DE4133794C2

DE4133794C2 - Befestigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE4133794C2
Application number: DE4133794A
Authority: DE
Inventors: Kenichiro Nakamura; Toyoakira Fukui
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1990-10-12
Filing date: 1991-10-12
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2011-10-13
Also published as: ITGE910130A1; KR920008066U; KR960000553Y1; DE4133794A1; JP2513443Y2; US5174680A; ITGE910130A0; IT1253626B; JPH0463820U

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen eines Rades oder radähnlichen Körpers mit einer mittigen Nabenöffnung an einer Welle mit einem in die Nabenöff nung gesteckten Außenring mit einer zylindrischen Außenfläche, einer sich verjüngenden Innenfläche, einer an dem den großen Durchmesser aufweisenden Ende der sich verjüngenden Innenfläche ausgebildeten Endbacke mit vergrößertem Durchmesser und einem sich axial in dem Außenring erstreckenden Schlitz, einem in den Außenring gesteckten Innenring mit einer über die Welle ge steckten zylindrischen Innenfläche, einer sich verjüngenden, komplementär zu der sich verjüngenden Innenfläche des Außen rings ausgebildeten Außenfläche, einem an einem Ende des Innen rings auf der den großen Durchmesser aufweisenden Seite der sich verjüngenden Außenfläche angeordneten Flanschbereich mit vergrößertem Durchmesser, sich durch den Flanschbereich er streckenden axialen Bohrungen und einem sich axial durch den Innenring erstreckenden Schlitz, und Befestigungsmitteln, die sich durch die Bohrungen hindurch erstrecken und in verschraub tem Eingriff mit den in dem Rad oder radähnlichen Körper ausge bildeten, mit Innengewinde versehenen Bohrungen stehen.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Befe stigen eines Rades oder radähnlichen Körpers an einer Welle ohne Verwendung eines Keils.

Aus der DE 29 44 756 A1 ist eine gattungsgemäße Befestigungs vorrichtung bekannt. Die bekannte Befestigungsvorrichtung weist einen in die Nabenöffnung des Rades oder radähnlichen Körpers gesteckten Außenring mit einer zylindrischen Außenfläche und einer sich verjüngenden Innenfläche auf. Der geschlitzte Außen ring weist an seinem den großen Durchmesser aufweisenden Ende zur axialen Festlegung an dem Rad oder radähnlichen Körper eine Endbacke auf. Des weiteren weist die Befestigungsvorrichtung einen in den Außenring gesteckten Innenring mit einer der Welle zugewandten zylindrischen Innenfläche und einer sich verjüngen den, komplementär zur Innenfläche des Außenrings ausgebildeten Außenfläche auf. Dem geschlitzten Innenring ist ferner an dem den großen Durchmesser aufweisenden Ende ein Flanschbereich mit vergrößertem Durchmesser zugeordnet. Durch in dem Flanschbe reich angeordnete Bohrungen erstrecken sich Befestigungsmittel, die in verschraubtem Eingriff mit in dem Rad oder radähnlichen Körper vorgesehenen Bohrungen stehen.

Zur weiteren Dokumentation eines jedoch ferner liegenden Stan des der Technik sei einerseits auf die FR 25 14 443 sowie andererseits auf den druckschriftlich nicht belegten Stand der Technik gemäß den Fig. 5 und 6 hingewiesen.

Die aus der FR 25 14 443 bekannte Befestigungsvorrichtung unterscheidet sich von der gattungsgemäßen Befestigungsvorrich tung nach der DE 29 44 756 A1 im wesentlichen darin, daß von beiden Seiten eines Rades oder radähnlichen Körpers jeweils ein Innen- bzw. Außenring in die Nabenöffnung zwischen Welle und Rad bzw. radähnlichem Körper eingesetzt ist. Des weiteren be finden sich die Befestigungsmittel nicht in verschraubtem Ein griff mit dem Rad oder radähnlichen Körper, sondern mit den Be festigungsmitteln des jeweils gegenüberliegenden Paares aus In nenring und Außenring.

