DE3315769C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheiben­ befestigung der dem Oberbegriff des Patentanspruchs entsprechenden Art.

Eine solche Scheibenbefestigung ist aus der Firmenschrift "Konstruieren mit BIKON-Tecknik" Ausgabe 1979, Seite 34 bekannt. Bei der bekannten Ausführungs­ form ist die Scheibe der Boden einer Bandantriebs­ trommel für das Förderband eines Bandförderers, wie er beispielsweise im Braunkohlentagebau Verwendung findet. Derartige Bandantriebstrommeln können entsprechend der Breite der Förderbänder Längen von 2 bis 3 m aufweisen. Sie übertragen durch bloße Reibung am Trommelumfang Leistungen bis etwa 1500 kW auf das Förderband. Dem­ entsprechend ist der Zug des Förderbandes erheblich. Die Bandantriebstrommeln besitzen eine durchgehende Welle, die Durchmesser bis zu 500 mm aufweisen kann und axial außerhalb der Bandantriebstrommeln gelagert ist. Trotz der starken Bemessungen der Welle kommt es noch zu gewissen Durchbiegungen. Diese Durchbiegungen werden über die Konusspannanordung auf den Nabenflanschring übertragen. Die Schrauben, die ihn mit dem Trommelboden verbunden, erfahren also beim Umlauf der Trommel außer den durch die Übertragung des Drehmoments bedingten Scherspannungen immer wieder überlagerte Zugspannungs­ spitzen, die auf die Wellenbiegung zurückzuführen sind. Durch diese Dauerschwellbeanspruchung kann es zu Brüchen der Schrauben kommen.

Bei einer in der DE-OS 28 01 446 gezeigten Aus­ führungsform ist kein separater Nabenflanschring vor­ handen, sondern der Trommelboden im Bereich der Verbin­ dung mit der Welle verdickt. Dies bedeutet jedoch eine erhebliche Verteuerung des Trommelbodens, weil er unter Zerspanung einer großen Materialmenge aus dem vollen gedreht oder aber in aufwendiger Weise gegossen oder geschmiedet werden muß. Vorgezogen wird eine Fertigung des Trommelbodens aus Plattenmaterial. Bei einer anderen in der DE-OS 28 01 445 gezeigten Ausführungsform ist der Nabenflanschring mit dem Trommelboden verschweißt. Für die Schweißnaht ergibt sich die gleiche Beanspruchung wie für die bei der erstgenannten Ausführungsform vor­ handenen axialen Schrauben. Im übrigen aber ist das Problem bei der letztgenannten Ausführungsform nicht so dringend, weil dort keine durchgehende Welle, sondern ein Wellenrohr relativ großen Durchmessers vorhanden ist, welches dementsprechend biegesteif ist, so daß die Probleme mit der Umlaufbiegung in den Hintergrund treten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Befestigung einer Scheibe auf einer Welle entsprechend dem Oberbegriff so auszubilden, daß die durch die Um­ laufbiegung auf die am Radialflansch angeordneten Schrau­ ben ausgeübten Beanspruchungen vermindert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Die Wirkung kommt dadurch zustande, daß der Nabenflanschring nicht ausschließlich durch die axialen Schrauben mit der Scheibe verbunden ist, sondern der eine Konusring den Nabenflanschring in dem einen Teil­ bereich unmittelbar gegen den Innenumfang der Mitten­ öffnung der Scheibe verspannt, so daß auf diesem Wege ein Teil der Kräfte direkt in die Scheibe übergeleitet wird und die am Radialflansch angreifenden Schrauben jedenfalls davon entlastet sind.

Der Ausdruck "radial dünnwandig" soll bedeuten, daß der Nabenflanschring in diesem Teilbereich einer radialen Verformung beim Anziehen der axialen Spann­ schrauben durch die Keilwirkung des dortigen Konusrings keinen großen Widerstand entgegensetzt, so daß die Klemmwirkung des Konusrings sich an der Innenumfangs­ fläche der Mittenöffnung weitgehend unvermindert aus­ wirkt. Im Gegensatz dazu bedeutet "radial dickwandig", daß der andere Teilbereich des Nabenflanschrings eine solche radiale Erstreckung aufweist (und natürlich ungeschlitzt ist), daß er die radiale Klemmkraft des dortigen anderen Einzelkonusrings abfangen kann.

