DE3538060A1 - Passfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Paßfeder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei dynamisch hoch beanspruchten Paßfederverbin­ dungen (und zwar sowohl bei Axialpaßfedern als auch bei Querpaßfedern) bereitet die Abstimmung der Toleranz zwischen Paßfeder und Paßfedernut Schwierigkeiten. Einerseits ist aus Gründen einer leichten Montage und Demontage ein gewisses Einbauspiel erforderlich, andererseits wird - vor allem bei dynamisch hoch beanspruchten Ver­ bindungen - ein Arbeitsspiel von Null oder sogar eine genau definierte Vorspannung der Paßfeder in der Paßfedernut gefordert, da ein Spiel bei hohen dynamischen Beanspruchungen zu raschem Verschleiß führt.

Um Paßfedern spielfrei in die Paßfedernuten ein­ zubringen, ist es bekannt, die Paßfedern mittels eines Kühlmittels stark abzukühlen und in dem dadurch erreichten geschrumpften Zustand in die Paßfedernuten einzusetzen, so daß sich durch die Erwärmung auf Umgebungstemperatur ein spielfreier Sitz ergibt. Schwierigkeiten be­ reitet hierbei jedoch die Demontage der Paß­ federn.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Paßfeder zu schaffen, die sich einerseits leicht in die Paßfedernuten einsetzen und aus diesen Nuten lösen läßt, die jedoch andererseits kein Arbeitsspiel aufweist bzw. mit einer ge­ wünschten Vorspannung in den Paßfedernuten sitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Wird bei der erfindungsgemäßen Paßfeder ein Druckmittel in die Druckkammer eingeführt, so wird hierdurch auf die beiden mit Innengewinde versehenen Enden des Paßfeder-Außenteiles eine Kraft ausgeübt, die im Sinne einer axialen Streckung der Paßfeder wirkt und die damit eine leichte Verringerung der Paßfederbreite zur Fol­ ge hat. In diesem Zustand läßt sich die Paßfe­ der bequem in die Paßfedernuten einsetzen bzw. aus diesen Nuten lösen. Durch Entlastung der Druckkammer wird dann die axiale Streckung der Paßfeder aufgehoben. Die Paßfeder nimmt aufgrund ihrer elastischen Eigenschaften wieder ihre ur­ sprüngliche Form an und sitzt damit spielfrei bzw. mit einer gewünschten Vorspannung in den Paßfedernuten.

Da der Paßfeder-Querschnitt üblicherweise eine rechteckige Außenkontur besitzt, ist es zur Er­ zielung einer gleichmäßigen Verformung der Paß­ feder zweckmäßig, die Massenverteilung im Paß­ feder-Außenteil - bezogen auf die Längsachse - möglichst zu vergleichmäßigen. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß der Außenteil der Paßfeder im Bereich der vier Ecken des Querschnittes vor­ teilhaft mit wenigstens je einer in Längsrich­ tung der Paßfeder verlaufenden Bohrung zur Massenreduzierung versehen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Verbindung einer Welle mit einer Nabe mittels einer erfindungsgemäßen Axialpaßfeder,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenan­ sicht der Verbindung zweier Wellen mittels einer erfindungsgemäßen Quer­ paßfeder,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3,

Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine erfindungs­ gemäße Paßfeder,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie XI-XI der Fig. 5,

Fig. 7 und 8 einen Längs- bzw. Querschnitt durch ein weiteres Ausführungs­ beispiel der Erfindung.

Die Fig. 1 und 2 veranschaulichen in schemati­ scher Form die Verbindung einer Welle 1 mit einer Nabe 2 über eine erfindungsgemäße Paßfeder 3, die hier als Axialpaßfeder ausgebildet ist und in eine Nut 1 a der Welle 1 sowie in eine Nut 2 a der Nabe 2 eingreift.

Der konstruktive Aufbau der Paßfeder 3 wird an­ hand der Fig. 5 bis 8 noch näher erläutert.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Verbindung zweier mit einem Flansch 4 a bzw. 5 a versehener Wellen 4 und 5 über eine als Querpaßfeder ausgebildete erfin­ dungsgemäße Paßfeder 3. Diese Paßfeder 3 befin­ det sich in quer zur Achse der Wellen 4, 5 ver­ laufenden Nuten 4 b, 5 b der Flansche 4 a, 5 a und bewirkt eine drehfeste Verbindung der Flansche 4 a, 5 a, die im übrigen in axialer Richtung durch Schrauben 6 verbunden sind.

Anhand der Fig. 5 und 6 wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Paß­ feder 3 näher beschrieben.

Die Paßfeder 3 enthält einen Außenteil 7 mit rechteckiger, vorzugsweise quadratischer Außen­ kontur und einer zentralen, durchgehenden, zylindrischen Längsbohrung 8, die an ihren beiden Enden mit Innengewinde 9 bzw. 10 versehen ist.

In das am einen Ende der Paßfeder 3 vorgesehene Innengewinde 9 ist ein Verschlußteil 11 einge­ schraubt, der im Anschluß an den mit Außengewin­ de versehenen Bereich 11 a einen passend in die Längsbohrung 8 des Paßfeder-Außenteiles 7 ein­ greifenden Bereich 11 b aufweist, der mit einer Dichtung 12 versehen ist.

Der Verschlußteil 11 bildet zusammen mit einem in der Längsbohrung 8 gleitbeweglichen Kolben 13 eine Druckkammer 14, in die über eine im Ver­ schlußteil 11 vorgesehene Anschlußbohrung 11 c ein vorzugsweise hydraulisches Druckmittel ein­ führbar ist.

