DE3050485C2 - Radialspannelement zur Verklemmung auf einem schaft{hnlichen Element - Google Patents

Description

Technisches Feld

Die Erfindung betrifft ein Radialspannelement, wie es im Oberbegriff des Anspruches 1 definiert ist.

Stand der Technik

Derartige Radialspannelemente bzw. Befestigungselemente sind beispielsweise aus GB-PS 6 70 392 bekannt, die sich mit aus Plattenmaterial hergestellten und mit einem als Befestigungselement der betroffenen Art ausgebildeten Mittelteil versehenen Keil­ riemenscheiben beschäftigt. Aus dieser Patentschrift ist ebenfalls ein ähnliches Befestigungselement bekannt, das als solches mit einem Keilriemenscheibenteil zusammenar­ beiten soll, der wie ein derartiges Befestigungselement geformt ist.

Derartige Befestigungselemente haben den großen Vorteil, daß sie in einfacher Art aus Blattmaterial ausgestanzt wer­ den können und daher billig in der Herstellung sind. Dar­ über hinaus kann ein derartiges Befestigungselement leicht an einer Welle verklemmt werden, da die Klemmeinrichtungen Bolzen sein können, die durch Löcher in dem Bestigungs­ element in das Gegenelement eingeschraubt sind, das z. B. ein mit Gewindelöchern versehenes entsprechendes Befesti­ gungselement sein kann, oder die sich durch Löcher in dem Gegenelement in ein auf dessen anderer Seite angeordnetes Befestigungselement erstrecken. Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß unter der Voraussetzung einer sehr feinen Toleranz zwischen der Zentralöffnung des Befestigungsele­ mentes und der Welle aufgrund der Kontraktion der Zentral­ öffnung aufgrund des durch das Zusammendrücken des Befesti­ gungselementes erreichten Abflachens die Zentralöffnung in einem derartigen Grad verengt werden kann, daß sich das Befestigungselement mit seiner Innenkantenfläche dicht um den Schaft andrückt. Diese Befestigung kann leicht und handlich geschaffen werden und führt unter allen Umständen zu einem derart festen Verklemmen, daß beachtlich große Drehmomente durch die zwischen dem Befestigungselement und dem Schaft geschaffene Verbindung übertragen werden können. Daher ist es möglich, mit derartigen Befestigungsele­ menten gebildete Riemenscheiben als Antriebsscheiben sogar für große Exzenterpressen zu verwenden, die während jedes Hubes mit Drehmomenten arbeiten, die sich innerhalb wei­ ter Grenzen variieren und daher eine sehr wirksame Ver­ klemmwirkung erfordern.

Damit eine derartige Befestigung zwischen einem Befesti­ gungselement und einem schaftähnlichen Element in der Lage ist, die Übertragung ausreichend großer Drehmomente zu gewährleisten, ist es indessen notwendig, derart feine Toleranzen zu verwenden, daß in der Praxis dies bei der Massenproduktion von Wellen und Befestigungselementen nicht erfüllt werden kann, und es hat sich infolgedessen in der Praxis herausgestellt, daß im allgemeinen die bekannten Befestigungselemente unabhängig davon, ob sie eher als Be­ festigungselemente oder als Teile größerer Elemente ge­ braucht werden, nur in derartigen Fällen verwendet werden können, in denen im Vergleich mit dem Durchmesser der Welle nur relativ kleine Drehmomente zu übertragen sind. Daher werden heutzutage derartige Befestigungselemente nur selten benutzt, wenn überhaupt.

Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe dieser Erfindung liegt darin, ein Befestigungs­ element des beschriebenen Typs zu schaffen, das nach dem Aufgeklemmtwerden auf einer Welle oder einem anderen schaft­ ähnlichen Element, ohne daß besonders feine Toleranzen er­ forderlich sind, in der Lage ist, viel größere Drehmomente auf oder von diesem Element zu übertragen, als es mit Hilfe der oben genannten bekannten Befestigungselemente möglich ist, selbst mit derartigen, die mit sehr feinen Toleranzen arbeiten, und mitdessen Hilfe dies erreicht werden kann, ohne daß die Möglichkeit der Herstellung der Befestigungselemente durch Ausstanzen oder auf andere billige Möglichkeiten verlorengeht, und gleichzeitig mit einer we­ sentlichen Vergrößerung des Anwendungsfeldes des Befesti­ gungselementes.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird dies durch die aus dem kennzeichnen­ den Teil des Anspruches 1 hervorgehenden Merkmale er­ reicht.