Die Fig. 5 und 6 zeigen jeweils in axial geschnittener Darstel lung ebenfalls eine Befestigungsvorrichtung 50 bzw. 60 zum Festlegen eines Rades oder dgl. an einer Welle. Bei einer sol chen Befestigungsvorrichtung ist in einer Nabenöffnung 53 bzw. 63 eines Rades 52 bzw. 62 eine Schulter 54 bzw. 64 vorgesehen. Diese dient zur Verhinderung einer Relativbewegung zwischen ei nem äußeren Ring 51 bzw. 61 und dem Rad 52 bzw. 62. Das Rad 52 bzw. 62 muß mit einem relativ langen Führungs- oder Nabenbe reich 56 bzw. 66 ausgestattet sein, der zur Verhinderung eines Kippfehlers zwischen der Welle 55 bzw. 65 und dem Rad 52 bzw. 62 die Welle 55 bzw. 65 kontaktiert. Mit anderen Worten wird eine Zentrierung zwischen der Welle 55 bzw. 65 und dem Rad 52 bzw. 62 erreicht. Es ist jedoch problematisch, die Schulter 54 bzw. 64 und den Führungsbereich 56 bzw. 66 maschinell auf dem Rad herzustellen. Des weiteren sollte bei der Montage der Befe stigungsvorrichtung Aufmerksamkeit auf die Richtwirkung des Ra des 52 bzw. 62 gerichtet werden.

Bei der gattungsgemäßen Befestigungsvorrichtung gemäß der DE 29 44 756 A1 ist nun problematisch, daß der Innen- und der Außen ring während der Befestigung des Rades an der Welle vor dem Eingriff der sich verjüngenden Flächen noch nicht soweit zusam mengeschoben sind, daß sie den zylindermantelförmigen Zwischen raum zwischen Rad und Welle so vollständig ausfüllen, daß eine hinreichende Zentrierung des Rades schon zu diesem Zeitpunkt gewährleistet ist. Folglich kann sich das Rad in diesem Stadium noch relativ zu der Welle verkippen, wodurch die Befestigung des Rades an der Welle erschwert ist.

Weiter problematisch ist bei der Befestigung des Rades an der Welle, daß mit dem Innenring, dem Außenring, dem Flanschbereich und den Befestigungsmitteln neben dem Rad und der Welle vier verschiedene Einzelbauteile nahezu gleichzeitig handzuhaben sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Befestigungsvorrichtung anzugeben, mit der eine verein fachte Befestigung des Rades oder radähnlichen Körpers an der Welle ermöglicht ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des einzigen Patentanspruches. Danach ist die Befestigungsvorrichtung derart ausgestaltet und weiterge bildet, daß der Innenring und der Flanschbereich einstückig miteinander ausgebildet sind, daß an dem den kleinen Durchmes ser aufweisenden Ende der sich verjüngenden Innenfläche eine über die Welle gesteckte Stützbacke ausgebildet ist, daß die Stützbacke der Endbacke entgegengerichtet ist, daß an dem den großen Durchmesser aufweisenden Ende der sich verjüngenden In nenfläche eine zylindrische Innenfläche ausgebildet ist und daß an dem den großen Durchmesser aufweisenden Ende der sich ver jüngenden Außenfläche, komplementär zu der zylindrischen Innen fläche des Außenrings eine zylindrische Außenfläche ausgebildet ist.

Beim Festziehen der Schrauben werden der äußere und der innere Ring axial und relativ zueinander bewegt. Da jedoch der End flansch des Außenringes eine Endfläche des Rades kontaktiert, werden das Rad und der Außenring daran gehindert, sich axial relativ zueinander zu bewegen. Werden die Schrauben weiter an gezogen, so werden der Außenring und der Innenring mit dem Rad und der Welle durch Keilwirkung der sich verjüngenden Flächen des Außenringes, des Innenringes und durch die jeweils elasti sche radiale Ausdehnung und Kontraktion des Außenringes und des Innenringes befestigt. Im Ergebnis sind Welle und Rad fest mit einander verbunden und es kann aufgrund der vorhandenen Rei bungskraft ein Drehmoment zwischen Welle und Rad übertragen werden.

