohlkehlen an den Verbindungen des Bodens und der Seiten der Keilbahn als vorteilhaft herausgestellt. In einigen Anwendungsfällen wurde eine Verminderung der Beanspruchungskonzentrationen dadurch erzeugt, daß man die Enden des Keils abrundete, wie dies bei den Keilen der Pratt und Whitney-Type geschah. Die folgenden beiden Publikationen fassen die gegenwärtigen industriellen Anwendungen hinsichtlich der Konstruktion von Keilen und Keilbahnen bei der Übertragung eines Drehmoments zusammen: 1) USA Standard B17.1 und B17.2 "Keys and Keyseats", veröffentlicht durch die American Society of Mechanical Engineers und 2) "Stress Concentration Factors", R.E. Peterson, John Wiley & Sons, New York, 1953.
Trotz der beträchtlichen Fortschritte auf dem Gebiet der Konstruktion von Kupplungen der Keil-Bauart ist noch immer eine Weiterentwicklung erwünscht, so daß größere Drehlasten oder Torsionslasten sicher und mit hohem Wirkungsgrad übertragen werden können. Angewandt bei
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Antriebswellen würden derartige Verbesserungen es gestatten, daß nicht nur Wellen mit höherer Leistungsfähigkeit hergestellt werden können, sondern daß auch die bereits im Betrieb befindlichen Wellen in ihrer Leistungsfähigkeit erhöht werden können.
Die vorliegende Erfindung hat sich eine Keil- und Keilbahn-Kupplung zum Ziel gesetzt, welche insbesondere die vorstehend genannten Vorteile aufweist. Die Erfindung sieht ferner eine Verminderung der durch Torsion hervorgerufenen Beanspruchungen in der Welle oder Nabe vor. Die Erfindung sieht ferner eine Keilbahn zur übertragung eines Drehmoments von einem ersten Glied auf ein zweites Glied vor, wobei die Keilbahn eine Verminderung der durch Torsion hervorgerufenen Belastungskonzentrationen in dem ersten Glied in der Nähe des Keils und der Keilbahn bewirkt. Die Erfindung bezweckt ferner, einen Keil vorzusehen, der die durch Torsion hervorgerufenen Belastungskonzentrationen vermindert.
Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten sowie Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung.
Allgemein sieht die Erfindung eine Anordnung aus ersten und zweiten Gliedern vor, die durch einen ein Drehmoment übertragenden Keil gekuppelt sind, der in mindestens einer sich längs erstreckenden Keilbahn, ausgebildet in einem der Glieder, angeordnet ist, wobei die Bodenoberfläche der Keilbahn einen im wesentlichen geradlinigen Teil aufweist, der mit einem Endrampenteil zusammengefaßt ist, wobei die Erfindung insbesondere vorsieht, daß die Oberfläche des Rampenteils, gesehen im Querschnitt, einen nach aussen verlaufenden konkaven Bogen·definiert.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Endteils einer Antriebswelle mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Keilbahn; die Welle ist im Längsschnitt dargestellt;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Keilbahn, wobei ein speziell ausgebildeter Keil in der Keilbahn angeordnet ist;
Fig. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 der Fig. 2, wobei ebenfalls ein Teil einer mit der Welle verkeilten Nabe dargestellt ist;
Fig. 4 einen Teilschnitt längs der Linien 4-4 der Fig. 3.
Die Erfindung ist allgemein bei Kupplungen der Keil- und Axialkeilbahn-Bauart für die Übertragung eines Drehmoments zwischen einer Welle und einer Nabe geeignet. Der Ausdruck "Keil" ist hier so zu verstehen, daß er nicht nur entfernbare Keile und Stifte umfaßt, sondern auch einstückig ausgebildete Keile, wie beispielsweise Längsnuten. Zur Vereinfachung wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Kupplung dargestellt, die einen speziell konstruierten Keil, eine speziell konstruierte Keilbahn für den Keil ausgebildet in einer Antriebswelle sowie eine übliche Keilbahn, ausgebildet in einer Nabe, umfaßt.