Unter anderem wird hierdurch erreicht, daß infolge der grö­ ßeren Flexibilität der inneren Abschnitte des Befestigungs­ elementes, aufgrund der Falten, das durch Komprimierung des Hauptabschnittes in Richtung der Ebene der Anlageoberfläche erreichte Abflachen des Hauptabschnittes zu einer wesentlichen Kontraktion der Zentralöffnung und dadurch zu einem wesent­ lich höheren Druck zwischen der Scheibeninnenkantenfläche und dem schaftähnlichen Element führt, als bei den oben ge­ nannten bekannten Befestigungselementen. Darüber hinaus wird die Reibungsoberfläche zwischen der Scheibeninnenkante und dem schaftähnlichen Element wesentlich vergrößert, oft mehr als verdoppelt, aufgrund der Zickzack- oder Wellenform der Innenkante, und daher wird eine weitere wesentliche Steigerung der Reibungskräfte zwischen dem Befestigungs­ element und dem schaftähnlichen Element erreicht. Dieser Vorteil kann insofern weiter vergrößert werden, als die Merkmale der Erfindung es ebenfalls möglich machen, dickeres Material als für die bekannten Befestigungselemente zu ver­ wenden. Schließlich sind die Seitenkanten der Innenkanten­ fläche der Scheibe gegenüber der Richtung geneigt, in der ein Drehmoment das Befestigungselement auf der Welle zu drehen versucht. Zusammengenommen führen alle diese Vor­ teile dazu, daß selbst dann, wenn viel gröbere Toleranzen vorliegen, als es bei den bekannten Befestigungselementen möglich ist, beispielsweise selbst bei einer Toleranz von etwa 0,1 mm, ein erfindungsgemäßes Befestigungselement in der Lage ist, zwischen sich selbst und dem schaftähnlichen Element Drehmomente zu übertragen, die wesentlich größer sind als dies mit Hilfe der oben genannten bekannten Be­ festigungselemente möglich ist, und dies ohne viel größere Herstellungskosten. Weiterhin wird eine Vergrößerung des Anwendungsfeldes erreicht. Während die bekannten Befesti­ gungselemente nur in Verbindung mit kreiszylindrischen Wellen anwendbar waren, kann daher ein erfindungsgemäßes Befestigungselement für Wellen jeder Form angepaßt werden, beispielsweise für ovale und vieleckige Wellen, bei denen es sehr oft gewünscht wird, eine feste Befestigung eines Elementes mit Hilfe eines Befestigungselementes zu erhalten.

In geeigneter Weise kann das Befestigungselement weiterhin, wie in Anspruch 2 festgestellt, geformt sein, da es sich gezeigt hat, daß hierdurch insbesondere hohe radial nach innen gerichtete Klemmkräfte erhalten werden können.

Weiterhin kann die Form des Befestigungselementes derart sein, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruches 3 festgestellt, wodurch, wie es sich gezeigt hat, es selbst bei Verwendung dicken Blattmaterials möglich ist, eine beachtliche radiale Kon­ traktion der Zentralöffnung und dadurch den größtmöglichen Kontaktdruck zwischen dem Befestigungselement und dem schaft­ ähnlichen Element zu gewährleisten. In diesem Fall ist es am vorteilhaftesten, wenn daneben die Form derart ist, wie in Anspruch 4 festgestellt, wodurch das Schwächen des Hauptabschnittes aufgrund der Öffnungen möglichst klein ist.

Das Befestigungselement kann vorteilhafterweise weiter derart geformt sein, wie es im kennzeichnenden Teil des Anspruches 5 festgestellt ist, wodurch ein Abflachen des Hauptabschnittes nicht nur zu einer Kontraktion der Zen­ tralöffnung, sondern gleichzeitig auch zu einer Tendenz einer radialen Expansion der Scheibenaußenkante führt, die in diesem Fall ebenfalls zickzack- oder wellenförmig ist. Wenn das Befestigungselement seine Außenkante in einer entsprechend dimensionierten Ausnehmung oder Höhlung angeordnet hat, beispielsweise in einem Rand eines an einer Welle anzubringenden Antriebselementes, ist daher das Be­ festigungselement in der Lage, nicht nur mit großer Kraft an der Welle angebracht zu sein, sondern ebenfalls mit großer Kraft an der Umfangswand der Ausnehmung oder der Höhlung angeklemmt zu werden, und infolgedessen ist das Befestigungselement vorzugsweise zusammen mit einem ent­ sprechenden, an der entgegengesetzten Seite des Antriebs­ elementes angeordneten Befestigungselement in der Lage, eine feste Anbringung des Antriebselementes an der Welle zu gewährleisten, ohne daß die Klemmeinrichtungen, sehr oft Schrauben, notwendigerweise auch als Antriebselemente dienen müssen.

Ein spezielles und weites Anwendungsfeld des Befestigungs­ elementes nach der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden, wenn weiterhin dieses die in Anspruch 6 genannte Form aufweist, da in diesem Fall das Befestigungselement als selbstsichernde Mutter dienen kann. Wenn ein derartiges Befestigungselement oder Mutter auf ein Gewinde bis zum Kontakt mit einem weiteren Element geschraubt ist, und, nachdem ein bestimmter Kontaktdruck erreicht wurde, die Mutter weitergedreht wird, wird der innerste Teil des Hauptabschnittes in Richtung auf das andere Element ge­ preßt, und aufgrund der dadurch verursachten Kontraktion der Zentralöffnung wird das Gewinde der Zentralöffnung so­ wohl in axialer als in radialer Richtung auf das Gewinde gezwungen, und dessen dadurch erzeugte Verformungen gewähr­ leisten ein zuverlässiges Halten des Befestigungselementes oder der Mutter selbst im Fall von Vibrationen. Obwohl nicht absolut notwendig, kann vorteilhafterweise in diesem Fall die Form zusätzlich so sein, wie in Anspruch 7 enthal­ ten.

Weiter kann die Form so sein, wie in Anspruch 8 festgestellt, wodurch es durch Ausrichten von zwei oder mehr Befestigungs­ elementen möglich wird, eine sehr große Klemmoberfläche zwischen den verbundenen Befestigungselementen und einem schaftähnlichen Element zu erhalten, ohne daß es erforder­ lich ist, die Befestigungselemente aus einem zu dicken Blatt­ material herzustellen, und, ohne daß es erforderlich ist, zu große Kräfte zum Komprimieren der Befestigungselementan­ ordnung zu verwenden.

