DE3744285A1

DE3744285A1 - Device for bracing a hub on a shaft

Info

Publication number: DE3744285A1
Application number: DE19873744285
Authority: DE
Inventors: Magdy Dipl Ing Dipl Schroeder
Original assignee: Kontec GmbH
Current assignee: Kontec GmbH
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-13

Abstract

A device for bracing a hub on a shaft (10) possesses a cone (11) which surrounds the shaft and which is provided with slots (19) for the formation of deformable fingers. A clamping part is to be pushed onto this cone (11) and, in the clamping position, presses the fingers inwards against the shaft (10). The slots (19) are made skew and parallel to one another on the cone (11), and L-shaped slot regions (20) are adjacent to the root ends of the slots (19), so as to form as a whole a U-shaped finger which points with the open U-shape away from the edge of the cone and which is adjacent at one end to the cone root of the cone (11). The device is used especially in the retention and locking of piston rods relative to the piston/cylinder arrangement in a specific piston position. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verspannen einer Nabe auf einer Welle, mit einem die Welle umgreifenden Konus, der mit von dem den kleineren Durchmesser aufweisenden freien Rand des Konus ausgehenden Schlitzen zur Bildung verformbarer Finger versehen ist, und mit einem dem Konus angepaßten, diesen übergreifenden Spannteil, der in gespannter Stellung die Finger nach innen gegen die Welle zur Erzeugung einer Flächenpressung zwischen den Innenflächen der Finger und der Welle preßt.The invention relates to a device for tensioning a hub on a shaft, with a cone encompassing the shaft, with the cone the smaller diameter of the free edge of the cone Slits for forming deformable fingers is provided, and with a adapted to the cone, this overarching clamping part, which in cocked position the fingers inwards against the shaft to generate a surface pressure between the inner surfaces of the fingers and the shaft presses.

Spannelemente, die mindestens ein Elementenpaar aufweisen, deren Berührungsfläche eine konische Fläche ist, sind seit langem bekannt geworden. Durch Überschieben des äußeren, mit einem Innenkonus versehenen Spannelementes auf ein mit einem Außenkonus versehenes Spannelement können eine Welle mit einer Nabe verbunden bzw. verspannt werden, weil sich das Spannelement mit dem Außenkonus in seinem Durchmesser verkleinert und gegen die Außenfläche der Welle legt, wogegen das mit dem Innenkonus versehene Spannelement seinen Durchmesser vergrößert und sie so gegen die Innenfläche einer Nabenbohrung anpreßt. Voraussetzung ist natürlich, daß das mit dem Innenkonus versehene Spannelement auf das mit dem Außenkonus versehene Spannelement unter Aufbringung axialer Kräfte aufgeschoben wird. Damit die Welle mit einer bestimmten Preßkraft festgehalten wird, müssen gegebenenfalls mehrere Spannpaare vorgesehen werden, so daß die Vorrichtung eine bestimmte Länge aufweisen muß, was in bestimmten Fällen nachteilig ist.Clamping elements that have at least one pair of elements whose Contact surface is a conical surface have long been known become. By sliding the outer one with an inner cone provided clamping element on a provided with an outer cone Clamping element can connect or clamp a shaft to a hub be because the clamping element with the outer cone in its Reduced diameter and placed against the outer surface of the shaft, whereas the clamping element provided with the inner cone has its diameter enlarged and so presses them against the inner surface of a hub bore. The prerequisite is, of course, that the one with the inner cone Clamping element on the clamping element provided with the outer cone below Application of axial forces is postponed. So that the shaft with a certain pressing force is held, may need several Clamping pairs are provided so that the device has a certain Must have length, which is disadvantageous in certain cases.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist bekannt. Das Teil, das die Schlitze zur Bildung der verformbaren Finger aufweist, besitzt den Außenkonus und im Bereich des Konus sind dann die Schlitze eingebracht. Das Teil, das die Finger verformen soll, besitzt den Innenkonus und wird über den Außenkonus geschoben und durch axialen Druck gegeneinander werden die Fingerenden nach innen gegen die Welle gepreßt und auf diese Weise wird die Welle mit der Nabe verspannt. Derartige Vorrichtungen finden Anwendung insbesondere dort, wo Wellen axial verschoben werden und in einer bestimmten Stellung verrriegelt sein müssen. Dies ist insbesondere bei Kolben-Zylinderanordnungen der Fall, bei denen die Kolbenstange der Welle entspricht und die Vorrichtung dazu dient, die Kolbenstange in einer der beiden Endstellungen oder in einer erforderlichen Zwischenstellung zu verriegeln, damit äußere Kräfte bei evtl. Leckagen innerhalb der Kolben-Zylinderanordnung oder bei einem Druckabfall nicht zu einer Veränderung der Stellung des Bauteils führen, das mit der Kolben-Zylinderanordnung betätigt wird.A device of the type mentioned is known. The part, which has the slots for forming the deformable fingers the outer cone and in the area of the cone are the slots brought in. The part that is supposed to deform the fingers has the Inner cone and is pushed over the outer cone and by axial Pressure against each other, the finger ends are pressed inwards against the shaft pressed and in this way the shaft is braced with the hub. Such devices are used particularly where waves axially displaced and locked in a certain position have to be. This is particularly the case with piston-cylinder arrangements Case where the piston rod corresponds to the shaft and the Device serves the piston rod in one of the two End positions or in a required intermediate position lock so that external forces in the event of leakage within the Piston-cylinder arrangement or in case of a pressure drop not to one Change the position of the component that with the Piston-cylinder arrangement is actuated.