Fig. 1 zeigt einen abgestuften Endteil einer üblichen Drehantriebswelle 1, die mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten, sich längs erstreckenden Keilbahn 3 ausgestattet ist. Die Keilbahn besteht, wie gezeigt, aus zwei Teilen 5 und 7. Der Aussenteil 5 (d.h. der näher am Ende der Welle gelegene Teil) ist im wesentlichen geradlinig ausgebildet, ist im Querschnitt!—ι förmig und besitzt eine abgerundete Endwand. Das heißt, dieser Teil kann ähnlich
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einem Endteil einer üblichen Keilbahn der Profil—Bauart ausgebildet sein. Vom Teil 5 aus erstreckt sich ein Innenrampenteil 7, der im Profil einen nach aussen konkav verlaufenden Bogen und im Querschnitt ebenfalls einen nach aussen konkaven Bogen definiert. Das heißt beim dargestellten Ausführungsbeispiel endet der Innenendteil der Keilbahn in einer Rampe oder Auflauffläche, die im Profil ähnlich der Rampe der üblichen Schlittenkufenkeilbahn ist. Im deutlichen Gegensatz zu der Schlittenkufe und anderen Keilbahnen ist die Rampe 7 jedoch in Querrichtung schalenförmig ausgebildet, so daß die Oberfläche der Rampe, gesehen im Querschnitt, einen nach aussen konkaven Bogen definiert. Die schalenförmige Ausbildung der Rampe in Querrichtung bringt beträchtliche Vorteile. Beispielsweise ist es behilflich beim Ausglätten des Übergangs von einem gekeilten Wellenende von vermindertem Durchmesser auf einen Volldurchmesserteil der Welle. Ferner bietet die erfindungsgemäße Rampenausbildung dem Belastungsfeld eine graduelle Änderung des Wellenquerschnitts und einen kontinuierlichen bogenförmigen Übergang am Keilbahnende, auf welche Weise das Problem der plötzlichen Durchmesseränderungen (wie es bei den Profilkeilbahnen auftritt) und das Problem des kleinen Endradius (wie es bei den Schlittenkufen-Keilbahnen auftritt) vermieden wird.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist die Rampe 7 in Querrichtung schalenförmig (abgerundet) über einen Hauptteil seiner Länge ausgebildet. Das heißt, die Rampenober-. fläche ist als ein glatter und flach konkaver Übergang konstruiert, der sich von der Zone des einen flachen Boden aufweisenden Teils 5 zum Umfang der Welle erstreckt. Bei der Ausbildung durch übliche Bearbeitungsverfahren weist die Rampe einen relativ kurzen flachen Abschnitt benachbart zum Teil 5 sowie einen relativ langen fortlaufend konkaveren Teil auf, der sich vom flachen Teil aus zum Innenende der Rampe erstreckt. Bei der speziellen dargestellten Ausbildungsform ist die Rampe derart hergestellt, daß die Oberfläche ihres konkaven Teils bei Betrachtung im
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Querschnitt einen kreisförmigen Bogen definiert, wobei der Schnitt von Rampe und Umfang der Welle einen Kreisbogen definiert, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Kreisbogenform oder -kontour vermindert die Beanspruchungskonzentrationen beträchtlich, aber auch andere bogenförmige Kontouren erzeugen Verminderungen von diesen Konzentrationen. Beispielsweise kann die Rampenoberfläche derart schalenförmig ausgeformt sein, daß elliptische, parabolische oder hyperbolische Bögen definiert werden. Für viele Anwendungsfälle ist die Rampenoberfläche derart schalenförmig ausgebildet, daß der sich in Querrichtung erstreckende Bogen symmetrisch um die Hauptachse der Rampe angeordnet ist. In einigen Anwendungsfällen kann jedoch ein asymmetrisch angeordneter Bogen vorgezogen werden. Beispielsweise dort, wo die Keilbahn in einer Welle ausgebildet ist, die in einer Richtung belastet wird, kann es vorzuziehen sein, die Rampe mit einer gleichförmig konkaven Oberfläche auszubilden, d.h. einer Oberfläche, die bei Betrachtung im Querschnitt einen Bogen symmetrisch um die Hauptachse der Rampe angeordnet definiert, worauf dann in einem zweiten Arbeitsvorgang der Radius des seitlichen Teils der Rampe benachbart zu der Zugkräften ausgesetzten Zone vergrößert wird, und zwar beispielsweise durch Einstellwinkeländerung oder Glättung.
