DE2621761A1

DE2621761A1 - Nabenverbindung an einem drehkoerper

Info

Publication number: DE2621761A1
Application number: DE19762621761
Authority: DE
Inventors: Kurt Eckl
Original assignee: Punker GmbH
Current assignee: Punker GmbH
Priority date: 1976-05-15
Filing date: 1976-05-15
Publication date: 1977-12-08
Also published as: DE2621761B2; FR2351309A1; SE7705608L; BE854525A; DE2621761C3; FR2351309B3; SE425265B; IT1076436B

Description

Sie Erfindung "besieht sieb, auf eine lTa"benv eründung an einem Drehkörper, insbesondere an einem Laufrad für Tentilataren, "bei der eine Radscheibe oder Radspeichen •jnter 7er£ormi3ng Iss la*beaaalses an der iTa"be angenietet ist, und auf ein Terfaferen zraa Herstellen eiaes desarti-

Derartige STsoeaverlsiiad^ageu dienen aar Br tragung ~7on eissi¹ iletriecswelle auf den eigentlichen Drehkörper "bsw* aisf das sigentlicha 7ecbälatoszad und desssn Schaufelkranz· lias deasstige Uä"oenv erblsdung auS niaht aus

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das während des Betriebes, beispielsweise bei einem Gebläse auftretende normale Antriebsmoment übertragen, sondern darüberhinaus auch das in der Regel um ein vielfach höheres, beispielsweise das zwei- bis dreifach höhere Anfahrmoment.

Bei einer bekannten Nabenverbindung dieser Art für ein Ventilatorlaufrad wird die Radscheibe, im Bereich von deren Außenumfang der Schaufelkranz befestigt ist, entweder unmittelbar oder über eine erste Unterlegscheibe gegen eine Nabenschulter gelegt, dann eine Zwischenscheibe auf die Radscheibe aufgesetzt und dieses aus den zwei oder drei Scheiben bestehende Paket dadurch auf der Habe axial festgenietet, daß der Nabenhals mit einer Börtelnietung versehen wird. Auf diese Weise wird die Radscheibe zwischen der Nabenschulter und der Zwischenscheibe bzw. dem umgebördelten Rand gepreßt, so daß die Radscheibe mit der Nabe in Drehrichtung kraft- bzw. reibschlüssig verbunden ist. Diese aufgrund der Reibung zwischen den einzelnen Scheiben erzeugte Verbindung wird also von der Nabe über die Unterlegscheibe und/oder Zwischenscheibe auf die Radscheibe übertragen. Nachteilig an dieser bekannten Nabenverbindung ist, daß diese auf ihre Güte und Qualität hin nur schwer zu kontrollieren ist, da das Maß der elastischen Verformung der Bördelnietung und die Höhe der dabei aufgewendeten Nietkräfte nur sehr schwer zu beurteilen bzw. bei der

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Masser^-rtlguag ausreichend konstant zu halten sind. Es kasj deshalb insbesondere beim Anfahren derartiger Gebläseräder mit Drehstrommotoren, die ein hohes Anfahrmoment erzeugen, bei einigen Produkten immer wieder zum Durchrutschen des Laufrades gegenüber der Nabe. Dies bedeutet, daß bei der bekannten Nabenverbindung insoweit eine relativ starke Streuung vorhanden ist, die tf.nnisch und wirtschaftlich nicht vertretbar ist. Man hat zwar versucht, diese Streuung in der Qualität des Kraft schlu?*-as dadurch zu vermindern, daß die Einzelteil^ sorgfältig von Ölen, Fetten und dergleichen gereini"„ werden und daß der Stanz- und Schnittgrad an der Unterlegscheibe und der Zwischenscheibe und der Radscheibe nicht zu groß bzw. an der richtigen Stelle beim Zusammensetzen des Gebläserades angeordnet wird, um zu verhindern, daß die die Kraftübertragung bestimmende ursprüngliche Reibungskraft während des Betriebes nicht verringert werden kann. Dies sind jedoch Maßnahmen, die erhebliche Zeit und damit Kosten vurursachen, so daß die bekannte Nabenverbindung dann nicht mehr wirtschaftlich herstellbar ist. Es wurde ferner versucht, zur Verringerung dieser Streuung die Nietkärfte beim Zusammensetzen der Einzelteile zu erhöhen, jedoch ist einer solchen Erhöhung eine Grenze gesetzt, da sich sonst die Passung der Nabenbohrung verengen oder in sonstiger Weise verformen würde.

