DE2832917C2 - Connection arrangement - Google Patents
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Description
1010 Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbindungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a connection arrangement of the type specified in the preamble of claim 1.
Eine solche Verbindungsanordnung ist aus dem »Sonderdruck aus „asr"-Antrieb mit Steuerung + Regelung«, Heft 5/78, 6. Jahrgang, Stichwort »DOBIKON 2000« bekannt. Bei der bekannten Ausführungsform ist auf einem mit einer konzentrischen Ausnehmung versehenen Wellenende ein Flansch mit Nabe angeordnet der durch einen im inneren der Ausnehmung angeordneten Konusringspannsau unter Aufweitung des Wellenendes auf diesem durch Reibschluß festgesetzt wird. Diese Konstruktion hat den Vorteil, daß das Drehmoment unmittelbar von einem Bauteil, nämlich dem Flansch, auf das andere, nämlich die Welle, übergebf und daß der Spannsatz an der Übertragung des Drehmoments nicht beteiligt ist Auch bestehen keine konstruktiven Beschränkungen der Ausbildung des äußeren Bauteils. Der Spannsatz kann unier einer besonders geeigneten Stelle des äußeren Bauteils angreifen, beispielsweise in dessen Mitte oder in einem anderen, gegen radiaie Innenkräfte widerstandsfähigen Bereich. Es bedarf auch im Prinzip keiner besonderen an dem äußeren Bauteil vorgesehenen Nabe.Such a connection arrangement is from the »special print from" asr "drive with control + regulation«, Issue 5/78, 6th year, keyword "DOBIKON 2000" known. In the known embodiment is on a shaft end provided with a concentric recess, a flange with a hub is arranged is fixed by a conical ring clamping device arranged in the interior of the recess with expansion of the shaft end on this by frictional engagement. These Construction has the advantage that the torque is generated directly from one component, namely the flange the other, namely the wave, surrender and that the The clamping set is not involved in the transmission of the torque. There are also no structural restrictions on the design of the outer component. Of the Clamping set can attack at a particularly suitable point on the outer component, for example in its Center or in another, against radial internal forces resistant area. In principle, there is also no need for a special hub provided on the outer component.
Die Vcrklemmung des äußeren Bauteils auf dem inneren Bauteil läßt sich bei der bekannten Bauweise um so wirkungsvoller bewerkstelligen, je dünner die die Ausnehmung des inneren Bauteils umgei. ;nde Wandung ist. Um so leichter läßt sich nämlich diese Wandung auseinanderdrücken, und um so weniger von der Spannkraft des Konusringspannsatzes geht für die reine Verformung der Wandungen verloren und um so mehr bleibt für die Erzeugung der Klemmkraft am äußeren Umfang des inneren Bauteils übrig. Allerdings besteht für die Dünnwandigkeit der Wandung eine Grenze. Häufig erfahren nämlich die äußeren Bauteile, zum Beispiel wenn es sich wie in dem bekannten Ausführungsbeispiel um einen Flansch handelt, im Betrieb eine zusätzliche Biegebeanspruchung, wenn etwa die Achse der das innere Bauteil bildenden Welle und die Achse einer über den Flansch damit verbundenen weiteren Welle nicht genau miteinander fluchten. Dann überlagern sich bei einer Drehung der Welle im Bereich der Wandung die durch das übertragene Drehmoment erzeugten Scherspannungen mit dem durch die Biegung hervorgerufenen alternierenden Zug- und Druckspannungen. Bei zu geringer Stärke der Wandung kan.i durchaus der Fall eintreten, daß die an einer Stelle vorhandene Gesamtspannung in einem bestimmten Augenblick zu hoch wird und die Fließgrenze überschreitet, so daß dauernde Verformungen im Bereich des ausgebohrten Wellenendes eintreten.The clamping of the outer component on the inner component can be done in the same way in the known construction accomplish more effectively, the thinner the the recess of the inner component. ; nde wall is. This is because the easier it is to push this wall apart, and the less the tension force of the conical ring clamping set is lost for the pure deformation of the walls and all the more remains for generating the clamping force on the outer circumference of the inner component. However, there is for that Thinness of the wall is a limit. Often the outer components experience, for example when As in the known embodiment, it is a flange, in operation an additional bending stress, if about the axis of the inner Component forming shaft and the axis of one over the The other shaft connected to the flange is not exactly aligned with one another. Then overlap at one Rotation of the shaft in the area of the wall, the shear stresses generated by the transmitted torque with that caused by the bending alternating tensile and compressive stresses. If the wall thickness is too small, the case may well arise that the total stress present at one point becomes too high at a certain moment and exceeds the yield point, so that permanent deformations occur in the area of the drilled shaft end.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Verbindungsanordnung der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art die in der Wandung des inneren Bauteils auftretenden Spannungen zu verringern.The invention is based on the object, in a connection arrangement of the type corresponding to the preamble of claim 1, in the wall of the to reduce internal component stresses.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des \nspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.This problem is solved by the features given in the characterizing part of claim 1.
