DE2847910C2

DE2847910C2 - Vorrichtung für die Befestigung einer Nabe mit Nabenansatz auf einer Welle

Info

Publication number: DE2847910C2
Application number: DE19782847910
Authority: DE
Inventors: Werner 4100 Duisburg Winckelhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Schaefer GmbH Technik fuer Antrieb und Steuerung
Priority date: 1978-11-04
Filing date: 1978-11-04
Publication date: 1980-10-16
Also published as: DE2847910B1

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung für die Befestigung einer Nabe mit Nabenansatz auf einer Welle, — mit

einer Staucheinrichtung, die einen Außenmantel mit gegenläufigen Außenkonusflächen aufweist,
zwei auf die Konusdächen aufgesetzten Spannringen mit entsprechenden Innenkonusflächen und
die Spannringe verbindenden Spannschrauben,

wobei die Staucheinrichtung zwei in axialer Richtung gereihte, gegeneinander abgestützte Stauchringe aufweist, die auf Stauchringpaßabschnitte des Nabenansatzes aufgesetzt sind. — Die Stauchringe sind bei derartigen Vorrichtungen Einfachkonus-Stauchringe. Im folgenden wird insoweit stets der Ausdruck Stauchring verwandt. Es versteht sich von selbst, daß die Spannschrauben über den Umfang der Spannringe gleichmäßig verteilt sind.

Bei der (aus der Praxis) bekannten, gattungsgemäßen Ausführungsform besitzen die beiden Stauchringabschnitte gleichen Außendurchmesser. Sie sind insoweit konstruktiv nicht differenzierte Teilstücke ein und desselben Kreiszylinders auf dem Nabenansatz, der die Staucheinrichtung trägt. Die beiden Stauchringe erfüllen die gleiche Funktion wie bekannte einheitliche

ίο Stauchringe, die als Doppelkonus-Stauchringe ausgeführt sind (DE-PS 12 94 751). Das alles hat sich an sich bewährt Es erlaubt die Übertragung definierter Drehmomente von der Nabe auf die Welle bzw. von der Welle auf die Nabe. Geht man von vorgegebenen

!5 Verhältnissen aus, bei denen z.B. Welle, Nabenansatz und Nabe nach den Regeln der Maschinenbaukunst für bestimmte Beanspruchungen ausgelegt sind, verwirklicht man außerdem bestimmte geometrische Verhältnisse und Spannverhältnisse bei der bekannten Vorrichtung, so ergibt sich ein hohes übertragbares Grenzdrehmoment, bis zu dem die bekannte Vorrichtung, ohne daß es zu einem Rutschen zwischen Weile und Nabe kommt, arbeitet Die Aufteilung des bekannten Doppelkonus-Stauchringes in zwei Stauchringe erleichtert zwar bei engen Passungen die Montage ändert aber an der Funktion nichts. Das Grenzdrehmoment der bekannten Ausführungsform ist jedoch verbesserungsfähig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung das übertragbare Grenz-

jo drehmoment zu verbessern, so daß bei vorgegebenen Verhältnissen in bezug auf Welle, Nabenansatz und Nabe, Geometrie der Vorrichtung und Spannkräfte, ein beachtlich größeres Drehmoment ohne Rutschen übertragen werden kann. Darüber hinaus sollen

s^r) Montage und Demontage erleichtert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der nabennahe Stauchringpaßabschnitt einen größeren Außendurchmesser aufweist als der unter Zwischenschaltung eines Reduzierbundes angeschlossene nabenferne Stauchringpaßabschnitt, und daß die Stauchringe entsprechend mit unterschiedlichen Innendurchmessern ausgeführt sind. — Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Nabenansatz in seinem nabennahen Abschnitt — bei vollständigem Reibungs-

4) Schluß — einen größeren Anteil des zu übertragenden Drehmomentes überträgt als der nabenferne Abschnitt. Erfindungsgemäß ist dieser Bereich entsprechend ausgelegt und als nabennaher Stauchringpaßabschnitt ausgebildet. Im Ergebnis erreicht man so überraschen-

