DE3714506A1

DE3714506A1 - Positive connection of two coaxial shaft components, particularly hollow shaft components

Info

Publication number: DE3714506A1
Application number: DE19873714506
Authority: DE
Inventors: Wilfried Schraufstetter; Erhard Dr Ing Zieringer
Original assignee: ZIERINGER ERHARD
Current assignee: ZIERINGER ERHARD
Priority date: 1987-04-30
Filing date: 1987-04-30
Publication date: 1988-11-10

Abstract

A positive rigid coupling of two coaxial shaft components, particularly hollow shaft components (2), is described, the two shaft components being held axially against one another. In order to provide a positive rigid coupling of two coaxial shaft components which is not only simply designed but can also be detached again simply and quickly without the relevant components protruding beyond the external diameter of the shaft, bores (4) are arranged in the oppositely lying, otherwise flat faces (1) of two shaft components (2), with bolts (5), pins or the like being inserted in these bores. If the bores (4) lie on at least one pitch circle and are uniformly distributed over the latter, axially successive shaft components (2) can be arranged in a staggered relationship to one another even at the angle of rotation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine formschlüssige, feste Kupp lung zweier koaxialer Wellenteile, insbesondere Hohlwel lenteile, wobei beide Wellenteile axial gegeneinander ge halten sind.The invention relates to a form-fitting, fixed dome tion of two coaxial shaft parts, especially hollow shaft lenteile, wherein both shaft parts ge axially against each other are holding.

Kupplungen zwischen zwei koaxialen Wellenteilen, über die auch Drehmomente übertragen werden sollen, werden bis her nach verschiedenen Methoden vorgenommen.Couplings between two coaxial shaft parts, over which are also to be transmitted torques are up to forth according to different methods.

So sind Schalenkupplungen bekannt, bei denen auf zwei sich gegenüberliegende Wellenenden Halbschalen aufgebracht werden, die miteinander verbunden werden. Diese Schalen weisen einen Außendurchmesser auf, der um ein Mehrfaches größer ist, als der Wellendurchmesser (vgl. DIN 115).So cup couplings are known in which on two opposite shaft ends half shells applied that are connected to each other. These bowls have an outer diameter that is several times is larger than the shaft diameter (see DIN 115).

Auch Scheibenkupplungen weisen einen Außendurchmesser auf, der wesentlich größer ist, als der Wellendurchmesser (z.B. DIN 760).Disc clutches also have an outer diameter which is much larger than the shaft diameter (e.g. DIN 760).

Sowohl bei Schalen-, als auch bei Scheibenkupplungen erübrigt sich allerdings eine axiale Verspannung der beiden Wellenteile.Both with cup and disc clutches however, there is no need for axial bracing of the two Shaft parts.

Weiterhin ist es bekannt, die Enden von Wellen mit ei ner Plan-Kerbverzahnung (z.B. die sogenannte Hirth-Verzah nung) zu versehen, um damit eine formschlüssige Kupplung zu bilden. Dabei werden die Stirnseiten von zu verbindenden Wellenteilen mit jeweils einem Stirn-Zahnkranz versehen, wobei dann jeweils ein Zahn eines Wellenendes in die Zahn lücke des anderen Wellenendes eingreift. Sind auf den Wel len Aufbauten, wie Schnecken, Paddel, Flügel od.dgl. ange ordnet, die über den Umfang verteilt nach bestimmten Win keln verteilt angeordnet sind, so muß bei der Herstellung und beim Zusammenbau solcher Wellenteile genau darauf ge achtet werden, daß jeweils die Zähne und Zahnlücken in ei ner bestimmten Winkelausrichtung hergestellt werden und dann auch die richtigen Wellenenden miteinander verbunden werden. In der Regel wird dabei bei einem Wellenteil in ei nem bestimmten Drehwinkel an einem Ende ein Zahn und bei demselben Drehwinkel am entgegengesetzten Wellenende eine Zahnlücke vorgesehen. Furthermore, it is known to egg the ends of waves ner splines (e.g. the so-called Hirth splines tion) to provide a positive coupling form. The end faces of are to be connected Provide shaft parts with a front sprocket, then one tooth of each shaft end in the tooth gap engages the other shaft end. Are on the world len structures such as snails, paddles, wings or the like. attached ranks that spread over the scope according to certain win keln are arranged distributed, so must during production and when assembling such shaft parts ge exactly on it care is taken that the teeth and tooth gaps in each case ner certain angular orientation are produced and then the right shaft ends are connected will. As a rule, with a shaft part in egg at a certain angle of rotation at one end and at same angle of rotation at the opposite shaft end Tooth gap provided.

