DE3229708A1

DE3229708A1 - Wellenbock

Info

Publication number: DE3229708A1
Application number: DE19823229708
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dipl.-Ing. 6231 Schwalbach Neumann; Walter 8733 Bad Bockelt Reith; Lothar 8720 Schweinfurt Walter
Original assignee: SKF Kugellagerfabriken GmbH
Current assignee: SKF GmbH
Priority date: 1982-08-10
Filing date: 1982-08-10
Publication date: 1984-02-16
Also published as: FR2531756A1; IT1164361B; GB2173992A; GB2126878B; GB2173992B; GB8321341D0; IT8322393A0; IT8322570V0; GB8609147D0; GB2126878A

Description

L· L· *J I \j

SKF KUCKI.i,AOKUKABlUKRN (JMBH Schweinfurt","30. 07. 1982

'T- DE 82 0.35 DE TPA/vh/so.fk

Wellenbock

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wellenbock, der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben ist.

Ein derartiger Wellenbock ist aus dem DE-GM 72 27 140, insbesondere Fig. 5 und 6 bekannt. Bei Wellenböcken dieser Gattung dient die Schraube in zweckmäßiger Weise gleichzeitig zur Befestigung der Welle im Lagerbock sowie des Lagerbocks auf der Pundamentplatte. Aufgrund des bei dem bekannten Wellenbock von dessen äußerer Umfangswand bis zur Wellenbohrung durchgehenden Schlitzes ist es jedoch nicht auszuschließen, daß sich bei der Herstellung des Wellenbocks insbesondere im Gießverfahren ein Wärmeverzug ergibt. Eine so herbeigeführte Unrundheit der Wellenbohrung wirkt sich nachteilig auch auf die Montage der Welle aus. Ferner können bei dem

bekannten Wellenbock bei dessen noch erforderlicher Bearbeitung nach dem Gießen infolge des durchgehenden Schlitzes unerwünschte Schwingungen auftreten. Diesen Schwingungen könnte zwar durch entsprechendes Festspannen des Lagerbocks (ohne Welle) im Schlitzbereich während der Bearbeitung zumindest weitgehend entgegengetreten werden. Jedoch ergäbe dies einen zusätzlichen Aufwand.

Der in Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und funktionssicheren Wellenbock zu schaffen, welcher auf einfache Weise, insbesondere im Gießverfahren oder Strangpreßverfahren, herstellbar sowie funktionsgerecht montierbar ist.

Mit der Ausbildung des Wellenbocks nach der Erfindung wird erreicht daß die Schlitze jeweils durch einen Steg überbrückt sind. Dadurch ergibt sich insbesondere beim Gießen des Wellenbocks ein guter Materialfluß. Ein nach dem Abkühlen des Gußstücks entstehender unzulässig großer Wärmeverzug wird also auf einfache Weise vermieden. Dies hat den Vorteil, daß die Wellenbohrung nach dem Gießen bzw. Pressen weitgehend rund bleibt.

Ferner ist leicht einzusehen, daß infolge der Versteifung durch die Stege bei einem nach dem Gießen des Lagerbocks erforderlichen Bearbeiten keine unzulässigen Schwingungen im Lagerbock auftreten. Der Lagerbock ist somit ohne zusätzliche Mittel einfach und genau bearbeitbar. Schließlich bleibt der Vorteil des Rundbleibens der Wellenbohrung infolge der die Schlitze überbrückenden Stege während der späteren Montage der Welle erhalten, so daß ein genaues axiales Einführen der Welle ohne Verwindung des Wellenbocks und ein sicheres Vo rk 1 pmni°n Ί or W(³IIo ΐ πι W<=> 1 1 <»ηΙι» >''1< iinrch An^-Zi^h⁰Ii dor Schrauben ermöglicht wird. Der erfiiidumjögeinaiit: i.a.jci 1.....,Is besitzt somit auch eine besonders gute Funktionssicherheit.