Darüber hinaus kann die Form so sein, wie es in Anspruch 9 enthalten ist, wodurch es möglich wurde, die Tendenz der Zentralöffnung, sich zu kontrahieren, und dadurch die Klemm­ kräfte weiter zu vergrößern.

Schließlich kann die Form so sein, wie in Anspruch 10 fest­ gestellt, wodurch ebenfalls eine merkliche Vergrößerung der Außenkante des Befestigungselementes erreicht werden kann, um dessen Befestigung innerhalb einer Ausnehmung oder Höhlung zu gewährleisten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Befestigungselementes dieser Erfindung.

Fig. 2 ist eine Schnitt durch zwei Befestigungsele­ mente nach Fig. 1, auf beiden Seiten eines zur Befestigung an einer Welle angeordneten Elementes.

Fig. 3 ist eine Ansicht einer weiteren Ausführungs­ form eines Befestigungselementes dieser Erfindung.

Fig. 4 ist ein Axialschnitt des in Fig. 3 darge­ stellten Elementes, das zum Anklemmen an eine Welle eines Antriebselementes mit einem Mittelabschnitt verwendet wird, der selbst ein Befestigungselement wie das in Fig. 3 darstellt.

Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine Vorderansicht, eine Seitenansicht bzw. einen Querschnitt einer dritten Aus­ führungsform eines Befestigungselementes dieserErfindung.

Fig. 8 und 9 sind eine Vorderansicht und ein Schnitt einer Ausführungsform eines Befestigungselementes dieser Erfindung, das als selbstsichernde Mutter geformt ist.

Fig. 10 bis 12 sind eine Vorderansicht, eine Seiten­ ansicht bzw. ein Schnitt einer weiteren Ausführungsform des Befestigungselementes dieser Erfindung.

Fig. 13 und 14 sind eine Vorderansicht bzw. ein Schnitt einer Ausführungsform zweier als Einheit zusam­ menwirkender Befestigungselemente dieser Erfindung.

Fig. 15 und 16 sind entsprechende Ansichten einer wei­ teren Ausführungsform zweier als eine Einheit zusammen­ wirkender Befestigungselemente dieser Erfindung.

Fig. 17 und 18 sind Vorderansichten zweier weiterer Ausführungsformen des Befestigungselementes dieser Erfin­ dung.

Fig. 19 und 20 sind eine Vorderansicht bzw. ein Schnitt eines Befestigungselementes dieser Erfindung, das als Unterlegscheibe dienen soll, und

Fig. 21 ist ein Querschnitt des in Fig. 19 und 20 dargestellten Befestigungselementes an einem Bolzen ange­ ordnet.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Von dem in Fig. 1 dargestellten Befestigungselement ist angenommen, daß es aus Blattmetall gestanzt ist, es kann jedoch auch durch Gießen oder Pressen aus einem geeignet geformten Preßstück hergestellt sein. Das Befestigungs­ element enthält einen Hauptabschnitt 10, der als relativ flacher abgeschnittener Kegel geformt ist und nach innen in einen etwa ebenen mittleren Abschnitt 12 übergeht, der mit einer Zentralöffnung 14 versehen ist, die einen Durch­ messer aufweist, der mit einer Gleitpassung dem Durch­ messer einer Welle entspricht, an der das Befestigungs­ element 10 angeklemmt werden soll. Der Mittelabschnitt 12 ist mit einer Anzahl, im vorliegenden Fall acht, mit gleichem Winkelabstand angeordneter Falten 18 versehen, die von der Innenkante 16 des Befestigungselementes ausstrahlen und sich radial über den Mittelabschnitt 12 und über einen Teil des Hauptabschnittes 10 erstrecken. Bei der dargestellten Ausführungsform ist jede Falte 18 nach vor­ wärts gestanzt und ist, siehe Fig. 2 im Querschnitt im wesentlichen V-förmig mit in radialer Richtung nach außen abnehmender Tiefe und in der gleichen Richtung kon­ vergierenden Seitenkanten 20. Die Innenkantenfläche 16 des Mittelabschnittes 12 verläuft, aufgrund der Falten 18, etwa im Zickzack, siehe Fig. 2, und ist über ihre ganze axiale Ausdehnung ein Teil derselben Zylinderoberfläche.

Bei der dargestellten Ausführungsform treffen sich je zwei der acht Falten 18 an der Zentralöffnung 14, jedoch kann ihre Anzahl auch eine andere sein und/oder ihre Breite an der Zentralöffnung 14 kann kleiner sein, so daß in die­ sem Fall je zwei benachbarte Falten durch einen Kanten­ flächenabschnitt verbunden sein müssen, der einen Teil eines Ringes bildet. Die Falten 18 können auch mehr abge­ rundete Querschnitte aufweisen, was zu einer etwa wellen­ förmigen Kantenfläche führt.

Der Mittelabschnitt 12 ist zwischen je zwei Falten 18 und im Bereich seines Übergangs 22 in den Hauptabschnitt 10 mit einem Bolzenloch 24 oder 26 versehen, von denen jedes zweite 24 ein glattes Loch ist, während die jeweils anderen 26 mit Gewinden versehen sind.

