DE2724800B2

DE2724800B2 -

Info

Publication number: DE2724800B2
Application number: DE2724800A
Authority: DE
Inventors: Franz 2330 Eckernfoerde Kozel
Original assignee: Punker GmbH
Current assignee: Punker GmbH
Priority date: 1977-06-02
Filing date: 1977-06-02
Publication date: 1980-09-04
Also published as: FR2393189B1; FR2393189A1; SE7806212L; GB1601159A; DE2724800A1; DE2724800C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Antriebs- to welle und einem mit dieser umlaufenden Maschinenteil, dessen Nabe mit einer dünnwandigen Halspartie versehen ist, deren Bohrungswand kraftschlüssig an der Welle anliegt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine mit dem neuen Verfahren hergestellte Verbindung. ' >

Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der FR-PS 56 627 bekannt. Dort wird der Kraftschluß der dünnwandigen Halspartie der Nabe mit der Bohrungswand dadurch hergestellt, daß über die Halspartie ein Spannring geschoben wird, der eine radial zur ■'·'» Antriebswelle verlaufende Schraube sowie zwei ebenfalls radial verlaufende und nach innen weisende Stifte, die zueinander und zur Schraube equidistant angeordnet sind, aufweist, so daß bei Anziehen der Schraube sich Schraube und Stift an die Halspartie von außen anlegen >"· und diese auf die Antriebswelle zu bewegen. Bei de: vorgeschlagenen An der Befestigung einer Nabe auf einer Antriebswelle erweist es sich jedoch von Nachten daß einerseits die Herstellung aufwendig und damn teuer wird, da sie als zusätzliches Teil einen Spannring "'> erfordert, der durch seine Sehr.m^- im,! vine '.n't.. ■, ■ ■ vergleichsweise komplizierter <iestait is: um: ,,ml'n sells ein·.· derartige NanenwelU'tn'Tbinclup,' ;·ΐ(> geringe t ifcnelasli/itHl be-.ii/i iinn icm/ii'n·_:.·ι Gefahr I sieht daIJ sich bei .,1' >-crrn ·. , ι>γ,μιγ· · und oder bei 1 emperalurschu ;>n kuf n· ι de: nii.im' " mi und damit du Nahe Im kern k.'.i'i.

Weiler lsi in der ( i i (¹S -1 · .·; ρ·.·ι··ι··. μ; Verfahren zur Befestigung eines Mßschinenteils auf einer Welle angegeben, bei dem der zu befestigende Maschinenteil eine Bohrung aufweist, dessen umschriebener Kreis größer und dessen eingeschriebener Kreis kleiner als der Durchmesser der Welle ist Das Zusammenfügen erfordert die Anwendung von durch besondere Hilfsmittel erzeugten äußeren Kräften, die den Querschnitt der Bohrung so weit deformieren, daß beide Teile aufeinandergcschoben werden können und anschließend durch Aufhebung der Krafteinwirkung von außen ein Kraftschluß entsteht. Dabei hat die Deformation über die gesamte Länge des auf der Welle zu befestigenden Maschinenteiles zu erfolgen, woraus eine besonders innige Verbindung resultieren soll, die sich vor allem für die Verbindung schwerer Maschinenteile eignen soll. Bei dieser bekannten Verbindung, bei der nicht von einem ursprünglichen Schiebesitz ausgegangen wird und außerdem nicht nur die dünnwandige Halspartie verformt wird, erweist es sich jedoch als nachteilig, daß die Montage einen vergleichsweise großen Aufwand erfordert und schwierig durchzuführen ist, da während der Gesamtdauer des Zusammenfügens wenigstens ein Maschinenteil durch äußere, über die gesamte Länge wirkende Kräfte unter ständiger Deformation gehalten werden muß.