Dies mag dann befriedigend sein, wenn dieses Wellen teil immer nur in der einen Ausrichtung eingebaut werden soll und es nicht notwendig ist oder wünschenswert wäre, eines dieser Wellenteile, z.B. eine Schneckenwelle od.dgl., in entgegengesetzter Ausrichtung einzubauen.This may be satisfactory if this waves parts are only ever installed in one orientation should and it is not necessary or desirable, one of these shaft parts, e.g. a worm shaft or the like, to be installed in the opposite direction.

Bekannt ist weiterhin, insbesondere bei Hohlwellentei len mit einer inneren, durchgehenden Kernwelle, diese Kern welle als Keilnutwelle auszubilden. Die Hohlwellen weisen dann innen Nuten auf und werden über die Keilnutwelle ge schoben. In die Nut (bzw. Nuten) der Hohlwelle und in eine oder mehrere Nuten der Keilnutwelle wird ein Keil oder eine Feder eingeschoben, um eine formschlüssige Verbindung zwi schen Hohlwelle und Keilnutwelle herzustellen. Die Keile oder Federn können dabei axial auf der Keilnutwelle so an gebracht werden, daß ein Keil in die Enden zweier benach barter Hohlwellen eingreift.It is also known, especially with hollow shaft components len with an inner, continuous core wave, this core wave form as a spline. The hollow shafts point then grooves on the inside and are ge over the spline shaft pushed. In the groove (or grooves) of the hollow shaft and in one or several grooves of the spline shaft becomes a spline or one Spring inserted to a positive connection between hollow shaft and keyway shaft. The wedges or springs can axially on the keyway shaft brought that a wedge in the ends of two neigh bearded hollow shafts engages.

Im Prinzip haben sich alle diese Kupplungen bzw. Wel lenverbindungen seit Jahrzehnten bewährt, solange nicht einzelne Teile einer solche Kupplung oder Wellenverbindung sehr oft ausgetauscht werden müssen.In principle, all of these clutches or Wel Oil connections have been tried and tested for decades, as long as not individual parts of such a coupling or shaft connection need to be replaced very often.

Ein solches Austauschen ist insbesondere bei Schneckenwellen erforderlich, bei denen verschiedene Schnecken-Hohlwellen auf einer insbesondere durchgehenden Kernwelle angeordnet sind, wenn aus bestimmten Gründen eine dieser Schnecken-Hohlwellen ausgetauscht werden soll.Such an exchange is particularly important for Worm shafts required where different Hollow worm shafts on a particularly continuous Core shaft are arranged if for certain reasons this hollow screw shaft is to be replaced.