Bekannt ist es insbesondere bei Naben mit einem Tellerflansch ferner, diesen an die Radscheibe anzunieten oder

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anzuschrauben. Diese Verbindung ist jedoch sehr aufwendig und teuer, da dann einerseits die Halbe sehr viel mehr an Zerspanungsarbeit erfordert, so daß si nicht mehr ein billiges Automatendrehteil sein kann und andererseits das Annieten oder Anschrauben selbst ebenfalls wesentlich zeit- und damit kostenaufwendiger ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Haben-Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sowohl die Vorteile einer formschlüssigen !Tabes? er "bindung als auch diejenigen einer kraftschlüssigen labenverbindung in sich vereint, die also eine stets gleichmäßig herstellbare funktion gewährleistet tssw. mindestens weiterhin billig und einfach herstellbar ist.

Sur lösung dieser Aufgabe let ^oBgesehen, daß tie Radscheibe cdex eia mn Ifes &?-£s3tigte3 Seil aia !saesiisfeng mindestens sine radiale ifat aufweist, in die die Terforairag des ifabenhalses eingreift. Bei eis er bevorzugten Ausfiihsisngsform erfolgt die Ternietung über eine g^iselisascheibe, die an ihrem länenumfang die nindestens eine ^adi@2e Hut aufweist und die mindestens einen axialen Ansatz besitzt, der in eine entsprechende Bohrung 27 der Radscheibe eingreift.

Die erfindungagemäße Nabenverbindung schafft damit eine Kraftübertragung mittels Pormschluß, was ohne weiteres auch in der

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Großserienfertigung in gleichbleibender Güte herstellbar ist und welche ]?unktions eigenschaften bei der fertigung auch ohne weiteres kontrollierbar sind. Überraschende Verschlechterungen hinsichtlich der möglichen Kraftübertragung sind dabei nicht

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mehr möglich, so daß die Nabenverbindung auch nach erheblichen Betriebsstunden nach wie vor die geforderten bzw. auftretenden Anfahrmomente aushalten kann. Die erfindungsgemäße Nabenverbindung ist jedoch nicht nur zuverlässiger, sondern auch fester, wie sich aus Versuchen gezeigt hat, nämlich um etwa den 1,5 bis 2-fachen Wert. Die erfindungsgemäße Nabenverbindung vereinigt aber auch die Vorteile der bisherigen kraftschlüssigen Verbindung, da die Nabe nach wie vor als Automatendrehteil ausgebildet sein kann und auch der Nietvorgang im Vergleich zur alten bzw. bisherigen Nabenverbindung nicht teurer ist. Die Zwischenscheibe der erfindungsgemaßen Nabenverbindung kann demgegenüber billiger hergestellt werden, da eine Nachbearbeitung hinsichtlich Entgraten u.dgl. nicht mehr notwendig ist. Der gesamte Nietvorgang kann nach wie vor in einem Arbeitsgang vollzogen werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Nietverbindung zwischen der Zwischenscheibe und der Radscheibe eine Erhöhung der Steifigkeit der Radscheibe und damit eine höhere zulässige Drehzahl vor dem Auftreten τοη Flatterschwingungen möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die zur Nabenverbindung benötigten Nietkräfte wesentlich kleiner sein können, so daß bei gleichem Nabenaußendurchmesser die Nabenbohrung, die von der Antriebswelle durchdrungen wird, größer werden kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Fassung dieser Nabenbohrung während des Nietvorganges verändert.

