DE4209153A1 - Welle-nabe-verbindung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Welle-Nabe-Verbindung, bei welcher
auf der Umfangsfläche der Welle eine Mehrzahl von keilförmigen
Erhebungen und auf der Innenumfangsfläche der Nabe eine entspre
chende Anzahl von keilförmigen Ausnehmungen angeordnet ist.
Die Erfindung ist nicht auf drehende Welle-Nabe-Verbindungen be
schränkt. Sie betrifft auch feste Verbindungen zwischen sich
nicht drehenden Teilen wie etwa Rohren und Zapfen. Insoweit ist
im Sinne der vorliegenden Erfindung unter Welle auch ein Zapfen
und unter Nabe auch ein Rohr zu verstehen.
Eine bekannte derartige Welle-Nabe-Verbindung (DE 95 101) weist
auf der Welle eine Vielzahl von in Umfangsrichtung der Welle an
steigenden Keilflächen auf, die mit entsprechenden Keilflächen in
Naben zusammenwirken. Durch die Vielzahl von Keilflächen soll ein
einfaches Verändern der Winkelstellung der Exzenter, Hubdaumen u.
dergl. tragenden Naben auf der Welle erreicht werden. Die Keil
flächen folgen zur Achse der Welle exzentrischen Kreisen oder
Evolventen. Damit kann nur Linienberührung erreicht werden mit
der Folge extrem hohen Flächendrucks und begrenzter Übertragbar
keit von Drehmoment. Die aus den Maßangaben der Schrift entnehm
bare Steigung von etwa 1 : 20 führt zu einem gewissen Verklemmen
der Naben auf der Welle, das ausreicht, ein Springen der Naben zu
verhindern, wenn Daumen ihre Auflage überlaufen. Sie führt jedoch
nicht zu einer haltbaren Verbindung zwischen Naben und Welle,
durch die in beiden Drehrichtungen annähernd gleiche Drehmomente
übertragen werden können.
Der Erfindung war daher die Aufgabe gestellt, eine Welle-Nabe-
Verbindung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit
dem Ziel möglichst großer übertragbarer Drehmomente die Keilflä
chen auf ihrer ganzen Fläche tragen und daß mit dem Ziel der
Übertragbarkeit mindestens annähernd gleich hoher Drehmomente in
beiden Drehrichtungen hohe Selbsthemmung erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruches gelöst.
Durch gegenseitige Relativbewegung der mit den Keilflächen
versehenen Teile Welle und Nabe, insbesondere durch Verdrehen, in
gewissen Ausführungsformen der Erfindung auch durch Verschieben
in Richtung der Achse der Welle, tritt bei Berühren einander ge
genüberliegender Keilflächen auf ihren jeweils ganzen Flächen
zunächst ein Zentrieren von Welle und Nabe zueinander und bei
weiterer Bewegung selbsthemmender Reibschluß zwischen den Keil
flächen und damit zwischen Welle und Nabe ein. Die Relativbewe
gung endet spätestens dann, wenn das eingeleitete Drehmoment
nicht mehr ausreicht, den Reibschluß zu überwinden und damit
Formschluß erreicht ist. Der Reibschluß gestattet der
erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung, neben Drehmomenten auch
erhebliche Axialkräfte in Richtung der Achse der Welle aufzuneh
men.
Die logarithmische Spirale ist diejenige ebene Kurve, die über
ihren ganzen Verlauf gleiche Steigung aufweist. Im vorliegenden
Falle führt dies dazu, daß bei gegenseitiger Relativbewegung
derart geformter Keilflächen auf einer Welle und einer Nabe um
eine gemeinsame Achse alle Punkte der Keilflächen sich gleich
zeitig berühren und zu tragen beginnen. Die logarithmische Spi
rale ist die mathematisch exakte Form dieser Kurve. In der Praxis
wird das erstrebte Ergebnis aber auch mit der logarithmischen
Spirale mehr oder minder angenäherten Kurven erreicht, da geringe
Abweichungen vom idealen Verlauf durch die elastische und/oder
plastische Verformbarkeit des Materials der Keilflächen ausge
glichen wird. So können auch Kreisbögen mit Radien, Zentren und
Zentriwinkeln gefunden werden, die bei nach ihnen geformten
Keilflächen nur unmerkliche Abweichungen vom Idealfall aufweisen.
