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Bezeichnung: Anordnung zur lösbaren Reibschlußverbindung
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zwischen einer als Hohlwelle ausgebildeten Getriebeeingangswelle
und einer in diese einschiebbaren Antriebswelle.
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur lösbaren Reibschlußverbindung
zwischen einer als Hohlwelle ausgebildeten und in beabstandeten Lagern innerhalb
eines Gehäuses gelagerten Getriebeeingangswelle und einer in diese einschiebbaren
Antriebswelle.
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Bei bekannten Anordnungen dieser Art ragt die als Hohlwelle ausgebildete
Getriebeeingangswelle aus dem Gehäuse heraus und ist mit einem Klemmstück versehen,
das die Hohlwelle mit großer Kraft radial nach einwärts zusammendrückt und so die
drehfeste Verbindung zur Antriebswelle herstellt. Solche Klemmverbindungen sind
jedoch mechanischen Beschädigungen und Korrosionen ausgesetzt. Nach einer gewissen
Betriebszeit sind sie daher schwer zu lösen. Auch benötigen sie ziemlich viel Platz
in axialer Richtung.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnungen besteht darin,
daß sich kein einfacher Überlastungsschutz zwischen der Getriebeeingangswelle und
der Antriebswelle anordnen läßt, der bei Uberlastung die Klemmverbindung aufhebt.
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Aus der DE-OS 29 23 902 ist es bekannt, zwischen einer Welle und einer
auf dieser drehfest anzubringenden Nabe eine an den Enden geschlossene doppelwandige
Hülse anzuordnen, deren zwischen den beiden Wandungen gebildeter Ringraum mit Flüssigkeit
gefüllt ist, die unter Druck gesetzt werden kann. Hierbei dehnen sich die Wandungen
der Hülse aus und stellen eine Reibschlußverbindung zwischen Welle und Nabe her.
Bei Uberlastung kann der Druck leicht zum Abfallen gebracht werden, wodurch augenblicklich
die Verbindung zwischen der Welle und der Nabe aufgehoben wird. Eine solche Wellen-Naben-Verbindung
benötigt jedoch in axialer Richtung beträchtlich viel Platz, wie er insbesondere
innerhalb eines optimal bemessenen Getriebegehäuses nicht vorhanden ist. Auch kann
im Fall der Anwendung bei einer Anordnung der eingangs genannten Art die eingeschobene
Hülse nicht zu nahe in den Bereich der Lager gebracht werden, weil durch den hohen
Druck zwischen den Wandungen
der Hülse die Hohlwelle im Bereich
der Lager aufgeweitet würde und dadurch Schäden im Lager auftreten könnten.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur
lösbaren Reibschlußverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich ohne
Gefährdung der Lager platzsparend innerhalb des Getriebegehäuses anbringen läßt
und darüber hinaus eine einfache Uberlastungssicherung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Getriebeeingangswelle
eine vor den Lagern endende, mit Flüssigkeit gefüllte Ringkammer von geringer radialer
Weite ausgebildet ist und daß wenigstens an einem Ende der Getriebeeingangswelle
eine mit der Ringkammer in Verbindung stehende Einrichtung zum Ausüben von Druck
auf die Flüssigkeit und dadurch zum Festklemmen der Getriebeeingangswelle auf der
Antriebswelle vorgesehen ist.
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Bei der Erfindung ist demzufolge die bekannte Expansionshülse in die
hohle Getriebeeingangswelle integriert und enthält selbst eine mit Flüssigkeit gefüllte
Ringkammer in der erforderlichen axialen Länge sowie eine Einrichtung zum Druckausüben,
die einen bestimmten Platz auf der Außenseite des Getriebegehäuses einnimmt und
eine gesteuerte Ein- und Auskupplung des Reibschlusses zwischen der Hohlwelle und
der Antriebswelle auf minimalem Raum mit der Wirkung einer Keilverbindung herstellt.
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Bei kleinem Außendurchmesser der Hohlwelle kann diese mit einem freien
Ende versehen sein, das teilweise geschlossen und mit einer nach außen hin offenen
Ausnehmung versehen ist, in welcher die Einrichtung für das Unterdrucksetzen der
Ringkammer untergebracht ist. Eine geringe Wandstärke der Hohlwelle ist deshalb
kein Nachteil für die Anwendung der Erfindung. Außerdem oder alternativ kann das
Ende der Hohlwelle einen größeren Durchmesser als ihr übriger Teil aufweisen, wodurch
genügend Platz für die Unterbringung der Einrichtung zum Unterdrucksetzen geschaffen
wird. Dadurch wird gleichzeitig natürlich auch das Lager auf dieser Seite der Hohlwelle
größer, was jedoch keinen Nachteil darstellt.