Die Erfindung hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren zum Herstellen einer Naben-Wellen-Verbindung der hier in Frage stehenden Art zu schaffen, das eine einfache und billige Herstellung mit relativ einfacher Montage ermöglicht und die Erzeugung einer genauen und zuverlässigen Verbindung gestattet, deren Eigenelastizität relativ groß ist und die daher betriebssicher ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens vorgesehen, daß man zur Herstellung der Verbindung zwischen der Antriebswelle und der Laufradnabe die Nabenbohrung mit einer Schiebesitzpassung versieht, daß man dann die Halspartie über einen Teil ihrer Länge vom Ende her und an mindestens zwei Umfangsbereichen derart verformt, daß der kleinere Innenhüllkreis etwss kleiner ist als der Wellendurchmesser, und daß man schließlich die Nabe und die Welle unter genauer Zentrierung zueinander auf- bzw. ineinanderpreßt. wobei die Halspartie etwa auf ihre Ursprungsform zurückgebildet wird. Damit wird die erfindungsgemäße Wellen-Naben-Verbindung billiger herstell- und wesentlich einfacher auf die Welle kraftschlüssig montierbar. Zweckmäßigerweise erfolgt die Herstellung der Nabe zunächst auf einem Drehautomaten, um im Anschluß daran an ihrer Halspartie durch Backenwerkzeuge in der erfindungsgemäßen Weise verformt zu werden, so daß ein Innenhüllkreis entsteht, der etwas kleiner als der Durchmesser der Welle ist. Dann erfolgt das Aufpressen der Nabe auf die Welle bzw. umgekehrt, was eine genaue Zentrierung von Nabe und Welle und eine genaue Rihrune zur Folge hat. wobei nach deir Aufpressen die Halspartie der Nabe nahezu wicic ihre I irspriini-Morrv zurückerhält. Dabei behält andererseits zumindest die Halspartie eine genügend rmllr Restfedernni' in ihrem zuvor verformten elasliv'n"i lit-rri' !' <.<. .'/,·]. sich ι|:_;·ν \ - · ?· I > i r ι c 111 π j Ji ich bet f'in· V i'i /:th^; ν < >-; Γ r tnne: ι mn tu»'rv a hep odei l'r-''hiitleniri--i'ri '<,<■ ■ ^Λ ηί;ιι;Ι<"! mi.'V lcnkrrn kann. Die erfi'i'liiiigsirrnsiiii ν -rhmilnn,* h'sit/t aisc .nit (iriind ■ hi' rein!'·· riii¹¹¹¹ I ■·■■■: ·ι,γ,μ,·:·;ιι eir hohes Mall an Hetnehsvich'·'!!'··' '.' isi ii.riibc hinan¹- schnell nv'Mti'"¹! Ι:' ·■':' Silv;rihe^t; <>de: dergleichen /enrauhi'h'l· ■ M :'l'r,<: ι Hi''ι ni, ;v ι" < i'c ic Hl· ' '■ Mnci im.! (uicr ein

oder beide Maichienteile während des Zusammenbaues durch von außen angreifende Hilfsmittel nicht unter Deformation gehalten werden müssen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Halspartie mit einem angeformten Schutzring im Abstand umgeben, dessen Stirnfläche die Stirn der Halspartie überragt Die Funktion dieses Schutzringes ist einerseits darin zu sehen, daß er einen Anschlagsbzw. Auflagefläche bildet, deren Vorteil in der Erleichterung des Zusammenbaues von Nabe und Welle zu sehen ist, und andererseits in dem dadurch entstehenden Beschädigungsschutz für die Halspartie.

Für eine nach dem neuen Verfahren hergestellte Verbindung wird vorgeschlagen, die Halspartie an einem als Hohlkegel ausgebildeten Teil der Nabe anzuformen. Dabei ist es möglich, in den Hohlkegel eine Halspartie der Ronde des Laufrades einzuziehen.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt, teilweise abgebrochen, durch ein mit einer Naben-Wellen-Verbindut^ gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung versehenes Ventilatorrad,

Fig.2 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt ähnlich der F i g. 2, jedoch durch die Nabe allein und unter Darstellung der ausgeführten Verformung,

Fig.4 einen Längsschnitt durch eine Naben-Wellen-Verbindung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig.5 einen Längsschnitt durch eine Naben-Wellen-Verbindung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung und

F i g. 6 einen Längsschnitt durch eine Naben-Wellen-Verbindung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.

Die in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellte erfindungsgemäße Naben-Wellen-Verbindung dient zur formschlüssigen Kraftübertragung von einer Antriebswelle 12 auf eine Nabe 13 eines Ventilatorlaufrades 14, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer mit der Nabe 13 kraftschlüssig verbundenen Radscheibe bzw. Ronde 16 und einem außenumfangsseitigen Kranz von Schaufeln 17 besteht. Das Ventilatorlaufrad 14 kann dabei die Form eines Radial- oder Axialrades besitzen. Die Verbindung von Nabe 13 und Radscheibe 16 kann ebenfalls in bekannter Weise erfolgen.