An seiner Rückseite ist der Hauptabschnitt 10 längs seines Umfangs mit einer sich radial erstreckenden Anlagefläche 40 versehen, Fig. 2.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie zwei Befestigungselemente 28 und 30, die beide dem in Fig. 1 dargestellten entspre­ chen, jedoch gegenseitig um 45° verdreht sind, verwendet werden können, um eine Riemenscheibe 32, von der nur der innerste Teil dargestellt ist, an einer nicht dargestell­ ten Welle zu befestigen. Der innere Teil der Riemenscheibe 32 ist an jeder Seite mit einer Ausnehmung 34 versehen, die zwischeneinander einen scheibenförmigen mittleren Teil 36 stehenlassen, der mit einer Zentralöffnung 38 ver­ sehen ist, die einen dem Wellendurchmesser, vorzugsweise mit einer Gleitpassung, entsprechenden Durchmesser auf­ weist, obwohl er auch größer sein könnte. Die beiden Be­ festigungselemente 28 und 30 sind jeweils in eine der bei­ den Ausnehmungen 34 eingesetzt, wobei ihre Anschlagsober­ flächen 40 den mittleren Teil 36 berühren. Aufgrund der oben erwähnten gegenseitigen Winkelversetzung der beiden Befestigungselemente 28 und 30 ist jedes glatte Loch 24 in dem in Fig. 2 oberen Befestigungselement 28 auf einer Linie mit einem Gewindeloch 26 in dem unteren Befestigungs­ element 30, und der Riemenscheibenmittelabschnitt 36 ist ebenfalls mit glatten Löchern 42 auf einer Linie mit den Löchern 26 versehen. Daher kann eine Allen-Schraube 44 oder ein entsprechender in jedem der glatten Löcher 24 des Befestigungselementes 28 eingesetzter und sich durch das entsprechende Loch 42 in dem Riemenscheibenteil 36 erstreckender Bolzen in das entsprechende Gewindeloch 26 in dem unteren Befestigungselement 30, Fig. 2, geschraubt werden.

Vorausgesetzt, die Bolzen 44 sind nur gerade so lang in die Gewindelöcher 26 geschraubt, daß die Elemente 28, 30 und 32 zusammengehalten werden, kann die Scheibe 32 zusammen mit den Befestigungselementen 28 und 30 auf eine entsprechende Welle aufgeschoben werden. Wenn die Scheibe 32 ihre eigentliche Position auf der Welle einnimmt, wer­ den die Bolzen 44 angezogen, wodurch die Mittelabschnitte 12 der beiden Befestigungselemente 28 und 30 aufeinander zu beauschlagt werden, wobei der Druck im Bereich der Innengrenze 22 jedes Hauptabschnittes 10 wirkt. Dadurch versuchen sich der Hauptabshcnitt 10 jedes Befestigungs­ elementes 28 und 30 abzuflachen und dadurch eine radiale Kontraktion des Übergangs 22 und ebenfalls des Mittelab­ schnittes 12 zu verursachen, wodurch der Durchmesser der Zentralöffnung 14 im gewissen Grade verringert wird. Dieses veranlaßt die Befestigungselemente 28 und 30, die Welle festzupressen und daher an dieser festgelegt zu sein. Diese Kontraktion des Mittelabschnittes 12 wird aufgrund der Falten 18 erleichtert, die in gewissem Grad in ihrer Querrichtung ebenfalls komprimiert werden, und daher wird durch das Anziehen der Bolzen 44 nicht nur eine wesentliche gewünschte Kontraktion der Zentralöffnung 14 erreicht, son­ dern auch, daß deren Kantenflächen 16 einen sehr hohen Druck auf die Welle ausüben. Da weiterhin die Kontaktfläche zwi­ schen der Innenkantenfläche 16 der Scheibe und der Welle aufgrund der Zickzack-Form der Kantenfläche 16 groß ist, führt selbst ein schwaches Anziehen der Bolzen 44 dazu, daß zwischen den Befestigungselementen 28 und 30 und daher der Scheibe 32 und dem Schaft eher hohe Drehmomente über­ tragen werden können, und zwar um so größere, je fester die Bolzen 44 angezogen werden. Selbst die Tatsache, daß aufgrund ihrer Zickzack-Form die Scheibeninnenkantenfläche 16 Kanten zeigt, die schräg zu Radialebenen durch die Welle verlaufen, trägt zur Verhinderung eines Gleitens zwischen letzterer und der Innenkantenfläche 16 und daher zu einer Erhöhung des Drehmomentes bei, das übertragen wer­ den kann.

In Fig. 3 ist ein Befestigungselement 46 dargestellt, das sich von dem in Fig. 1 dargestellten dadurch unterscheidet, daß die Falten 18 sich nur über den Mittelabschnitt 12 er­ strecken, während der Hauptabschnitt 10 jeder Falte 18 gegenüberliegend mit einer Öffnung 48 versehen ist. Diese Öffnungen 48 machen das Abflachen des Hauptabschnittes 10 noch leichter als die in Fig. 1 dargestellten Verlängerun­ gen der Falten 18 über einen Teil des Hauptabschnittes 10.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist hauptsäch­ lich in Verbindung mit Befestigungselementen für kleinere Wellendurchmesser von Wichtigkeit.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie ein Befestigungselement 46, wie das in Fig. 3 gezeigte, zur Befestigung eines Elementes 52 mit einem mittleren Abschnitt 54, der als Befestigungs­ element entsprechend dem in einer in dem Element 52 gegen­ über dem mittleren Teil 54 gebildeten Ausnehmung 56 ein­ greifenden Befestigungselement 46 geformt ist, an einer Welle 50 verwendet werden kann. Der Mittelabschnitt 54 und das Befestigungselement 46 werden gegeneinander mit Hilfe von Bolzen 58 beaufschlagt, die sich durch glatte Löcher 24 in dem Befestigungselement 46 zwischen dessen Falten 18 erstrecken und in entsprechende Gewindelöcher in den Mittel­ teil 54 eingeschraubt sind. Obwohl das Befestigungselement 46 mit acht Löchern 24 versehen dargestellt ist, sind nur vier Gewindelöcher in dem Mittelteil 54 des Elementes 52 nötig.