Im folgenden wird daher meist vereinfachend von einem Kreiskeil
profil gesprochen.
Die Höhe der Selbsthemmung einer Keilverbindung hängt außer von
der Steilheit der Keile auch von den Materialeigenschaften der
Keile, insbesondere von ihrem elastischen/plastischen Verhalten
und von der Oberflächenbeschaffenheit der Keile, also bspw. von
ihrer Rauhigkeit ab. Erfindungsgemäß ist die Steilheit der Keil
flächen unter Berücksichtigung dieser Materialeigenschaften so
gewählt, daß eine so hohe Selbsthemmung erreicht wird, daß ihr
Lösemoment annähernd so hoch ist wie das Moment, mit dem sie
herbeigeführt worden ist.
Es hat sich gezeigt, daß eine Steigung von 1 : 50 und weniger gemäß
Anspruch 2 zu einer so hohen Selbsthemmung zusammenwirkender
Keilflächen führt, daß in beiden Drehrichtungen annähernd gleich
große Drehmomente übertragbar sind, daß die Welle-Nabe-Verbindung
also praktisch drehrichtungsunabhängig ist. Steigungen von we
niger als 1:200 führen dagegen zu einer Selbsthemmung, die nur
sehr schwer wieder lösbar ist und bei der auch in Abhängigkeit
von den Materialeigenschaften die Gefahr des "Durchrutschens"
gegeben sein kann.
Der Rücken der Keile, in dem sie von ihrem höchsten Punkt auf den
tiefsten Punkt des benachbarten Keils abfallen, ist für die
Funktion der Erfindung ohne Bedeutung. Er kann in einem Radius
der Welle bzw. Nabe liegen und kantig sein. Fertigungstechnisch
ist jedoch ein S-förmig geschwungener Übergang von Vorteil, der
sowohl beim Herstellen des Kreiskeilprofils durch Fräsen als auch
durch Strangpressen einfacher herzustellen ist.
Der Betrag der Relativbewegung zwischen Welle und Nabe zum Her
beiführen der Verbindung wird abhängig von den verwendeten Werk
stoffen, den Abmessungen und der gewünschten Kraftübertragung
gewählt und beträgt im Falle der Drehbewegung vorzugsweise 5° bis
25°. Dieser Verdrehwinkel beginnt erst, wenn sich gegenüberlie
gende Keilflächen aneinander legen, d. h. wenn ein gegebenenfalls
vorhandenes Spiel zwischen Welle und Nabe durch eine anfängliche,
betragsmäßig nicht zu berücksichtigende Relativbewegung aufge
zehrt worden ist.
Durch die Relativbewegung zwischen Welle und Nabe werden die
Keilflächen von Welle und Nabe nicht nur aneinandergepreßt. Es
erfolgt auch ein Verdrängen des Materials von Welle und Nabe im
Bereich der Keilflächen. Ob die Materialverdrängung nur in der
Nabe oder nur in der Welle oder in beiden auftritt, hängt von dem
für Welle bzw. Nabe gewählten Materialhärtegrad ab. Für das Ma
terial von Welle und Nabe werden bevorzugterweise sich verfesti
gende Werkstoffe verwendet. Baustähle hoher Festigkeit und le
gierte Vergütungsstähle zeigen im plastischen Bereich eine aus
geprägte Verfestigung. Baustähle niedriger Festigkeit und einige
unlegierte Vergütungsstähle zeigen hingegen ein idealplastisches
Verhalten, was bei der vorgeschlagenen Welle-Nabe-Verbindung
aufgrund der hohen Flächenpressung bzw. Fugendruckes zwischen
Welle und Nabe nur unter bestimmten Umständen von Vorteil ist.
Die verfestigenden Eigenschaften der genannten Werkstoffe sorgen
für eine sehr große Pressung zwischen Welle und Nabe und somit
für ein entsprechend großes übertragbares Drehmoment. Je nach den
Anforderungen, die an die Welle-Nabe-Verbindung gestellt werden,
kann sich aber auch der Einsatz von Werkstoffen als vorteilhaft
erweisen, die ein elastisch-idealplastisches Spannungs-Deh
nungs-Verhalten aufweisen.