Die Rampe 7 ist, wie in Fig. 1 gezeigt, mit einer Länge konstruiert, die größer ist als die maximale Tiefe der Keilbahn. Die Beanspruchungskonzentrationen in der Nähe der Keilbahn nehmen bei ansteigender Rampenlänge ab. In vielen Anwendungsfällen werden gute Ergebnisse erzielt, wenn die Rampenlänge im Bereich von ungefähr dem Ein- bis Vierfachen der Keilbahntiefe liegt. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel definiert die Rampe 7 in Seitenansicht einen Bogen, was aber nicht wesentlich ist. Vorteilhafte Beanspruchungskonzentrationsverminderungen werden dann erhalten, wenn die in Querrichtung schalenförmig ausgebildete Rampe mit einem geradlinigen Profil konstruiert ist.
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Die Tiefe der Keilbahn sowie ihre anderen nicht oben diskutierten Abmessungen können entsprechend der gegenwärtigen industriellen Praxis ausgebildet sein. Wenn gewünscht/ kann die Keilbahn den Verbindungen der Seitenwände und des einen flachen Boden aufweisenden Teils 5 mit die Belastung verringernden Hohlkehlen ausgestattet sein. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn das Verhältnis aus Hohlkehlenradius zu Wellendurchmesser größer als ungefähr 0,012 ist. Die Nabe 13 (Fig. 3 und 4) ist mit irgendeiner üblichen genormten Keilbahn 15 für die Aufnahme des Keils 9 ausgestattet.
Die erfindungsgemäße Keilbahn 3 kann vorteilhafterweise zusammen mit Keilen üblicher Konstruktion verwendet werden, wobei aber größere Beanspruchungskonzentrationsverminderungen dann erreicht werden, wenn - wie in den Fig. 2-4 gezeigt - die Keilbahn in Kombination mit einem speziell konstruierten Keil 9 verwendet wird. Im allgemeinen kann dieser Keil entsprechend der derzeitigen industriellen Praxis konstruiert sein, aber er ist zusätzlich mit Endteilen ausgebildet, die eine geringere Steifheit als der Mittelteil des Keils besitzen. Dies verteilt die Last gleichförmiger an den Enden des Keils und reduziert die Beanspruchungskonzentrationen in Zonen benachbart zur Welle. Die Steifheit der Endteile des Keils kann in irgendeiner geeigneten Weise vermindert werden, beispielsweise dadurch, daß man diese Teile aus weicherem Material herstellt als es für den übrigen Keil verwendet wird oder dadurch, daß man eine Verjüngung oder eine Perforation unter einem Winkel gegenüber der Achse vorsieht. Gute Ergebnisse erhält man, wenn jeder Endteil mittig, wie gezeigt, von oben bis zum Boden durchbohrt ist, wobei der Bohrungsdurchmesser vorzugsweise ungefähr die Hälfte der Breite des Keils ist. Sich quer erstreckende Bohrungen vermindern die Endsteifheit in einem geringeren Ausmaß. Der erfindungsgemäße Keil 9 ist - wie gezeigt - vorzugsweise mit quer verlaufenden, bogenförmigen Enden ausge-
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stattet. Vorzugsweise definieren die Enden einen Kreisbogen, d.h. sie haben einen konstanten Radius. Eine derartige Abrundung ist die Norm und zusammen mit der oben erwähnten verminderten Endsteifheit hilft dies bei einem allmählichen Aufhören der Keilseiten-zu-Keilbahn-Wandberührungsbeanspruchungen. Selbst bei einer Verwendung in einer üblichen Keilbahn liefert der erfindungsgemäße Keil, d.h. ein Keil mit verminderter Endsteifheit, eine Verminderung der Belastungskonzentrationen verglichen mit üblichen Keilen.