Fig. 5 bis 7 zeigen ein Befestigungselement 60, das einen Hauptabschnitt 10 aufweist, der zwischen dem äußeren Um­ fang und der Zentralöffnung 14 des Elementes verläuft. Die Falten 18 erstrecken sich über die gesamte Breite des Hauptabschnittes 10 und besitzen über ihre ganze Länge die gleiche Querschnittsform. Der Hauptabschnitt 10 ist im Be­ reich der Zentralöffnung 14 und zwischen den Falten 18 mit Verdickungen 62 versehen, die sich nach vorwärts er­ streckende Kontaktflächen für Köpfe von und/oder Muttern für Bolzen oder Schrauben schaffen, die in glatte und/oder Gewindelöcher 24 eingesetzt werden sollen und als Klemm­ einrichtungen dienen. Diese Ausführungsform hat den Vor­ teil, daß im abgeflachten Zustand der Hauptabschnitt 10 nicht nur eine Kontraktion seiner Zentralöffnung 14 ein­ bezieht, sondern auch im gleichen Ausmaß eine Expansion seines Umfangs, weswegen ein derartiges Befestigungsele­ ment oder vorzugsweise zwei oder mehr zusammen besonders günstig zum Befestigen eines mit einer Nabe versehenen Elementes, die eine durchgehende Zentralbohrung mit größe­ rem Durchmesser als dem Wellendurchmesser aufweist, an ei­ ner Welle geeignet ist. Beispielsweise können an jedem Ende dieser Nabenbohrung zwei zusammenwirkende Befestigungs­ elemente 60 angeordnet sein. Hierdurch kann ein Befestigen des Elementes an der Welle erreicht werden, das ebenso wirk­ sam ist wie eine Befestigung, die mit Hilfe von für den ge­ nannten Zweck normalerweise verwendeten zusammendrückbaren konischen Spannbuchsen erreichbar ist. Es ist zu bemer­ ken, daß die Verdickungen 62 durch mit einer konischen schrä­ gen Unterseite versehene Unterlegscheiben ersetzt werden können.

Fig. 8 und 9 zeigen ein Befestigungselement dieser Erfin­ dung, das als selbstsichernde Mutter 64 gebildet ist. Auch in diesem Fall verläuft der konische Hauptabschnitt 10 von der Zentralöffnung 14 bis zu dem Umfang des Elementes. Die­ ser Umfang ist vieleckig, nämlich sechseckig, wie es bei den meisten Muttern der Fall ist, kann aber ebenfalls kreis­ förmig sein, beispielsweise wenn die Mutter von Hand zu be­ tätigen ist.

Im Gegensatz zu den oben beschriebenen Ausführungsformen, bei denen die Falten 18 von dem Hauptabschnitt 10 nach vorne gepreßt sind und etwa V-förmige, am Boden mehr oder weniger abgerundete Querschnitte haben, ist die in Fig. 8 und 9 dargestellte Mutter mit von dem Hauptabschnitt 10 nach hinten gepreßten Falten 18 versehen, die von schrägen, gegenseitig durch eine Außenwand 70 verbundenen Seitenwän­ den 66 und 68 begrenzt sind, so daß die Querschnitte etwa U-förmig sind, jedoch mit schrägen Seiten und einem relativ schar­ fen Übergang zwischen diesen und dem Boden des U′s. Die Seitenwände 64 jederFalte 18 konvergieren nach in radialer Richtung außen und besitzen in der gleichen Richtung eine abnehmende Breite, so daß alle drei Wände 66, 68 und 70 in eine Spitze an einer Ecke des Vielecks kovergieren. Darüber hinaus gibt es an der Zentralöffnung 14 einen Ab­ stand zwischen je zwei benachbarten Falten 18. Diese Form führt dazu, daß man an der Zentralöffnung 14 einen relativ langen Flächenbereich erhält, der sehr gut geeignet ist, mit einem Gewinde 72 versehen zu werden.

Die Mutter 64 besitzt an ihrer Rückseite, die in Fig. 9 links dargestellt ist, eine axial verlaufende Außenwand 74, die dem Außenumfang der Mutter folgt und daher an der Außenseite ebenfalls sechseckig ist, selbst wenn ihre Innenseite einer Kreiszylinderfläche folgt. Die Fläche des freien Endes der Wand 74 bildet die radiale An­ schlagsoberfläche 46 der Mutter oder des Befestigungs­ elementes 60.

