DE3915865C1 - Rigid attachment of hub to shaft - by means of teeth with curved profiles of specified form without any notches - Google Patents
Rigid attachment of hub to shaft - by means of teeth with curved profiles of specified form without any notchesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Naben-Wellenverbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Anspruchs 2,The invention relates to a hub-shaft connection according to the Preamble of claim 1 and the independent claim 2,
Nach dem Stand der Technik gibt es beispielsweise Keil-, Viel keil-, Polygon-, Zykloiden- spezielle Formen und Schraubver bindungen, axial verschiebbar oder starr eine Welle mit einer Nabe verbindend. Alles in allem eine Vielzahl verschiedener Systeme.According to the prior art, there are, for example, wedges, lots Wedge, polygon, cycloid special shapes and screw bindings, axially displaceable or rigid a shaft with a hub connecting. All in all, a multitude of different systems.
Die DE 36 35 916 C1 beschreibt eine Lamellenkupplung, für welche für die Innenform der Nabe ein Paket gestanzter Bleche verwendet wird, während ihre zylindrisch längliche Außenform mittels span abhebender Bearbeitung erzielt wird.DE 36 35 916 C1 describes a multi-plate clutch for which used a package of punched sheets for the inner shape of the hub is, while their cylindrical elongated outer shape by means of span lifting processing is achieved.
Die gegenseitige Verbindungsform aus flachen gerundeten Nuten mit geraden Flanken haben ein spezielles erfahrungsgemäßes Flanken spiel. Eine Anpassung als Zweckform an Nabe und Welle ist nicht vorgesehen.The mutual connection form with flat rounded grooves straight flanks have a special flank based on experience game. An adaptation as a form of purpose to the hub and shaft is not intended.
Zur vorliegenden Erfindung besteht ein wesentlicher Unterschied. Während sich durch die dünnen Lamellen und das Flankenspiel eine sich anpassende Verbindung ergibt, muß die vorliegende Erfindung, wie die Fig. 1 bis 6 erklärt, der beispielsweise dargestellten Ma schine einen gedrungenen stabilen Aufbau verleihen, der durch die erfindungsgemäßen, vielfach wandlungsfähigen Kurven erzielt wird, wobei nur r1, r2 und die Anzahl X zur Definition benötigt wird.There is an essential difference to the present invention. While there is an adapting connection due to the thin lamellae and the backlash, the present invention, as explained in FIGS . 1 to 6, must give the machine shown, for example, a compact, sturdy structure which is achieved by the versatile convertible curves according to the invention , whereby only r 1 , r 2 and the number X are required for the definition.
Die US-PS 36 38 455 beschreibt ein offen endendes fasergewickel tes Harzrohr, in dessen Bohrung die zugehörige gerippte Welle eingeschoben und zu einer Verbindung glasfaserverstärkt umwickelt und ausgehärtet wird. Einzelheiten über die Rippenform sind nicht angegeben.The US-PS 36 38 455 describes an open-ended fiber package resin pipe, in the bore of which the associated corrugated shaft inserted and wrapped in a glass fiber reinforced connection and is cured. Details about the rib shape are not specified.
Die Verbindungsstelle von Verdrehungskräfte übertragenden Kon struktionsteilen (Nabe und Welle) ist sehr oft eine Schwachstelle.The connection point of cone transmitting torsional forces structural parts (hub and shaft) is very often a weak point.
Die Aufgabe der Erfindung ist, diese konstruktive Störquelle we sentlich zu mindern, indem die Verbindungsstelle formgemäß den Bauteilen angepaßt werden kann. The object of the invention is we to this constructive source of interference to be considerably reduced by shaping the connection point Components can be adjusted.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 2 beschrie benen Merkmalen gelöst.This object is described with in claims 1 and 2 characteristics resolved.