Der im Innern der Ausnehmung des inneren Bauteils ingeordnete Spannsatz wirkt hierbei praktisch so wie aei einem üblichen Spannsatz zum Beispiel nach der DE-OS 23 29 940 mit Innenverspannung, nur mit dem Unterschied, daß nicht eine Welle und eine separate Nabe gegeneinander festgelegt werden, sondern die Welle in Gestalt iss Zapfens und die Nabe in Gestalt des die Ausnehmung umgebenden äußeren Teils des Wellenendes einstückig sind. Es geht hierbei nicht um die Erzeugung einer drehfesten Verbindung, sondern um das radiale Auseinanderdrücken des Wellenendes, um dieses mit der eigentlichen Nabe, die außen daraufsitzt, zu verbinden.The clamping set in the interior of the recess of the inner component acts here practically like a conventional clamping set, for example according to DE-OS 23 29 940 with internal bracing, only with the difference that not a shaft and a separate hub are fixed against each other, but the shaft in the form of pin and iss the hub in the form of surrounding the recess outer portion of the shaft end are integral. The point here is not to create a non-rotatable connection, but rather to push the shaft end apart radially in order to connect it to the actual hub that sits on the outside.
Der wesentliche Vorteil des Zapfens besteht darin, daß Biegemomente auf ihn abgeleitet werden können. Der die Ausnehmung umgebende Teil des Wellenendes kann also relativ dünnwandig gemacht werden, um eine wirksame Aufweitung und Klemmung zu erzielen, weil er eben von den Biegemomcnten teilweise entlastet ist, die durch den Spannsatz in den Zapfen abgele?:et werden. The main advantage of the pin is that bending moments can be derived from it. The part of the shaft end surrounding the recess can therefore be made relatively thin-walled in order to achieve a to achieve effective expansion and clamping because it is partially relieved of the bending forces, which are released into the journal by the clamping set.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist die einfachste Ausführungsform der Erfindung. Der Konuswinkel kann im Selbsthemmungsbereich oder außerhalb desselben liegen. Im ersteren Fall müssen außer den Spannschrauben noch Abdrückschrauben vorgesehen sein, wenn der Spannsatz wieder gelöst werden soll.The embodiment according to claim 2 is the simplest embodiment of the invention. The cone angle can be in the self-locking area or outside it. In the first case, apart from the tensioning screws Forcing screws must still be provided if the clamping set is to be loosened again.
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 3 kann die Ausgestaltung so erfolgen, daß beim Anziehen des Konusrings die hohen Klemmkräfte erzeugt werden können, die durch den im Selbsthemmungsbereich liegenden Konuswinkel bedingt sind. Auf der anderen Seite ist aber der Spannsatz selbstlösend, was der über dem Selbsthemmungsbereich liegende andere Konuswinkel bewirkt.In the embodiment according to claim 3, the design can be so that when tightening the conical ring the high clamping forces that can be generated by the in the self-locking area Cone angle are conditional. On the other hand, the clamping set is self-releasing what the one above Causes other cone angles lying in the self-locking area.
Um die Spannkraft der Schrauben mit möglichst hohem Wirkungsgrad in radiale Klemmkraft umzusetzen, ist es vorteilnaft, wenn der äußere Konusring gemäß Anspruch 4 als Doppelkonusring ausgebildet ist.In order to convert the clamping force of the screws into radial clamping force as efficiently as possible, it is advantageous if the outer conical ring is designed as a double conical ring.