Die bekannte Anordnung bewirkt eine verhältnismäßig geringe Verriegelungskraft, so daß bei höheren axialen Kräften auf die Welle eine Verschiebung der Welle innerhalb der Vorrichtung nicht verhindert werden kann.The known arrangement causes a relatively small Locking force, so that at higher axial forces on the shaft a displacement of the shaft within the device is not prevented can be.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Verriegelungskraft bei gleicher oder geringerer Länge des Konus erhöht ist.The object of the invention is a device of the beginning to create the type mentioned, in which the locking force at the same or shorter length of the cone is increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schlitze windschief und parallel zueinander in dem Konus verlaufen.This object is achieved in that the slots skew and parallel to each other in the cone.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung und Verbesserung der Erfindung kann dahin gehen, daß an dem wurzelseitigen Ende eines jeden Schlitzes ein L-förmiger Schlitzbereich anschließt, dessen an dem wurzelseitigem Ende anschließender Schenkel in einer Ebene senkrecht zur Konusachse verläuft und mit dem Schlitz einen stumpfen Winkel einschließt und dessen anderer Schenkel parallel zum Schlitz zum freien Rand des Konus hin verläuft und in Abstand davon endet.A particularly advantageous embodiment and improvement of Invention can go to the root end of each Slot connects an L-shaped slot area, the at the root-side end of adjoining legs in a plane perpendicular to the Cone axis runs and with the slot an obtuse angle includes and the other leg parallel to the slot for free The edge of the cone runs and ends at a distance from it.

Dabei beträgt der Winkel, den der Schlitz mit dem freien Rand des freien Konus einschließt, zwischen 15 bis 50 Grad und darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Abstand des Endes des anderen Schenkels vom freien Rand des Konus im Minimum 4 mm beträgt.The angle that the slot with the free edge of the free cone, is between 15 to 50 degrees and beyond it is advantageous if the distance of the end of the other leg from free edge of the cone is at least 4 mm.