Solche Schneckenwellen sind sehr hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, was hin und wieder dazu führt, daß sich die Kupplungen bzw. Wellenverbindungen "festfressen". Es ist dann sehr schwierig, die Kupplung bzw. Wellenverbin dung zu lösen, insbesondere da bei den zuvor beschriebenen Lösungen eine Hohlwelle erst dann gegenüber einer zweiten Hohlwelle bzw. der Kernwelle verdreht werden kann, wenn beide soweit von einander gelöst sind, daß die mechanischen Haltemittel (Keil, Feder, Zähne) nicht mehr im Eingriff stehen. D.h. ein Lösen kann zuerst nur durch Auseinander ziehen in axialer Richtung vorgenommen werden, bevor eines der Bauteile gegenüber einem anderen verdreht werden kann. Oftmals ist dieses axiale Auseinanderziehen aber nicht mehr möglich, sodaß die Welle völlig unbrauchbar geworden ist oder zersägt werden muß und eine neue Kupplung oder Wellen verbindung erstellt werden muß. Meistens muß dann auch die Kernwelle zerstört werden.Such worm shafts are very high mechanical Exposed to stress, which sometimes leads to the clutches or shaft connections "seize up". It is then very difficult to connect the coupling or shaft dung to solve, especially since in the previously described Only then solutions of a hollow shaft to a second one Hollow shaft or the core shaft can be rotated if both are so far apart from each other that the mechanical Holding means (wedge, spring, teeth) no longer in engagement stand. I.e. loosening can initially only be done by separating them pull in the axial direction before one the components can be rotated relative to another. However, this axial pulling apart is often no longer possible possible, so that the shaft has become completely unusable or must be sawn and a new clutch or shafts connection must be created. Most of the time, then Core wave will be destroyed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gat tungsgemäße formschlüssige, feste Kupplung zweier koaxialer Wellenteile zu schaffen, die nicht nur einfach ausgebildet ist, sondern sich auch einfach und schnell wieder lösen läßt, ohne daß diesbezügliche Bauteile über den Wellenau ßendurchmesser hervorstehen.The invention has for its object a gat form-fitting, fixed coupling of two coaxial To create shaft parts that are not just simply formed is, but also easy and quick to solve lets without related components over the Wellenau protruding outside diameter.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Kupplung sind die sich gegenüberliegenden Stirnflächen zweier zu verbindender Wellenteile im wesent lichen eben ausgebildet und stehen auf der Wellenachse senkrecht. In den Stirnflächen sind Bohrungen angeordnet, in die Bolzen, Stifte od.dgl. eingesetzt sind. Die form schlüssige Verbindung zwischen beiden Wellenabschnitten wird somit lediglich über diese Bolzen, Stifte od.dgl. vorgenommen. Im Normalfall des Lösens reicht es aus, die Verspannung der einzelnen Wellenteile gegeneinander zu lösen, die Wellenteile auseinander zu ziehen und z.B. das eine Wellenteil gegenüber den anderen Wellenteilen zu ver drehen und die Bolzen wieder in die Bohrungen einzuschie ben. Sollten sich die Wellenteile nicht mehr lösen lassen, so ist es nur notwendig, diese Bolzen zu zerstören, z.B. zu zersägen. Wird dabei exakt senkrecht zur Achse der Wellen teile gesägt, so wird zwar im Extremfall das eine Wellen teil um die Schnittbreite etwas kürzer, dies macht aber in den meisten Fällen nichts aus. Es sind dann auf alle Fälle neue Bolzen, Stifte od.dgl. zu verwenden, die jedoch ver glichen mit dem Erstellen eines neuen Stirn-Zahnkranzes od.dgl. relativ preiswert sind.This object is achieved by the invention. In the coupling according to the invention are the opposite End faces of two shaft parts to be connected essentially Lichen trained and stand on the shaft axis perpendicular. Bores are arranged in the end faces, in the bolts, pins or the like. are used. The form conclusive connection between the two shaft sections is thus only about these bolts, pins or the like. performed. In the normal case of loosening, it is sufficient that Bracing of the individual shaft parts against each other loosen, pull the shaft parts apart and e.g. the ver a shaft part against the other shaft parts turn and insert the bolts back into the holes ben. If the shaft parts can no longer be detached, so it is only necessary to destroy these bolts, e.g. to saw up. It becomes exactly perpendicular to the axis of the shafts parts sawn, in extreme cases this will be a wave partly a little shorter by the cutting width, but this makes in in most cases nothing. Then it is definitely new bolts, pins or the like. to use, however ver compared to the creation of a new forehead ring gear or the like. are relatively inexpensive.

Ein Zerstören eines Keiles oder einer Feder bei einer Nut-Feder-Verbindung zwischen zwei Wellenteilen und z.B. einer Keilnutwelle durch Zersägen od.dgl. ist - wenn die beiden Wellenteile aneinanderliegen - nur durch zusätzli ches Beschädigen der Keilnutwelle möglich. Eine Kernwelle braucht hier nicht beschädigt zu werden. Destroying a wedge or feather on one Tongue and groove connection between two shaft parts and e.g. a keyway shaft by sawing or the like. is - if the two shaft parts lie against each other - only by additional Damage to the spline shaft possible. A core wave need not be damaged here.