Durch gleiche Steigung zusammenwirkender Keilflächen gemäß An
spruch 3 wird erreicht, daß alle Bereiche der Keilflächen gleiche
Flächenpressung aufweisen und damit ohne Überschreiten einer ma
ximalen Flächenpressung in Bereichen einer Keilflächenpaarung
insgesamt maximale Tragkraft erreicht wird. In Fällen, in denen
aus bestimmten Gründen unterschiedliche Flächenpressungen er
wünscht sind, kann dies gemäß Anspruch 4 durch entsprechend un
terschiedliche Steigungen zusammenwirkender Keilflächen oder ge
mäß Anspruch 5 durch in Umfangsrichtung zu- oder abnehmende
Steigung der Keilflächen erreicht werden.
Die vorgeschlagene Welle-Nabe-Verbindung kann aber nicht nur
Drehmomente übertragen, sondern infolge des auftretenden Reib- und
Stoffschlusses auch erhebliche Axialkräfte. Dies ist insbesondere
dann der Fall, wenn gemäß Anspruch 6 die Keilflächen zur Achse
von Welle und Nabe geneigt sind, also mit anderen Worten kegelig
ausgeführt sind. Dadurch ist die Möglichkeit geboten, das
Herbeiführen der Selbsthemmung nicht nur durch Verdrehen von
Welle und Nabe zueinander, sondern auch durch axiales Verschieben
der beiden Teile zueinander zu erreichen. So kann sich die Welle
zu dem in der Nabe befindlichen Ende hin zur Aufnahme hoher
Schubkräfte bspw. für die Aufnahme von Drehwerkzeugen verjüngen
oder zur Aufnahme hoher Zugkräfte bspw. für Bohrgestänge verdicken.
Bei entsprechend enger Passung ist im letzten Fall ein Zu
sammenfügen von Welle und Nabe nur auf thermischem Wege möglich.
In diesem Falle ergeben sich besonders hohe übertragbare Zug
kräfte.
Auch eine ein- oder mehrgängige schraubenförmige Anordnung der
Keilflächen gemäß Anspruch 7 bietet die Möglichkeit, das Selbst
hemmen der Welle-Nabe-Verbindung durch gegenseitiges axiales
Verlagern von Welle und Nabe zu erreichen und bietet darüber
hinaus den Vorteil, daß sich die Selbsthemmung bei Überlagerung
von Drehbeanspruchung und Schub/Zugbeanspruchung der Welle-
Nabe -Verbindung noch verstärkt.
Die der Erfindung gestellte Aufgabe kann bereits mit je zwei
Keilflächen auf Welle und Nabe erfüllt werden. Eine Anordnung von
drei oder mehr Keilflächen gemäß Anspruch 8 bietet jedoch den
Vorteil, daß durch die Keilflächen ein genaues Zentrieren von
Welle und Nabe zueinander erfolgt. Besonders vorteilhaft sind je
drei Keilflächen, weil sie eine optimale Zentrierung ergeben und
flache Steigungen bei großen, ein Durchrutschen ausschließenden
Keilhöhen erlauben.
Die mehreren Keilflächen können in Umfangsrichtung gleich lang
sein, d. h. sich über gleiche Zentriwinkel erstrecken und gleich
mäßig, d. h. mit gleichem gegenseitigem Abstand um den Umfang von
Welle und Nabe verteilt sein. In manchen Fällen ist jedoch auch
eine andere Anordnung vorteilhaft. So kann durch unsymmetrische
Ausführung oder Anordnung der Keilflächen erreicht werden, daß
Welle und Nabe schlüsselartig nur in einer bestimmten Winkel
stellung zueinander in Eingriff gebracht werden können.
Wenn Welle und/oder Nabe aus einem Material, bspw. Kunststoff,
bestehen, mit dessen Eigenschaften erforderliche Parameter wie
bspw. Flächenpressung nicht erreichbar sind, können die Keilflä
chen gemäß Anspruch 9 in Manschetten ausgeformt sein, die auf die
Welle aufsetzbar bzw. in die Nabe einsetzbar sind. Auch wenn
durch häufiges Lösen der Welle-Nabe-Verbindung die Keilflächen
verschleißen, ist diese Lösung mit auswechselbaren Manschetten
von Vorteil.
Um die Selbsthemmung zu erhöhen und/oder zu sichern, kann gemäß
Anspruch 10 mindestens eine der Keilflächen mit einer an sich
bekannten Mikroverzahnung versehen sein, um in einer wählbaren
Vorzugsrichtung durch einen Fischschuppeneffekt einen noch hö
heren Reibschluß zu erzielen.
