DE3223683A1

DE3223683A1 - Reibschluessige wellen/flansch-verbindung

Info

Publication number: DE3223683A1
Application number: DE19823223683
Authority: DE
Inventors: Hartwig Dipl.-Ing. 4322 Sprockhövel Stüwe
Original assignee: Stuewe & Co Kg 4320 Hattingen De GmbH; Stuewe & Co Kg 4320 Hattingen GmbH; Stuewe & Co KG GmbH
Current assignee: STUEWE, HARTWIG, DIPL.-ING., 4322 SPROCKHOEVEL, DE
Priority date: 1982-06-25
Filing date: 1982-06-25
Publication date: 1983-12-29
Also published as: DE3223683C2

Description

Stüwe GmbH & Co. KG, Zum Ludwigs-tal 13, 4320 Hattingen

Reib schlüssige Wellen/Flansch-Verbindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine reibschlüssige Wellen/Flansch-Verbindung mit einem eine konische Druckfläche aufweisenden Spannring.

Reibschlüssige Verbindungen zwisdien Wellen und Flanschen sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Unter "Flansch" soll hier jedes Teil eines mit der Welle zu kuppelnden Maschinenelements verstanden werden, das zu der Wellenachse im wesentlichen senkrecht angeordnet ist. Solche Flansch gibt es bei Kettenrädern, Walzenkörpern, Trommelböden von Gurt- oder Bandumlenktrommeln und dergleichen.

In der US-PS 3 210 104 beispielsweise ist eine reibschlüssige Wellen/Flansch-Verbindung der genannten Art beschrieben. Um auf einer Welle eine Trommel zu befestigen, weisen die beiden Böden der Trommel mit diesen einstückig ausgebildete axial verlaufende Naben mit außenseitigen konischen Auflaufflächen auf, auf denen jeweils der Spannring mit der konischen Druckfläche so stark in axialer Richtung aufgepreßt wird, daß die durch die Konizität verursachten Radialkräfte eine den jeweiligen Anforderungen entsprechende Reibschlußverbindung zwischen der Wellenoberfläche und der Nabeninnenseite ergeben.Da die Notwendigkeit besteht, die Trommelböden mit Naben zu versehen, sind die Trommeln sehr teuer. Haben die Trommelböden nicht von Anfang an die entsprechenden Naben, so müssen letztere angeschweißt werden, was ebenfalls mit erheblichen Kosten verbunden ist. Der Spann-

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ring wird beim Festmachen der Trommel mittels Schrauben gegen den Trommelboden (Plansch) gezogen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine reibschlüssige Wellen/Flansch-Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine gute Verbindung von Flansch und Welle gewährleistet, ohne auf an dem Flansch befestigte Naben angewiesen zu sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Druckring mit einer konischen Auflauffläche vorgesehen ist und daß der Spannring mit seiner Druckfläche auf die Auflauffläche des Druckrings gespannt und gleichzeitig über eine Stirnfläche reibschlüssig mit dem Flansch verbunden ist.

Bei dieser Verbindung erfolgt die Kraftübertragung von dem Flansch über den Spannring und den Druckring auf die Welle bzw. umgekehrt. Anstelle der bisher bekannten festen, z.B. durch Schweißen erfolgten Verbindung von Flansch und Nabe tritt nun die reibschlüssige Verbindung zwischen der dem Flansch zugewandten Stirnseite des Spannrings und dem Flansch selbst. Die gesamte Anordnung ist billiger, weil das Anbringen der Naben an dem Flansch entfällt. Darüber hinaus ist ein Lösen bzw. Lockern der zum Festziehen des Spannrings dienenden Schrauben nicht zu befürchten, weil die Kraftübertragung zwischen Spannring und Flansch durch die reibschlüssige Verbindung zwischen diesen beiden Teilen erfolgt.