Es hat sich dabei im übrigen dabei herausgestellt, daß die Erfindung dann besonders vorteihaft verwirklicht ist, wenn das Verhältnis des genannten Abstandes zur Länge des Konus ca. 1 zu 5 oder mehr als 5 beträgt. Das Verhältnis 1 zu 5 ist bei Untersuchungen als Optimum erkannt worden.It has also been found that the Invention is particularly advantageous if that Ratio of the mentioned distance to the length of the cone approx. 1 to 5 or is more than 5. The ratio 1 to 5 is as examinations Optimum has been recognized.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung werden am Konus Finger gebildet, die nicht - wie bei der bekannten Vorrichtung - in axialer Richtung verlaufen, sondern die von der Konuswurzel ausgehend hin zum freien Rand verlaufen und dort aufgrund des Abstandes des anderen Schenkels des L-förmigen Schlitzbereiches praktisch wieder zurück zur Konuswurzel verlaufen, so daß eine U-förmige Fingerform gebildet wird, deren einer Schenkel an der Konuswurzel anschließt, und deren anderer Schenkel in Abstand zu der Konuswurzel endet. Dieser andere Schenkel ist somit kürzer als der eine Schenkel; die Länge des anderen Schenkels kann unterschiedlich bemessen sein; sie kann im Minimum den Wert Null erreichen, dergestalt, daß der Finger L-förmig ist, wobei der am freien Rand des Konus befindliche Schenkel der L-Form des Fingers in seiner Breite dem oben genannten Abstand entspricht und im Minimum 4 mm beträgt.The inventive design fingers are on the cone formed that do not - extend in the axial direction but which extend from the conical root proceeding towards the free edge, where due to the distance of the other leg of the L-shaped slot area practically again - as in the known device run back to the cone root, so that a U-shaped finger shape is formed, one leg adjoins the cone root and the other leg ends at a distance from the cone root. This other leg is therefore shorter than one leg; the length of the other leg can be dimensioned differently; it can at least reach the value zero, in such a way that the finger is L-shaped, the leg on the free edge of the cone of the L-shape of the finger corresponding in width to the above-mentioned distance and being at least 4 mm.

Aufgrund der windschiefen Form der Schlitze sind auch die Finger windschief ausgebildet und diese windschiefe Ausgestaltung der Finger hat den Vorteil, daß beim Verspannen jeder Finger nicht nur einer Biegeverformung, sondern vielmehr auch einer Torsionsverformung unterworfen wird, weil aufgrund der windschiefen Form ein Torsionsmoment auf die einzelnen Finger ausgeübt wird. Diese Torsionsverformung verursacht praktisch eine Umschlingung der Welle, die zu einer verbesserten Verklemmung der Welle führt. Damit wird auch die Klemmkraft erheblich größer als bei normalen, geraden Fingern.Because of the oblique shape of the slots, the fingers are also skewed and this skewed configuration of the fingers has the advantage that when tightening each finger not just one Bending deformation, but rather a torsional deformation is subjected to a torsional moment due to the skewed shape is exerted on the individual fingers. This torsional deformation practically causes a wrap around the shaft leading to a leads to improved jamming of the shaft. This also applies the clamping force considerably larger than with normal, straight fingers.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous refinements and improvements are the see further subclaims.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher erläutert und beschrieben werden.Using the drawing, in which some embodiments of the invention are shown, the invention and other advantageous Refinements and improvements explained and described will.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine erfin dungsgemäße Verspannvorrichtung, Fig. 1 is a sectional view through a dung OF INVENTION proper bracing,

Fig. 2 eine erste Ausgestaltung der Erfindung, Fig. 2 shows a first embodiment of the invention,

Fig. 3 und 4 je eine Ausführungsform der Erfindung und Fig. 3 and 4 each show an embodiment of the invention, and

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung des Konus. Fig. 5 is a perspective view of the cone.

Auf einer Welle 10, die eine Kolbenstange einer Kolben-Zylinderanordnung sein kann, ist ein Konus 11 angeordnet, der die Welle umgreift. Der Konus 11 besitzt einen Konusflansch 12, mit dem dieser Konusflansch beispielsweise an dem Zylinder der Kolben-Zylinderanordnung befestigt sein kann. Über den Konus mit der Konusaußenfläche 13 ist ein Spannteil 14 mit einer Konusinnenfläche 15 geschoben, welches Spannteil zwecks Verriegelung mit in axialer Richtung wirkenden Kräften E über den Konus 11 geschoben wird.On a shaft 10 , which can be a piston rod of a piston-cylinder arrangement, a cone 11 is arranged which surrounds the shaft. The cone 11 has a cone flange 12 with which this cone flange can be fastened, for example, to the cylinder of the piston-cylinder arrangement. A clamping part 14 with an inner conical surface 15 is pushed over the cone with the outer cone surface 13 , which clamping part is pushed over the cone 11 for the purpose of locking with forces E acting in the axial direction.

