DE2726593A1 - Verbindungsvorrichtung fuer drehende koerper - Google Patents

Verbindungsvorrichtung fuer drehende koerper

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DE2726593A1
DE2726593A1 DE19772726593 DE2726593A DE2726593A1 DE 2726593 A1 DE2726593 A1 DE 2726593A1 DE 19772726593 DE19772726593 DE 19772726593 DE 2726593 A DE2726593 A DE 2726593A DE 2726593 A1 DE2726593 A1 DE 2726593A1
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Germany
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ring
threaded
cylindrical
rings
conical
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Application number
DE19772726593
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English (en)
Inventor
Marco Morosini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BARBIERI COSIMO DOMENICO
Original Assignee
BARBIERI COSIMO DOMENICO
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F16D1/09Couplings 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 radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
    • F16D1/093Couplings 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 radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping
    • F16D1/094Couplings 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 radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces using one or more elastic segmented conical rings forming at least one of the conical surfaces, the rings being expanded or contracted to effect clamping using one or more pairs of elastic or segmented rings with mutually mating conical surfaces, one of the mating rings being contracted and the other being expanded

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Description

  • Verbindungsvorrichtung für drehende Körper.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Verwend~ ung von geschnittenen konischen Ringen erhöht ausserdem die To eranzgrsde beim Gebrauch der erfindungsgemassen Verbindungsvorrichtung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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°.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Fig. 3 zeigt eine im wesentlichen auf dasselbe Prinzip der in Fig. 1 dargestellten Verbindungsvorrichtung beruhende Variante.
  • 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.
  • 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.

Claims (6)

  1. Patentansprüche 1. Verbindungsvorrichtung für Drehkörper, bestehend aus konzentrischen Blockierungsringen, die eine äussere zylindrische Oberfläche bzw. eine innere zylindrische Oberfläche zur Adhäsion der zu verbindenden Körper begrenzen, wobei die Ringe durch relativ axiales Gleiten den gegenüberliegenden konischen Flächen entlang radial ausdehnbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Ring (3; 4) sich von der konischen Fläche (5; 6) ab mit einem zylindrischen Gewindeteil (3'; 4' )verlänger' und auf diesen Gewindeteil (3'; 4') des ersten Ringes ein Gewindedruckring (8) aufgeschraubt ist, und ein zweiter Ring (3; 4) konzentrisch zum ersten angeordnet und mit einem seiner Enden gegen den Gewindedruckring (8) und mit einer konischen Oberfläche am anderen Ende wirkt, wobei er mit der entsprechenden konischen Oberfläche (5; 6) des ersten Ringes (3; 4) in Beruhrung ist.
  2. 2. Verbindungsvorrichtung für Drehkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindering (8) und der zweite Ring (3; 4) den ebenen zur Achse der Verbindungsvorrichtung rechtwinkligen Oberflächen entlang in Beruhrung kommen.
  3. 3. Verbindungsvorrichtung für Drehkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konischen Berührungsflächen (5; 6) der Ringe (3; 4) eine Winkelöffnung zwischen 20 und 450, vorzugsweise zwischen 5° und 300 aufweisen.
  4. 4 Verbindungsvorrichtung für Drehkörper nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Gewindeteil (3') zum Aufschrauben der Gewindemutter (8) aus einer VerlGlgerung des inneren Ringes (3) besteht.
  5. 5. Verbindungsvorrichtung für Drehkörper nach Anspruch 1 und einen oder mehreren der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Gewindeteil (4 ') zum Aufschrauben der Gewindemutter (8) aus einer Verlängerung des äusseren Ringes (4) besteht und dass dementsprechend die Gewindemutter (8) eine zylindrische Gewindeverlängerung (8') aufweist, die in das innere Gewinde der Verlängerung (4') des ausseren Ringes (4) eingeschraubt wird.
  6. 6. Verbindungsvorrichtung fur Drehkörper nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (3; 4) einen Ulngsschlitz aufweisen.
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