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Es sind zwar reibschlüssige Wellen/Flansch-Verbindungen mit Spannring bekannt, bei denen keine Nabe an dem Plansch benötigt wird, jedoch konnte diesen bekannten Verbindungen keine Anregung hinsichtlich der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Wellen/Plansch-Verbindung entnommen werden. Beispielsweise ist die sogenannte "innenspannende" Verbindung bekannt, bei der die Verbindungselemente zwischen der Welle und der radialen Innenseite des Flansches liegen und die Kupplung der beiden Teile dadurch erfolgt, daß die Verbindung den Flansch radial nach außen drückt. Um aber die Bauelemente der Verbindung in dem Ringspalt zwischen Welle und Flansch unterbringen zu können, und um zu gewährleisten, daß der Flansch die Druckkräfte aufzunehmen vermag, muß der Plansch in dem der Welle zugewandten Bereich sehr stark verbreitert ausgeführt sein. Dies stellt nicht nur eine kostenmäßig ins Gewicht fallende Besonderheit dar, sondern ist auch insoweit nachteilig, als der Plansch in seinem der Welle abgelegenen Bereich nur sehr beschränkt biegefähig ist. Eine gute Biegefähigkeit der Flansche ist insbesondere bei den Trommelböden von Gurt- oder Bandtrommeln erwünscht. Bei der erfindungsgemäßen Wellen/ Flansch-Verbindung ist dies in vollem Umfang gewährleistet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung muß lediglich die Voraussetzung erfüllt sein, daß in dem der Welle zugewandten Bereich des Flansches deren dem Spannring zugewandte Fläche glatt ist, so daß eine reibschlüssige Verbindung mit dem Spannring erfolgen kann.

Um ein gutes Anliegen des Druckrings an der Wellenoberfläche zu erreichen, ist der Druckring vorzugsweise axial geschlitzt.

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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Druckring eine umlaufende Ausnehmung aufweist, an deren Wände sich der Plansch axial oder radial anlegt. Bei dieser Ausführungsform ist der Innendurchmesser des Flansches signifikant größer als der Wellendurchmesser. Beim Pestziehen des Spannrings mittels Schrauben ist auch der Druckring aufgrund seiner besonderen Ausgestaltung gsgen Verschiebungen auf der Welle gesichert, weil er sich an den Flansch anlegt. Gleichzeitig wird der Flansch durch diese Ausnehmung zentriert.

Man kann aber auch vorsehen, den Druckring mit seiner dem Flansch zugewandten Stirnfläche am Plansch anliegen zu lassen. Ein solcher Druckring ist im Vergleich zu dem oben näher erläuterten Druckring einfacher herzustellen. Der Druckring hat dann nicht mehr die Funktion der Zentrierung des Flansches, liegt aber auch beim Pestziehen des Spannrings axial an dem Plansch an, so daß er beim Pestmachen der Verbindung nicht verrutschen kann.

Wenngleich die dem Plansch zugewandte Stirnfläche des Druckrings im gespannten Zustand der Verbindung nicht an dem Flansch anzuliegen braucht, ist es vorzuziehen, wenn die Abmessungen von Druckring und Spannring derart gewählt sind, daß ihre dem Plansch zugewandten Stirnseiten im gespannten Zustand der Verbindung miteinander fluchten. Dieses Merkmal besagt im Prinzip das gleiche wie die zuletzt angesprochene Weiterbildung der Erfindung, geht aber insofern noch weiter, als eine Bemessungsregel für die Ausbildung von Druck- und Spannring unabhängig von dem Zusammenwirken mit dem Plansch gegeben ist.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Längsschnittansicht einer auf einer Welle reibschlüssig befestigten Gurttrommel,

Figur 2 eine Schnittansicht der zum Kuppeln der in Figur 1 dargestellten Gurttrommel und Welle verwendeten reibschlüssigen Wellen/Flansch-Verbindung im nicht-gespannten Zustand, und

Figur 3 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Wellen/-Flansch-Verbindung im gespannten Zustand.

Figur 1 zeigt eine auf einer Welle 1 befestigte Gurttrommel 2 mit Trommelböden 3 und 4 (im folgenden Flansche genannt), wobei jeder Flansch mittels einer reibschlüssigen Wellen/Flansch-Verbindung 5 auf der Welle befestigt ist.

Gemäß Figur 2 besteht die reibschlüssige Wellen/Flansch-Verbindung 5 zum Befestigten des Flansches 3 auf der Welle 1 aus einem Druckring 6 mit einer konischen Auflauffläche 9 und einem Spannring 7 mit einer konischen Druckfläche 8. Der Spannring 7 weist weiterhin eine dem Flansch 3 zugewandte Stirnfläche 10 auf, die beim Spannen der in Figur 2 im ungespannten Zustand dargestellten Reibschlußverbindung in Anlage kommt mit der Fläche 11 des Flansches 3. Der Druckring 6 weist in deitf. dem Flansch 3 zugewandten Bereich eine Ausnehmung 12 mit einer der Fläche 11 des Flansches 3 zugewandten Wandung und einer der Innenfläche des Flansches 3 zugewandten Wandung

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auf. Der Plansch 3 sitzt also in der Ausnehmung 12.