Der Konus ist, wie in Fig. 2 dargestellt, geschlitzt. Die Fig. 2 zeigt eine Abwicklung des Konus und man erkennt den Konus 11, die Aufsicht auf die Konusfläche 13 und den Flansch 12. Im Konus befinden sich Schlitzanordnungen 16 und 17, von denen die Konusanordnung 16 näher beschrieben werden soll. Sie besitzt einen vom Rand 18 ausgehenden Schlitz 19, der mit dem Rand einen Winkel alpha einschließt, der etwa 50 Grad beträgt. An dem wurzelseitigen Ende des Schlitzes 16 schließt ein L-förmiger Schlitzbereich 20 an, dessen einer Schenkel 21 parallel zu dem Rand 18 verläuft und mit dem Schlitz 19 einen stumpfen Winkel von beta = ca. 130 Grad einschließt. Der andere Schenkel 23 des L-förmigen Bereiches 20 endet in einem Abstand A vom Rand und verläuft parallel zu dem Schlitz 19. Der Abstand A darf dabei 4 mm nicht unterschreiten. Bezogen auf die Länge L des Konus soll das Verhältnis A/L 1 zu 5 nicht unterschreiten.As shown in Fig. 2, the cone is slotted. Fig. 2 shows a development of the cone and can be seen the cone 11, the plan view of the cone surface 13 and the flange 12. In the cone there are slot arrangements 16 and 17, of which the cone assembly 16 will be described in more detail. It has a slot 19 extending from the edge 18 , which forms an angle alpha with the edge which is approximately 50 degrees. At the root end of the slot 16 there is an L-shaped slot area 20 , one leg 21 of which runs parallel to the edge 18 and encloses an obtuse angle of beta = approximately 130 degrees with the slot 19 . The other leg 23 of the L-shaped region 20 ends at a distance A from the edge and runs parallel to the slot 19 . The distance A must not be less than 4 mm. Based on the length L of the cone, the ratio A / L should not be less than 1 to 5.

Die Fig. 3 zeigt eine andere Form. Hierbei ist der andere Schenkel 21 des L-förmigen Schlitzbereiches 20 erheblich verbreitert; er hat demgemäß die Bezugsziffer 23 erhalten. In der Ausgestaltung nach Fig. 4 ist ein eigentlicher L-förmiger Schlitzbereich nicht mehr vorhanden; vielmehr erkennt man eine viereckige rombische Öffnungsform 24, die über den Schlitzteil 19 - um die gleichen Bezugsziffern zu verwenden - zum freien Rand hin offen ist. FIG. 3 shows another form. Here, the other leg 21 of the L-shaped slot area 20 is considerably widened; he has accordingly received the reference number 23 . In the embodiment according to FIG. 4, an actual L-shaped slot area is no longer available; rather, one can see a square, Roman-shaped opening shape 24 , which is open towards the free edge via the slot part 19 - in order to use the same reference numbers.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird, wie am deutlichsten aus der Fig. 2 ersichtlich, eine U-förmige Fingerform gebildet, deren einer Schenkel F 1 am Flansch 12 anschließt, wogegen der andere Schenkel F 2 vom Rand aus 18 hin zum Flansch 12 vorspringt und in Abstand dazu, der der Breite des anderen Schenkels 21 des Schlitzbereiches 20 entspricht, vorspringt. Der Steg F 3 wird dann durch den Abstand A gebildet. Is determined by the inventive configuration as shown most clearly in FIG. 2 can be seen, a U-shaped formed finger shape, one leg of which F 1 connects to the flange 12, the other leg F whereas 2 from the edge 18 towards the flange 12 projects and in Distance to it, which corresponds to the width of the other leg 21 of the slot region 20 , projects. The web F 3 is then formed by the distance A.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 3 ist der Schenkel F 4 des Fingers lang gegenüber dem vom Rand 18 ausgehenden anderen Schenkel F 5, und in Fig. 4 ist lediglich ein L-förmiger Finder übrig geblieben.In the embodiment according to FIG. 3, the leg F 4 of the finger is long compared to the other leg F 5 starting from the edge 18 , and only an L-shaped finder is left in FIG. 4.