Während des Festlegens kommt auf der Seite des geringen Durch messers der sich verjüngenden Oberfläche der Stützflansch auf dem Außenring in Kontakt mit der Außenfläche der Welle und die Welle und das Rad werden zentriert. Auf der den großen Durch messer aufweisenden Seite der sich verjüngenden Oberfläche wer den die Welle und das Rad durch die zylindrische Außenfläche des Außenringes, die zylindrische Innenfläche des Außenringes sowie die zylindrische Außenfläche des Innenringes, die komple mentär zueinander ausgebildet sind, und durch die zylindrische Innenfläche des Innenringes zentriert.

Folglich ist mit der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung eine Befestigungsvorrichtung realisiert, mit der eine verein fachte Befestigung des Rades oder radähnlichen Körpers an der Welle ermöglicht ist.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei terzubilden. Dazu ist auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu ver weisen.

In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Aus führungsbeispiels der vorliegenden Erfindung anhand der Zeich nungen werden auch weitere bevorzugte Ausgestaltungen und Wei terbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einem Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel der er findungsgemäßen Befestigungsvorrichtung,

Fig. 2 in einer rechtsseitigen Seitenansicht die Befesti gungsvorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung einen Außenring der Befestigungsvorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung einen Innenring der Befestigungsvorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 5 in einem Axialschnitt eine herkömmliche Befestigungs vorrichtung und

Fig. 6 in einem Axialschnitt eine weitere herkömmliche Befe stigungsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt in einem Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel ei ner erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung 10 zur Befesti gung eines Rades 14 auf einer Welle 12. Diese Befestigungsvor richtung 10 weist einen einteiligen Außenring 20, einen eintei ligen Innenring 30 und mit Gewinde versehene Befestigungsmit tel, beispielsweise Schrauben oder Bolzen 40, auf.

Gemäß den Darstellungen in den Fig. 1 und 3 ist der Außenring 20 zylindrisch und hat eine zylindrische Außenfläche 21 mit ei nem Durchmesser, der einige Micron geringer ist als der Innen durchmesser einer in dem Rad 14 ausgebildeten mittigen Naben öffnung 15. Der Außenring 20 weist des weiteren eine sich axial verjüngende Innenfläche 22 mit einem im wesentlichen stumpfen konischen Verlauf auf. Der Außenring 20 ist des weiteren mit einem sich axial durch den Außenring 20 hindurch erstreckenden Schlitz 23 versehen. Der Außenring 20 weist des weiteren einen sich radial nach innen erstreckenden Stützflansch bzw. eine Backe 24 auf, die über die Welle 12 gleitet und an dem den kleinen Durchmesser aufweisenden Ende der sich verjüngenden In nenfläche 22 angeordnet ist. Der Außenring 20 weist auch eine zylindrische Innenfläche 25 auf, die an dem den großen Durch messer aufweisenden Ende der sich verjüngenden Innenfläche 22 angeordnet ist. Die Backe 24 ist mit einer zylindrischen Innen fläche 24′ ausgebildet, die in axialer Richtung parallel zur Welle 12 verläuft. Des weiteren weist der Außenring 20 einen Endflansch 26 auf, der im Durchmesser vergrößert und am Außen ring 20 an dessen dem Stützflansch 24 entgegengesetzten Ende ausgebildet ist. Der Endflansch 26 ist mit einer Sitzfläche oder Schulter 27 ausgebildet, die rechtwinklig zur Welle 12 verläuft. Die Innenfläche 25 ist in axialer Richtung gesehen länger als die axiale Dicke des Flansches 26.