Da sich die einzelnen Ausführungsbeispiele der erfindungsgdmäßen Naben-Wellen-Verbindung 11 hinsichtlich der Herstellung und Ausführung des Kraft schlusses im wesentlichen gleichen, sei das wesentliche der Erfindung anhand des ersten Ausführungsbeispieles der Fig. 1—3 erläutert. Die Nabe 13. die als Drehteil auf einem Drehautomaten hergestellt wird, besitzt eine Schulterpartie 21. an der die Radscheibe bzw. Kunde 16 kraftschlüssig befestigt ist. und eine an die Schulterpartie 21 angeformte dünnwandige Halspartie 22, die sich der Radscheibe 16 abgewandt erstreckt unu aiil.lunscitig zum freien l-.nclc hin konisch verlauf;. Die relativ dünnwandige HalspaMie 22 wird ebenso wie. die Schulterpartie 21 mit einer dem Durchmesse.·'· d der Welle 12 entsprechenden Inncnbohruns" 2> versehen. Diese Innenbohrung 23 erhalt mil der Herstellung eine genaue Schiebcsit/Passuigstnleran/. die aiii die fassung der Weil·: 12 abgestimmt ist Ist diev. DieMei! Ii

mit der Bohrungspassung hergestellt, so wird die Halspartie 22, wie in Fig.3 schematisch dargestellt ist, zwischen die Backen 26 eines Werkzeugs 27 eingespannt Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das Werkzeug 27 drei über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Backen 26, die gemäß den Pfeilen A radial aufeinander zu bewegt werden. Dabei wird die Halspartie 22 der Nabe 13 an beim Ausführungsbeispiel drei Umfangsstellen verformt. Es versteht sich, daß die Verformung ggf. auch an zwei oder mehr als drei Stellen erfolgen kann. Diese Verformung, die in Fig.3 der Deutlichkeit halber in ihren Verhältnissen übertrieben dargestellt ist bewirkt ein entsprechendes Verformen der Innenbohrung 23 im Bereich der Halspartie 22 derart, daß sich an den zusammengedrückten drei Bereichen ein gemeinsamer, strichpunktiert angedeuteter innerer Hüllkreis 28 ergibt dessen Durchmesser d' etwas kleiner ist als der Durchmesser d der Innenboh rung 23 an der unverformten Halspartie 22 bzw. der Durchmesser der Welle 12.

Die Welle 12, die an einem Ende eine Fase 23 oder einen kleinen Konus besitzt, wird in die auf diese Weise verformte und in F i g. 3 im Bereich der Halspartie 22 dargestellte Nabe 13 vom Schulterteil 21 her eingescho ben bzw. eingepreßt. Es versteht sich, daß der Vorgang auch umgekehrt erfolgen kann, daß also die Nabe 13 mit ihrem Schulterteil 21 voraus über die Welle Yl geschoben wird. Aufgrund der Durchmesserverhältnisse von Halspartie 22 und Welle 12 spricht >nan bei diesem Vorgang von einem Aufpressen der Nabe 13 auf die Welle 12, wobei die Welle 12 im wesentlichen genau zentriert und geführt wird und die Haispartie 22 der Nabe 13 nahezu ihre Ursprungsform wieder zurücker hält. Dies ist in Fig. 2, die den aufgepreßten, d. h. den montierten Zustand der Kraftschluß-Verbindung 11 wiedergibt, in etwa dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die Nabe 13 aus einem Metall besteht, das sich zwar plastisch, jedoch auch bis zu einem gewissen Grade elastisch verformen läßt. Daraus ergibt sich auch, daß nach dem Aufpressen der Nabe 13 auf die Welle 12 der elastische Bereich, d. h. die Halspartie 22 noch eine genügend große Restfederung besitzt, die gewährleistet, daß sich die Halspartie 22 der Nabe 13 gemäß den Pfeilen B an den vei formten Stellen radial aktiv an die Welle 12 anlegt bzw. diese umklammert. Dadurch ist auch gewährleistet, daß sich die erfindungsgemäße Verbindung 11 auch nach öfteren und erheblichen Temperaturintervallen. Erschütterungen, Anläufen od. dgl. Betriebseigenschaften nicht lockern kann.