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Eine sehr einfach herzustellende Zwischenscheibe ergibt sich dann, wenn diese Hohlnietansätze aufweist, die von Bohrungen in der Zwischenscheibe aus einstückig durchflogen sind. Diese Hohlnietansätze können dann gleichzeitig mit den Nuten am Innenumfang gestanzt bzw. gezogen werden. Vorteilhaft sind mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Nuten und Hohlnietansätze ar der Zwischenscheibe vorgesehen. Günstig ist es, wenn die Nuten und die Hohlnietansätze eine genaue winklige Lage zueinander einnehmen, insbesondere beispielsweise in einer radialen Flucht liegen, so daß sich bei der Herstellur£ der Nabenverbindung der Nietstempel zur Herstellung der in die Nuten eindringenden Verformungen am Nabenhals in seiner Winkellage an den Bohrungen der Hohlnietansätze orientieren kann, wodurch automatisch gewährleistet ist, daß die partielle Nietung stets in die Nuten zur formschlüssigen Verbindung eindringt.

Die bei der Herstellung der Nabenverbindung geschaffenen Verformungen am Nabenhals sind in vorteilhafter Weise mittels partieller Schälnietung in axialer Richtung gestaucht. Dies ist sehr einfach und in vorteilhafter Weise zusammen mit der Bördelnietung der Hohlnietansätze herstellbar. Die Verformungen können durch den betreffenden Nietstempel derart ausgebildet sein, daß sie an mindestens einem Übergangsbereich an der ^wischenschelbe aufliegen,

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so daß diese und die Radscheibe gleichzeitig auch in axialer Richtung gesichert sind.

Zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer Nabenverbindung vorge-

in sehen,daß die Radscheibe und die mit Hohlnietansätze"n7die Radscheibe eingreifende Zwischenscheibe gegen eine Nabenschulter gepreßt werden und daß dann ein ächälnietstempel gegen den Nabenhals drückt, wobei als Gegen^ager Kopfmacher die freien Enden der Hohlnietansätze verformen.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zn entnehmen, la der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben «ad erläutert wird. Ss zeigen:

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt entsprechead der Linie I-I der 3?ig. 2 durch eine Nabenverbindung gemäß einen Ausführungsbeispiel vorliegeader Erfindung,

Fig. 2 eine Ansicht in axialer Richtung gemäß Pfeil II der Fig. 1,

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Fig. 3a und b jeweils eine Ansicht ähnlich Fig. 2, jedoch in vergrößerter Darstellung und nur einer Hälfte, und zwar vor bzw. nach den Nietvorgängen, und

Fig. 4a und b einen Schnitt längs der Linie ITfe- IVa bzw. IVb - IVb der Fig. 3a bzw. b.

Die in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Nabenverbindung 11 dient zur formschlüssigen Kraftübertragung von

en einer mit einer Antriebswelle 18 verbunden7Nabe 12 auf das eigentliche Laufrad 13 eines Ventilators, das aus einer Radscheibe 14 und einem außenumfangsseitigen Kranz von Schaufeln 16 besteht, deren eines Ende an der Radscheibe 14 und deren anderes Ende bei beispielsweise axial ansaugenden Ventilatoren an einem Ring 17 befestigt ist. Es versteht sich, daß statt der beim dargestellten Radialgebläse verwendeten geschlossenen Radscheibe 14 auch eine speichenförmige Radscheibe bei der Ausbildung als Axialgebläse vorgesehen sein kann. Wesentlich ist die erfindungsgemäße Verbindung 11 zur formschlüssigen Kraftübertragung von der Nabe 12 über eine Zwischenscheibe 28 auf das Laufrad 13 bzw. die Radscheibe 14, wobei die Nabe 12 in bekannter Weise mit der nur strichpunktiert dargestellten Antriebswelle 18 beispielsweise mittels einer radialen Klemmschraube 19 und/oder einem in einer Keilnut 2o der Nabe 12 angeordneten Keil drehfest verbunden werden kann.