Gemäß den Darstellungen in den Fig. 1 und 4 weist der Innenring 30 eine zylindrische Innenfläche 31 mit einem Durchmesser auf, der um einige Micron größer ist als der Durchmesser der Welle 12. Des weiteren weist der Innenring 30 eine sich verjüngende Außenfläche 32 auf, die komplementär zur Innenfläche 22 des Au ßenringes 20 ausgebildet ist. Der Innenring 30 weist des weite ren einen Flanschbereich 36 mit vergrößertem Durchmesser auf, wobei dieser Flanschbereich 36 an dem den großen Durchmesser aufweisenden Ende der sich verjüngenden Außenfläche 32 ausge bildet ist. Der Flanschbereich 36 ist mit einem gewindefreien axialen Durchgang 37 ausgeführt, damit sich ein Bolzen bzw. eine Schraube 40 hindurch erstrecken kann. Des weiteren weist der Flanschbereich 36 einen sich verjüngenden Durchgang 38 zur Demontage auf (vgl. Fig. 2). Axial zwischen der sich verjüngen den Außenfläche 32 und dem Flanschbereich 36 ist eine zylindri sche Außenfläche 35 vorgesehen, die komplementär zur zylindri schen Innenfläche 25 des Außenringes 20 ausgebildet ist. Der Durchmesser der zylindrischen Außenfläche 35 ist nahezu gleich bzw. geringfügig kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Innenfläche 25 des Außenringes 20. Der Innenring 30 weist eine Mehrzahl axialer Schlitze 33 auf. Jeder der Schlitze 33 er streckt sich von dem durch einen geringen Durchmesser der sich verjüngenden Außenfläche 32 gebildeten freien Ende nach innen zu einem Punkt in der Nähe der axial gerichteten Endfläche des Flanschbereichs 36.

Die Befestigung des Rades 14 an der Welle 12 der voranstehend erörterten Befestigungsvorrichtung 10 geschieht wie folgt:
Die Befestigungsvorrichtung 10 wird gemäß der Darstellung in Fig. 1 zwischen das Rad 14 und die Welle 12 verbracht. Da sich die Sitzfläche 27 des Endflansches 26 in Kontakt mit der axia len Endfläche des Rades 14 befindet, wird zwischen dem Außen ring 20 und dem Rad 14 eine Relativbewegung verhindert. Die Bolzen bzw. Schrauben 40 werden durch die Durchgänge 37 in Ge windebohrungen 17 eingesteckt und auf ein vorgegebenes Moment angezogen. Während des Anziehens der Schrauben 40 wird das Rad 14 axial in Richtung des Flanschbereiches 36 bewegt und bewirkt, daß der Innenring 30 relativ zum Außenring 20 derart axial be wegt wird, daß sich die sich verjüngenden Flächen 22 und 32 in Eingriff befinden. Eine radiale Befestigungs- oder Haltekraft wirkt auf die Welle und das Rad aufgrund der Keilwirkung zwi schen den Ringen 20 und 30 sowie aufgrund der begleitend auf tretenden, radial gerichteten elastischen Ausdehnung und Kon traktion der Ringe 20 und 30 aufgrund der axial verlaufenden Schlitze 23 und 33. Genauer gesagt werden als Oberflächendruck wirkende Befestigungs- bzw. Haltekräfte zwischen der Außenflä che 13 der Welle 12 und der zylindrischen Innenfläche 31 des Innenrings 30 zwischen der Innenfläche 16 der Nabenöffnung 15 von Rad 14 und der zylindrischen Außenfläche 21 des Außenringes 20 und zwischen den sich verjüngenden Flächen 22 und 32 er zeugt. Entsprechend sind die Welle 12 und das Rad 14 fest und daher drehsicher durch den Oberflächendruck miteinander verbun den bzw. aneinander befestigt. Drehmomente lassen sich so durch die Reibkräfte übertragen.

Zu diesem Zeitpunkt sind an dem einen axialen Ende der Befesti gungsvorrichtung 10 die Innenfläche 16 der Nabenöffnung 15 und die zylindrische Außenfläche des Außenringes 20 in gegenseiti gem Kontakt und die Außenfläche 13 der Welle 12 und die zylin drische Innenfläche 24′ der Stützfläche bzw. Backe 24 sind ebenfalls in gegenseitigem Kontakt. Am anderen axialen Ende der Befestigungsvorrichtung 10 stehen die Innenfläche 16 der Naben öffnung 15 und die zylindrische Außenfläche 21 des Außenringes 20 ebenfalls in Kontakt miteinander. Gleiches gilt für die zy lindrische Innenfläche 25 des Außenringes 20 und die zylindri sche Außenfläche 35 des Innenringes 30, die komplementär zuein ander ausgebildet sind. Schließlich stehen die Außenfläche 13 der Welle 12 und die zylindrische Innenfläche 31 des Innenrin ges 33 in Kontakt zueinander und wirken so als Führung. Ent sprechend ist das Rad 14 bezüglich der Welle 12 an beiden axia len Enden desjenigen Bereichs, in dem die Befestigungskraft ge neriert ist, zentriert.