Bei der Einfachausführung wirken die Spannkraft und die dadurch erzeugte Reaktionskraft an ein und derselben Konusfläche. Bei der Doppelkonusausführung werden bei sonst gleichen Verhältnissen jeweils zwei Konusflächen beaufschlagt, und es ergibt sich praktisch die doppelte Spannwirkung.In the simple version, the clamping force and the resulting reaction force act on one and the same Conical surface. In the case of the double cone design, all other things being equal, there are two conical surfaces applied, and there is practically double the clamping effect.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sind die axialen Anschläge nach Anspruch 5, durch die beim Festziehen der Spannschrauben die Verlagerung nur noch an den Konusflächen mit dem geringeren Konuswinkel erfolgt, so daß die entsprechende höhere Klemmkraft zur Wirkung kommt, ohne daß die Spannkraft der Schrauben durch Verlagerungen am steileren Konuswinkel verlorengeht.Another useful embodiment are the axial stops according to claim 5, through which the Tightening the clamping screws will only result in the displacement on the cone surfaces with the smaller cone angle takes place so that the corresponding higher clamping force comes into effect without the clamping force of the screws is lost due to shifting at the steeper cone angle.
Die Ansprüche 6 bis 8 sind auf verschiedene Bauformen mit unterschiedlich ausgebildeten Anschlägen gerichtet. Claims 6 to 8 are directed to different designs with differently designed stops.
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindungdargestellt. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
Sie zeigt einen Längsschnitt durch die Achse eines Weilenendes, auf dem in der crfindungsgemäBcn Weise ein äußeres Bauteil in Gestalt eines eine Nabe aufweisenden Flanschs befestigt ist.It shows a longitudinal section through the axis of a shaft end on which in the manner according to the invention an outer component in the form of a hub having Flange is attached.
Das das innere Baateil darstellende Wellenende 1 besitzt eine Endfläche 9 und eine zylindrische AuUcnumfangsfläche 2, auf der em äußeres Bauteil 3 mit seiner zvlindrischcn. im wesentlichen dem Durchmesser des Wellenendes 1 aufweisenden Innenumfangsfläche 4 angeordnet ist.The shaft end 1 representing the inner component has an end surface 9 and a cylindrical outer peripheral surface 2, on the em outer component 3 with his zvlindrischcn. arranged essentially to the diameter of the shaft end 1 having inner circumferential surface 4 is.
Das äußere Bauteil 3 ist in dem Ausführungsbeispie! als einfacher Befestigungsflansch dargestellt Die Gestaltung des äußeren Bauteils ist jedoch beliebig. Es kann sich zum Beispiel auch um ein Aufsteckgetriebe, um den Boden einer Förderbandtrommel, um ein schweres Zahnrad oder dergleichen handeln. Maßgeblich ist nur, daß das äußere Bauteil 3 eine auf das Wellen-The outer component 3 is in the Ausführungsbeispie! shown as a simple mounting flange. However, the design of the outer component is arbitrary. It can for example also be a shaft-mounted gearbox to the bottom of a conveyor belt drum to a act heavy gear or the like. It is only important that the outer component 3 has a
to ende passende innere Umfangsfläche 4 aufweist, mit der es bei noch nicht angezogener Spannanordnung auf das Wellenende 1 aufgeschoben werden kann.to end has matching inner circumferential surface 4, with which it is not yet tightened on the clamping arrangement on the Shaft end 1 can be pushed.
Die Verspannung erfolgt mittels eines Spannsatzes 30, der in einer zylindrischen Ausnehmung 5 des Wellenendes angeordnet ist. Die Stärke 6 der Wandung 7 des Wellencndes wird so bemessen, daß sie den Belastungen genügt und durch die radiale Aufweitekraft des Spannsatzes so weit auseinandergedrückt werden kann, daß eine starke Anpressung an die Innenumfangsfläche 4 des äußeren Bauteils 3 erfolgt und ein Reibungsschluß eintritt, der die Mitnahmeverbindun^ zwischen dem Wellenende 1 und dem äußeren Bauteil 3 htrstellt.The bracing takes place by means of a clamping set 30, which is located in a cylindrical recess 5 of the shaft end is arranged. The thickness 6 of the wall 7 of the shaft end is dimensioned so that it can withstand the loads is sufficient and can be pushed so far apart by the radial expansion force of the clamping set that a strong pressing against the inner circumferential surface 4 of the outer component 3 takes place and a frictional connection occurs, which htr establishes the drive connection between the shaft end 1 and the outer component 3.