Die Erfindung ist mit der Fig. 9 und 10 schematisch dargestellt und nachstehend beschrieben:The invention is shown schematically with FIGS. 9 and 10 and described below:
Die geschlossene, allseits gerundete "ellisenperipher abgelei tete" Kurve ist formschlüssig günstig für die Übertragung des Drehmoments. Sie ist ohne scharfen Zahngrund und ohne Freisti che und daher nahezu kerbspannungsfrei. Die Form konstruktiv vorbestimmt, ist selbstzentrierend. Sie benötigt keinen geson derten Passungssitz.The closed, rounded all around "ellisenperipher tete "curve is positively favorable for the transfer of the Torque. It is without a sharp tooth base and free surface and therefore almost free of notch stress. The form constructive predetermined, is self-centering. It does not need a special right fit.
Mit vorgegebenerPassungstoleranz lassen sich starre und längs verschiebbare maßlich normzahlengerechte Ausführungen fertigen.With a predetermined fit tolerance, rigid and longitudinal Manufacture sliding, dimensionally compliant designs.
Fig. 9 und 10 stellen beispielsweise zwei Ausführungen mit ver schieden großem Brennpunktabstand und verschiedenen Faktoren X für mehrfach ellipsenperipher abgeleitete Kurven dar. Fig. 9 and 10 illustrate example, two versions with ver eliminated large focal length and various factors X for multiple ellipse peripherally derived curves.
Der längste Brennstrahl a2 der Ellipse ist gleich Radius r2 des äußeren Kreisringdurchmessers der mehrfach ellipsenperipher ab geleiteten Kurve und der kürzeste Brennstrahl a1 gleich r1 sei nes inneren Kreisdurchmessers. Somit ist der Längenunterschied der beiden Radien r gleich dem Brennpunktabstand 2e der Ellipse.The longest focal beam a 2 of the ellipse is equal to the radius r 2 of the outer circular ring diameter of the multiple elliptical periphery derived from the curve and the shortest focal beam a 1 is equal to r 1 of its inner circular diameter. Thus the difference in length of the two radii r is equal to the focal point distance 2 e of the ellipse.
Der entstandene 2e breite Ring wird in X winkelgleiche Kreisaus schnitte aufgeteilt. Aus der Ellipse ermittelte, möglichst eng X′ winkelgleich verteilte Brennstrahlenlängen werden der Reihe nach um den Faktor X enger winkelgleich in die Kreisringaus schnitte übertragen und ergeben die Kurvenpunkte der abgeleiteten Kurve.The resulting 2 e wide ring is divided into X circular sections with the same angle. From the ellipse, the narrowest possible X 'beam lengths are transferred one after the other by a factor X closer to the circular ring sections and result in the curve points of the derived curve.
Die Kurvenpunkteverbindung ergibt eine beispielsweise "Xmal ellipsenperipher abgeleitete Kurve" für eine Nabe-Welleverbindung. Dabei ist zu beachten, daß die große Achse 2a, der Brennpunkt abstand 2e der Ellipse und der Faktor X für die Kurve den Kon struktionsteilen Nabe und Welle angepaßt sind. The curve point connection results, for example, in an "X times elliptically derived curve" for a hub-shaft connection. It should be noted that the major axis 2 a, the focal distance 2 e of the ellipse and the factor X for the curve are adapted to the con struction parts hub and shaft.
Axial verschiebbare Naben- Wellenverbindungen werden zweckmäßig mit einer größeren Anzahl Kreisausschnitte, dafür kleinerem Un terschied des Außen- und Innendurchmessers der mehrfach ellip senperipher abgeleiteten Kurve ausgeführt, um die Verdrehung und den Sitz durch steilere Flanken der Kurve beim axialen Verschiebespiel zu festigen.Axially displaceable hub-shaft connections are appropriate with a larger number of circular sections, but smaller Un difference of the outside and inside diameter of the multiple ellipses senperipher derived curve executed to the twist and the seat by steeper flanks of the curve in the axial Consolidate sliding play.