Die Befestigungsvorrichtung 10 wird durch Entfernen aller Ma schinenschrauben 40 aus den Gewindebohrungen 17 demontiert. Die Maschinenschrauben 40 werden zur Separierung des Rades von dem Innenring 30 und zum Aufbringen der erforderlichen Trennkraft in die Gewindebohrungen 38 eingeschraubt. Da der Außenring 20 mit sich axial erstreckenden, durchgehenden Schlitzen 23 verse hen ist, kehrt der Außenring 20 aus der im befestigten Zustand gespreizten Position wieder zurück in seine ursprüngliche Form (d. h. er kontraktiert) sobald die Befestigungskraft nachläßt und der Außenring 20 läßt sich leicht abziehen.

An den den kleinen Durchmesser und den großen Durchmesser auf weisenden Enden der sich verjüngenden Oberfläche, d. h. an bei den Enden der sich verjüngenden Oberfläche, läßt sich die Welle und das Rad oder der radähnliche Körper zur Zentrierung führen.

Obwohl voranstehend ein besonderes Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung zum Zwecke der Illustration detailliert dargestellt wurde, ist es wesentlich, daß Variationen bzw. Ver änderungen oder Modifikationen der zuvor offenbarten Befesti gungsvorrichtung incl. unterschiedlicher Anordnungen der Teile innerhalb der beanspruchten Lehre der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims

Befestigungsvorrichtung (10) zum Befestigen eines Rades (14) oder radähnlichen Körpers mit einer mittigen Nabenöffnung (15) an einer Welle (12) mit
einem in die Nabenöffnung (15) gesteckten Außenring (20) mit einer zylindrischen Außenfläche (21), einer sich verjüngen den Innenfläche (22), einer an dem den großen Durchmesser auf weisenden Ende der sich verjüngenden Innenfläche (22) ausgebil deten Endbacke (26) mit vergrößertem Durchmesser und einem sich axial in dem Außenring (20) erstreckenden Schlitz (23),
einem in den Außenring (20) gesteckten Innenring (30) mit einer über die Welle (12) gesteckten zylindrischen Innenfläche (31), einer sich verjüngenden, komplementär zu der sich verjün genden Innenfläche (22) des Außenrings (20) ausgebildeten Au ßenfläche (32), einem an einem Ende des Innenrings (30) auf der den großen Durchmesser aufweisenden Seite der sich verjüngenden Außenfläche (32) angeordneten Flanschbereich (36) mit vergrö ßertem Durchmesser, sich durch den Flanschbereich (36) er streckenden axialen Bohrungen (37) und einem sich axial durch den Innenring erstreckenden Schlitz (33), und
Befestigungsmitteln (40), die sich durch die Bohrungen (37) hindurch erstrecken und in verschraubtem Eingriff mit den in dem Rad oder radähnlichen Körper (14) ausgebildeten, mit In nengewinde versehenen Bohrungen (17) stehen,
dadurch gekennzeichnet, daß der Innen ring (30) und der Flanschbereich (36) einstückig miteinander ausgebildet sind,
daß an dem den kleinen Durchmesser aufweisenden Ende der sich verjüngenden Innenfläche (22) eine über die Welle (12) ge steckte Stützbacke (24) ausgebildet ist, daß die Stützbacke (24) der Endbacke (26) entgegengerichtet ist,
daß an dem den großen Durchmesser aufweisenden Ende der sich verjüngenden Innenfläche (22) eine zylindrische Innenflä che (25) ausgebildet ist und
daß an dem den großen Durchmesser aufweisenden Ende der sich verjüngenden Außenfläche (32), komplementär zu der zylin drischen Innenfläche (25) des Außenrings (20) eine zylindrische Außenfläche (35) ausgebildet ist.