Dies bringt gleichzeitig den Vorteil mit sich, daß die Scheibe nicht die volle Radialkraft der Konus­ spannanordnung auszuhalten hat, die sich ja in dem Bereich um die Mittenöffnung herum mit den durch die Umlaufbiegung bedingten Beanspruchungen überlagern würde, sondern nur einen entsprechend verminderten Teil. Das erlaubt eine schwächere Dimensionierung des Trommel­ bodens im Bereich der Mittenöffnung.

Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung nicht nur im Falle der Bandantriebstrommeln, wo besonders hohe Kräfte senkrecht zur Achse auftreten, sondern auch im Falle von sonstigen Unterstützungs- oder Tragtrommeln, die eine lange Achse haben und bei denen deshalb das Problem der Umlaufbiegung zu beachten ist. Auch beim Bremsscheiben für industrielle Zwecke und in ähnlichen Anwendungsfällen hat die Erfindung Vorteile.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Sie zeigt einen Teillängsschnitt durch eine Bandantriebstrommel.

Die als Ganzes mit 10 bezeichnete Bandantriebs­ trommel umfaßt einen die eingentliche Trommel bildenden zylindrischen Mantel 1, der auf einer in der Länge nach koaxial durchgreifenden Welle 2 angeordnet ist. In der Nähe des in der Zeichnung rechten Endes 3 des Mantels 1 ist ein Trommelboden 4 in Gestalt einer radialen Scheibe angeordnet, die bei 5 am Innenumfang des Mantels ver­ schweißt ist. Die Scheibe 4 ist durch eine als Ganzes mit 20 bezeichnete Konusspannanordnung auf der Welle 2 drehfest verspannt.

Die Konusspannanordnung 20 umfaßt einen als Doppelkonusring ausgebildeten Nabenflanschring 6 sowie zwei einzelne Konusringe 7 und 8. Die einzelnen Konus­ ringe 7, 8 besitzen zylindrische Innenumfangsflächen 9, 11, mit denen sie auf der Welle 2 aufsitzen. Die Außenumfangs­ flächen 13, 14 der Konusringe 7, 8 sind konisch ausgebildet und wirken mit den im wesentlichen gleichen Durchmesser und in jedem Fall gleichen Konuswinkel aufweisenden konischen Innenumfangsflächen 15, 16 des Nabenflansch­ ringes 6 zusammen. Die Konuswinkel können gleich oder verschieden sein und im Selbsthemmungsbereich oder außerhalb desselben liegen. Das Zusammenwirken erfolgt in der Weise, daß beim Anziehen der Spannschraube 12, die Durchgangsbohrungen in dem Konusring 8 durchgreifen und in Gewindebohrungen des Konusrings 7 eingreifen, die Konusringe 7, 8 einander angenähert werden und durch die Keilwirkung eine radiale Klemmkraft erzeugt wird.

Aus Gründen der Zentrierung besitzt der Naben­ flanschring 6 axial zwischen den Konusflächen 15, 16 einen raidal nach innen gerichteten Umfangssteg 17, der mit seiner zylindrischen Innenumfangsfläche auf der Welle 2 aufsitzt und ebenfalls in Durchgangsboh­ rungen von den Spannschrauben 12 durchgriffen ist.

In dem der Dicke der Scheibe 4 entsprechenden Teilbereich 18 der axialen Erstreckung des Nabenflansch­ ringes 6 ist dieser radial dünnwandig ausgeführt, wie durch den Pfeil 19 angedeutet ist. Der dortige Konus­ ring 7 ist also in der Lage, beim Anziehen der Spann­ schrauben 12 den Nabenflanschring 6 in dem Bereich 18 raidal nach außen zu verformen, so daß die zylindrische Außenumfangsfläche 21 des Nabenflanschringes 6 fest gegen die zylindrische Innenumfangsfläche 22 der Mitten­ öffnung der Scheibe 4 gepreßt wird und sich somit ein direkter Reibungsschluß zwischen der Scheibe 4 und der Welle 2 ergibt.