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Die Nabe 12, deren axiale Bohrung 21 mit einer Passung für die Antriebswelle 18 versehen ist, besitzt an ihrem einen axialen Ende einen Hals 22, der vom Hauptteil der Nabe 12 durch eine Ringschulter 23 getrennt ist und in dessen Bereich die Bohrung 21 eine stufenförmige Erweiterung besitzt. Auf den Nabenhals 22 wird die Radscheibe 14 aus profiliertem Blech gesetzt, deren zentrische Bohrung 26 einen dem Außendurchmesser des Nabenhalses 22 entsprechenden Innendurchmesser besitzt. In eingesetztem Zustand liegt die Radscheibe 14 an der Nabenschulter 25 an. Die Radscheibe 14 besitzt ferner auf einem konzentrischen Kreis um seine zentrische Bohrung 26 gleichmäßig verteilt angeordnete kleinere Bohrungen 27· Über den Nabenhals 22 wird ferner die Unterleg- bzw. Zwischenscheibe 28 geschoben, die ringförmig ausgebildet ist und dereryzentrische Bohrung 29 einen Innendurchmesser besitzt, der dem der zentrischen Bohrung 26 der Radscheibe 14 bzw. dem Außendurchmesser des Nabenhalses 22 entspricht. Ferner besitzt die ^wischenscheibe 28 auf einem nahe dem Außenrand verlaufenden konzentrischen Kreis um seine Bohrung 29 gleichmäßig verteilt angeordnet e Löcher 31 » von denen aus axiale Hohlnietansätze 32 einstückig durchgezogen sind, die die der Radscheibe 14 zugewandte Fläche 33 der Zwischenscheibe 28 überragen. Der Kreis, auf dem die Löcher 31 bzw. die Hohlnietansätze 32 angeordnet sind, entspricht dem Kreis, auf dem die Bohrungen 27 der Radscheibe 14 angeordnet sind; ferner entspricht die Anzahl

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und der Abstand der Hohlnietansätze 32 der bzw. dem der Bohrungen 27 und der Außendurchmesser der Hohlnietansätze dem Innendurchmesser dieser Bohrungen 27 der Eadscheibe 14. Wird die Zwischenscheibe 28 auf den Nabenhals 22 aufgeschoben, so dringen die Hohlnietansätae 32 in die Bohrungen 27 der Radscheibe 14 ein. Die Hohlnietansätze 32 sind so lang, daß sie die Innenfläche 34 der Radscheibe 14 ein wenig überragen, wobei die Zwischenscheibe 28 an der Radscheibe satt anliegt (Mg. 4a). Die ^wischenscheibe 28 besitzt ferner vom Innenumfang ihrer zentrischen Bohrung 29 ausgehende, gleichmäßig verteilt angeordnete Nuten 36. Beim Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Nuten 36 gleich der Anzahl der Hohlnietansätze 32 und es liegen jeweils eine Nut 36 und ein Hohlnietansatz 32 auf einem radialen Strahl. Es versteht sich, daß die Anzahl der Nuten 36 und die der Hohlnietansätze 32 auch ungleich sein kann und daß diese umfangsseitig auch jeweils gegeneinander versetzt sein können.

Zur Herstellung der formschlüssigen Nabenverbindung 11 wird das mit der Nabe 12 und der Zwischenscheibe 28 versehene Laufrad 13 in ein Nietwerkzeug gesetzt, dessen nicht dargestellter einer G-egenhalter an der innerhalb des Laufrades 13 liegenden Stirnfläche 38 der Nabe 12 anliegt, dessen strichpunktiert dargestellte Kopfmacher 39 an den freien Enden der Hohlnietansätze 32 anliegen und dessen Stempel 41

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der Stirnfläche 42 der Nabe 12 im Bereich des Nabenhalses gegenüberliegt. Der Stempel 41 ist als Schälnietstempel zur partiellen Schälnietung ausgebildet, besitzt eine im wesentlichen zylindrische Form mit einem Innendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Nabenhalses 22, und kann mit einem zylindrischen Teil 37 verbunden sein, der im Bereich der Löcher 31 von außen am Zwischenring 28 zur Anlage kommt.