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Wenn die Klemmung der Hohlwelle aus irgend-einem Grund nicht ausreicht,
um das erforderliche Drehmoment zu übertragen, beispielsweise bei unzureichender
Montage oder augenblicklicher Überlastung, kann ein Gleiten zwischen den Wellen
in Umfangsrichtung auftreten. Wenn dieses Gleiten über längere Zeit andauert, entsteht
eine Scherwirkung zwischen Hohlwelle und Antriebswelle, und, da diese Scherwirkung
in einem Getriebe mit kleinem Spiel zwischen den rotierenden Teilen eingeht, ist
die normale Folge, daß das ganze Getriebe abschert und unbrauchbar wird. Um dies
zu verhindern, sieht ein besonderes Ausbildungsmerkmal der Erfindung vor, daß die
Antriebswelle ein radial nach auswärts erstreckendes Glied aufweist und daß an der
Getriebeeingangswelle eine von dem Glied aus lösbare Einrichtung angeordnet ist,
die bei Relativdrehung zwischen den beiden Wellen die Ringkammer vom Flüssigkeitsdruck
entlastet.
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Schließlich kann gemäß noch einem weiteren Ausbildungsmerkmal der
Erfindung das Vorhandensein eines auf der Getriebeeingangswelle drehfest angeordneten
Zahnrades mit Vorteil dazu verwendet werden, eine Deformation der Hohlwelle radial
nach auswärts infolge des hohlen Drucks in der Ringkammer zu vermeiden, indem die
axiale Erstreckung der Ringkammer im wesentlichen mit der axialen Erstreckung der
Nabe des Zahnrades übereinstimmt.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung bei einer als Stummelwelle
ausgebildeten Antriebswelle und Fig. 2 einen entsprechenden Längsschnitt durch eine
alternative Ausführungsform, bei welcher die Antriebswelle als durchgehende Welle
innerhalb der Getriebeeingangswelle ausgebildet ist.
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Figur 1 zeigt im Längsschnitt einen Teil eines Getriebegehäuses 1
für ein sogenanntes Zapfengetriebe. Im Getriebegehäuse 1 ist eine als Eingangswelle
dienende Hohlwelle 2 drehbar in zwei beabstandeten Lagern 3, 4 gelagert und trägt
dazwischen ein Zahnrad 5, das mittels einer Paßfeder 6 drehfest mit der Hohlwelle
2 verbunden ist. Die Hohlwelle 2 ist an ihrem einen Ende 2a völlig offen und nimmt
eine in sie eingeschobene Abtriebswelle 7 einer (nicht gezeigten) Antriebsmaschine
wie beispielsweise eines Elektromotors auf. Innerhalb der Hohlwelle 2 ist nahe der
die Antriebswelle 7 aufnehmenden Bohrung 8 eine koaxial zur Wellenachse verlaufende
Ringkammer 9 von verhältnismäßig geringer radialer Weite angeordnet. Die Ringkammer
9 erstreckt sich in axialer Richtung bis in die Nähe der Lager 3, 4 und ist, wie
an sich für die Zusammenkpplung einer Welle mit einer auf dieser angeordneten Nabe
durch ein eingeschobenes Element bekannt (DE-OS 29 23 902), eine dünnwandige Hülse,
in welcher die erwähnte Ringkammer sich befindet und so die Verbindung herstellt.