Fig. 1 bis Fig. 7 zeigen ein praktisches Beispiel, wie mehrfach ellipsenperipher abgeleitete Kurven als Naben- Wellenverbindun gen angewendet werden. Fig. 1 to Fig. 7 show a practical example of how multi-ellipse peripherally derived curves are used as hub-shaft connections.
Deren Getriebeteile A, B und C haben als Außenform ebenfalls mehrfach ellipsenperipher abgeleitete Kurven, weshalb die Ein fügung konstruktiv angepaßter ellipsenperipher abgeleiteter Kurven als Naben- Wellenverbindung besonders gut geeignet ist.Their gear parts A, B and C also have an outer shape multiple elliptical periphery derived curves, which is why the Ein addition of elliptical peripherals derived from the design Curves as a hub-shaft connection is particularly well suited.
In Fig. 1 und 2 ist beispielsweise eine starre Steckverbindung für das Drehkolbenpaar mit je 4 Drehkolben, die durch verschie dene Größen übereinander steckbar sind, in der oberen Ansichts hälfte dargestellt.In Fig. 1 and 2, for example, a rigid connector for the pair of rotary lobes, each with 4 rotary lobes, which can be plugged one above the other by various sizes, is shown in the upper view half.
In Fig. 3 und 4 beispielsweise sind starre Steckverbindungen für die Getriebeteile B und C, die ebenfalls übereinander auf steckbar sind, in der Ansichtshälfte darunter dargestellt.In FIGS. 3 and 4, for example, rigid plug connections for the gear parts B and C, which can also be plugged one above the other, are shown in the view half below.
In Fig. 5 und 6 beispielsweise ist je eine starre Steckverbin dung gleicher Größe für den zweiteiligen, verdreht angeordneten Getriebeteil A, beidseitig aufsteckbar dargestellt.In FIGS. 5 and 6, for example depending a rigid Termina dung same size for the two-part, twisted arranged gearing part A, shown on both sides plugged.
Fig. 7 zeigt eine beispielsweise axial verschiebbare Steckver bindung im Zwischenstück 1, welches die verschiebbare An- bzw. Abtriebswelle der Drehkolbenmaschine aufnimmt. Fig. 7 shows an example axially displaceable fastex connection in the intermediate piece 1 , which receives the displaceable input and output shaft of the rotary lobe machine.
Weitere beispielsweise Verbindungsteile sind beim allgemeinen Maschinenbau, Getriebe- und Kupplungsbau, beim Fahrzeugbau und besonders auch als Achsen-Räderverbindungen zu finden.Other connecting parts, for example, are common Mechanical engineering, transmission and clutch construction, vehicle construction and especially found as axle-wheel connections.
Die in Fig. 8 dargestellte Ellipsenkonstruktion, welche von gleichen und möglichst eng festgelegten Kreisausschnitten des Kreises K1 ausgeht und eine günstige Brennstrahlenlängenbe rechnung aufzeigt, ermöglicht dem Fachmann die Konstruktion von Ellipsen, welche den Konstruktionsteilen Nabe und Welle ange paßt sind.The ellipse construction shown in Fig. 8, which starts from the same and as narrowly defined circular sections of the circle K 1 and shows a favorable calculation of focal lengths, enables the person skilled in the art to construct ellipses which are the structural parts of the hub and shaft.
Die konstruktive Aufbau zur Bestimmung der Lage und Längen der Brennstrahlen a1 und a2 für Ellipsen beginnt mit 2 Kreisen K1 und K2 mit r = 2a, die einen Mittelpunktabstand AB - numerischer Exzentrizität ε der Ellipse E haben.The constructive structure for determining the position and lengths of the focal beams a 1 and a 2 for ellipses begins with 2 circles K 1 and K 2 with r = 2a, which have a center distance AB - numerical eccentricity ε of the ellipse E.
