DE3148676C2

DE3148676C2 - Kraftschlüssige lösbare Wellen-Naben-Verbindung

Info

Publication number: DE3148676C2
Application number: DE3148676A
Authority: DE
Inventors: Heinrich 8000 München Fischer
Original assignee: Carl Hurth Maschinen und Zahnradfabrik GmbH and Co
Current assignee: Gleason Hurth Tooling GmbH
Priority date: 1981-12-09
Filing date: 1981-12-09
Publication date: 1985-11-21
Also published as: JPH0221447B2; GB2111172B; DE3148676A1; IT8249197A0; JPS58109721A; IT1149379B; GB2111172A

Abstract

Für eine kraftschlüssige, wieder lösbare Welle-Nabe-Verbindung mit einer zwischen der Welle und der Nabe angeordneten, unter dem Druck eines Fluids elastisch verformbaren Spannbuchse wird vorgeschlagen, die Spannbuchse mit einer Anzahl in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten, geschlossenen Kammern nahe ihrer inneren Mantelfläche und mit einer - vorzugsweise gleichen - Anzahl in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten, geschlossenen Kammern nahe ihrer äußeren Mantelfläche zu versehen. Die Kammern können unabhängig voneinander beaufschlagt werden oder es werden jeweils eine innere und die ihr radial benachbarte äußere Kammer gemeinsam beaufschlagt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellen-Naben-Verbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind Spannbuchsen im Handel (Hersteller: Fa. Fritz Schunk GmbH, 7128 Lauffen) mit zwei ringförmigen Kammern zur Aufnahme eines Fluids, von denen eine in der Nähe der inneren Mantelfläche und die andere in der Nähe der äußeren Mantelfläche angeordnet sind. Wird das Fluid in der einen Kammer mit Druck beaufschlagt dann wird die Spannbuchse im Bereich ihrer Bohrung elastisch verformt, d. h. der Bohrungsdurchmesser wird verringert und dadurch kann die Spannbuchse auf einer Welle od. dgl. festgeklemmt werden. Wird das Fluid in der anderen Kammer mit Druck beaufschlagt, dann wird die Spannbuchse im Bereich ihrer äußeren Mantelfläche elastisch aufgeweitet, d. h. eine auf der Mantelfläche aufgenommene Nabe eines Maschinenteiles kann festgeklemmt werden. Selbst bei genauester Fertigung von Welle, Spannbuchse und Maschinenteil sind Rundlauftoleranzen nicht zu vermeiden. Im ungünstigsten Falle können sich die Toleranzen der drei Teile addieren und bei dem Maschinenteil, z. B. einer Schleifscheibe, einem Schwungrad o.a. zu einem unzulässig großen Rundlauffehler oder Radialschlag führen.

Von duher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wellen-Naben-Verbindung zu schaffen, die zusätzlich zu der Klemmung bzw. Spannung zwischen Welle und Spannbuchse einerseits und zwischen Spannbuchse und Maschinenteil andererseits ein Ausrichten des Maschinenteiles zum Erlangen eines möglichst kleinen Runrilauffehlers ermöglicht

Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Auspruchs 1. Die Aufteilung des hydraulischen Spannsystems in mehrere separate Spannsysteme ermöglicht es, durch örtliche Druckerhöhung und/oder Druckminderung Rundlauffehler an dem geklemmten bzw. gespannten Maschinenteil weitestgehend zu kompensieren. Zur Erhöhung der Steifigkeit der Spannbuchse kann diese entsprechend dem Anspruch 2 ausgeführt werden. Zweckmäßigerweise wird man die Kammern gemäß den Ansprüchen 3 und 4 anordnen. Dabei kann jede Kammer für sich beaufschlagt werden, was ein feinfühliges Verändern der Lage des geklemmten bzw. gespannten Maschinenteiles ermöglicht Der Aufwand für die Druckregeleinrichtungen kann reduziert werden, wenn jeweils zwei radial benachbarte Kammern gemeinsam beaufschlagt werden (Anspruch 5), was für viele Anwendungsfälle ausreichend ist.

Die Anordnung mehrerer in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilter Räume zur Aufnahme des Fluids ist von der DE-OS 30 00 637 bekannt. Die dort aufgezeigte Lösung mit in entsprechende Vertiefungen in der Welle oder in der Nabe eingelegten und abgedichteten Ringsegmenten ist aber in der Herstellung aufwendig und bei dei Montage umständlich.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles, das in vier Figuren dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Wellen-Naben-Verbindung nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie H-II,

F i g. 3 und 4 zwei mögliche Ausführungen für das Zusammensetzen der Spannbuchse aus mehreren Teilen.
Auf einer Welle 1 (F i g. 1 und 2) ist mittels einer Spannbuchse 2 ein Maschinenteil 3 befestigt. Die Spannbuchse 2 ist zu diesem Zwecke mit ersten in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten geschlossenen Kammern 4 un<i mit zweiten, ebenfalls gleichmäßig verteilten geschlossenen Kammern 5 versehen. (Der Begriff »geschlossen« ist so aufzufassen, daß die Kammern 4, 5 allseitig von der Spannbuchse 2 begrenzt sind und schließt das Vorhandensein von Bohrungen, auf die noch eingegangen wird, nicht aus.) Die Kammern 4 haben geringen radialen Abstand 6 zur inneren Mantelfläehe 8 der Spannbuchse 2, die Kammern 5 haben geringen radialen Abstand 7 zur äußeren Mantelfläche 9. Um der Spannbuchse 2 genügend Eigenstabilität zu verleihen ist der radiale Abstand 10 zwischen den ersten und zweiten Kammern 4 und 5 größer als der radiale Abstand 6 bzw. 7.