Durch den hohen Fugendruck zwischen den miteinander in Wirkver
bindung tretenden Keilflächen erfolgt eine Kaltverschweißung
zwischen Welle und Nabe, so daß mit der erfindungsgemäßen
Welle-Nabe-Verbindung neben Form- und Kraftschlüssigkeit auch
eine Stoffschlüssigkeit erreicht werden kann. Dies ist dann von
Vorteil, wenn vorgesehen ist, daß die Welle-Nabe-Verbindung nicht
wieder gelöst werden soll. Durch besondere Behandlung der Keil
flächen gemäß Anspruch 11 wie bspw. Polieren kann diese Kaltver
schweißung gegebenenfalls erleichtert und beschleunigt werden.
Ein Lösen der Welle-Nabe-Verbindung kann gemäß Anspruch 12 auch
dadurch verhindert werden, daß der sich beim Verlagern der Keil
flächen zum Erreichen der Verbindung zwischen den Rückseiten der
Keilflächen bildende Spalt verfüllt wird. Dadurch wird erreicht,
daß Welle und Nabe nicht gegeneinander zurückverdreht werden
können, um die Selbsthemmung zu lösen. Hierdurch ergibt sich in
der hinsichtlich des übertragbaren Drehmomentes prinzipiell etwas
ungünstigeren Rück-Drehrichtung Formschluß. Für die Verfüllung
bietet sich insbesondere Kunststoffmaterial an, das nahezu in
kompressibel ist.
Die Steigung der Keilflächen und der Abstand zwischen den Keil
flächen in Welle und Nabe wird in der Regel so gewählt, daß das
vorgesehene übertragbare Drehmoment der Welle-Nabe-Verbindung
erreicht wird, bevor die Keilflächen etwa durch Materialverdrän
gung untereinander durchgleiten können und dadurch die Wirkung
der Verbindung von Welle und Nabe verfehlen. In manchen Fällen
ist es jedoch vorteilhaft, gemäß Anspruch 13 die Anordnung so zu
treffen, daß als Drehmomentsicherung bei Überschreiten eines be
stimmten Drehmomentes ein Durchgleiten der Welle-Nabe-Verbindung
erfolgen kann. Die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung enthält
dann eine Art Schutz gegen Zerstörung durch Überlast. In Verbin
dung hiermit kann auch eine Sicherheitsabschaltung des Antriebs
der Welle-Nabe-Verbindung ausgelöst werden.
Die Keilflächen können durch Abtragung von Material wie Fräsen,
Hobeln oder dergl. erzeugt oder besonders kostengünstig strang
gepreßt oder stranggezogen hergestellt werden.
Die Keilflächen brauchen nicht den ganzen Umfang der Welle ein
zunehmen. In manchen Fällen ist es zulässig oder sogar erwünscht,
zwischen den Keilflächen Abstände vorzusehen, in deren Bereich
die Welle zylindrisch ausgeführt sein kann.
Die erfindungsgemäße Welle-Nabe-Verbindung stellt aufgrund ihrer
besonderen Ausgestaltung zumindest eine Mischform zwischen kraft-
und formschlüssiger Verbindung dar. Der Formschluß ergibt sich
durch die Ausgestaltung der Keilflächen und durch die Tatsache,
daß die Relativverschiebung zwischen Welle und Nabe einen Grad
erreicht, der infolge der erreichten Flächenpressung kein
weiteres Relativverschieben mehr zuläßt. Vor Erreichen dieses
Punktes liegt bereits Reibschluß vor, der auch in der entgegen
gesetzten Drehrichtung ein Drehmoment zu übertragen gestattet,
das sich bei Erreichen des genanntes Formschlusses so weit stei
gert, daß es dem durch Formschluß zu übertragenden Drehmoment
entspricht oder nahezu entspricht.
Gegenüber den anderen bekannten Arten derartigen Verbindungen wie
stoffschlüssigen - bspw. Schweiß- oder Lötverbindungen - weist
sie den Vorteil der einfacheren Montage und der leichten Lösbar
keit auf. Gegenüber reibschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen - wie
bspw. Spannsätzen - hat sie den Vorteil größeren übertragbaren
Momentes, einfacheren Aufbaues und damit billigerer Herstellung
sowie geringeren Platzbedarfes und Gewichtes. So weist bspw. ein
konischer Spannsatz einen Querschnitt, eine Länge und ein Gewicht
auf, das seinen Einsatz oftmals ausschließt. Ihre Anforderungen
an Maßhaltigkeit (Toleranzen) sind vergleichsweise gering, wo
vergleichbare Verbindungen Toleranzen im µ-Bereich erfordern,
begnügt sie sich mit Werten im 1/10-mm-Bereich.