Man kann nun zwischen den beiden Wellenteilen auch ei ne z.B. ringförmige Dichtung anbringen, die zwar zum einen in eine ringförmige Nut eingelegt ist, um das Zusammenmon tieren zu erleichtern, die aber andererseits auch dafür sorgt, daß die beiden Wellenteile mindestens soweit von einander beabstandet sind, daß zwischen ihnen hindurch die Bolzen mittels eines Sägeblattes od.dgl. durchgesägt werden können. Diese Dichtung sorgt auch dafür, daß in den Bereich zwischen den beiden Wellenteilen, insbesondere in den Be reich der Bolzen, Stifte od.dgl. einerseits und zwischen die Wellenteile und die Kernwelle od.dgl. andererseits nichts eindringen kann.You can now also egg between the two shaft parts ne e.g. attach ring-shaped seal, which on the one hand is inserted in an annular groove to the assembly to facilitate animals, but also for that ensures that the two shaft parts at least as far from are spaced from each other that between them the Bolts or the like by means of a saw blade. be sawed through can. This seal also ensures that in the area between the two shaft parts, especially in the Be rich of bolts, pins or the like. on the one hand and between the shaft parts and the core shaft or the like. on the other hand nothing can penetrate.

Ist die formschlüssige Verbindung zwischen den Wellen teilen erst einmal aufgehoben, so kann dieses Wellenteil ge genüber den anderen Wellenteilen und auch gegenüber einer Kernwelle od.dgl. gedreht werden, da die Kernwelle eine glatte Oberfläche aufweisen kann. Ein Lösen dieses Wellen teils von der Kernwelle und/oder den benachbarten Wellen teilen läßt sich dann durch gegenseitiges Verdrehen sehr einfach erreichen.Is the positive connection between the shafts share lifted once, this shaft part can ge compared to the other shaft parts and also to one Core shaft or the like be rotated because the core shaft is a can have a smooth surface. A release of these waves partly from the core wave and / or the neighboring waves can then be divided very much by twisting each other easy to reach.

Vorzugsweise liegen die Bohrungen auf mindestens einem Teilkreis und sind auf diesem gleichmäßig verteilt. Die Wellenteile können dann auch entsprechend der Anzahl der Bohrungen auf einem Teilkreis im Einstellwinkel geändert werden. D.h., bei z.B. zwölf Bohrungen auf einem Teilkreis ergeben sich zwölf verschiedene Winkelstellungen zwischen zwei benachbarten Wellenteilen.The bores preferably lie on at least one Pitch circle and are evenly distributed on this. The Shaft parts can then also according to the number of Changed holes on a pitch circle in the setting angle will. That is, e.g. twelve holes on a pitch circle there are twelve different angular positions between two adjacent shaft parts.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform weisen die Bol zen, Stifte od.dgl. eine Länge auf, die zwischen dem Drei- bis Vierfachen des Durchmessers derselben beträgt.According to a special embodiment, the bolts zen, pens or the like. a length between the three is up to four times the diameter of the same.