In dem in der Zeichnung rechten Teilbereich 23 der axialen Erstreckung des Nabenflanschtinges 6 ist dieser raidal dickwandig, wie durch den Pfeil 24 ange­ deutet ist. Die durch die Wirkung des Konusrings 8 beim Anziehen der Spannschrauben 12 erzeugten Radialkräfte können also von dem Nabenflanschring 6 in dem Bereich 23 abgefangen werden. Diese Radialkräfte werden also nicht in die Scheibe 4 eingeleitet.

In dem Teilbereich 23 bildet der Nabenflansch­ ring 6 einen Radialflansch, der axial an dem Rand der Mittenöffnung der Scheibe 4 anliegt und dort durch über den Umfang verteilte axiale Schrauben 25 mit der Scheibe 4 verbunden ist. Die Schrauben 25 übertragen jedoch nur einen Tel der Gesamtbeanspruchung, während ein anderer Teil durch die Pressung an dem Flächenpaar 21, 22 weiter­ geleitet wird.

Damit die axiale Spannkraft der Spannschrauben 12 möglichst vollständig zur Erzeugung einer radialen Klemm­ kraft umgesetzt werden kann, empfiehlt es sich, die Konusringe 7, 8 in einer durch die Achse gehenden Ebene zu schlitzen, wie durch die fehlende Schraffierung in der Zeichnung angedeutet ist. Der Nabenflanschring 6 darf in dem Teilbereich 23 natürlich nicht geschlitzt sein, weil er dort ja die Ringspannung aufnehmen soll.

Claims (1)

1. Befestigung einer Scheibe auf einer Welle, insbesondere eines Trommelbodens von Bandantriebs-, Förder- oder Stütztrommeln, einer Bremsscheibe oder dergleichen, mit einem die Welle umgreifenden, in einer Mittenöffnung der Scheibe angeordneten separaten Naben­ flanschring, der einerseits mit einem Radialflansch axial gegen den Rand der Mittenöffnung der Scheibe anliegt und dort an der Scheibe durch axiale Schrauben und andererseits auf der Welle mittels einer Konusspann­ anordnung befestigt ist, welche zwei in Achsrichtung hintereinander angeordnete Konusringe mit zylindrischen Innenumfangsflächen, die auf der Welle sitzen, und als entgegengesetzt geneigte Konusflächen ausgebildeten Außenumfangsflächen sowie einen Doppelkonusring mit einer zylindrischen Außenumfangsfläche und einer durch zwei einander entgegengesetzt geneigte, den Konus­ flächen der beiden einzelnen Konusringe entsprechende Konusflächen gebildeten Innenumfangsflächen umfaßt, wobei die beiden einzelnen Konusringe durch axiale Spann­ schrauben gegeneinander anziehbar sind und unter Ab­ gleiten längs der Konusflächen den Nabenflanschring radial gegen die Welle verspannt, dadurch gekennzeichnet, daß

   • a) der Nabenflanschring und der Doppelkonusring einstückig ausgebildet sind,
   • b) der Nabenflanschring (6) mit einer zylindrischen Außenumfangsfläche (21) an der Innenumfangsfläche der Mittenöffnung der Scheibe (4) anliegt und auf diesem ra­ dial innerhalb der Scheibe (4 ) liegenden axialen Teilbe­ reich (18) über die axiale Länge eines Konusrings (7) dünnwandig (19) ausgeführt ist,
   • c) der Nabenflanschring (6) in dem axial außer­ halb der Scheibe (4) gelegenen anderen Teilbereich (23) radial dickwandig (24) ausgeführt ist und dort den Radialflansch bildet.