Ein besonderer Vorteil der vorgeschlagenen Welle-Nabe-Verbindung
besteht darin, daß je nach Belastung und Auslegung eine Fertigung
mit sehr großem Spiel, d. h. großer Spaltbreite zwischen den
Keilflächen möglich ist und dadurch die Montage erheblich er
leichtert wird.
Eine geeignete Maßnahme, das Fügen der erfindungsgemäßen Welle-
Nabe-Verbindung insbesondere bei sehr flachen Steigungen zu er
leichtern, besteht darin, die Steigung der Keilflächen in
Fügerichtung zunehmen zu lassen. So kann bspw. die Steigung am
Wellenende 1 : 200 betragen und sich - bezogen auf den gleichen
Grundkreis - bis zum anderen Ende der Keilflächen allmählich auf
1 : 100 steigern. Dies führt am Ende der Welle zu einem das Fügen
erleichternden größeren Spiel zwischen den Keilflächen in Welle
und Nabe.
Je größer andererseits das Spiel oder der Spalt zwischen sich
gegenüberliegenden Keilflächen ist, ein um so größerer Betrag der
Relativbewegung ist für die Überwindung dieses Spiels erforder
lich und geht als Wirkfläche für den Reib- oder Formschluß ver
loren. Wenn es wichtig ist, diesen Verlust klein zu halten, weil
die Flächenpressung auf den verbleibenden Keilflächen sonst zu
groß werden würde, sollte das Spiel möglichst gering gehalten
werden und insbesondere gegen Null gehen. Es ist darüber hinaus
sogar möglich, vor dem Zusammenfügen von Welle und Nabe das Spiel
zwischen den Keilflächen negativ auszubilden, d. h. den Durchmes
ser der Nabenbohrung geringer auszubilden als den entsprechenden
Durchmesser der Welle. Ein Zusammenfügen von Welle und Nabe ist
dann nur bei thermischem Fügen von Welle und Nabe möglich, d. h.
einem Erwärmen der Nabe, um das negative Spiel mindestens zu
egalisieren. In diesem Fall zeigt sich ein weiterer Vorteil der
erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung: Überschreitet die Nabe
beim thermischen Fügen eine vom Werkstoff abhängige Grenztempe
ratur, so ist ein deutlicher Abfall der Streckgrenze zu erwarten,
wodurch sich bei herkömmlichen Welle-Nabe-Verbindungen die Über
tragungsfähigkeit deutlich vermindert. Bei der vorliegenden
Welle-Nabe-Verbindung dagegen ist ein Herabsetzen der Streck
grenze nicht von vornherein nachteilig, vielmehr stellt sich hier
bei Verwendung entsprechender Baustähle mit hoher Festigkeit bzw.
von legierten Vergütungsstählen um so eher die verfestigende
Verformung ein.
Die Kerbwirkungszahlen der erfindungsgemäßen Welle-Nabe-
Verbindung gegen Biegung und Torsion können zudem sehr klein ge
halten werden, da durch die drehende Relativbewegung von Welle zu
Nabe der Raum für eine geometrisch optimierte Auslegung der
Übergänge der Keilflächen vorhanden ist.