Das in F i g. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten lediglich dadurch, daß die Nabe 13 zusätzlich einen angeformten Ring 31 besitzt iJer in einem Abstand die Halspartie 22 umgibt, wobei die Stirn 32 des Ringes 31 die Stirn der Halspartie 22 überragt und dab.'i eine Anschlag- bzw. Auflagefläche zum Herstellen der /wischen der Radscheibe 16 und dem Schulterten 21 bestehenden kraftschlüssigen Nietverbindung 51 schafft. Gleichzeitig bildet der Ring 31 einen Beschädigungsschutz für die Halspartie 22. Die Kraftschlüssige Verbindung 11 ist bei diesem Ausführungsheispicl in tic^soiiι·· 11 Weise hergestellt, wv die. anhand der Γ 1 g. i-- ' i">e ■ hrteben uii'" ■

Heim ·.■■· I■'1 g. ~> :,irri'Mcllt< " dritte: 'wisführungsbeispiel ■ ori.egender f r'mUunp nes"/l el·'· Nabe 13 außer der Ilaispart··. 11. cj 1 - si h einstückig an das eine Ericie der Schultern,¹: !te 7\ anschließt, tmeh eine /weiK Halspartie 3fv Ί··· an das andere !.nde der St lüilterpartie 21 anirefotm' i und innerhalb der Nietverbindung W

verläuft und diese überragt Die Halspartie 3b ist dabei ebenso wie die Halspartie 22 mit der Innenbohrung 23 mit Schiebesitz-Passungstoleranz verschen und zur Bildung der kraftschliissigcn Verbindung Il mit der Welle 12 mit einem Werkzeug 27 derart verformt, daß der Innendurchmesser der Bohrung 23 auch dort einen kleineren Hüllkreis bildet, als dem Durchmesser der Welle 12 entspricht. Bei diesem Alisführungsbeispiel ist also eine zweifache kraftschlüssige Verbindung 11 dadurch hergestellt, daß der Kraftschluß an zwei Halspartien 22 und 36 wirkt, so dall bei diesem Ausführungsbeispiel das Ventilatorlaufrad 14 mit einem höheren Drehmomeni von der Welle 12 aus angetrieben werden kann.

Beim in Fig. b dargestellten vierten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist die an die Halspartie 22 anschließende Schulterpartie 41 der Nabe 13' als Hohlkcgcl ausgebildet, dessen umgebogenes, abgeflach· i~_ I7«^l« Λ1

konde 46 befestigt ist.

Die Radseheibe 46 ist in spanloser Verformung mi einer in die hohle Schulterpartie 41 ragenden Halsparti» 47 versehen. Diese Halspartie 47 schafft in entsprechen ') der Weise wie die Halspartien 22,36 der Naben 13 eini kraftschlüssige Verbindung Il' mit der Welle 12. Die Halspartie 47 erhält also ebenfalls einen Innendurch messer 48 mit einer Schiebesitz-Passiingsloleran/ unc wird anschließend in einem Werkzeug, entsprechen

ι» der F i g. 3, verformt, worauf die Radscheibe 46 mit dei Nabe 1.3 auf die Welle 12 aufgepreßt wird. Rein dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch die Naht 13' in spanloser Verformung hergestellt werden. Da mi ergibt sich eine besonders einfache und billigi

ι'' Ausführungsform der erfindungsgemäßen kraftschlüssi gen Verbindung 11. die aufgrund der Verformung de Nabe 13' und der zusätzlichen Radscheibennabe ii Form der I lalspartie 47 zweifach wirkt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einem mit dieser umlaufenden Maschinenteil, dessen Nabe mit einer dünnwandigen Halspartie versehen ist, deren Bohrungswand kraftschlüssig an der Welle anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung der Verbindung zwischen der Antriebswelle (12) und der Laufradnabe (13, 13') die Nabenbohrung (23) mit einer Schiebesitzpassung versieht, daß man dann die Halspartie (22,36) über einen Teil ihrer Länge vom Ende her und an mindestens zwei Umfangsbereichen derart verforint, daß der kleinere InnenhOllkreis etwas kleiner ist als der Wellendurchmesser, und daß man schließlich die Nabe und die Welle unter genauer Zentrierung zueinander auf- bzw. ineinanderpreßt, wobei die Halspartie etwa auf ihre Ursprungsform zurückgeblickt wird.

2. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellte Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Halspartie (22, 36) von einem angeformten Schutzring (31) in Abstand umgeben ist. dessen Stirnfläche (32) die Stirn, der Halspartie (36) überragt

3. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellte Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die Halspartie (22) an einem als Hohlkegel (41) ausgebildeten Teil der Nabe (13') angeformt ist. μ

4. Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlkegel (41) eine Halspartie (47) der Ronde (46) des Laufrades (14) eingezogen ist.