K1 hat eine Winkelteilung von beispielsweise 6mal 30° zu den Punkten C0 bis C6, von denen auf K 2 Punkte A0′ bis A6′ sowie Am′ mit Abstand von beispielsweise 0,7 bzw. c0′ bis c5′ sowie cm′ = 0,7 übertragen sind; c0′ bis c5′ sowie cm′ ergeben die Lage der Brennpunktabstände und der Ellipsen E0 bis E6 sowie Em, beim Abrollvorgang auf der Ellipse E.K 1 has an angular division of, for example, 6 times 30 ° to the points C 0 to C 6 , of which on K 2 points A 0 'to A 6 ' and A m 'with a distance of, for example, 0.7 or c 0 ' to c 5 'and c m ' = 0.7 are transferred; c 0 ′ to c 5 ′ and c m ′ give the position of the focal distances and the ellipses E 0 to E 6 and Em, when rolling on the ellipse E.
Dreiecke ABC1 bis ABC5 sowie ABCm bilden mit den zu ihnen symme trischen Dreiecken A1′B1′C′ bis A5′B5′C′ gleichschenkelige Trapeze A A1′ B1′ C′ bis A A5′B5′ C′ sowie das Rechteck A Am′ Bm′ C′.Triangles ABC 1 to ABC 5 and ABC m form symmetrical triangles A 1 ′ B 1 ′ C ′ to A 5 ′ B 5 ′ C ′ isosceles trapezoids AA 1 ′ B 1 ′ C ′ to AA 5 ′ B 5 'C' and the rectangle AA m 'B m ' C '.
Deren Diagonale ergeben in ihrem Kreuzungspunkt P1 bis P5 sowie Pm Punkte für die Peripherie der gesuchten Ellipse E.Their diagonals result in their crossing point P 1 to P 5 and P m points for the periphery of the ellipse E sought.
Die durch die gleichen Punkte verlaufenden Mittellinien der Trapeze und des Rechtecks sind gleichzeitig Tangenten der ge suchten Ellipse E sowie der auf ihr beispielsweise abrollenden Ellipsen E1 bis E5 und Em.The center lines of the trapezoids and the rectangle running through the same points are at the same time tangents of the sought ellipse E and of the ellipses E 1 to E 5 and Em rolling on it, for example.
Durch Verkleinern der Winkelteilung des Kreises K1 erreicht man viele Punkte P für eine geschlossene Peripherie der Ellipse E.By reducing the angular division of the circle K 1 , many points P are reached for a closed periphery of the ellipse E.
Die Brennstrahlen a1 und a2 der Ellipsen E und E1 bis E5 er geben sich mit Hilfe üblicher Rechenmethoden.The focal rays a 1 and a 2 of the ellipses E and E 1 to E 5 are given with the aid of customary calculation methods.
Mit diesem Hilfsmittel ist die Ellipse durch programmatische Eingabe in moderne Werkzeugmaschinen fertigungstechnisch begünstigt.With this tool, the ellipse is programmatic Manufacturing technology in modern machine tools favored.
Eine beispielsweise mehrfach ellipsenperipher abgeleitete Kurve wird erzielt, indem die Brennstrahlenlängen ihrer zugehörigen Ellipse der Reihe nach im Übersetzungsverhältnis 360° : X der programmierbaren Werkzeugmaschine noch enger X′mal abgefahren wird, bis der genaue Außen- und Innendurchmesser der Kurve erreicht ist.For example, a curve derived several times from the periphery of the ellipse is achieved by the focal lengths of their associated Ellipse in turn in the gear ratio 360 °: X the programmable machine tool run even closer X'mal until the exact outside and inside diameter of the curve is reached.
Diese Technik wird natürlich auch zur Fertigung von Werkzeugen, wie Formfräser, Räumwerkzeuge, Erodierwerkzeuge und für das Drahterodieren übernommen.Of course, this technology is also used to manufacture tools, such as form cutters, broaching tools, EDM tools and for that Wire EDM taken over.