In den Figuren der Zeichnung sind das Prinzip der Erfindung und
einige vorteilhafte Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
Dabei sind die Keile zur Verdeutlichung stark überhöht und die
Keilflächen zur Vereinfachung als Kreisbogen gezeichnet. Es zei
gen
Fig. 1 die Stirnansicht einer Welle/Nabe-Paarung in Füge-, in
Fig. 2 in Verbindungsstellung;
Fig. 3 und 4 Diagramme, die die übertragbaren Momente in
Abhängigkeit vom Verdrehwinkel zeigen;
Fig. 5 und 6 Füge- bzw. Verbindungsstellung einer anderen
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 und 8 die Ansichten zweier Wellenenden mit geneigten und
schraubenförmig verlaufenden Keilflächen;
Fig. 9 den Längsschnitt durch eine Welle-Nabe-Verbindung mit
Keilprofil auf Manschetten;
Fig. 10 bis 12 Schnittdarstellungen einer Einrichtung zum
Verspannen der erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung,
in Fig. 11 in der Ebene I-I, in Fig. 12 in Ebene II-II
der Fig. 10;
Fig. 13 den Längsschnitt durch die Endabschnitte zweier
Streckwalzenabschnitte von Spinnmaschinen,
Fig. 14 den Teillängsschnitt durch ein Gelenk einer
Wirkmaschine,
Fig. 15 die Ansicht einer Einzelheit des Gelenks der Fig. 14,
Fig. 16 und 17 Längsschnitt bzw. Stirnansicht einer
Nockenwelle,
Fig. 18 den Längsschnitt durch eine Getriebewelle,
Fig. 19 den Längsschnitt durch eine Kurbelwelle eines
Verbrennungsmotors,
Fig. 20 die Ansicht eines Geländers,
Fig. 21 und 22 eine Einzelheit des Gegenstandes der Fig. 19 in
Ansicht aus zwei unterschiedlichen Richtungen,
jeweils unter Verwendung der erfindungsgemäßen
Welle-Nabe-Verbindung.
Die Welle-Nabe-Verbindung verbindet gemäß Fig. 1 und 2 eine Welle
2 mit einer Nabe 3. Bei der Nabe 3 kann es sich um ein Rad, eine
Nocke, eine andere Welle usw. handeln - im folgenden sind noch
Beispiele für derartige Wellen und Naben beschrieben. Mindestens
in einem Bereich, in dem Welle 2 und Nabe 3 ineinandergeschoben
sind und der sich in Richtung der Achse der Welle über eine etwa
dem Durchmesser der Welle entsprechende Länge erstreckt, sind
Welle 2 und Nabe 3 im Querschnitt nicht kreisrund, sondern weisen
über einen Grundkreis 4 bzw. 4′ je drei, gleiche, vorspringende
Keile 5 bzw. 6 auf. Die Keile 5 und 6 steigen mit flacher Stei
gung an und fallen von ihrem höchsten Punkt steil zum tiefsten
Punkt des benachbarten Keils ab. Ihre ansteigenden Keilflächen 7,
8 folgen im Idealfall dem Verlauf einer logarithmischen Kurve,
mit anderen Worten, ihre Steigung ist in allen Punkten entlang
ihres Verlaufes gleich und gleichbleibend. Der Abstand zwischen
den Keilflächen 7 der Welle 2 und den Keilflächen 8 der Nabe 3
ist gering, jedenfalls wesentlich geringer als die Differenz
zwischen dem Abstand des höchsten Punktes einer Keilfläche 7 der
Welle 2 und dem Abstand des höchsten Punktes einer Keilfläche 8
der Nabe von der Längsachse der Welle 2. Welle und Nabe können
somit leicht ineinandergeschoben werden.
Um Welle 2 und Nabe 3 fest miteinander zu verbinden, werden die
beiden Teile gegeneinander verdreht und zwar die Welle 2 in
Richtung des Pfeiles A im Uhrzeigersinn oder die Nabe 3 gegen den
Uhrzeigersinn oder beide in der jeweiligen Drehrichtung. Dadurch
vermindert sich der Abstand zwischen den Keilflächen 7 der Welle
2 und den Keilflächen 8 der Nabe 3, bis alle Keilflächen jeweils
paarweise aneinanderliegen. In dieser Stellung ist die
Zentrierung der Nabe 3 zur Welle 2 erreicht. Der Winkel, über den
diese Drehung erfolgt, hängt vom Spiel zwischen den beiden Teilen
ab.
Dank der Besonderheit der gleichen Steigung einer logarithmischen
Spirale erfolgt die Berührung der Keilflächen 7 und 8 jeweils
sogleich auf ihrer ganzen Fläche. Bei weiterer Drehung tritt
Reibschluß und rasch zunehmende, überall gleich hohe Flächen
pressung zwischen den Keilflächen ein. Die Drehbewegung wird
fortgesetzt, bis entweder das vorgesehene zu übertragende Moment
oder die vorgesehene Winkelstellung zwischen Welle 2 und Nabe 3
erreicht ist. Der Winkel, über den diese kraftschlüssige Drehbe
wegung erfolgt, wird durch entsprechende Wahl der Steigung der
Keilflächen, der Eigenschaften des Materials der Keilflächen, der
Maßverhältnisse usw. zu etwa 5° bis 25° gewählt. Die erreichte
Endstellung ist in Fig. 2 dargestellt. Durch die Relativbewegung
der Keile 5 und 6 haben sich deren abfallende Flanken voneinander
entfernt und einen Freiraum 9 gebildet.
