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Verbindungsvorrichtung für drehende Körper.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung für
drehende Körper, bei denen die Befestigungsringe, die konische gegenüberliegende
Oberflächen aufweisen, radial gegen die zu verbindenden Körper mit einer entsprechenden
axialen Gleitung geschoben werden.
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Gegenwärtig sind verschiedene Verbindungsvorrichtungen bekannt, die
von in einem der beiden zu verbindenden drehenden Körper ausgearbeiteten Sitz befindlichen
konischen Ringen Gebrauch machen. Diese Vorrichtungen bestehen gewöhnlich aus zwei
gegerilberliegenden konischen koaxialen Ringen, die zwischen zwei Abstandringe in
dem in einem der zu verbindenden Körper gebildeten Sitz eingelegt sind. Ein äusserer
Flansch wirkt axial auf einen der Abstandringe, um die konischen gegenüberliegenden
Ringe gleiten zu lassen und die Kontraktion des inneren Ringes bzw. die Ausdehnung
des
äusseren konischen Ringes gegen die zu verbindenden drehenden
Körper zu veranlassen. Dieser Flansch weist einen Kranz mit Löchern zum Durchgang
der Befestigungsbolzen auf, die in die in einem der zu verbindenden drehenden Körper
zweckrnässig vorgesehenen Gewindelöcher eingeschraubt werden.
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Diese Bauweise ist jedoch sehr konpliziert, kostspielig und wenig
praktisch im Gebrauch, da zimmer notwendigerweise die Bildung eines Kranzes von
Gewindelöchern zum Einschrauben der Befestignungsbolzen des Flansches vorgesehen
werden muss.
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Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb zur Aufgabe gemacht, ein
Verbindungssystem flir drehende Körper zu verwirklichen, das von konischen radial-
elastischen Ringen Gebrauch macht, das aus wenigen Teilen gebildet ist, leicht herzustellen
und zu verwenden ist und eine Einheit fUr sich bildet, bei der sich die Reaktionen
im Innern der Vorrichtung selbst entladen. Dadurch ist es nur erforderlich, den
Sitz für die Vorrichtung in einem der beiden zu verbindenden Körper vorzusehen,
ohne - wie früher -weitere Arbeitsginge ausführen zu müssen. Durch das Entfallen
der Flanschen und der zusätzlichen Arbeiten für die Ausführung der Löcher und der
Gewindebohrungen, die bei den bekannten Vorrichtungen erforderlich sind, ergibt
sich ein wirtschaftlicherer und vorteilhafterer Gebrauch der errindungsgemRssen
Vorrichtung, sowie ein leichtes Demontieren der verbundenen Organe und zwar auch
nach langer Zeit und unter nicht idealen Bedingungen.
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Die Verwend~ ung von geschnittenen konischen Ringen erhöht ausserdem
die To eranzgrsde beim Gebrauch der erfindungsgemassen Verbindungsvorrichtung.
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Im allgemeinen umfasst die erfindungsgemässe Verbindungsvorrichtung
für drehende Körper gegenüberliegende konische, gegen die zu verbindenden
Körper
durch relativ axiales Gleiten radial ausdehnbare Ringe und ist dadurch gekennzeichnet,
dass einer der konischen Ringe von seiner konischen Oberfläche aus sich mit einem
zylindrischen Gewindeteil verlängert, auf dem ein Axialdruckring aufgeschraubt wird,
dass ein zweiter zum ersten konzentrisch angeordneter Ring, der mit einem seiner
zylindrischen Enden in Beruhrung mit dem genannten Axialdruckring ist und am anderen
Ende eine gegenüberliegende konische und auf der konischen Oberfläche des ersten
Ringes gleitbare Oberfläche aufweist.
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Es sei bemerkt, dass in der nachstehenden Beschreibung unter dem Ausdruck
"konischer Ring" ein Ring verstanden wird, der auf einer Seite eine konische Oberfläche
gegenüber der Achse des Ringes selbst und auf der anderen Seite eine zylindrische
Oberfläche aufweist, die gegen eine entsprechende zylindrische Oberfläche eines
zu verbindenden drehenden Körpers gedrückt werden kann.
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Nach einer ersten Verwirklichungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung
ist das Gewinde aussen an einer zylindrischen Verlängerungsstrecke des inneren Ringes
gebildet, während der zweite Ring konzentrisch und ausserhalb zum ersten Ring angeordnet
ist. In diesem Falle weist der Axialdruckring ein Innengewinde auf, um auf das Gewinde
des inneren Ringes geschraubt zu werden.
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Nach einer Variante der Verbindungsvorrichtung ist das Gewinde innen
an einer zylindrischen Verlängerung des äusseren Ringes gebildet und dementsprechend
weist der Axialdruckring ein Aussengewinde auf, um in den vorher genannten Ring
eingeschraubt zu werden.
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Die erfindungsgemäs se Verbindungsvorrichtung kann verwendet werden,
um drehende Körper jeder Art, beispielsweise Zahnräder, Riemenscheiben, Schwungräder
und dgl. mit einer entsprechenden Welle miteinander zu verbinden.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand der in den beigefügten Zeichnungen
dargestellten Figuren näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht im Querschnitt
einer ersten Verwirklichungsform der erfindungs genäs sen Verbindungsvorrichtung
zum Verkeilen eines Zahnrades mit einer Welle; Fig. 2 einen Querschnitt gemäss der
Linie II-II der Fig. 1 der Verbindungsvorrichtung allein; Fig. 3 einen Längsschnitt
einer zweiten Verwirklichungsform der Verbindungsvorrichtung.