Zur Fertigung der Naben und Wellen werden vorteilhaft gleiche Außen- bzw. Innenprofile aufweisende Aufspanneinrichtungen mit mehrfach ellipsenperipher abgeleiteter Kurvenform verwendet.To manufacture the hubs and shafts are advantageously the same Clamping devices with outer or inner profiles with multi-elliptically derived curve shape used.
Da für Naben- Wellenverbindungen keine Notwendigkeit der Um fangsvervielfältigung mit ganzen Zahlen gegenüber einer ge wählten Basisellipse E1 besteht, kann an Stelle einer Basis ellipse E1 mit 2a gleich 1, deren kleine Achse 2b vervielfacht werden muß, gleich eine dem Verwendungszweck angepaßte Ellipse vorgesehen werden. Ihre große Achse 2a und ihr Brennpunktabstand 2e sind entsprechend gewählt, und es ergibt sich eine maßfertige Konstruktion.As exists for hub shaft connections no need To catch duplication with integers over a ge selected base ellipse E 1, ellipse E 1 can be used instead of a base 2 a is equal to 1, the minor axis 2 must be multiplied b, equal to a to the intended purpose adapted Ellipse can be provided. Its major axis 2 a and its focal point distance 2 e are chosen accordingly, and a tailor-made construction results.
Wie aus Fig. 10 ersichtlich ist, nähert sich bei kleiner werden dem Brennpunktabstand bzw. größerwerdender Anzahl X der Kreis ausschnitte die Ellipsenform immer mehr einem Kreis.As can be seen from Fig. 10, as the focus distance becomes smaller or the number X of circles becomes larger, the elliptical shape approaches a circle more and more.
Da für Naben- Wellenverbindungen, wie schon erwähnt, keine Not wendigkeit der Umfangsvervielfältigung gegenüber einer Basis ellipse besteht, kann an Stelle einer Ellipse auch ein exzen trischer Kreis verwendet werden.Since, as already mentioned, there is no need for hub-shaft connections Maneuverability of multiplication compared to a base ellipse exists, an eccentric can be used instead of an ellipse tric circle can be used.
In Fig. 11 ist ein Beispiel mit einem exzentrischen Kreis darge stellt. Es werden X′ Strahlenlängen des exzentrischen Kreises, ausgehend von seinem Exzenterpunkt zur Kreisperipherie, bei mög lichst enger winkelgleicher Verteilung der Reihe nach ermittelt.In Fig. 11 is an example with an eccentric circle Darge provides. X 'ray lengths of the eccentric circle, starting from its eccentric point to the periphery of the circle, are determined in sequence with the narrowest possible angular distribution.
Diese X′ Strahlenlängen werden Xmal enger winkelgleich und in gleicher Reihenfolge in die X Kreisausschnitte als Kurvenpunkte übertragen. These X ′ beam lengths become X times closer at the same angle and in same order in the X circular sections as curve points transfer.
Die Verbindung der Kurvenpunkte ergibt die geschlossene bei spielsweise "8mal vom Exzenterkreis abgeleitete" Kurve, wobei r1 und r2 den inneren und äußeren Hilfsradius und die Zahl 8 die Anzahl X der Kreisausschnitte darstellt.The connection of the curve points results in the closed curve, for example "8 times derived from the eccentric circle", where r 1 and r 2 represent the inner and outer auxiliary radius and the number 8 represents the number X of the circular sections.
Die Berechnung der Strahlenlängen erfolgt trigonometrisch in bekannter Weise.The beam lengths are calculated trigonometrically in a known manner.