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In gleicher Weise wie bei der bekannten Kupplung ist bei der im Ausführungsbeispiel
gezeigten Anordnung die Ringkammer 9 der Hohlwelle 2 mit einer Einrichtung lo zum
Unterdrucksetzen der Ringkammer 9 mit einer Druckflüssigkeit für die elastische
Verformung der Bohrungsfläche 8 in Reichtung zur Antriebswelle 7 sowie einer Einrichtung
11 zum Druckentlasten der Ringkammer 9 versehen, wenn die Freikupplung der Hohlwelle
2 gegenüber der Antriebswelle 7 gewünscht wird. Die Einrichtung 10 umfaßt einen
Kolben 12, der mit einer Schraube 13 abgedichtet verschiebbar in einer Bohrung 14
verschieblich ist, die über einen Kanal 15 mit der Ringkammer 9 verbunden und in
einem teilweise geschlossenen Ende 16 der Hohlwelle 2 in der Verlängerung der Antriebswelle
7 gelegen ist Die Einrichtung 11 besteht einerseits aus einem axial an der Stirnseite
der Hohlwelle 2 vorstehenden Stift 17, der exzentrisch in das teilweise geschlossene
Ende 16 der Hohlwelle 2 eingesetzt ist und mit einer nach außen geschlossenen Bohrung
über einen Kanal 18 mit der Ringkammer 9 in Verbindung steht, und zum anderen aus
einem radialen Arm 19, der über eine zapfenförmige Verlängerung 20 an der Antriebswelle
7 befestigt
ist und bei einer Relativbewegung zwischen den Wellen
2, 7 in Drehrichtung den Stift 17 abreißt, so daß die Druckflüssigkeit aus der Ringkammer
9 auszuströmen vermag und sich die Hohlwelle 2 von der Antriebswelle 7 lösen kann.
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Beim Zusammenbau des in Fig. 1 gezeigten Zapfengetriebes ist die Ringkammer
9 drucklos, und der Arm 19 ist von der zapfenförmigen Verlängerung 20 der Antriebswelle
7 abgenommen. Nachdem das Zapfengetriebe auf die Antriebswelle 7 derart aufgeschoben
ist, daß die zapfenförmige Verlängerung So durch die Zentralbohrung im Ende 16 der
Hohlwelle 2 herausragt, wird der Arm 19 in Eingriff mit dem Stift 17 auf die zapfenförmige
Verlängerung 20 aufgesetzt und mit dieser drehfest verbunden, so daß die Hohlwelle
2 im Betrieb, wenn sie auf der Antriebswelle 7 in Umfangsrichtung gleitet, den Stift
17 mit Hilfe des Arms 19 abreißt. Mit dem in dieser Stellung festgelegten Arm 19
wird dann die Schraube 13 der Einrichtung zum Unterdrucksetzen tiefer eingeschraubt,
so daß der Kolben 12 verschoben wird und der Druck in der Ringkammer 9 ansteigt,
bis ein (nicht gezeigtes) Druckbegrenzungsventil anspricht und dadurch den Maximaldruck
festlegt. Dadurch wird die Innenwand der Hohlwelle 2 innerhalb der Ringkammer 9
fest gegen die Antriebswelle 7 verspannt. Auch die außerhalb der Ringkammer 9 gelegene
Wand der Hohlwelle 2, wird sich in radialer Richtung axial außerhalb des Zahnrades
5 verformen; jedoch besteht, da die Ringkammer 9 mit Axialabstand zu den Lagern
3 und 4 endet, nicht die Gefahr, daß sich die Verformung auf die Lager 3, 4 überträgt.
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Die letztere nach außen gerichtete radiale Verformung kann ziemlich
groß werden, wenn man gezwungen ist, den Außendurchmesser der Hohlwelle 2 aus Platzgründen
zu vermindern. In diesem Fall ist es ratsam, die Ringkammer 9 in ihrer axialen Erstreckung
zu verkleinern, so daß die Erstreckung sich nur auf das Zahnrad 5 beschränkt und
die entstehenden Radialkräfte vom Zahnrad 5 aufgenommen werden, was ziemlich hohe
Drücke in der Ringkammer 9 ermöglicht.
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Es ist jedoch auch möglich, das Getriebe zur Anbringung auf einer
durchgehenden Welle 7' auszubilden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.
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Hier ist das eine Ende 21 der Hohlwelle 20 im Durchmesser wesentlich
größer gehalten und nimmt sowohl die Einrichtung 10 zum Unterdrucksetzen der Ringkammer
9 als auch die Einrichtung 11 zur Druckentlastung auf. Ein dem radialen Arm 19 in
Fig. 1 entsprechender Arm 22 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 mit einem Ring
23 fest verbunden, der drehfest auf der Antriebswelle 7' befestigt ist. Auch hier
ist eine Uberlastungssicherung durch die Relativbewegung zwischen dem Arm 22 und
der Einrichtung 11 in Drehrichtung erreicht, wie dies in Fig. 1 beim dortigen Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde.
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