In der Vorveröffentlichung DE-GM 81 04 809 ist zwar auch ein Wellenbock mit einem Schlitz angegeben, der durch Schrauben überbrückt wird. Allerdings dienen diese Schrauben lediglich zum Verspannen des Wellenbocks und Pestklemmen der Welle. Deshalb müssen am Wellenbock zusätzlich Bockfüße angegossen und Bohrungen für Befestigungsschrauben vorgesehen werden, so daß die Fertigung und Montage des bekannten Wellenbocks aufwendig und teuer ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der zusätzlichen Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird der Vorteil erzielt, daß der Wellenbock im wesentlichen nur im Bereich der Stege elastisch und/oder plastisch verformt wird, so daß sich beim Anziehen der Schrauben ein wesentlicher Teil der Aufnahmebohrung nicht verformt und dementsprechend die Welle in der Aufnahmebohrung des Wellenbocks relativ steif und unnachgiebig festgehalten ist.

Mit der Ausbildung nach Anspruch 3 wird erreicht, daß die Endflächen des Wellenbocks, welche von der Längsmittenebene wegweisen, glatt (ohne Kanten) ausgebildet sind.

In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, den Wellenbock nach Anspruch 4 auszubilden, weil dann die Aufnahmebohrung am Umfang geschlossen ist, so daß die Welle vom Wellenbock vollständig umfaßt wird.

Eine besonders große Nachgiebigkeit der Stege wird mit der Ausbildung nach Anspruch 5 erreicht.

Mit den weiteren Ausbildungen nach Anspruch 6, 7 und 8 wird insbesondere eine äußerst wirtschaftliche Fertigung des Wellenbocks ermöglicht, der aus einem Kunststoff im Spritzgießverfahren oder aus einem metallischen Werkstoff im Strangpreßverfahren gefertigt sein kann.

Bei den Ausbildungen nach den Ansprüchen 9 und 10, bei welchen die Stege jeweils mit Bezug auf die Welle wechselseitig axial versetzt angeordnet sind, ergeben sich die Vorteile einer besseren übertragung von Kippmomenten und einer ganz besonders gleichmäßen Verspannung der Welle im Lagerbock.

Der erfindungsgemäße Wellenbock wird in der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines auf einer Fundamentplatte festgeschraubten Wellenbocks,

Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie A-A durch den in Fig. 1 dargestellten Wellenbock,

Fig. 3 eine teilweise quergeschnittene Frontansicht durch einen abgeänderten, auf einer Fundamentplatte festgeschraubten Wellenbock,

Fig. 4 den mit 3 in Fig. 3 bezeichneten Ausschnitt, jedoch mit ausgebauter Welle,

Fig. 5 einen Längsschnitt entlang der Linie C-C durch dtsn In Fig. 3 dnrqi-ntol 11 nn WnI 1

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen abgeänderten, auf der Fundamentplatte festgeschraubten Wellenbock,

Fig. 7 einen Längsschnitt entlang der Linie D-D durch den in Fig. 6 dargestellten Wellenbock und

Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 6 mit E be~ zeichneten Ausschnittes.

Mit 1 ist in Fig. 1 und 2 ein einteiliger Wellenbock aus elastisch und plastisch verformbarem Stahl und mit 2 eine zylindrische Welle bezeichnet, die ebenfalls aus Stahl gefertigt sein kann. Die Welle ist in einer Aufnahmebohrung des Wellenbocks 1 festgeklemmt. Am Wellenbock 1 ist eine längs der Achse 4 der Welle 2 verlaufende, ebene Sitzfläche 5 vorhanden, die sich auf einer ebenen Fundamentplatte 6 abstützt.

Im Wellenbock 1 sind zwei ungefähr parallel zur Stützfläche 5 verlaufende, durch zwei einander gegenüberliegende Begrenzungsflächen gebildete Schlitze 7, 8 eingearbeitet. Der eine Schlitz 7 ist auf der in der Zeichnung (Fig. 1 und 2) linken Seite und der andere Schlitz 8 auf der in der Zeichnung rechten Seite der senkrecht auf der Stützfläche 5 stehenden, durch die Achse 4 der Welle 2 gehenden Längsmittenebene 9 angeordnet. Im vorliegenden Fall liegen die beiden Schlitze 7 und 8 axial versetzt zueinander. Dabei hat der linke Schlitz 7 einen in der Zeichnung (Figur 2) unteren Steg 10, welcher den Schlitz 7 axial nach unten abschließt, und der rechte Schlitz 8 hat einen in der Zeichnung oberen Steg 11, welcher diesen axial nach oben abschließt. Beide Stege 10, 11 verbinden die beiden Begrenzungsflächen des betreffenden Schlitzes 7,

-6-

8 miteinander und sind einstückig mit dem Wellenbock 1 ausgebildet. Jeder der beiden Schlitze 7, 8 wird durch jeweils eine auf Zug beanspruchte Schraube 12 überbrückt, welche die beiden Begrenzungsflächen des betreffenden Schlitzes 7, 8 durchstößt.