Eine derartige Mutter 64 kann beispielsweise mit Hilfe eines Schraubenschlüssels auf ein Gewindeelement aufge­ schraubt werden, beispielsweise eine mit einem Gewinde versehene Welle oder ein Bolzenende, und wirkt als nor­ male Mutter, bis die Anschlagsoberfläche 46 eine Fläche an dem mit Hilfe der Mutter zu befestigenden Element be­ rührt. Wenn daraufhin die Mutter weiter gedreht wird, wird aufgrund ihres Gewindes und dessen Eingreifen mit einem Außengewinde die Innenkante 16 des Hauptabschnit­ tes 10 axial in Richtung auf die Kontaktfläche 46 be­ aufschlagt, wodurch der Hauptabschnitt 10 etwas abge­ flacht und dadurch der Durchmesser seiner Zentralöffnung reduziert wird. Da der Hauptabschnitt 10 sich dem Ab­ flachen widersetzt, wird ein besonders größerer Axial­ druck zwischen den Gewinden 72 der Mutter und den Gewin­ den des Elementes, auf das die Mutter aufgeschraubt wird, zur Verfügung gestellt, und gleichzeitig wird das Gewinde 72 mit einem großen Druck radial nach innen gedrückt, so daß zwischen den Gewinden der beiden Elemente ein großer radialer Druck geschaffen wird, der zu einer üblicherweise elastischen Deformation der Gewinde führt, was diese zusammen festlegt. Es hat sich herausgestellt, daß eine derartige Mutter, die mit Hilfe von Massenproduktion auf die gleiche Art wie normale Muttern gebildet werden kann, billiger in der Herstellung und wirksamer als bisher be­ kannte selbstsichernde Muttern ist.

Auch bei der in den Fig. 10 bis 12 dargestellten Ausfüh­ rungsform erstreckt sich der Hauptabschnitt 10 von der Zentralöffnung 14 bis zum Außenumfang des Elementes, je­ doch kann diese Ausführungsform auch zur Befestigung von Elementen mit einem flachen Mittelabschnitt angepaßt sein. Die Vorderseite des Hauptabschnittes 10 ist mit einer geradzahligen Anzahl von Rippen 76 und 78 versehen, von denen jede zweite 76 etwa rechteckige Querschnitte besitzt und in ihrer Längsrichtung keilförmig ist, so daß sie ihre größte Höhe bei der Zentralöffnung 14 be­ sitzt. Daher sind die Seitenwände 80 der Rippen 76 etwa senkrecht zu dem Hauptabschnitt 10, obwohl sie auch einen Winkel mit diesem bilden können. Die weiteren Rippen 78 haben etwa trapezförmige Querschnitte, die an ihrem Boden am breitesten sind, und sind in ihrer Längsrichtung eben­ falls etwa keilförmig. Ihre schrägen Seitenwände 82 er­ strecken sich nach unten unter die Oberseite des Hauptab­ schnittes 10, dessen theoretischer Verlauf 10′ durch ge­ strichelte Linien in Fig. 12 dargestellt ist, so daß auf beiden Seiten jeder Rippe 78 eine etwa V-förmige Nut 84 vorgesehen ist, deren der Wand 82 gegenüberliegende Wand 86 senkrecht zu der Oberseite des Hauptabschnittes 10 ver­ läuft und deren Boden tiefer als die genannte Oberseite 10′ liegt. Jede Rippe 78 ist an ihrer Unterseite mit einer V- förmigen Nut 88 versehen, deren Boden höher als die Ober­ seite 10′ des Hauptabschnittes 10 liegt. Daher bildet jede Rippe 78 eine Falte der für diese Erfindung charakteristi­ schen Art und ermöglicht es, daß durch eine axiale Kompres­ sion des Befestigungselementes die Innenkante 16 des Haupt­ abschnittes 10 kräftig nach innen gedrückt wird. Insbeson­ dere aufgrund der Rippen 76 führt die dargestellte Ausfüh­ rungsform zu besonders großen Kontakt- oder Reibungsberei­ chen, die zwischen dem Befestigungselement und der das Be­ festigungselement aufnehmenden Welle oder dergleichen erhal­ ten wird.

Bei jedem der beiden in Fig. 13 und 14 dargestellten Befesti­ gungselemente 98 ist die Anlageoberfläche 40 konform mit der äußersten Zone 90 des Hauptabschnittes 10. Daher bildet jede Anlageoberfläche 40 einen Teil eines Kegelstumpfes, der dem entspricht, dem die Oberseite des Hauptabschnittes 10 folgt, jedoch können die Anlageoberfläche 40 ebenso wie die äußere Zone 90 in Radialebenen gelegen sein. Weiterhin ist jedes Befestigungselement 98 im Bereich der Kante 16 der Zentralöffnung 14 und zwischen z. B. drei Paaren benachbarter Falten 18 an seiner Rückseite mit Vorsprüngen 92 derartiger Länge versehen, daß ihre freien Endflächen 94 den innersten Teil des Hauptabschnittes 10 eines gleichen hinter ihm ko­ axial und mit gegenseitig parallelen Falten 18 angeordneten Befestigungselementes berührt, wie in Fig. 14 dargestellt.

Infolgedessen bilden die beiden Befestigungselemente 98 eine Einheit, und wenn das rückseitige der beiden Be­ festigungselemente 98 mit seiner Anlageoberfläche 40 eine Anschlagfläche berührt, führt ein axialer Druck auf das vordere Befestigungselement 98 im Bereich von dessen Zen­ tralöffnung 14 zu einer gleichförmigen Komprimierung und Abflachung beider Befestigungselemente 98. Die beiden (oder mehr) Befestigungselemente wirken daher als ein einzelnes Befestigungselement mit einer mit einem entsprechenden wel­ lenähnlichen Element zusammenwirkenden Kontakt- oder Rei­ bungsfläche, die doppelt so groß wie die der einzelnen Be­ festigungselemente ist, während die beiden Befestigungs­ elemente 98 einen wesentlich kleineren Axialdruck zur Her­ stellung einer bestimmten Abflachung erfordern, als ein einzelnes Befestigungselement doppelter Dicke.