Der als Ganzes mit 30 bezeichnete Spannsatz umfaßt einen äußeren Doppelkonusring 31. der mit seiner rylindrischen Außenumfangsfläche am Innenumfang der Ausnehmung 5 anliegt Der Doppelkonusring 31 weist zwei nach innen gerichtete Konusflächen mit einem über dem Selbsthemmungsbereich liegenden Konuswinkel 23 auf. die so angeordnet sind, daß die dickwandigste Stelle des Doppelkonusrings 31 in der Mitte liegt. An diesen Konusflächen liegen mit entsprechenden äußeren Konusflächen zwei mittlere Konusringe 39 an, die innere Konusflächen mit einem innerhalb des Selbsthemmungsbereichs liegenden Konuswinkel 28 aufweisen. Der Abstand des Konuswinkels 23 vom Selbsthemmungswinkel ist mindestens so groß wie der Abstand des Winkels 28 von demselben. Die die Winkel 23, 28 aufweisenden Konusflächen der mittleren Konusringe 39 sind so angeordnet, daß sie bei einem einzelnen Konusring 39 jeweils im gleichen Sinne geneigt und auf der Seite des anderen Konusrings 39 gelegen sind. Die Scheitel der Konen des in der Zeichnung linken mittleren Konusrings 39 liegen also rechts von diesem Konusring, die Scheitel der Konen des rechten minieren Konusrings 39 links von diesem.The clamping set designated as a whole by 30 comprises an outer double-conical ring 31 with its cylindrical The outer circumferential surface rests on the inner circumference of the recess 5. The double-conical ring 31 has two inwardly directed conical surfaces with a conical angle above the self-locking area 23 on. which are arranged so that the thickest-walled point of the double-conical ring 31 is in the middle. On these conical surfaces lie two middle conical rings 39 with corresponding outer conical surfaces, the have inner conical surfaces with a conical angle 28 lying within the self-locking area. The distance between the cone angle 23 and the self-locking angle is at least as great as the distance of the angle 28 from the same. The conical surfaces of the central conical rings having the angles 23, 28 39 are arranged so that they are inclined at a single conical ring 39 in the same sense and on the Side of the other conical ring 39 are located. The vertices of the cones of the middle one on the left in the drawing Conical ring 39 are therefore to the right of this conical ring, the apexes of the cones of the right-hand mining conical ring 39 to the left of this.
Mit den mittleren Konusringen 39 wirken innere Konusringe 34, 34' zusammen, die mit ihrer zylindrischen Innenumfangsfläche 35 auf der zylindrischen Außenumfangsfläche 36 eines zu der Ausnehmung 5 koaxialen und vom Grund der Ausnehmung vorstehenden, mit dem Wellenende 1 einstückigen Zapfens 37 aufsitzen. Der Spannsatz 30 befindet sich also in einem Ringraum, der zwischen der die Ausnehmung 5 umgebenden Wandung 7 und dem in die Ausnehmung 5 vorstehenden Zapfen 37 belassen kl Inner cone rings 34, 34 'cooperate with the middle cone rings 39, which sit with their cylindrical inner circumferential surface 35 on the cylindrical outer circumferential surface 36 of a pin 37 which is coaxial to the recess 5 and protrudes from the base of the recess and is integral with the shaft end 1. Thus, the clamping unit 30 is small in an annular space formed between the recess 5 surrounding wall 7 and the projecting pin 37 into the recess 5 leave
In den inneren Konusringen 34, 34' sind die Spannschrauben 16 angeordnet. Beim Anziehen der Spannschrauben 16 werden die mittleren Konusringe 39 von den Konusringen oJ zunächst mitgenommen, bis sie anThe clamping screws are located in the inner conical rings 34, 34 ' 16 arranged. When tightening the clamping screws 16, the middle conical rings 39 are from the conical rings oJ initially taken with them until they reach
bo einem Inneribund 8 des Doppelkonusrings 31 zur Anlage kommen. Von da an erfolgt nur noch ein Abgleiten der Konusringe 34,34' gegenüber den mit:leren Konusringen 39 entlang der den kleineren Konuswinkel 28 aufweisenden Konusflächen. Hierbei wird der Doppel-bo an inner collar 8 of the double conical ring 31 to the plant come. From then on, the conical rings 34, 34 'only slide off with respect to the conical rings with smaller dimensions 39 along the conical surfaces having the smaller cone angle 28. Here the double
b5 konusring 31 unter Keilwirkung radial auseinandergetrieben und weilet dabei seinerseits die Wandung 7 des Wellencndes I auf, die sich auf diese Weise gegen die Innenumfangsfläche 4 des äußeren Bauteils legt und die-b5 conical ring 31 driven apart radially under wedge action and in turn the wall 7 of the shaft end I lingers, which in this way is against the Inner circumferential surface 4 of the outer component sets and the-
ses mit dem Wellenende 1 verspannt. Dank des Umstandes, daß beim Fertiganziehen nur noch der im Selbsthesnmungsbereich liegende flache Konuswinkel 28 zur Geltung kommt, läßt sich eine erhebliche radiale Spannkraft erzielen.ses clamped to the shaft end 1. Thanks to the fact that when finished tightening only the flat cone angle 28 lying in the self-tightening range If valid, a considerable radial clamping force can be achieved.