-,0 derweise auch eine beachtliche Vergrößerung des übertragbaren Grenzdrehmomentes, vermutlich deshalb, weil man im nabennahen Bereich auch größere Reibungskräfte geweckt werden. Das gilt insbesondere dann, wenn außerdem der nabennahe Stauchring einen

-,5 steileren Außenkonus aufweist als der nabenferne. Hinzu kommt, daß bei der bekannten Ausführungsform mit Doppelkonus-Stauchring sich unter den Spannringen andere Spannungsverhältnisse ausbilden als zwischen den Spannringen. Unterstellt man, daß infolge

ho von Toleranzen in den Konuswinkeln und/oder infolge unterschiedlicher Reibungskoeffizienten unter einem der Stauchringe radiale Kräfte geweckt werden, die sich von denen unter dem anderen Stauchring unterscheiden, so ergeben sich zwischen den Spannringen im

i,-> Stauchring ausgleichende Spannungen, die zur Transformation der axialen Spannkräfte in gleichsam hydrostatisch verteilte Radialkräfte kaum etwas beitragen und diese Umsetzung möglicherweise sogar stören.

Das reduziert gleichsam den Wirkungsgrad der Umsetzung, Auch hier schafft die Erfindung definiertere Verhältnisse. Das gilt insbesondere dann, wenn zwischen den Stauchringen ein Gleitring angeordnet ist, der beispielsweise aus Federstahl besteht Der Gleitring bewirkt eine spannungsmäßige Entkopplung der beiden Stauchringe. Dadurch werden gegenüber einem einheitlichen Doppelkonus-Stauchring und gegenüber einer Ausführungsform mit Reibungsschluß zwischen zwei gegeneinander abgestützten Stauchringen die beiden Stauchringe gleichsam spannungsmäßig entkoppelt und es wird der Obergangsbereich vermieden, in dem bei der bekannten Ausführungsform Spannkräfte verzehrt werden. Im Ergebnis kommt man bei sonst identischen Verhältnissen und sonst identischer Auslegung zu einer beachtlichen Verbesserung des Grenzdiehmomentes. Darüber hinaus wird die Montage erleichtert, da zwischen den Stauchringen bei der Demontage Werkzeuge angesetzt werden können und weil darüber hinaus der Stauchring mit größerem Innendurchmesser den Stauchringpaßabschnitt mit dem kleineren Außendurchmesser und die angeschlossene Welle !eicht passieren kann.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So empfiehlt es sich für _ . Ausführungsform mit Gleitring, da^p zumindest einer der Stauchringe eine zum Nabenansatz hin offene Ringnut aufweist, deren axiale Tiefe etwa der halben axialen Dicke des Gleitringes entspricht, und daß in der Ringnut der Gleitring angeordnet ist. Die Stauchringe haben bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung im allgemeinen — zumindest im Mittel — gleiche Dicke, sie sind dann unter Bildung einer umlaufenden Stufe mittelbar oder unmittelbar aneinander abgestützt

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich erläutert Es zeigen in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Radialschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung bei einer Nabe für einen Schiffspropeller,

Fig.2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach F i g. 1 und

F i g. 3 entsprechend der F i g. 2 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient zur Befestigung einer Nabe 1 mit Nabenansatz 2 auf einer Welle 3. — Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau

eine Staucheinrichtung 4. die einen Außenmantel mit gegenläufigen Auße ikonusflächen 5, 6 aufweist

zwei auf die Konusflächen 5, 6 aufgesetzte Spannringe 7,8 mit entsprechenden Innenkonusflächen9,10 und

die Spannringe 7, 8 verbindende Spannschrauben 11.