Ein weiterer Vorteil dieser neuen Kupplung ist auch darin zu sehen, daß die Bolzen, Stifte od.dgl. als Über lastsicherung benutzt werden können. Wird auf die Welle ei ne zu große Kraft ausgeübt, d.h. klemmt das eine Wellenen de, weil z.B. dieses sich mit dem zu bearbeiteten Material an der Gehäusewand "festgefressen" hat, während der am an deren Ende angreifende Antriebsmotor weiterhin versucht, die Welle zu drehen, so können die Bolzen, Stifte od.dgl. abscheren und die Drehmomentenübertragung wird zwischen zwei Wellenteilen unterbrochen. Nach dem Herausnehmen und Zerlegen der Welle können neue Bolzen eingesetzt werden, ohne daß noch weitere Nacharbeiten an der Kupplung bzw. Wellenverbindung vorgenommen werden müssen. Aus diesem Grunde kann eine solche Verbindung auch mit Vorteil zwi schen einem mit einem Motor unmittelbar verbundenen Bau teil, z.B. mit dem Ausgangsflansch eines Motors, und einem ersten Wellenteil od.dgl. verbunden sein, wobei die Bolzen, Stifte od.dgl. als Überlastsicherung eingesetzt werden. Da bei sollten dann die hier eingesetzten Bolzen, Stifte od.dgl. verglichen mit den Bolzen, Stiften od.dgl. anderer Kupplungen den geringsten Scherwiderstand aufweisen.Another advantage of this new clutch is also to see that the bolts, pins or the like. as about load securing can be used. Will egg on the wave exerted too much force, i.e. stuck a wave de because e.g. this with the material to be processed has "seized" on the housing wall, while on the drive motor attacking the end continues to try to rotate the shaft, the bolts, pins or the like. shear off and the torque transmission is between two shaft parts interrupted. After taking out and Disassembling the shaft, new bolts can be used without further rework on the coupling or Shaft connection must be made. For this Basically, such a connection can also be advantageous between a building directly connected to an engine part, e.g. with the output flange of an engine, and one first shaft part or the like. be connected, the bolts, Pens or the like can be used as overload protection. There at should then the bolts, pins used here or the like. compared to the bolts, pins or the like. another Couplings have the lowest shear resistance.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem im Folgenden anhand der Zeichnung beschriebenen Aus führungsbeispiel einer Schneckenwelle bzw. zweier paralle ler Schneckenwellen.Further details of the invention emerge from an Aus described below with reference to the drawing example of a worm shaft or two parallel ler worm shafts.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf zwei axial zueinander an geordnete Schneckenwellenteile, in deren jeweils eines Ende Bolzen eingesteckt sind, und Fig. 1 is a side view of two axially mutually to arranged worm shaft parts, in each of which one end bolts are inserted, and

Fig. 2 einen Schnitt durch die Endbereiche zweier neben einander liegender Schneckenwellen einer Zwei schneckenpresse. Fig. 2 shows a section through the end regions of two adjacent screw shafts of a two screw press.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, sind die axi alen Stirnflächen 1 von Hohlwellen 2 - hier Schneckenwellen - eben ausgebildet und senkrecht zur Wellenachse 3 ausge richtet. In dieser Stirnfläche 1 sind nun hier auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilt zwölf Bohrungen 4 vorgese hen. In die Bohrungen 4 je eines Endes einer Schneckenwelle 2 sind nun hier Bolzen 5 eingesteckt. Sollen nun zwei Schneckenwellen 2 miteinander formschlüssig verbunden wer den, so werden die in der einen Schneckenwelle 2 steckenden Bolzen 5 in die Bohrungen 4 der anderen Schneckenwelle 2 eingeschoben. . As can be seen in particular from Figure 1, the axi alen end faces 1 of hollow shafts 2 - here auger - planar and perpendicular to the shaft axis 3 directed. In this end face 1 now twelve holes 4 are evenly distributed hen on a pitch circle here. Bolts 5 are now inserted into the bores 4 of one end of a worm shaft 2 . If two worm shafts 2 are now to be connected to one another in a form-fitting manner, the bolts 5 inserted in one worm shaft 2 are inserted into the bores 4 of the other worm shaft 2 .

In der Fig. 2 ist durch gestrichelte Linien eine Nut 6 angedeutet, in die vor dem Zusammenschieben und -stecken noch eine Dichtung eingelegt werden kann. Diese Nut 6 er leichtert das Einlegen der Dichtung. Sie soll aber vergli chen mit den Ausmaßen der Dichtung möglichst so ausgebildet sein, daß durch die Dichtung die beiden Hohlwellen so weit voneinander entfernt sind, daß zwischen ihnen ein Sägeblatt geführt werden kann, um gegebenenfalls nach dem Zerstören der Dichtung die Bolzen 5 durchsägen zu können.In Fig. 2, a groove 6 is indicated by dashed lines, in which a seal can be inserted before pushing and plugging. This groove 6 he facilitates the insertion of the seal. However, it should be compared with the dimensions of the seal, if possible, so that the two hollow shafts are so far apart from one another by the seal that a saw blade can be guided between them so that, if necessary, the bolts 5 can be sawed through after the seal has been destroyed .