Der mit einer Dichtung 15 versehene Kolben 13 steht über einen langgestreckten Verbindungs­ teil 16, dessen Durchmesser etwas kleiner als der der Längsbohrung 8 ist, mit einem Gewinde­ teil 17 in Verbindung, der in das Innengewinde 10 am anderen Ende der Paßfeder 3 eingeschraubt ist. Der Kolben 13, der Verbindungsteil 16 und der Gewindeteil 17 sind zweckmäßig einstückig ausgebildet.

Die Außenkantenlänge des Querschnitts des Paß­ feder-Außenteiles 7 ist im Bereich der beiden Paßfederenden (d.h. im Bereich der Länge der Innengewinde 9 und 10) etwas geringer als im übrigen Bereich der Paßfederlänge. Hierdurch er­ geben sich in der Außenkontur der Paßfeder 3 die Stufen 18 und 19.

Die Funktion der in den Fig. 5 und 6 veranschau­ lichten Paßfeder ist damit folgendermaßen:

Wird durch die Anschlußbohrung 11 c ein hydrau­ lisches Druckmittel in die Druckkammer 14 einge­ führt, so wird der Kolben 13 nach oben gedrückt, wodurch über den Verbindungsteil 16 und den Ge­ windeteil 17 sowie über den Verschlußteil 11 auf die beiden axialen Enden des Paßfeder-Außentei­ les 7 eine Kraft ausgeübt wird, die im Sinne einer axialen Streckung der Paßfeder wirkt. Die Paßfederbreite B (d.h. die Erstreckung der Paß­ feder 3 in der Richtung, in der sie im Betrieb das Drehmoment überträgt), wird durch diese axiale Streckung der Paßfeder etwas verringert. In diesem Zustand läßt sich die Paßfeder 3 da­ her leicht in die Nuten 1 a, 2 a der Welle 1 bzw. der Nabe 2 (vgl. das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2) einsetzen. Wird dann die Druckkammer 4 wieder entlastet, so kehrt die Paßfeder 3 auf­ grund ihrer elastischen Eigenschaften wieder in ihre ursprüngliche Form zurück, so daß sie dann spielfrei bzw. mit einer gewünschten Vor­ spannung in den Nuten 1 a, 2 a sitzt.

Um die Paßfeder 3 aus den Nuten 1 a, 2 a zu ent­ fernen, wird die Druckkammer 14 erneut durch Zu­ führung eines hydraulischen Druckmittels unter Druck gesetzt, so daß die Paßfeder 3 in axialer Richtung gestreckt und dadurch in ihrer Breite B geringfügig verkleinert wird. Ein Ausbau ist dann mühelos möglich.

Bei dem in den Fig. 7 und 8 veranschaulichten weiteren Ausführungsbeispiel weist der Außen­ teil 7 im Bereich der vier Ecken des Querschnittes je eine in Längsrichtung der Paßfeder 3 verlaufen­ de Bohrung 20, 21, 22, 23 auf. Hierdurch wird die Masse des Paßfeder-Außenteiles 7 reduziert (was die axiale Streckung der Paßfeder durch das hydraulische Druckmittel erleichtert); zugleich wird die Massenverteilung im Außenteil 7 - bezogen auf die Längsachse 24 - vergleichmäßigt, was wesentlich dazu beiträgt, daß sich bei einer axialen Streckung der Paßfeder die Breite B über die gesamte seitliche Außenfläche der Paßfeder gleichmäßig verringert.

Claims (7)

1. Paßfeder zur drehfesten Verbindung zweier Maschinenteile, die mit je einer zur Aufnahme der Paßfeder (3) dienenden Nut versehen sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Paßfeder (3) enthält einen Außenteil (7) mit einer zentralen, durchgehenden Längsbohrung (8), die an ihren beiden Enden mit Innengewinde (9, 10) versehen ist;
• b) in das Innengewinde (9) am einen Ende der Paßfeder (3) ist ein Verschlußteil (11) eingeschraubt, der zusammen mit einem in der Längsbohrung (8) gleitbeweglichen Kolben (13) eine Druckkammer (14) bildet;
• c) der Kolben (13) steht über einen Verbindungs­ teil (16), dessen Durchmesser kleiner als der der Längsbohrung (8) ist, mit einem in das Innengewinde (10) am anderen Ende der Paßfeder (3) eingeschraubten Gewindeteil (17) in Verbindung;
• d) zur zeitweisen Verringerung der Paßfeder­ breite (B) durch axiale Streckung der Paß­ feder (3) ist in die Druckkammer (14) ein Druckmittel über eine im Verschlußteil (11) vorgesehene Anschlußbohrung (11 c) einführbar.

2. Paßfeder nach Anspruch 1 mit einer rechtecki­ gen Außenkontur des Paßfeder-Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenteil (7) im Bereich der vier Ecken des Querschnittes mit wenigstens je einer in Längsrichtung der Paßfeder (3) verlaufenden Bohrung (20, 21, 22, 23) zur Massenreduzierung versehen ist.

3. Paßfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Außenkantenlänge des Querschnitts des Paßfeder-Außenteiles (7) im Bereich der beiden Paßfederenden über eine dem Innenge­ winde (9, 10) entsprechende axiale Länge et­ was geringer als im übrigen Bereich der Paß­ federlänge ist.

4. Paßfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Verschlußteil (11) im Anschluß an den mit Außengewinde versehenen Bereich (11 a) einen passend in die Längsbohrung (8) des Paßfeder-Außenteiles (7) eingreifenden Bereich (11 b) aufweist, der mit einer Dich­ tung (12) versehen ist.

5. Paßfeder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein hydraulisches Druckmittel.

6. Paßfeder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Axialpaßfeder.

7. Paßfeder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als Querpaßfeder.