Die Kammern 4 und 5 sind mit einem Fluid gefüllt. Mittels Druckschrauben 11 kann der Druck in den Kammern variiert werden. Im Anschluß an einen Gewindeabschnitt 12 weisen die Druckschrauben 11 einen zylindrischen Schaft 13 mit einer Manschettendichtung 14 auf. Je weiter die Druckschrauben 11 eingeschraubt werden, desto mehr steigt der Druck in der jeweiligen Kammer 4 oder 5 an und desto fester wird die jeweilige Mantelfläche 8 oder 9 gegen die Welle 1 oder das Maschinenteil 3 gepreßt. Um dem Monteur einen Hinweis auf den herrschenden Druck zu vermitteln kann an jede Kammer 4,5 eine Druckanzeige 15 angeschlossen sein; gegen die Kraft einer Feder 16 wird ein abgedichteter

Kolben 17 verschoben, an dem ein aus der Spannbuchse 2 austretender Stift 18 mit einer Strichmarkierung 19 befestigt ist Die Anzahl (oder die Farbe) der Striche zeigt den Druck an.
' I Wenn für jede erste und jede zweite Kammer 4, 5

H eine eigene Druckschraube 11 und eine eigene Druckanzeige 15 vorhanden ist, kann der Rundlauffehler des Maschinenteiles 3 sehr feinfühlig kompensiert werden. t Der in den ersten Kammern 4 herrschende Druck dient zur Befestigung der Spannbuchse 2 auf der Welle 1, der ll in den zweiten Kammern 5 herrschende Druck zur Befestigung des Maschinenteiles 3 auf der Spannbuchse. Wird bei der Rundlaufprüfung beispielsweise festgestellt, daß das Maschinenteil — bezogen auf F i g. 2 — gegenüber der Welle »angehoben« werden muß, dann wird man den Druck in der mit 5', ggf. auch in der mit 4' bezeichneten Kammer erhöhen und gleichzeitig den Druck in der mit 5", ggf. auch in der mit 4" bezeichneten Kammer etwas senken. Um die zum Kompensieren eines Rundlauffehlers mit höherem oder niedrigerem Druck zu beaufschlagenden Kammern 4, 5 eindeutig identifizieren zu können sind ebenso viele erste Kammern 4 und zweite Kammern 5 vorgesehen, wobei jeweils eine erste Kammer 4 und eine zweite Kammer 5 radial benachbart sind.

In vielen Fällen ist es ausreichend, wenn für die jeweils radial benachbarten Kammern 4 und 5 eine gemeinsame Druckschraube 11 und eine gemeinsame Druckanzeige 15 vorgesehen sind. Die radial benachbarten Kammern können dann über Bohrungen 20 miteinander verbunden sein, wie sie in Fig.2 strichuert dargestell* sind. Eine dann beim Kompensieren eines Rundlauffehlers analog zum oben beschriebenen Vorgang in der Kammer 4" auftretende Druckminderung wird durch die Druckerhöhung in der Kammer 4' ausgeglichen.

In den F i g. 1 und 2 ist die Spannbuchse 2 als homogenes Teil dargestellt Für ihre Herstellung gibt es verschiedene Möglichkeiten. In der Regel wird man sie aus mehreren Teilen, in die die entsprechenden Kammern eingefräst sind, zusammensetzen und druckdicht verschweißen. Als Beispiel möge Fig.3 dienen, wo die Spannbuchse aus drei einzelnen Buchsen 21, 22,23 zusammengesetzt ist Im Beispiel nach Fig.4 ist die Spannbuchse aus zwei axial zusammengesetzten Teilen 24,25 gefertigt.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Spannbuchse 2 kann auch anders gefertigt werden, die Druckschrauben 11 und/oder die Druckanzeigen 15 lassen sich anstatt radial auch axial anordnen und die Anzahl der Kammern ist nicht auf je vier beschränkt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

55

60

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Claims

Patentansprüche:

1. Kraftschlüssige lösbare Wellen-Naben-Verbindung mit einer zwischen einer Welle und einer Nabe angeordneten Spannbuchse, die in geringem radialen Abstand von ihren inneren und äußeren zylindrischen Mantelflächen ringförmige erste und zweite Kammern aufweist, die unter dem von außen veränderbaren Druck eines Fluids elastisch verformbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (4,5) als in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, geschlossene Einzel-Kammern (4', 4"; 5', 5") ausgebildet sind und der Druck des Fluids innerhalb jeder Einzel-Kammer (4', 4"; 5', 5") getrennt veränderbar ist

2. WeUtn-Naben-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand (10) zwischen den ersten (4', 4") und zweiten Kammern (5', 5") größer ist als der radiale Abstand (6,7) dieser Kammern zur inneren bzw. äußeren Mantelfläche (8,9).

3. Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der ersten (4', 4") und der zweiten Kammern (5', 5") gleich ist

4. Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine erste (4', 4") und eine zweite Kammer (5', 5") radial übereinander liegen.

5. Wellen-Naben-Verbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils radial übereinander liegenden ersten (4', 4") und zweiten Kammern (5', 5") innerhalb der Spannbuchse (2) fluidisch miteinander verbunden sind (Bohrung 20) und der Druck des Fluids für die jeweils miteinander verbundenen Kammern (4', 5'; 4", 5") gemeinsam veränderbar ist.