DE2808696A1

DE2808696A1 - Klemmverbindung

Info

Publication number: DE2808696A1
Application number: DE19782808696
Authority: DE
Inventors: Otto Feller
Original assignee: Goetze GmbH
Current assignee: FELLER, OTTO, 5653 LEICHLINGEN, DE
Priority date: 1978-03-01
Filing date: 1978-03-01
Publication date: 1979-09-06
Also published as: DE2808696C3; DE2808696B2

Description

KLEMMVERBINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine kraftschlüssige, lösbare Verbindung zweier Maschinenelemente, insbesondere Wellen und Naben, mittels in entsprechenden Ausnehmungen einsetzbarer Spreizelemente.
Verbindungen von Maschinenteilen werden als kraftschlüssig bezeichnet, wenn die zu verbindenden Teile durch eine Kraft ( z. B. Reibungskraft ) in ihrer gegenseitigen Lage gehalten werden.
Zur kraftschlüssigen Verbindung von Maschinenteilen, insbesondere von Naben (Nockenscheiben, Zahnräder, Schwungscheiben und dergleichen ) auf Wellen achsen ), werden ringförmige Spannelemente verwendet. Diese bestehen im allgemeinen aus zwei Ringen, von denen der Innenring die Welle umschließt und der Außenring an der Innenfläche der Nabe anliegt. Beide Ringe sind an ihren Innenumfangsflächen doppelt kegelig gearbeitet. Innerhalb dieser Ringe sind zwei korrespondierende Druckringe angeordnet. Diese werden von einer Vielzahl von am Umfang axial angeordneten Spannschrauben axial gegeneinandergezogen. Dabei wird der Außenring einer radialen Dehnung und der Innenring einer radialen Stauchung unterzogen ( Spannsätze System Ringfeder, RfN 7014, S. 56, Ausgabe April 1874, Ringfeder GmbH ).
Diese ringförmigen Spannelemente haben den Nachteil, daß sie erstens bei größeren Wellendurchmessern, z. B. > 200 mm, sehr kompakte Formen annehmen, d. h. relativ schwer sind, zum zweiten bei Positionierungen von Naben auf Wellen mittels Paßfedern oder dergleichen in der bestehenden Form nicht verwendet werden können.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Spannflächen der ringförmigen Klemmverbindung (1649) Spannelemente bei Uberlastung, d. h. bei einem höheren Drehmoment als dem Nenndrehmoment, zerstört werden und somit die Spannelemente nicht noch einmal verwendet werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lösbare, kraftschlüssige Verbindung zweier Maschinenteile, insbesondere von Naben auf Wellen, durch mittels in entsprechenden Ausnehmungen einsetzbarer Spreizelemente zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäB kladurch gelöst, daß zwischen dem Spreizelement und der Außenfläche der Welle oder der Innenfläche der Nabe mindestens ein Klemmkörper angeordnet ist. Damit ist der Vorteil verbunden, erstens Material einzusparen und zweitens das Spreizelement bei Überlastung der Verbindung immer wieder verwenden zu können.
Vorzugsweise liegt der Klemmkörper, der aus einem oder mehreren Segmenten oder aus einem in axialer Richtung geschlitzten oder in Umfangsrichtung geschlossenen Ring bestehen kann, in entsprechenden radialen Ausnehmungen der Nabe oder der Welle. Dem Klemmkörper zugeordnet ist ein in einer axialen Ausnehmung, die radial in die Ausnehmung der Nabe oder der Welle übergeht, einsetzbares Spreizelement, das radial gedehnt wird und den Klemmkörper radial gegen die Außenfläche der Welle oder radial gegen die Innenfläche der Nabe drückt.
Ein weiterer Vorzug besteht darin, daß am Wellenende eine axiale konzentrische Bohrung eingebracht wird, in der das Spreizelement einsetzbar ist. Dabei bildet der radial außen verbleibende, relativ dünne und damit leicht dehnbare Materialsteg, in Form eines Ringes, den Klemmkörper.
Eine andere Variante besteht darin, am Wellenende eine oder mehrere axiale exzentrische Ausnehmungen in Form von Hauptbohrungen zur Aufnahme der Spreizelemente vorzusehen, wobei der oder die radial außen verbleibenden Materialstege die Klemmsegmente bilden.
Klemmverbindung (1649 ) Weiterhin besteht die Möglichkeit, statt am Wellenende in der Nabe in der Nahe der Innenfläche am Umfang verteilt eine oder mehrere Ausnehmungen in Form von Hauptbohrungen zur Aufnahme der Spreizelemente einzubringen. Der oder die zwischen den Ausnehmungen und der Außenfläche der Welle radial innen verbleibenden, relativ breiten und dünnen Materialstege bilden dann in gleicher Weise den oder die Klemmkörper.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung können in Umfangsrichtung beiderseits der Hauptbohrung weitere Zusatzbohrungen vorgesehen werden, die so eingebracht sind, daß der Achsabstand der Bohrungen kleiner ist als deren Halbmesser, das heißt, daß die Bohrungen ineinander verlaufen.