Es ist zu bemerken, daß natürlich auch die Flächen 94 und 96 in Radialebenen liegen können, und weiterhin kann die dargestellte Ausführungsform an derartige Befestigungsele­ mente angepaßt werden, die neben dem Hauptabschnitt 10 ebenfalls einen flacheren Mittelabschnitt besitzen.

In Fig. 15 und 16 ist eine weitere zwei Befestigungsele­ mente 100 aufweisende Einheit dargestellt, die, wenn sie in einer gewünschten Anzahl voreinander angeordnet sind, das Vorsehen eines besonders großen Reibungsbereiches zwi­ schen den Befestigungselementen und einem schaftähnlichen Element unter Verwendung eines Kompressionsdruckes gewähr­ leisten können, der im Vergleich mit dem gesamten erreich­ ten Reibungsbereich relativ klein ist.

Jedes Befestigungselement 100 enthält nur einen Hauptab­ schnitt 10 mit Falten 18, aber eine entsprechende Einheit kann Befestigungselemente aufweisen, die jeweils neben dem Hauptabschnitt 10 einen dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Mittelabschnitt 12 entsprechenden flacheren, vorzugsweise ebenen Mittelabschnitt besitzen. In der in Fig. 15 und 16 dargestellten Ausführungsform sind die Falten 18 derart ge­ formt, daß der Winkel zwischen ihren Rückflächen 102 etwas kleiner als der Winkel zwischen ihren Vorderflächen 104 ist, so daß die Falten 18 einen engen Kontakt zwischen den Hauptab­ schnitten 10 nicht verhindern und das Zusammenpressen der Falten durch Abflachen der Befestigungselemente 100 nicht verhindern können.

Fig. 17 zeigt ein Befestigungselement 106, bei dem an seiner Außenkante der Hauptabschnitt 10 mit Kerben 108 versehen ist, die gewährleisten, daß eine axiale Kompression des Elementes neben einer Kontraktion seiner Zentralöffnung 14 eine wesent­ liche Vergrößerung seiner Außenkante schafft. Vorzugsweise sind zwei Paare derartiger Befestigungselemente 106, in je­ dem Paar in entgegengesetzte Richtungen zeigend, gut geeignet, um eine feste Verbindung zwischen einer Welle und einem die Welle umgebenden rohrähnlichen Element zu schaffen, wenn die Befestigungselementpaare in den Zwischenraum zwischen den beiden Elementen eingesetzt sind. Dies macht es bei­ spielsweise möglich, einfache Riemenscheiben zu schaffen, die für sich nur aus dem Scheibenrand zu bestehen haben.

Fig. 18 zeigt, wie ein Befestigungselement 110 dieser Er­ findung ebenfalls gebildet werden kann, um zur Befestigung eines Elementes an einer vieleckigen Welle oder einem Lager zu dienen, in der gezeigten Ausführungsform einem Quadrat.

Schließlich zeigen Fig. 19 bis 21 ein Befestigungselement 112 dieser Erfindung, das zur Verwendung als Unterlegscheibe für einen Bolzenkopf oder eine Mutter angepaßt ist. Dieses Befestigungselement enthält einen Hauptabschnitt 10, einen Mittelabschnitt 12 und nach hinten geprägte Falten 18. Die Kante 16 der Zentralöffnung 14 besitzt einen Durchmes­ ser, der mit einer Gleitpassung dem Durchmesser eines ent­ sprechenden Bolzens 114, Fig. 21, entspricht. Die Anschlags­ oberfläche 40 ist relativ scharf, kann aber ebenfalls etwas abgeschrägt sein. Die Unterlegscheibe 112 ist um den Bol­ zenschaft 116 herum gelegt und wird durch Anziehen des Bolzens mit Hilfe seines mutterförmigen Kopfes 118 zwi­ schen der Innenseite des Bolzenkopfes und der Außenseite des Elementes 120 festgehalten, das mit Hilfe des Bolzens 114 an einem anderen nicht dargestellten Element befestigt werden soll. Durch Befestigen der Unterlegscheibe 112 wird diese komprimiert, wodurch ihr innerer Durchmesser verrin­ gert wird und dadurch die Unterlegscheibe mit dem Bolzen­ schaft 116 verklemmt wird, wobei gleichzeitig die Unter­ legscheibe 112 fest gegen die Außenseite des Elements 120 gepreßt wird und dadurch in einer üblichen Art dem Drehen der Unterlegscheibe entgegenwirkt. Daher ergibt eine der­ artige Unterlegscheibe ein wesentlich besseres Sichern gegen ein Lösen des Bolzens als bisher bekannte Verriege­ lungsunterlegscheiben, selbst Federscheiben.

Die Unterlegscheibe 112 kann ebenfalls um den Gewindeteil eines Bolzens zwischen einer Mutter und einem Element ein­ gesetzt werden und schafft durch eine derartige Verwen­ dung die weitere Sicherheit, daß sie an dem Bolzen ange­ klemmt und sich diesem gegenüber nicht verdrehen kann.