Bei dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Teil 9 im wesentlichen über die gleiche Strecke wie der einen flachen Boden aufweisende Teil 5 der Keilbahn. Für Anwendungsfälle, wo sich die Keilbahn nahe einem freien Ende der Welle befindet, kann das Aussenende (11, Fig. 2) von genormter Profilkonstruktion sein, wobei der Keil eng an dieses Ende angepaßt ist (da am freien Ende der Welle kein Belastungsaufbau hervorgerufen wird). Das entgegengesetzt liegende Ende der Keilbahn und des Keils könnte dann in der in den Figuren gezeigten Weise aufgebaut sein, wobei ein Abstand zwischen dem Keil und dem Innenende der Keilbahn vorgesehen ist. In Anwendungsfällen, wo sich die Keilbahn zwischen zwei Antriebsdrehmomenten oder entgegengesetzten Drehmomenten befindet, würden die beiden Enden der Keilbahn mit in Querrichtung schalenförmig ausgebildeten Rampen ausgebildet sein und vorzugsweise würden die beiden Enden des Keils derart konstruiert sein, daß sie - wie beschrieben - verminderte Steifheit aufweisen. Für Anwendungsfälle bei höchster Belastung kann die Welle 1 mit einer Vielzahl der erfindungsgemäßen Kupplungen ausgestattet sein.
Die oben beschriebene erfindungsgemäße Kupplung weist demgemäß vorzugsweise die Kombination aus 1) einer Keilbahn und 2) einem Keil auf, wobei mindestens ein Ende der'Keilbahn in einem nach aussen konkaven Rampenteil endet, während der Keil Endabschnitte von geringerer Steifheit als sein
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Mittelabschnitt aufweist und der Keil in der Keilbahn außer Berührung mit dem konkaven Teil angeordnet ist.
Untersuchungen an Modellen der mit Keilen versehenen Wellen haben gezeigt, daß eine jede der eben genannten Maßnahmen eine gewisse Reduktion der Beanspruchungskonzentrationen in der Nähe der Keilbahn bewirkt und daß in Kombination Reduktionen bis zu ungefähr 50% erreicht werden. Die in diesen Untersuchungen verwendeten Wellenmodelle waren Kreiszylinder aus üblichem fotoelastischen Material. Zwei diametral entgegengesetzt angeordnete Keilbahnen wurden in jedem der Enden jeder Welle herausgearbeitet, und zwar derart, daß die Ebene der Keile an einem Ende senkrecht zur Ebene der Keile am anderen Ende verlief. Sodann wurde jede der Wellen torsionsmäßig belastet, und zwar durch gleiche und entgegengesetzt gerichtete Kräftepaare an jedem Ende. Die diese Kräftepaare umfassenden Tangentialkräfte wurden auf die Welle durch Keile in jeder der Keilbahnen übertragen. Nach dem Einfrieren der Belastung wurde eine Reihe von Schnitten unter einem ,Winkel von 45 gegenüber der Längsachse jedes Keils nahe dem Innenende genommen, um die gesonderten Beiträge der Keilbahngeometrie und des Keillagerdrucks auf die gesamte elastische Beanspruchungskonzentration festzustellen.
Die erfindungsgemäße Kupplung bringt einen beträchtlichen Fortschritt, was sich insbesondere auch aus dem folgenden Beispiel ergibt.
Beispiel
In den drei Gasdiffusionsanlagen der Vereinigten Staaten von Amerika zur Trennung von Uranisotopen werden Tausende von motorgetriebenen Kompressoren verwendet, um ein Verfahrensgas durch die Trennstufen zu treiben. Die Leistungen der Antriebsmotoren reichen von Hunderten bis zu Tausenden von Pferdestärken. Die Welle eines typischen Kompressors
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oder Motors besteht aus einem mittelfesten Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und besitzt einen einen verminderten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt, der an einem oder zwei entgegengesetzt angeordneten Punkten mit einer Kupplung verkeilt ist, um das Drehmoment zu übertragen. Motor- und Kompressorwellen sind mit der Kupplung durch einen oder zwei übliche Keile gekuppelt, die in Keilbahnen der Profil- und Schlittenkufen-Bauart eingepaßt sind.