Beim Lösen der Spannschrauben 16 löst sich der Spannsatz 30 an den außerhalb des Selbsthcmmungsbereichs liegende Konuswinkel 23 aufweisenden Konusflächen von selbst. Es sind also keine Abdrückschrauben erforderlich.When the clamping screws 16 are loosened, the clamping set 30 loosens by itself on the conical surfaces having cone angles 23 lying outside the self-locking area. There are therefore no forcing screws necessary.
Der Sinn des Zapfens 37 besteht darin, daß die Biegekräfte, die von dem äußeren Bauteil 3 auf die WandungThe purpose of the pin 37 is that the bending forces exerted by the outer component 3 on the wall
7 übertragen werden, durch den Spannsatz 30 hindurch auf den Zapfen 37 weitergeleitet werden, der somit das dünnwandige Wellenende 1 gegen Umlaufbiegebean- r, spruchungen abstützt, so daß die Wandung 7 besonders dünn gemacht werden kann und die radiale Verklemmung besonders wirksam wird.7 are transmitted through the clamping set 30 be passed on to the pin 37, which thus prevents the thin-walled shaft end 1 from rotating supports stresses, so that the wall 7 can be made particularly thin and the radial jamming is particularly effective.
Der Duppe'konusririg 31 und die minieren Kon.usringe 39 können an einer Stelle geschlitzt sein, damit Ring- spannungen vermieden werden und der Wirkungsgrad der Umsetzung der Spannkraft der Schrauben 16 in radiale Klemmkraft möglichst hoch ist. Die Schlitzung braucht nicht über den ganzen Querschnitt zu gehen. An der zur Anlage an dem Bund 8 bestimmten Seilen können die mittleren Konusringe 39 ununterbrochen sein. Die Wandung 7 braucht nicht geschlitzt zu werden.The Duppe'konusririg 31 and the miniature conical rings 39 can be slotted at one point so that ring Tensions are avoided and the efficiency of the implementation of the clamping force of the screws 16 in radial clamping force is as high as possible. The slot need not go over the entire cross section. At of the ropes intended to rest on the collar 8, the central conical rings 39 can be uninterrupted. The wall 7 does not need to be slotted.
Die wiedergegebene konstruktive Ausführung des Spannsatzes 30 ist nicht zwingend. Es können prinzipiell auch einfache Spannsätze und Doppelkonusspannsätze jo mit einem Doppelkonusring und nur zwei Konusringen eingesetzt werden. Auch die Anordnung der AnschlägeThe reproduced structural design of the clamping set 30 is not mandatory. It can in principle also simple clamping sets and double cone clamping sets jo with a double cone ring and only two cone rings can be used. Also the arrangement of the attacks
8 kann geändert werden: Sie können auch an den mittleren Konusringen 39 angebracht sein. Maßgeblich ist nur, daß sie so angeordnet sind, daß das Abgleiten der v> mittleren Konusringe entlang der Konusflächen mit dem über dem Selbsthemmungsbereich liegenden Konuswinkel 23 zu einem bestimmten Zeitpunkt blockiert wird und danach nur noch ein Abgleiten an den Konusflachen mit dem kleineren Konuswinkel 28 erfolgt.8 can be changed: they can also be attached to the central conical rings 39. It is only decisive that they are arranged in such a way that the sliding of the v> middle conical rings along the conical surfaces with the cone angle 23 lying above the self-locking area is blocked at a certain point in time and then only slides off the conical surfaces with the smaller cone angle 28 .
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |