DE2808696C3 - Klemmverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine reibschlüssige, lösbare Klemmverbindung zweier Maschinenelemente, insbesondere Wellen und Naben, mittels eines, in wenigstens einer achsparallel verlaufenden und exzentrisch liegenden, in Nabe und/oder Welle eingebrachten Ausnehmung, einbringbaren Spreizelementes, wobei der zwischen der Ausnehmung und der zwischen Welle und Nabe gebildeten Trennungsebene verbleibende, relativ dünne radiale Steg in axialer Richtung im wesentlichen die gleiche Wandstärke aufweist.

Verbindungen von Maschinenclcmenten werden als reibschlüssig bezeichnet, wenn der Widerstand gegen Verdrehen oder Verschieben der Nabe durch die Haftkraft an der Berührungsfläche der Maschinenelemente erzeugt wird.

Durch die DE-AS 25 18 774 ist eine Welle-Nabe-Verbindung bekannt, bei der in eine Stirnfläche der Nabe zwei achsparallel /u derselben verlaufende Durchgangsbohrungen eingebracht sind. Senkrecht zu den beiden Bohrungen erstreckt sich eine Gewindebohrung, welche von der Außenumfangsfläche der Nabe ausgehend, in die beiden Bohrungen verläuft. Die Gewindebohrung nimmt eine Druckschraube auf, die den verbleibenden relativ dünnen Materialsteg zwischen den beiden Bohrungen und der Trennungsebene Welle/Nabe gegen den Umfang der Welle drückt und so die Verbindung herstellt. Diese Verbindung ist relativ schwierig herstellbar, da zum einen die Nabe auf umständliche Weise sowohl an einer Stirnfläche, als auch am Umfang angerissen werden muß, zum anderen das Werkstück zweimal eingespannt werden muß, um in unterschiedlichen Richtungen gebohrt werden zu können. Dazu kommt noch das Auftrennen des Steges zwischen den beiden axial verlaufenden Bohrungen. Eine Verwendung von radialen Druckschrauben bei Zahnrädern, Riemenscheiben oder Unrundnocken ist darüber hinaus ausgeschlossen.

Durch die DE-OS 14 00 398 ist eine Befestigung von Maschinenteilen auf Wellen bekannt, die durch eine

ίο Keilverbindung hergestellt wird. Als Keil dient ein Kegelstift, der in eine korrespondierende Kegelbohrung eingebracht wird, die mit ihrer Achse etwa parallel zur Wellenachse nur im Maschinenteil und in so geringem Abstand vom Wellenumfang verläuft, daß der verbleibende dünne Steg zwischen den Bohrungen durch den eingetriebenen Kegelstift unter elastischer oder plastischer Verformung gegen die Welle gepreßt wird. Nachteilig ist hier zu sehen zum einen die aufwendige Herstellung der Kegelbohrung, zum anderen, daß eine derartige Verbindung kaum ein zweites Mal verwendet werden kann, ohne zu bleibenden Deformationen der Maschinenteile zu führen.

Ebenso ist das DE-GM 76 39 766 zu sehen, bei dem die Verbindung entweder duch konische oder keilförmige Stifte hergestellt wird. Hier wird der Verbindungskörper zwar in eine zylindrische Ausnehmung eingebracht, ist aber nur mit relativ großem Kraftaufwand wieder auszuschlagen, wobei auch hier eine Wiederverwendung in Frage gestellt ist.

In der GB-PS 3 98 380 ist eine Verbindung von Kurbelwangen mit Kurbelzapfen dargestellt, wobei die Kurbelwangen mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausnehmungen versehen sind, Wenigstens eine der Ausnehmungen dient zur Aufnahme von Klemmelementen unterschiedlichster Formen, wobei es auch hier eines großen Aufwandes bedarf, die Ausnehmungen herzustellen.

Weiterhin ist durch die CH-PS 3 19 694 eine auf Druck und Scherung beanspruchte Verbindung von rotierenden Körpern mit gemeinsamer Rotationsachse bekannt, bei der die Verbindung durch Spreizelemente hergestellt wird, die in halbkreisförmigen Ausnehmungen, sowohl in der Welle als auch in der Nabe, angeordnet sind. Dieses ist aber keine reibschlüssige

Verbindung. Bei Überbeanspruchung der Teile, beispielsweise durch ein zu hohes Drehmoment, tritt eine Relativbewegung der Teile zueinander ein, die eine Demontage der Teile dann nur noch mit Gewalteinwirkung ermöglicht. Eine Wiederverwendung der Teile ist somit auch ausgeschlossen.

Ausgehend von der Vielfalt des Standes der Technik, der Verbindungen von Maschinenelementen auf relativ umständliche und vor allen Dingen kostspielige Arten und Weisen bietet, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine universell anwendbare, kostengünstige, reibschlüssige Klemmverbindung zu finden, die die angeführten Nachteile nicht aufweist, insbesondere auch bei Überlastung der einzelnen Maschinenelemente wiederverwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausnehmung eine zylindrische Bohrung ist, in welche ein ebenfalls zylindrisches Spreizelement austauschbar einsetzbar ist. Als Spreizelement kann beispielsweise ein Körper zur Anwendung kommen, wie er in der CH-PS 3 19 694 dargestellt ist. Vorzugsweise besteht das Spreizelement aus einem in axialer Richtung geschlitzten oder in Umfangsrichtung geschlossenen Ring mit zwei kegelig gegeneinander geneigten

Innenflächen, in denen korrespondierende Gegenstücke in Form von Druckringen angeordnet sind, die durch eine Innensechskantschraube axial verspannt die radiale Spreizung des Elementes hervorrufen.

Die zylindrischen Ausnehmungen in der Nabe und/oder Welle sind im Gegensatz zum Stand der Technik in nur einem Arbeitsgang herstellbar und bieten durch ein ebenfalls einfaches zylindrisches Spreizelement die gleiche Wirkung wie sie im Stand der Technik erzielt wird.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß sind in Umfangsrichtung gesehen, beiderseits der Ausnehmung weitere achsparallel verlaufende Ausnehmungen eingebracht, die vorzugsweise ebenfalls zylindrische Bohrungen sind und somit auch den Vorzug der einfachen Herstellbarkeit genießen. Durch diese Zusatzbohrungen wird die Fläche, mit der das Spreizelement den verbleibenden Materialsteg entweder gegen die Welle und/oder gegen die Nabe preßt, vergrößert

Um die Wirkung der Pressung noch zu erhöhen wird vorgeschlagen, die Zusatzbohrungen in die zylindrische Ausnehmung, die das Spreizelement aufnimmt, verlaufen zu lassen, und zwar derart, daß der Achsabstand der Bohrungen kleiner ist, als die Summe derer Halbmesser.

Vorzugsweise können zur besseren Übertragung des Drehmomentes in der oder den Ausnehmungen mehrere Spreizelemente axial hintereinander angeordnet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch das Spreizelement,

F i g. 2 eine reibschlüssige Verbindung von Welle und Schwungscheibe im Teilschnitt,

Fig.3 eine Positionierung eines Kopiernockens auf einer Welle durch eine Paßfeder.

Das in Fig. 1 dargestellte Spreizelement 1 besieht 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 Fig.2 zeigt eine reibschlüssige Klemmverbindung von Welle 9 und Schwungscheibe 10. Als Klemmkörper 11 dient ein Segment eines Ringes. Dieses ist axial in einer radialen Ausnehmung 13 an der Innenfläche 14 der Schwungscheibe 10 angeordnet In der gleichen radialen Ausnehmung 13 der Schwungscheibe 10 isL 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.

F i g. 3 zeigt eine Verbindung eines Kopiernockens 15 mit einer Welle 16. Dabei ist der Kopiernocken 15 zur einfachen Positionierung mittels einer Paßfeder 17, die in einer Ausnehmung 18 des Kopiernockens 15 und der Welle 16 angeordnet ist auf der Welle 16 fixiert In den Kopiernocken 15 ist in der Nähe seiner Innenumfangsfläche 19 eine axiale Ausnehmung in Form einer zylindrischen Bohrung 20 eingebracht, in der das Spreizelement 1 eingesetzt ist. Beiderseits der Bohrung 20 sind in Umfangsrichtung gesehen weitere Zusatzbohrungen 21,22 vorgesehen, die ebenfalls in der Nähe der Nabeninnenfläche 19 liegen und deren Achsabstand zueinander kleiner ist, als deren Halbmesser, d. h. daß die Zusatzbohrungen 21, 22 in die zylindrische Bohrung 20 verlaufen. Durch die Zusatzbohrungen 21, 22 bildet sich radial innen ein relativ breiter, dünner Materialsteg 23, der als Klemmkörper fungiert. Wird die Innensechskantschraube 8 des Spreizelementes 1 axial angezogen, dehnt sich der Ring 2 des Spreizelementes 1 radial aus und drückt den Materialsteg 23 gegen die äußere Umfangsfläche 24 der Welle 16.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Reibschlüssige, losbare Klemmverbindung zweier Maschinenelemente, insbesondere Wellen und Naben, mittels eines, in wenigstens einer achsparallel verlaufenden und exzentrisch liegenden, in Nabe und/oder Welle eingebrachten Ausnehmung, einbringbaren Spreizelementes, wobei der zwischen der Ausnehmung und der zwischen Welle und Nabe gebildeten Trennungsebene verbleibende, relativ dünne radiale Steg in axialer Richtung im wesentlichen die gleiche Wandstärke aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13, 20} eine zylindrische Bohrung ist, in welche ein ebenfalls zylindrisches Spreizelement (1) austauschbar einsetzbar ist.

2. Reibschlüssige, lösbare Klemmverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, in Umfangsrichtung gesehen, beiderseits der Ausnehmung (20) weitere achsparallel verlaufende Ausnehmungen (21,22) eingebracht sind.

3. Reibschlüssige, lösbare Klemmverbindung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (21, 22) zylindrische Bohrungen sind.

4. Reibschlüssige, lösbare Klemmverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsabstand der Bohrungen (20, 21, 22) kleiner ist als die Summe derer Halbmesser.

5. Reibschlüssige, lösbare Klemmverbindung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (13, 20) mehrere zylindrische Spreizelemente (1) axial hintereinander angeordnet sind.