Wird der Schälnietstempel 41 niedergedrückt, so ergeben sich, wie aus den Fig. 3b und 4b deutlich ersichtlich, durch Stauchen eines Teils der Stirnfläche 42 des Nabenhalses 22 Verformungen 43, die über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet sind und die in die Nuten 36 der Zwischenscheibe 28 eindringen und diese im wesentlichen ausfüllen. Dadurch ist die formschlüssige Verbindung zwischen Nabe 12 und ^wischenseheibe 28 geschaffen. Im selben Arbeitsgang werden aufgrund der gegen die Kopfmacher 39 wirkenden Kraft des zylindrischen Teile 37 des Stempels 41 die Hohlnietansätze 32 an ihren freien -Enden 47 nach außen umgebördelt, wodurch eine formschlüssige Nietverbindung zwischen der Zwischenscheibe 28 und der Radscheibe 14 entsteht. Eine axiale Sicherung der Nabe 12 gegenüber der Zwischenscheibe 28 ergibt sich dadurch, daß die Verformungen 43 vorzugsweise beidseitig zu den nicht verformten Bereichen 44 der Stirnfläche 42 des Nabenhalses 22 einen Übergangsbereich 46 bilden, der über den Innendurchmesser der zentrischen

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Bohrung 29 der Zwischenscheibe 28 hinaus verformt ist und an der Außenfläche der Zwischenscheibe 28 anliegt. Beim Nietvorgang kann beispielsweise durch am Stempel vorgesehene Führungsstangen, die in die Löcher 31 der Zwischenscheibe 28 eindringen können, erreicht werden, daß der Stempel 41 derart geführt und sichergestellt wird, daß die Verformungen 43 in jedem Falle im Bereich der Nuten 36 der Zwischenscheibe 28 gebildet werden.

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Claims

Ansprüche

( Iy Nabenv er bindung an einem Drehkörper, insbesondere an einem laufrad für Ventilatoren, bei der eine Radscheibe oder Radspeichen unter Verformung des Nabenhalses an der Nabe angenietet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe oder ein an ihr befestigtes Teil am Innenumfang mindestens eine radiale Nut aufweist, in die Verformung des Nabenhalses eingreift.
2. Nabenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernietung über eine Zwischenscheibe (28) erfolgt, die an ihrem Innenumfang die radialen Nuten (36) aufweist,und die eine oder mehrere axiale Ansätze (32) besitzt, die in entsprechende Bohrungen (27) der Radscheibe (14) eingreifen.
3. Nabenverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Ansätze der Zwischenscheibe (28) Hohlnietansätze (32) sind.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Nabenverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlnietansätze (32) von Bohrungen (31) aus einstückig durchgezogen sind.
5. Na "benv er "bindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlnietansätze (32) durch eine Umbördelung (47) mit der Radscheibe (14) verbindbar sind.
6. Nabenverbindung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlnietansätze (32) auf einem Kreis nahe dem Außenrand der Zwischenscheibe (28) angeordnet sind.
7. Nabenverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (36) und die Hohlnietansätze (32) eine genaue winklige lage zueinander einnehmen.
8. Nabenverbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (36) und die Hohlnietansätze (32) in radialer Flucht liegen.

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9· Na benv er bindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Unten (36) der Radscheibe bzw. der Zwisehenscheibe (28) eingreifenden Verformungen (43) mittels partieller Schälnietung des Nabenhalses (22) in axialer Richtung gestaucht sind.
10. Nabenverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (43) an mindestens einem tJiaergangsbereich (46) auf der Radscheibe bzw. der Zwischenscheibe (28) aufliegen.
11. Verfahren zum Herstellen einer Nabenverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (14) und die mit Hohlniet-.ans ätz en (32) in die Radscheibe eingreifende Zwischenscheibe (28) gegen eine Nabenschulter (23) gepreßt werden und daß dann ein Schälnietstempel (41) gegen den Nabenhals (22) drückt, wobei als Gegenlager Kopf ma eher (39) cLie freien Enden der Hohlnietansätze (32) verformen.

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