In einer Untersuchung wurde die Möglichkeit überprüft, ob die Leistungsaufnahme bestimmter großer Kompressorantriebsmotoren um mehr als 90% erhöht werden könnte. Diese Untersuchung zeigte, daß die Wellen dieser Motore eine nicht ausreichende Festigkeit für die Verwendung bei den vorgeschlagenen höheren Leistungsniveaus hatten, da ermittelt wurde, daß es wahrscheinlich wäre, daß die Wellen infolge Ermüdung in der Nähe der Innenenden der Keilbahnen ausfallen würden. Demgemäß wurde die Beschaffung neuer Wellen der gleichen Konstruktion ins Auge gefaßt, die jedoch aus einer Legierung von höherer Festigkeit bestehen würden, um so für die vorgeschlagenen Betriebsbedingungen eine angemessene Festigkeit aufzuweisen.
Infolge der vorliegenden Erfindung ist es nun möglich, daß die in den oben erwähnten Diffusionsanlagen verwendeten Wellen höher klassifiziert werden können, und zwar für die Verwendung der speziellen höheren Leistungsaufnahmen, und zwar einfach dadurch, daß man die Keilbahnen gemäß der in den Figuren 2-4 gezeigten Konstruktion aufarbeitet. Die sich dadurch ergebende Kosteneinsparung für die Gasdiffusionsanlagen wird auf über 10 Millionen Dollar geschätzt. Die Aufarbeitung der Keilbahnen der Wellen kann mit üblichen Werkzeugmaschinen für die üblichen Verfahren durchgeführt werden. Beispielsweise kann die in Längsrichtung und Querrichtung bogenförmige Rampe (Fig. 1-3) mit -einem üblichen Endfräser ausgebildet werden, der in Radialrichtung herausgezogen wird, während
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er in Längsrichtung auf das Innenende der Keilbahn vorgeschoben wird. Wenn gewünscht, kann die erfindungsgemäße Keilbahn mit einem Hydraulikprofil-Folgefräser, einem nummerisch gesteuerten Fräser oder einem Standard-Fräser ausgebildet werden, wobei letzterer mit einer Kugelkopfanordnung ausgestattet ist.
Im folgenden sei die Erfindung noch weiter ins einzelne gehend veranschaulicht und zwar angewendet bei der Erhöhung der Eingangsnennleistung einer aus AISI 1045-Stahl bestehenden Kompressorwelle, die ursprünglich für eine Eingangsleistung von 3800 Pferdestärken konstruiert war. Die Welle besitzt einen Nenndurchmesser von 5500 Zoll und einen Durchmesser am verminderten Ende von 5250 Zoll. Zwei Kupplungen der in den Fig. 1-4 dargestellten Art sind an diametral entgegengesetzten Stellen des kleineren Endes der Welle angeordnet, wobei die Aussenenden der Keilbahnen 1 Zoll gegenüber dem Wellenende angeordnet sind. Die Keilbahnen sind mit einem Endfräser unter Verwendung des oben genannten Verfahrens ausgebildet. An seinem Innenende endet jede Keilbahn in einer Rampe oder Auflauffläche, deren Oberfläche in Querrichtung schalenförmig ausgebildet ist, um einen Kreisbogen zu definieren; dieser schalenförmige Abschnitt erstreckt sich vom Innenende der Rampe bis fast zum anderen Ende der Rampe. Die Keilbahnabmessungen sind die folgenden: Breite 0,873 Zoll; Tiefe 0,436 Zoll; Länge des flachen Teils 5 (Fig. 1 und 3) 5,25 Zoll; Rampenradius in Längsrichtung 1,5 Zoll; Radius des Rampenkreisbogens an dem Innenende der Rampe 0,44 Zoll; Radius der Keilbahnhohlkehlen 0,13 Zoll; die aus AISI 1040-Stahl bestehenden Keile haben die folgenden Abmessungen: Länge 4,88 Zoll; Breite 0,874 Zoll; Dicke 0,872 Zoll; Bohrungen 0,375 Zoll Durchmesser. Die angegebenen Abmessungen sind nur zur Veranschaulichung angeben und sie sind nicht notwendigerweise das Optimum für die Klassenerhöhung der beschriebenen speziellen Welle.