Jede Schraube 12 besitzt ein mit einem Außengewinde versehenes inneres Ende 13, welches in ein Gewindeloch 14 in der Pundamentplatte 6 eingeschraubt und somit kraftschlüssig mit dieser verbunden ist. Außerdem hat jede Schraube 12 an ihrem, von der Fundamentplatte 6 wegweisenden, äußeren Ende einen Schraubenkopf 15, der kraftschlüssig mit dem Wellenbock 1 verbunden ist. Beide Schrauben 12 werden in der Zeichnung (Fig. 1 und 2) in eine Bohrung 16 des Wellenbocks 1 von oben nach unten hindurchgeführt, so daß ihr inneres Ende durch die Bohrung16 des Wellenbocks 1 bis zur Fundamentplatte 6 hindurchgreift. Beim Einschrauben des inneren Endes 13' jeder Schraube 12 in das zugehörige Gewindeloch 14 der Fundamentplatte 6 wird der Schlitz 7, 8 infolge elastischer und plastischer Verformung des Wellenbocks 1 verengt, die Welle 1 wird dadurch besonders in ihrem, den Schlitz 7, 8 angrenzenden umfangsbereich radial festgeklemmt. Gleichzeitig wird der Wellenbock 1 auf der Fundamentplatte 6 fest verschraubt und befestigt. Die Schrauben 12 werden infolge der elastischen und plastischen Verformung des Werkstoffes (Stahl) des Wellenbocks 1 verspannt, so daß sich diese auch bei Stoß- oder Schwingbelastung im Betrieb nicht lockern können.

In Fig. 3, 4 und 5 ist ein abgeänderter Wellenbock 17 dargestellt, welcher im vorliegenden Fall aus elastischem Kunststoff gefertigt ist. Dieser Wellenbock 17 hat jeweils

zwei zueinander parallel verlaufende Schlitze 18, 19 mit einer gemeinsamen Schraube 12. Die Schlitze 18, 19 und die zugehörigen Schrauben 12 sind relativ zur Längsmittenebene 9 des Wellenbocks 17 seitensymmetrisch angeordnet.

Die beiden in der Zeichnung (Fig. 3) oberen Schlitze 18 haben jeweils einen diesen radial nach innen verschließenden, die Aufnahmebohrung 3 des Wellenbocks 17 begrenzenden Steg 20. Dieser Steg verbindet jeweils die beiden Begrenzungsflächen des Schlitzes 18 miteinander, er ist einstückig mit dem Wellenbock 17 ausgebildet. Die beiden unteren, zur Aufnahmebohrung 3 hin offenen Schlitze 19 haben jeweils einen diesen radial nach außen verschließenden Steg 21. Der Steg 21 ist am von der Längsmittenebene 9 wegweisenden Ende des Wellenbocks 17 angeordnet.

Beim Einschrauben des inneren Endes 13 jeder Schraube 12 im dazugehörigen Gewindeloch der Fundamentplatte 6 werden die beiden Schlitze 18, 19 infolge elastischer Verformung des Wellenbocks 17 verengt. Jede Schraube hat ein durch die Bohrung 16 des Wellenbocks 17 bis zur Fundamentplatte 6 hindurchgreifendes inneren Ende, welches mit der Fundamentplatte 6 kraftschlüssig verbunden ist. Der Schraubenkopf befindet sich auf dem gegenüberliegenden äußeren Ende jeder Schraube 12. Dieser stützt sich kraftschlüssig auf den Wellenbock 17 ab, so daß die Schraube 12 auf Zug beansprucht ist.

Wegen der Verengung der Schlitze 18, 19 beim Anziehen der Schrauben 12 bildet sich infolge Schiefstellung des zwischen den beiden Schlitzen 18, 19 befindlichen scheibenförmigen Abschnittes 22 des Wellenbocks 17 ein längsgerichteter Wulst 23.