Damit die einzelnen Hohlwellen 2 axial zusammengehal ten werden können, sind diese in der Regel - und auch hier, siehe Fig. 2 - auf einer Kernwelle 7 angeordnet. Dabei liegen z.B. zumindest die außenliegenden Enden der ersten und der letzten Hohlwelle an über den Durchmesser der Kern welle 7 hinausstehenden und an dieser festgelegten Bauteilen, wie hervorstehenden Flanschen, Sicherungsschei ben od.dgl., an, wobei eines dieser Bauteile lösbar und axial nachspannbar ist.So that the individual hollow shafts 2 can be axially held together, these are generally arranged on a core shaft 7 , and also here, see FIG. 2. In this case, for example, at least the outer ends of the first and the last hollow shaft lie above the diameter of the core shaft 7 and are attached to these fixed components, such as protruding flanges, locking washers or the like, with one of these components being detachable and axially retensionable .

Fig. 2 zeigt nun zwei nebeneinanderliegende Kernwel len 7, auf denen jeweils Schnecken-Hohlwellen 2 angeordnet sind. Die Kernwellen 7 weisen eine glatte Oberfläche auf. Auch die Innenflächen der Hohlwellen 2 sind glatt. Die Hohlwellen 2 können somit frei um die Kernwellen 7 gedreht werden. Fig. 2 now shows two adjacent Kernwel len 7 , on each of which worm hollow shafts 2 are arranged. The core shafts 7 have a smooth surface. The inner surfaces of the hollow shafts 2 are also smooth. The hollow shafts 2 can thus be freely rotated around the core shafts 7 .

Die Stirnflächen 1 der Hohlwellen 2 weisen jeweils auf einem Teilkreis zwölf Bohrungen 4 auf, sodaß axial aufein anderfolgende Hohlwellen jeweils beliebig um jeweils Viel fachen von 30° gegeneinander verdreht sein können.The end faces 1 of the hollow shafts 2 each have twelve holes 4 on a pitch circle, so that axially successive hollow shafts can each be rotated against each other by a multiple of 30 °.

Während in Fig. 1 eingängige Schnecken dargestellt sind, handelt es sich in Fig. 2 jeweils um vergängige Schnecken. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist der Schneckengang für beide Schneckenwellen-Teile durchgehend. Der Schneckengang der einen Schneckenwelle könnte aber auch gegenüber dem Schneckengang der nächsten Welle um ein Viel faches von 30° verdreht sein. As shown in Fig. 1 single-flight screw, it is in Fig. 2 respectively to vergängige snails. As shown in Fig. 1, the worm gear is continuous for both parts of the worm shaft. The worm gear of one worm shaft could also be twisted by a multiple of 30 ° compared to the worm gear of the next shaft.

Reference symbol list: 1 end face
2 hollow shaft
3 shaft axis
4 hole
5 bolts
6 ring groove
7 core shaft

Claims

1. Positive, fixed coupling of two coaxial Wel lenteile, especially hollow shaft parts, both shaft parts are held axially against each other, characterized in that in the opposite, otherwise flat end faces ( 1 ) of two shaft parts ( 2 ) bores ( 4 ) are arranged , in the bolts ( 5 ), pins or the like. are set.

2. Shaft connection according to the preceding claim, characterized in that the bores ( 4 ) lie on at least one pitch circle and are evenly distributed on this.

3. shaft connection according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that the bolts ( 5 ), pins or the like. have a length that is between three to four times the diameter thereof.

4. Shaft connection according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that twelve holes ( 4 ) are arranged on a pitch circle in egg ner end face ( 1 ).

5. shaft connection according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that between the two Wel lentteile ( 2 ) a seal is arranged.

6. shaft connection according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that even with axially aufaufan derzu clamped shaft parts ( 2 ) through the seal between the two shaft parts rule space to a release agent for the bolts ( 5 ), pins, or the like . how to insert a saw blade.