Claims (2)
- a) An den sich drehen Bauteilen, welche über die Naben- Wellenverbindung ihr Drehmoment übertragen, ist zentrisch zur Achse ein Kreisring mit X winkelgleich verteilten Ausschnitten, wobei X 2 ist, angepaßt,
- b) aus einer in die Fläche des Kreisringes passenden Ellipse, deren einer Brennpunkt gleichzeitig Mittelpunkt des Kreis ringes ist, und deren kürzester und längster Brennstrahl a1 und a2 den Radien r1 und r2 der Kreise des Kreisringes ent sprechen, werden möglichst eng X′ winkelgleich verteilte Brennstrahlenlängen ermittelt (d. h. X′ ist möglichst groß),
- c) diese ermittelten Brennstrahlenlängen werden in gleicher Rei henfolge wie unter b) aber Xmal enger in die X Kreisringaus schnitte übertragen und ihre Endpunkte miteinander verbunden.
- a) On the rotating components, which transmit their torque via the hub-shaft connection, a circular ring with X cutouts distributed at the same angle, X being 2, is adapted centrally to the axis,
- b) from an ellipse fitting into the area of the annulus, whose focal point is also the center of the annulus, and whose shortest and longest focal rays a 1 and a 2 correspond to the radii r 1 and r 2 of the circles of the annulus, become as narrow as possible X ′ with the same length of the beam lengths (ie X ′ is as large as possible),
- c) these determined focal lengths are transferred in the same order as under b) but X times closer to the X circular ring sections and their endpoints connected.
- a) An den sich drehenden Bauteilen, welche über die Naben- Wellenverbindung ihr Drehmoment übertragen, ist zentrisch zur Achse ein Kreisring mit X winkelgleich verteilten Ausschnitten, wobei X 2 ist, angepaßt,
- b) aus einem in die Fläche des Kreisringes passenden exzentri schen Kreis, dessen Mittelpunkt um das Exzentermaß r2 minus r1 im Abstand vom Mittelpunkt des Kreisringes liegt, deren kürzester und längster Exzenterstrahl r1 und r2 den Radien r1 und r2 der Kreise des Kreisringes entsprechen, werden mög lichst eng X′ winkelgleich verteilte, vom Mittelpunkt des Kreisringes zur exzentrischen Kreislinie verlaufenden Strahlen längen ermittelt (d. h. X′ ist möglichst groß),
- c) diese ermittelten Strahlenlängen werden in gleicher Reihen folge wie unter b) aber Xmal enger in die X Kreisringaus schnitte übertragen und ihre Endpunkte miteinander verbunden.
- a) On the rotating components, which transmit their torque via the hub-shaft connection, a circular ring with X cutouts distributed at the same angle, X being 2, is adapted centrally to the axis,
- b) from a matching eccentric circle in the area of the circular ring, the center of which is around the eccentric dimension r 2 minus r 1 at a distance from the center of the circular ring, the shortest and longest eccentric beam r 1 and r 2 of the radii r 1 and r 2 of the Circles of the annulus correspond, as narrow as possible X ′ distributed at equal angles, from the center of the annulus to the eccentric circular line, are determined (ie X ′ is as large as possible),
- c) these determined beam lengths are transferred in the same order as in b) but X times closer to the X circular ring sections and their endpoints connected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893915865 DE3915865C1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Rigid attachment of hub to shaft - by means of teeth with curved profiles of specified form without any notches |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893915865 DE3915865C1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Rigid attachment of hub to shaft - by means of teeth with curved profiles of specified form without any notches |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3915865C1 true DE3915865C1 (en) | 1991-01-17 |
Family
ID=6380717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19893915865 Expired - Lifetime DE3915865C1 (en) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | Rigid attachment of hub to shaft - by means of teeth with curved profiles of specified form without any notches |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3915865C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1099820A1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-16 | Gammastamp S.p.A. | Vehicle door-stop device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3638455A (en) * | 1970-07-08 | 1972-02-01 | Uniroyal Inc | Filament-wound resin torsion tubes with molded end splines |
| DE3635916C1 (en) * | 1986-10-22 | 1988-03-24 | Voith Gmbh J M | Gearing for a shaft-hub connection |
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1989
- 1989-05-16 DE DE19893915865 patent/DE3915865C1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| 8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
| D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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