— 8 —

Dieser Wulst 23 ist besonders deutlich zu erkennen, wenn die Schrauben 12 angezogen werden während sich in der Aufnahmebohrung 3 des Wellenbocks 17 keine Welle 2 befindet (Fig. 4). Bei eingebauter Welle 2 drückt der Wulst 23 den elastischen Werkstoff (Kunststoff) des Wellenbocks 17 gegen die Mantelfläche der zylindrischen Welle 2 und verklemmt somit die Welle in der Aufnahmebohrung 3 des Wellenbocks 17. Beim Ausbauen der Welle 2 wird durch Herausschrauben der beiden Schrauben 12 aus ihren Gewindelöchern in der Fundamentplatte 6 eine Rückfederung des Werkstoffs der beiden Stege 20, 21 hervorgerufen, der Wulst 23 verschwindet dann und die Welle 2 kann aus der Aufnahmebohrung 3 ohne große Kraftanwendung axial herausgeschoben werden.

In den Fig. 6, 7 und 8 ist ein weiterer abgeänderter Wellenbock 24 aus einem Gießwerkstoff, vorzugsweise Stahlguß, gezeigt, bei dem zwei in der Höhe der Achse 4 der Welle 2 einander diametral gegenüberliegende Schlitze 25 vorhanden sind. Jeder Schlitz 25 wird durch einen Steg 26, der die Aufnahmebohrung 3 des Wellenbocks 24 begrenzt, radial nach innen verschlossen. Im übrigen ist jeder Steg 26 mit in axialer Richtung nebeneinander angeordneten, kleinen, durchgehenden Löchern 27 versehen. Diese Löcher 27 bewirken, daß der Werkstoff der beiden Stege 26 bei gegenseitigem Druck der beiden Begrenzungsflächen des Schlitzes 25 besonders leicht elastisch nachgibt. Beim Anziehen der Schrauben 12 und entsprechendem Verengen der Schlitze 25 braucht deshalb keine große Zugkraft durch die Schrauben übertragen zu werden. Bei der Verengung der Schlitze 25 bildet sich ein längsgerichteter Wulst 28 in der Nähe des betreffenden Schlitzes 25 (siehe strichpunktierte Darstellung in Fig. 8). Dieser Wulst 28 drückt radial nach innen gegen die Mantelfläche der zylindrischen Welle und verklemmt diese in der Aufnahmebohrung 3 des Wellenbocks 24.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel hat jede Schraube 12 an ihrem inneren Ende einen Schraubenkopf, welcher kraftschlüssig mit der Fundamentplatte 6 verbunden ist. Das äußere Ende jeder Schraube 12 ist mit einem Gewindeabschnitt versehen, welches in einem Gewindeloch 29 des Wellenbocks 24 eingeschraubt ist. Beim Einschrauben der Schrauben 12 in das Gewindeloch 29 wird das äußere Ende jeder Schraube 12 mit dem Wellenbock 24 kraftschlüssig verbunden.

Im Rahmen der Erfindung lassen sich die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele konstruktiv weiter abändern. Bei einem Wellenbock mit mehreren zueinander parallel verlaufenden Schlitzen brauchen diese nicht axial, sondern können radial durchgehend im Wellenbock angeordnet sein. Es sind dann radial gerichtete Stege vorhanden, welche die Schlitze auf der einen axialen Seite des Wellenbocks verschließen können (siehe Schlitze 7, 8 in Pig. I und 2). Vorzugsweise werden dabei die einzelnen Stege wechselseitig auf der einen und auf der anderen axialen Seite des Wellenbocks angeordnet.

Im übrigen kann die Aufnahmebohrung des erfindungsgemäßen Wellenbocks auch als Gleitlagerfläche dienen. Mit der bzw. den Schrauben wird dann das radiale Gleitlagerspiel eingestellt. Außerdem kann die Aufnahmebohrung des Wellen-5 bocks als Sitzfläche für den Außenring eines Gleit- oder Wälzlagers verwendet werden. Beim Anziehen der Schrauben wird dann der Außenring mit der vorgegebenen Sitzfestigkeit (Lossitz oder Festsitz) in der Aufnahmebohrung des Wellenbocks eingestellt. Ein und derselbe Wellenbock der Erfindung läßt sich somit für verschiedene Anwendungsfälle einsetzen.