ίο Im Ausführungsbeispiel besitzt die Nabe 1 zwei Nabenansätze 2. Die Staucheinrichtung 4 besitzt zwei auf jedem Nabenansatz 2 in axialer Richtung gereihte, gegeneinander abgestützte Stauchringe 12, 13 die auf Stauchringpaßabschnitte 14, 15 des zugeordneten Nabenansatzes 2 aufgesetzt sind. Insbesondere aus den F i g. 2 und 3 entnimmt man, daß der jeweils nabennahe Stauchringpaßabschnitt 14 einen größeren Außendürchmesser D aufweist als der nabenfreie Stauchringspaßabschnitt 15, der unter Zwischenschaltung eines

>o Reduzierbundes 16 angeschlossen ist Die Stauchringe 12, 13 sind entsprechend m^!r unterschiedlichem Innendurchmesser ausgeführt Im Ausführungsbeispie! und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist im übrigen der nabennahe Stauchring 12 dann stets mit einem steileren Außenkonus 5 versehen als der nabenferne.

Die Fig.3 macht deutlich, daß zwischen den Stauchringen 12, 13 ein Gleitring 17 angeordnet sein kann. Er besteht im allgemeinen aus Federstahl und hat

μ rechteckigen oder runden Querschnitt doch er kann auch als abstandshaltende Hülse ausgeführt sein. Seine axiale Dicke d liegt im allgemeinen im Bereich von 5 bis 20 mm.

Soweit man mit einem Gleitring Ϊ7 arbeitet, wird man,

Ji wie auch Fig.3 erläutert zumindest einen der Stauchringe 12, 13 mit einer zum Nabenansatz 2 hin offenen Ringnut 18 versehen, deren axiale Tiefe Tetwa der halben axialen Dicke ddes Gleitringes 17 entspricht wobei in der Ringnut 18 der Gleitring 17 angeordnet ist Da im Ausführungsbeispiel die Stauchringe 12, 13 im Mittel gleiche Dicke aufweisen, sind sie unter Bildung einer umlaufenden Stufe 19 unmittelbar oder mittelbar aneinander abgestützt was im übrigen zur Montageerleichterung beiträgt. — Die Stufung der Stauchringpaß-

ti abschnitte 14 bzw. 15 wird regelmäßig so gewählt daß ihre polaren Widerstandsmomente eiwa proportional der Zunahme des Drehmomentes in dem Nabenansatz 2 in Richtung der Nabe sind, so daß die Verdrehspannung im Nabenansatz 2 über der verspannten Länge etwa

V) gleich groß gehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Befestigung einer Nabe mit Nabenansatz auf einer Welle, — mit

einer Staucheinrichtung, die einen Außenmantel mit gegenläufigen Außenkonusflächen aufweist, zwei auf die Konusflächen aufgesetzten Spannringen mit entsprechenden Innenkonusflächen und
die Spannringe verbindenden Spannschrauben,

wobei die Staucheinrichtung zwei in axialer Richtung gereihte, gegeneinander abgestützte Stauchringe aufweist, die auf Stauchringpaßabschnitte des Nabenansatzes aufgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der nabennahe Stauchringpaßabschnitt (14) einen größeren Außendurchmesser (D) aufweist als der unter Zwischenschaltung eines Reduzierbundes (16) angeschlossene nabenferne Staucnsingspaßabschnitte (15), und daß die Stauchringe (12,13) entsprechend mit unterschiedlichen Innendurchmessern ausgeführt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem der nabennahe Stauchring (12) einen steileren Außenkonus (5) aufweist als der nabenferne.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stauchringen (12, 13) ein Gieitring (17) angeordnet ist.

4. Vorrich;uiig nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitring (17) als Federstahlring ausgeführt ist

5. Vorrichtung nach eim:m der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dab zumindest einer der Stauchringe (12, 13) eine zum Nabenansatz (2) hin offene Ringnut (18) aufweist, deren axiale Tiefe (T) etwa der halben axialen Dicke (d) des Gleitringes (17) entspricht und daß in der Ringnut (18) der Gleitring(17) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchringe (1?., 13) unter Bildung einer umlaufenden Stufe (19) unmittelbar oder mittelbar aneinander abgestützt sind.