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Die Auswahl von verschiedenen Abmessungen für Keile und Keil-· bahnen zum Zwecke der Klassenerhöhung oder Leistungserhöhung einer vorhandenen Welle oder zur Konstruktion einer Welle gemäß der Erfindung ist dem Fachmann gegeben. Es können, wie erwähnt, bekannte Vorrichtungen und Verfahren bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Keilbahnen des erfindungsgemäßen Keils verwendet werden.
Zahlreiche Antriebswellen-Untersuchungen der oben beschriebenen Art haben gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Keil- und Keilbahn-Kupplungen BeanspruchungskonzentrationsVerminderungen in der Nachbarschaft von Keil und Keilbahn bis zu 50% ergeben.
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Claims (10)

  1. - 13 ANSPRÜCHE
    M.; In einer Anordnung aus ersten und zweiten Gliedern, die durch einen einen Drehmoment übertragenden Keil gekuppelt sind/ der in mindestens einer sich in Längsrichtung erstreckenden, in einem der Glieder ausgebildeten Keilbahn sitzt, wobei die Bodenoberfläche der Keilbahn einen im wesentlichen geradlinigen Teil aufweist, der mit einem Endrampenteil zusammengebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Rampenteils (7), gesehen im Querschnitt, einen nach aussen konkaven Bogen definiert.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilbahn in der Welle relativ nahe an derem Ende ausgebildet ist und wobei der Rampenteil an dem Ende der Keilbahn angeordnet ist, das relativ weiter entfernt gegenüber dem erwähnten Ende der Welle liegt.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des im wesentlichen geradlinigen Teils die Länge des Keils übersteigt.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil im wesentlichen gleicherstreckend mit dem geradlinigen Teil und außer Berührung mit der Rampe angeordnet ist.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steifheit des Mittelteils des Keils diejenige von einem jeden seiner Endabschnitte übersteigt.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen symmetrisch um die Hauptachse des Rampenteils angeordnet ist.
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  7. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen im wesentlichen ein Kreisbogen ist.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogenradius am Innenende des Rampenteils im wesentlichen eine Hälfte der Breite der Keilbahn ist.
  9. 9. Keil zur Verwendung in Keil- und Keilbahnkupplungen zur Drehmomentübertragung,dadurch gekennzeichnet, daß der Keil einen Mittelabschnitt besitzt, dessen Steifheit diejenige von einem jeden seiner Endabschnitte übersteigt.
  10. 10. Anordnung, insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein erstes sowie dazu koaxial angeordnetes zweites drehbares Glied, wobei ein Keil Drehmoment von einem erwähnten ersten
    Glied und zweiten Glied auf das andere des ersten Gliedes und des zweiten Gliedes überträgt, und wobei der Keil einen Mittelabschnitt besitzt, dessen Steifheit diejenige seiner Endabschnitte übersteigt, und wobei ferner eine sich in Längsrichtung erstreckende Keilbahn im Umfang des ersten oder zweiten Glieds angeordnet ist, um den Keil aufzunehmen, und wobei die Keilbahn einen im wesentlichen geradlinigen Teil von im ganzen | | förmigem
    Querschnitt aufweist, der in eine sich in Längsrichtung erstreckende Rampe übergeht, deren Oberfläche in Querrichtung einen nach aussen konkaven Bogen definiert.
    §09821/0320
    Leerseite
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