- 10 -

Die Welle 2 kann zumindest im Bereich der Aufnahmebohrung 3 des Wellenbocks mit einer Längsnut versehen sein, deren Querschnitt der konvexen Wölbung des Wulstes 23 (Fig. 4) bzw. 28 (Fig. 8) entspricht und in die der Wulst 23, 28 des Wellenbocks beim Anziehen der Schrauben formschlüssig hineindrückt und eingreift. Die Welle 2 ist dann nicht nur durch Reibschluß, sondern auch durch Formschluß in der Aufnahmebohrung 3 des Wellenbocks Verdrehungssicher festgehalten.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Aus einem verformbaren Werkstoff hergestellter einteiliger Wellenbock mit einer Aufnahmebohrung für die Welle und einer auf einer Fundamentplatte oder dgl. gestützten, längs der Achse der Welle verlaufenden Stützfläche und mindestens einem im wesentlichen parallel zu dieser Stützfläche verlaufenden, durch zwei einander gegenüberliegende Begrenzungsflächen gebildeten Schlitz, welcher zumindest auf einer Seite der senkrecht auf der Stützfläche stehenden, durch die Achse der Welle gehenden Längsmittenebene angeordnet ist und den jeweils zumindest eine auf Zug beanspruchte, die beiden Begrenzungsflächen durchstoßende Schraube überbrückt, welche sowohl zum Verengen des zugehörigen Schlitzes als auch zum Befestigen der Stützfläche des Wellenblocks auf der Fundamentplatte ein durch eine Bohrung des Wellenbocks bis zur Fundamentplatte hindurchgreifendes, mit dieser kraftschlüssig verbundenes, inneres Ende und ein gegenüberliegendes, mit dem Wellenbock kraftschlüssig verbundenes äußeres Ende aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Schlitz (7, 8, 18, 19, 25) ein oder mehrere, die

2 -

beiden Begrenzungsflächen des Schlitzes (7, 8, 18, 19,

25) miteinander verbindende einstückig mit dem Wellenbock (1, 17, 24) ausgebildete Stege (10, 11, 20, 21,

26) vorhanden sind.
2. Wellenbock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Stege (10, 11, 20, 21, 26) durch gegenseitigen Druck der beiden Begrenzungsflächen beim Verengen des zugehörigen Schlitzes (7, 8, 18, 19, 25) elastisch und/oder plastisch verformbar angeordnet ist.
3. Wellenbock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein den zugehörigen Schlitz (19) radial nach außen verschließender Steg (21) am von der Längsmittenebene (9) wegweisenden Ende des Wellenbocks (17) angeordnet ist.
4. Wellenbock nach einem der Ansprüche 1 bis, dadurch gekennzeichnet, daß ein den zugehörigen Schlitz (18, 25) radial nach innen verschließender, die Aufnahmebohrung (3) des Wellenbocks (17, 24) begrenzender Steg (20, 26) vorhanden ist.
5. Wellenbock nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Stege (26) mit durchgehenden Löchern (27) oder dgl. versehen ist.
6. Wellenbock nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Höhe der Achse (4) der Welle (2) einander diametral gegenüberliegende Schlitze (19, 25) vorhanden sind.
7. Wellenbock nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer oder auf beiden Seiten der Längsmittenebene (9) mehrere zueinander parallel und in Richtung der Achsen der Schrauben mit Abstand voneinander verlaufende Schlitze (7, 8; 18, 19) mit radial oder axial verlaufenden Stegen (10, 11; 20, 21) im Wellenbock (I^ 17) vorgesehen sind.
8. Wellenbock nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (18, 19, 25, 26) und die zugehörigen Schrauben (12) relativ zur Längsmittenebene (9) seitensymmetrisch angeordnet sind.
9. Wellenbock nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei radialem Verlauf der Stege (10, 11) diese beidseitig der Längsmittenebene (9) wechselseitig auf der einen und der anderen axialen Seite des Wellenbocks (1) angeordnet sind.
10. Wellenbock nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer zueinander paralleler Schlitze in Richtung der Achsen der Schrauben mit Abstand voneinander die Stege benachbarten Schlitze jeweils abwechselnd auf der gegenüberliegenden axialen Seite des Wellenbocks angeordnet sind.