Wenn nun das Spannteil 14 über den Konus 11 geschoben wird, dann verformt der Konus sowohl den Schenkel F 1 als auch den Schenkel F 2. Da letzterer aber mit dem Schenkel F 1 des nicht dargestellten links benachbarten Schlitzbereiches keine Verbindung hat, sondern sich frei verformen kann, wird über den Steg F 3 vom Schenkel F 2 auf den Schenkel F 1 eine Verformung bewirkt, welche zu einer Tordierung des Schenkels F 1 führt. Auf diese Weise wird das freie Ende des Schenkels 2 aufgrund der größeren Fingerlänge stärker verformt als ein lediglich geradliniger Finger, und demgemäß wird die Andruckkraft bzw. die Klemmkraft zwischen dem Konus 11 einerseits und der Welle 10 andererseits bei gleichbleibender Andruckkraft P vergrößert. Faktisch wird durch die erfindungsgemäße Ausführung die Kolbenstange umschlungen.If the clamping part 14 is now pushed over the cone 11 , the cone deforms both the leg F 1 and the leg F 2 . However, since the latter has no connection with the leg F 1 of the slot region adjacent to the left, which is not shown, but can deform freely, a deformation is caused via the web F 3 from the leg F 2 to the leg F 1 , which leads to a torsion of the leg F 1 leads. In this way, the free end of the leg 2 is deformed more than a straight finger due to the larger finger length, and accordingly the pressing force or the clamping force between the cone 11 on the one hand and the shaft 10 on the other hand is increased while the pressing force P remains the same. In fact, the piston rod is wrapped around by the embodiment according to the invention.

Die Fig. 5 zeigt einen Konus mit den erfindungsgemäßen Schlitzen bzw. Schlitzformen in perspektivischer Darstellung. Am Konus 11 befindet sich links der Flansch 12, mit dem der Konus an einem ortsfesten Bauteil, beispielsweise dem Zylinder einer Kolben-Zylinderanordnung festgelegt werden kann und innerhalb des Konus befinden sich die Schlitze 19 mit den L-förmigen Schlitzbereichen 20. Die Schlitzform verläuft zur Mittelachse M-M des Konus windschief und in entsprechender Weise verlaufen auch die anderen Schenkel der Schlitzform 20 windschief. FIG. 5 shows a cone with the inventive slots or slot forms in perspective view. On the cone 11 there is the flange 12 on the left, with which the cone can be fixed to a stationary component, for example the cylinder of a piston-cylinder arrangement, and within the cone are the slots 19 with the L-shaped slot areas 20 . The slit shape runs skewed to the central axis MM of the cone and the other legs of the slit shape 20 run skewed in a corresponding manner.

Claims

1. Device for clamping a hub on a shaft, with a cone encompassing the shaft, which is provided with slots extending from the smaller diameter of the free edge of the cone to form deformable fingers, with a cone-adapted, overlapping this clamping part, the in the tensioned position presses the fingers inwards against the shaft characterized in that the slots are skewed and parallel to the cone.

2. Device according to claim 1, characterized in that at the root end of each slot ( 19 ) adjoins an L-shaped slot region ( 20 ), the leg ( 21 ) adjoining the root end of the slot ( 19 ) in a plane perpendicular to Cone axis (MM) runs and forms an obtuse angle (alpha) with the slot ( 19 ), the other leg ( 22 ) running parallel to the slot ( 19 ) towards the free edge ( 18 ) of the cone ( 11 ) and at a distance ( A) ends.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the angle which the slot ( 19 ) includes with the central axis of the cone is between 15 to 50 degrees.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance of the end of the other leg ( 22 ) of the slot region ( 20 ) from the free edge ( 18 ) of the cone ( 11 ) is at least 4 mm.

5. The device according to claim 4, characterized in that the Ratio of the distance to the length of the cone is preferably about 1 to 5 and is greater than 5.