Dies hat den Vorteil, daß sowohl bei der Nabe als auch bei der Welle die radial innen oder radial außen verbleibenden, relativ dünnen Materialstege verbreitert werden und 80 eine größere Übertragungsfläche für das Drehmoment bilden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch diese Art der Anordnung von Spreizelementen eine Positionierung der Nabe auf der Welle mittels Paßfedern oder dergleichen vorzunehmen.
Vorzugsweise können zur besseren Übertragung des Drehmomentes in der oder den Hauptbohrungen mehrere Spreizelemente axial hintereinander angeordnet werden.
Einem weiteren Erfindungsgedanken gemäß besteht das Spreizelement aus einem in axialer Richtung geschlitzten oder in Umfangsrichtung geschlossenen Ring mit mindestens einer kegelig gearbeiteten Innenfläche, in dem mindestens ein korrespondierendes Gegenstück in Form eines Druckringes angeordnet ist. Im normalen Anwendungsfall besteht das Spreizelement aus zwei kegeligen, gegeneinanderliegenden Druckringen, die axial miteinander durch eine Innensechskantschraube verbunden sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es Eemmverbindung (1649) zeigen Figur 1 einen Qlerschnitt durch das Spreizelement Figur 2 eine kraftschlüssige Verbindung von Welle und Schwungscheibe im Teils chnitt Figur 3 eine kraftschlüssige Verbindung von Welle und Zahnrad im Querschnitt Figur 4 eine Positionierung eines Kopiernockens auf einer Welle durch eine Paßfeder Das in Figur 1 dargestellte Spreizelement 1 besteht aus einem geschlitzten Ring 2, der an seinem inneren Umfang 2' kegelig gegeneinander geneigte Flächen 3 aufweist, einem ersten korrespondierenden Druckring 4 mit einer konzentrischen Bohrung 5 und einem zweiten korrespondierenden Druckring 6, dessen konzentrische Bohrung 7 mit einem Gewinde versehen ist. Die beiden Druckringe 4, 6 können durch die Innensechskantschraube 8 miteinander verschraubt werden.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 zeigt eine kraftschlüssige Verbindung von Welle 9 und Schwungscheibe 10. Der Klemmkörper 11 ist als Segment eines Ringes ausgebildet und ist axial in einer radialen Ausnehmung 13 an der Innenfläche 14 der Schwungscheibe 10 angeordnet.
In der gleichen radialen Ausnehmung 13 der Schwungscheibe 10 ist das Spreizelement 1 axial angeordnet. Wird die Innensechskantschraube 8 axial angezogen, dehnt sich das Spreizelement 1 radial aus und drückt den Klemmkörper 11 radial gegen die Außenfläche 12 der Welle 9.
Klemmverbindung (1649) Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist eine kraftsch2iissige Verbindung von Welle 15 und Zahnrad 16 dargestellt. In diesem Beispiel ist am Wellenende 17 der Welle 15 eine axiale konzentrische Bohrung IS eingebracht, in der das Spreizelement 1 angeordnet ist. Der relativ dünne, radial außen verbleibende Materialsteg 19 wird dabei als Klemmkarper benutzt. Wird die Innensechskantschraube 8 des Spreizelementes 1 axial angezogen, dehnt sich das Spreizelement 1 radial aus und drückt den relativ dünnen Materialsteg 19 gegen die Innenfläche 20 des Zahnrades 16.
Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 zeigt eine Verbindung eines Kopiernockens 21 mit einer Welle 29, wobei der Kopiernocken21 mittels einer Paßfeder 28, die in einer Ausnehmung 27 des Kopiernockens 21 und der Welle 29 angeordnet ist, auf der Welle 29 positioniert ist. In den Kopiernocken 21 ist in der Nähe seiner Innenfläche 22 eine orale Ausnehmung in Form einer Hauptbohrung 23 eingebracht, in der das Spreizelement 1 eingesetzt ist. Beiderseits der Hauptbohrung 23 sind in Umfangs richtung weitere Zusatzbohrungen 24, 25 vorgesehen, die auch in der Nahe der Nabeninnenfläche 22 liegen, und deren Achsabstand zueinander kleiner ist als deren Halbmesser, das heißt, daß die Zusatzbohrungen 24, 25 in die Hauptbohrung 23 verlaufen. Durch die ZusatzbohruDg¢» 24, 25 bildet sich radial innen ein relativ breiter, dünner Materialsteg 26, der als Klemmkörper verwendet wird. Wird die Innensediskantschraube 8 des Spreizelementes 1 axial angezogen, dehnt sich der Ring 2 des Spreizelementes 1 radial aus und drückt den Materialsteg 26 gegen die äußere Umfangsfläche 30 der Welle 29.