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In Fig. 1 ist eine allgemeine Welle 1 gezeigt, die einen ersten Drehkörper
bildet, mit dem ein zweiter Drehkörper verbunden werden soll, der im spezifischen
Fall ein Zahnrad 2 ist. Auf einer Seite des Zahnrades 2 ist ein zylindrischer Sitz
entsprechenden Durchmessers herausgearbeitet, in dem die erfindungsgemässe Verbindungsvorrichtung
eingesetzt wird.
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Diese Verbindungsvorrichtung umfasst im wesentlichen einen innneren
Ring 3 und einen äusseren Ring 4, die längs den übereinander liegenden konischen
Oberflächen 5 bzw. 6 in Beruhrung kommen und eine gleiche Winkelöffnung haben und
beispielsweise einen Winkel von 20 bis 45° (je nach Bedürfnis) gegenuber der Achse
der Welle 1 bilden. Vorzugsweise liegt die Neigung der Oberflächen 5, 6 zwischen
5° und 30°.
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Der innere konische Ring 3 begrenzt ausserdem eine innere zylindrische
Oberfläche 7, die in BerUhrung mit der Oberfläche der Welle 1 komnt, während der
äussere konische Ring 4 eine äussere zylindrische Kontaktfläche 8 mit der entsprechenden
zylindrischen Oberfläche der im drehenden Körper 1 ausgearbeiteten Aufnahme begrenzt.
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Im Falle der Figur 1 verlängert sich der innere Ring 3 von seiner
konischen Oberfläche 5 ab durch eine zylindrische mit Aussengewinde versehene Strecke
3', auf welcher ein Gewindering 8 mit Innengewinde aufgeschraubt wird. Dieser Ring
8 ist ausserhalb der Aufnahme der Vorrichtung im Drehkörper 1 angeordnet. Der Ring
8 hat die Aufgabe, den erforderlichen Axialdruck auf den äusseren Ring 4 auszuüben,
damit sich durch die Wirkung der geneigten Oberflächen 5, 6 der beiden konischen
Ringe 3, 4 dieser Axialdruck in eine Radialkraft zur Ausdehnung des äusseren Ringes
und in eine entsprechende Radialreaktion der Druckspannung des inneren Ringes zerlegt.
In Funktion der Spannkraft des Gewinderinges 8 haften die zylindrischen Oberflächen
der inneren Ringe 3 und der äusseren Ringe 4 mehr oder weniger stark an die entsprechenden
zylindrischen Oberflächen der Drehkörper 1, 2 und ermBglichen dadurch die Ubertragung
sowohl der Axialkräfte als auch der Drehmomente.
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Wenn man insbesondere im Hinblick auf das Beispiel gemäss Fig. 1 annimm,
dass das Anzugsmoment des Ringes 8 einen Wert C hat, wird in Axialrichtung dieses
Ringes eine Kraft PC erzeugt, die unmittelbar proportional zum Wert des oben genannten
Anzugsmomentes C ist. Diese auf die Konizität der Ringe 3, 4 wirkende Kraft PC zerlegt
sich und erzeugt dabei eine nach aussen gerichtete und auf den äusseren Ring 4 wirkende
Radialkraft Pl sowie eine der vorausgegangenen entgegengesetzte Radialkraft P'1,
die auf den inneren Ring wirkt.
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Da die Ringe 3 und 4 mit den Drehkörpern 1, 2 den zylindrischen Oberflächen
entlang in Berührung kommen, erzeugen die Kräfte P1 und P'1 entsprechende Flächendrücke
mit den entsprechenden Oberflächen der Drehkörper, sodass die Abertragung eines
Drehmomentes Mtx möglich ist, dessen Wert aufgrund der nachstehenden Formel berechnet
werden kann:
wobei vom Gewindering erzeugte Axialkraft : = Winkel der konischen
Ringoberflächen /: = Reibungskoeffizient der Berithrungsflächen D = Wellendurchmesser
Im dargestellten Falle weist der Ring 8 auf seiner Umfangsfläche gegenüberliegende
Rasten 9 zum Einsetzen eines Einspannwerkzeuges auf; er kann auch eine nicht kreisförmige
Gestalt aufweisen und beispielsweise sechseckig sein, je nach den erforderlichen
Bedürfnissen. Ausserdem sind die inneren Ringe 3 und die äusseren Ringe 4 gespalten,
d.h. sie weisen einen Längsschlitz 10 bzw. 11 (Fig. 2) auf, um ihnen in Radialrichtung
eine grössere Elastizität zu verleihen; dadurch werden weitgehendere Tolleranzen
möglich als bei den bekannten Vorrichtungen.
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Die Fig. 3 zeigt eine im wesentlichen auf dasselbe Prinzip der in
Fig. 1 dargestellten Verbindungsvorrichtung beruhende Variante.
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Aus der vostehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen
kann also entnommen werden, dass die erfindungsgemasse Verbindungsvorrichtung eine
Einheit für sich bildet, die leicht angewandt und von den Drehkörpern 1, 2 abmontiert
werden kann und nur die Bildung eines zylindrischen Aufnahmesitzes in einem der
beiden zu verbindenden Körper erfordert.
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Ausserdem bildet die Verbindungsvorrichtung ein geschlossenes System,
bei dem sich die Reaktionen im Innern der Vorrichtung selbst entladen und dabei
das AusfUhren weiterer zusätzlicher Arbeiten für die Befestigung an einem der zu
verbindenden Drehkörper vermieden wird. Dadurch wird nicht nur die Herstellung der
Vorrichtung selbst vereinfacht, die im wesentlichen nur aus drei Teilen besteht,
sondern auch ihre Anwendung wird einfacher
gestaltet, da die Montage
und die Demontage praktischer ist und eine grössere und vielseitige Verwendbarkeit
möglich ist.