Zum Befestigten des Flansches 3 auf der Welle 1 werden der Plansch 3 und der Spannring 7 mittels nicht dargestellter Schrauben gegeneinander gezogen, so daß sich der Spannring mit seiner Druckfläche 8 auf der Auflauffläche 9 des Druckrings 6 in Figur 2 nach rechts verschiebt. Der Druckring 6 selbst bleibt fest auf der Welle liegen, weil er sich beim Festziehen des Spannrings 7 an den Plansch 3 anlegt.

Figur 3 zeigt eine erfindungsgemäße Verbindung im gespannten Zustand. Diese Ausführungsform weicht von der Ausführungsform gemäß Figur 2 insoweit ab, als der Druckring keine Ausnehmung 12 aufweist, sondern dessen dem Flansch 13 zugewandte Stirnfläche 22 glatt an der Fläche 21 des Flansches 13 anliegt. Der Flansch 13 sitzt mit geringem Spiel auf der Welle 1. Der Spannring 17 mit seiner Druckfläche 18 ist mit der Kraft F (s. Pfeile in Figur 3) auf die Auflauffläche 19 des Druckrings 16 gezogen, wobei die dem Flansch 13 zugewandte Stirnfläche 20 des Spannrings 17 in Reibschlußverbindung steht mit der Fläche 21 des Flansches 13. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, fluchten die dem Flansch 13 zugewandten Stirnflächen 20 des Spannrings 17 bzw. 22 des Druckrings 16 miteinander .

Die Bemessung des Spannrings und des Druckrings ist derart gewählt, daß das Fluchten der Stirnseiten 20 und 22 beim Anziehen des Spannrings dann erfolgt, wenn die nötige radiale Anpreßkraft zum Anpressen des Druckrings auf der Wellenoberfläche erreicht ist. Durch Aufbringen weiterer Kraft (beispielsweise durch zusätzliche Schrauben zwischen

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Plansch und Spannring) wird dann die reibschlüssige Verbindung zwischen dem Plansch und dem Spannring hergestellt.

Wie man aus den Figuren 2 und 3 leicht ersieht, braucht die Anpreßkraft zwischen den Flächen 11 und 10 bzw. 21 und nicht so hoch zu sein wie zwischen den Flächen 8 und 9 bzw. 18 und 19, weil aufgrund der größeren Entfernung des Spannrings von der Wellenachse ein günstigeres Drehmoment gegeben ist.

Die Erfindung ist nicht auf die oben geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Erfindung ist einsetzbar nicht nur bei Trommelböden gemäß obiger Beschreibung, sondern grundsätzlich bei sämtlichen mit einer Welle zu verbindenden Teilen, soweit sich ihre Ebene im wesentlichen senkrecht zu der Wellenachse erstreckt. Als weitere* Anwendungsbeispiele seien Kettenräder, Walzenkörper, und dergleichen genannt. Es ist auch nicht unbedingt notwendig, daß der Druckring mit dem Plansch in Berührung steht, sondern in einer nicht ganz so günstigen Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die dem Flansch zugewandte Stirnseite des Druckrings von dem Flansch mit Abstand angeordnet ist.

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Claims

Patentansprüche:

f1.)Reibschlüssige Wellen/Plansch-Verbindung mit einem eine konische Druckfläche aufweisenden Spannring, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckring (6; 16) mit einer konischen Auflauffläche (9; 19) vorgesehen ist, und daß der Spannring (7; 17) mit seiner Druckfläche (8; 18) auf die Auflauffläche des Druckrings gespannt und gleichzeitig über eine Stirnfläche (10; 20) reibschlüssig mit dem Plansch (3) verbunden ist.
2. Verbindung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß der Druckring (6) axial geschlitzt ist.
3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckring eine umlaufende Ausnehmung (12) aufweist, an deren Wände sich der Plansch (3) axial und radial anlegt.
4. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckring (16) mit seiner dem Plansch (3) zugewandten Stirnfläche (22) am Plansch (3) anliegt.
5. Verbindung nachfeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen von Druckring 6; 16) und Spannring (7; 17) derart gewählt sind, daß ihre dem Flansch zugewandten Stirnseiten im gespannten Zustand der Verbindung miteinander fluchten.