Claims

PATENTANSPRUCHE Kraftschlüssige, lösbare Verbindung zweier Maschinenelemente, insbesondere Wellen und Naben, mittels in entsprechenden Ausnehmungen einsetzbarer Spreizelemente, gekennzeichnet durch mindestens einen radial zwischen Spreizelement ( 1 ) und Welle ( 9, 15, 29 ) beziehungsweise Nabe ( 10,16,21 ) angeordneten Klemmkörper (11,19,26 ).
2 . Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper ( 11 ) in einer radialen Ausnehmung ( 13 ) der Nabe ( 10 ) oder der Welle (9)ange ordnet ist.
3. Verbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper ( 11, 26 ) aus mehreren Segmenten besteht.
4 . Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper ( 11,19,26 ) aus einem axial geschlitzten oder in Umfangsrichtung geschlossenen Ring besteht.
5. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klemmkörper ( 11, 19, 26 ) naben - oder wellenseitig ein in einer axialen Ausnehmung ( 18, 23 ), die radial in die Ausnehmung der Nabe oder Welle übergeht, einsetzbares Spreizelement ( 1 ) zugeordnet ist.
6. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des äußeren Umfanges der Welle ( 15 ) am Wellenende ( 17 ) eine axiale konzentrische Ausnehmung ( 18 ) in Form einer Hauptbohrung zur Aufnahme des Spreizelementes ( 1 ) eingebracht ist, deren radial außen verbleibender, relativ dünne Materialsteg ( 19 ) den Klemmkörper bildet.
Klemmvorrichtung ( 1649 ) 7. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des äußeren Umfanges der Welle ( 15 ) am Wellenende ( 17 ) eine oder mehrere axiale exzentrische Ausnehmungen in Form von Hauptbohrungen zur Aufnahme von Spreizelementen ( 1 ) eingebracht sind.
8. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nabe ( 21 ) in der Nähe der Innenfläche ( 22 ) am Umfang verteilt eine oder mehrere axiale Ausnehmungen ( 23 ) in Form von Hauptbohrungen zur Aufnahme von Spreizelementen ( 1 ) eingebracht sind.
9. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung beiderseits der Hauptbohrung ( 23 ) weitere Zusatzbohrungen ( 24, 25 ) in der Nähe der Nabeninnenfläche vorgesehen sind, wobei der Achsabstand der Bohrungen kleiner ist als deren Halbmesser, das heißt, daß die Bohrungen ineinander verlaufen.
10 . Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptbohrung ( 23 ) mehrere Spreizelemente ( 1 ) axial hintereinander angeordnet sind.
11. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizelement ( 1 ) aus einem in axialer Richtung geschlitzten oder in Umfangsrichtung geschlossenen Ring ( 2 ) besteht mit mindestens einer kegelig gearbeiteten Innenfläche (3 ) und mindestens einem korrespondierenden Gegenstück ( 4 ) in Form eines Druckringes.
12. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur radialen Ausdehnung des Spreizelementes ( 1 ) eine Schraubverbindung dient.

Klemmverbindung (1649)
13. Verbindung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung durch eine Innensechskantschraube { 8 )hergestellt wird.