Wie aus dem Obengesagten hervorgeht, kann ein Befestigungs­ element dieser Erfindung auf viele verschiedene Arten aus­ geführt sein, teilweise in Abhängigkeit von seinem Anwen­ dungsfeld, und auch in mehr einzelnen Arten als die als Beispiele in den Zeichnungen enthaltenen und oben er­ klärten. Weiterhin sind oben nur einige wenige der vie­ len Anwendungsfelder eines Befestigungselementes dieser Erfindung beschrieben.

Insbesondere ist zu bemerken, daß, selbst wenn in den meisten Fällen Bolzen als Klemmeinrichtungen zum Komprimieren des Befestigungselementes verwendet werden, in der Praxis viele andere Klemmeinrichtungen verwendet werden können. Daher werden in Verbindung mit der in Fig. 8 und 9 dar­ gestellten Mutter 64 die Klemmeinrichtungen durch die Gewindewindungen des Bolzens gebildet, auf die die Mut­ ter aufgeschraubt wird, und in Verbindung mit der in den Fig. 19 bis 21 gezeigten Unterlegscheibe 112 von einem Bolzenkopf oder einer Mutter. Ebenfalls können zum Zu­ sammendrücken von Befestigungselementen dieser Erfindung, die zum Verklemmen von Antriebselementen mit einer Welle dienen, Muttern als Klemmeinrichtungen verwendet werden, beispielsweise Bundmuttern, oder andere Elemente, die in der Lage sind, einen Druck auf den Mittelabschnitt 12 des Befestigungselementes oder auf den Innenrand des Hauptabschnittes 10 auszuüben, wobei die Klemmeinrich­ tungen sonst unabhängig von dem Befestigungselement selbst sein können.

Claims (10)

1. Radialspannelement zur drehfesten Anklemmung an einem innenliegenden schaftähnlichen Element, beispielsweise einer zylindrischen oder vieleckigen Welle, in Form min­ destens einer schalenförmigen Ringscheibe (10, 12), deren Zentralöffnung (14) die Außenfläche des schaftähnlichen Elements mit gleichmäßigem Spiel umgibt und die einen außenliegenden, konischen Hauptabschnitt (10) aufweist, welcher mit seinem Außenrand an einem außenliegenden Gegenelement (36, 52, 120) axial festlegbar ist, wobei die Anklemmung und axiale Festlegung durch an dem Mittelbe­ reich der Ringscheibe angreifende Klemmeinrichtungen (44, 58, 114, 118) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (10, 12) ausgehend von der Zentralöffnung (14) derart sternförmig mit Falten (18) versehen ist, daß der die Zentralöffnung (14) begrenzende Innenrand (16) der Ringscheibe je nach Faltenform Zick-Zack- oder Wel­ lenform aufweist und daß zwischen den Falten (18) in einem Abstand von der Zentralöffnung (14) ungefaltete Abschnitte der Ringscheibe stehenbleiben, an denen die Klemmeinrichtungen (44, 58, 114, 118) angreifen.

2. Radialspannelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß im Querschnitt jede nach hinten oder vorn vor­ springende Falte (18) etwa V-förmig ist und daß ihre Seitenkanten (20) in der Richtung weg von der Zentralöff­ nung (14) konvergieren.

3. Radialspannelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß es mit einem die Zentralöffnung (14) umgebenden und eine geringere Konizität als der Hauptabschnitt (10) aufweisenden, vorzugsweise ebenen Mittelbereich (12) versehen ist, und die Falten (18) etwa radial über den Mittelbereich (12) bis zum Übergang (22) zwischen diesem und dem Hauptabschnitt (10) verlaufen, der jeder Falte (18) gegenüber mit einer Öffnung (48) versehen ist, die sich von dem Übergang (22) nach außen erstreckt.

4. Radialspannelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die nach außen verlaufenden Seitenkanten jeder Öffnung (48) in Richtung auf die äußere Grenze des Haupt­ abschnittes (10) konvergieren.

5. Radialspannelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Außenkante die Außenkante des Hauptabschnittes (10) bildet und zu der Zentralöffnung (14) konform ist, sich der Hauptabschnitt (10) zwischen der Zentralöffnung (14) und der Außenkante erstreckt, im Querschnitt jede Falte etwa V-förmig ist und von der Zentralöffnung (14) zu der Außenkante ver­ läuft, und daß die Seitenkanten jeder Falte (18) entweder parallel sind oder in Richtung von der Zentralöffnung (14) weg divergieren.

6. Radialspannelement nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer kreis­ förmigen Zentralöffnung (14) versehen ist, und die innere Grenze des Hauptabschnitts (10) zumindest ungefähr an der Kante (16) der Zentralöffnung (14) liegt, deren Kantenoberfläche ein Gewinde aufweist.

7. Radialspannelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Außenkante (74) des Hauptabschnittes (10) vieleckig ist.

8. Radialspannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß seine Rückseite in Anpassung an seine Vorderseite eine derartige Form aufweist, daß zwei gleichförmige Radialspannelemente (98 oder 100 ) zumindest längs der Außen- und Innenkanten (90 bzw. 96) des Hauptabschnittes (10) in gegenseitigen Eingriff ge­ bracht werden können.

9. Radialspannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptabschnitt (10) eine von der Innenseite nach außen abnehmende Dicke aufweist.

10. Radialspannelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptabschnitt (10) mit Kerben (108) längs seiner freien Außenkante versehen ist.