In den Diagrammen der Fig. 3 und 4 ist für einige Welle/Nabe-
Paarungen über dem Verdrehwinkel in der Abszisse das übertragbare
Drehmoment in der Ordinate aufgetragen. Das Material von Welle
und Nabe ist in allen Fällen St50, der Wellen-Durchmesser und die
Nabenlänge jeweils 30 mm. Linie 10 in Fig. 3 zeigt die Momente
einer Welle-Nabe-Verbindung mit je drei Keilflächen einer Stei
gung von 1 : 50, die Linie 12 mit einer Steigung von 1 : 100. Linie
11 zeigt die Momente bei Verwendung von je sechs Keilflächen und
einer Steigung von 1 : 50.
In Fig. 4 sind die Momente beim Verdrehen und beim Lösen einer
Welle/Nabe-Paarung mit je drei Keilflächen der Steigung 1 : 100 und
im übrigen den oben genannten Parametern dargestellt. Es zeigt
sich, daß das Lösemoment praktisch genau so hoch ist wie das in
Richtung der Zudrehens der Welle-Nabe-Verbindung, die Momenten
linien fallen in der Linie 13 zusammen. Die erfindungsgemäße
Welle-Nabe-Verbindung ist demnach eine feste Verbindung in beiden
Drehrichtungen, also drehrichtungsunabhängig.
In den Fig. 5 und 6 ist ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung mit je vier Keilflächen
7′ bzw. 8′ mit unterschiedlichen Steigungen und einer Nabe 3 mit
vier Speichen 14 dargestellt. Die unterschiedlichen Steigungen
der Keilflächen 7′ in der Welle 2 und der Keilflächen 8′ in der
Nabe 3 führt zu einem keilförmigen Spalt 15 zwischen sich gegen
überliegenden Keilflächen. Bei Verdrehen von Welle 2 und Nabe 3
gegeneinander kommen zuerst die Bereiche der Keilflächen in An
lage, die geringeren Abstand haben und beginnen, Flächenpressung
aufzubauen. Im weiteren Verlauf der Verdrehung können infolge
Materialverdrängung in den bereits aneinanderliegenden Bereichen
der Keilflächen 7′, 8′ auch die anderen Bereiche in Anlage kom
men. Infolge des keilförmigen Spaltes 15 bzw. des verzögerten
In-Anlage-Kommens bestimmter Bereiche baut sich in den Keilflä
chen unterschiedliche Flächenpressung auf, die durch die unter
schiedliche Länge der Maß und Richtung der Flächenpressung re
präsentierenden Pfeile 16 angedeutet ist. Die Lage der Keilflä
chen 7′ und 8′ und der Speichen 14 zueinander wird so gewählt,
daß die höheren Flächenpressungen in den Bereichen der Speichen
liegen, in denen sie durch die verstärkende Wirkung der Speichen
aufgenommen werden können.
Die Fig. 7 und 8 zeigen Ausführungsformen mit zur Längsachse 17
der Welle 2 geneigten und zusätzlich schraubenförmig verlaufenden
Keilflächen 7 und zwar in Fig. 7 derart, daß sich die Welle gegen
ihr Ende hin verjüngt. Diese Welle 2 kann durch eine Schraubbe
wegung in die zugehörige, nicht dargestellte Nabe eingesteckt
werden. Die feste Verbindung zwischen Welle und Nabe kann hier
sowohl durch gegenseitiges Verdrehen als auch durch Ineinander
drücken von Welle und Nabe erfolgen. Diese Ausführungsform er
scheint vorteilhaft für Aufnahmen von Drehwerkzeugen an Werk
zeugmaschinen wie Bohrer, Fräser und dergl. Die Neigung der
Keilflächen 7 kann jedoch gemäß Fig. 8 auch so sein, daß sich die
Welle 2 gegen ihr Ende verdickt. In dieser Ausführungsform wird
der Reibschluß bei Zugbeanspruchung der Welle-Nabe-Verbindung
noch erhöht, was für bestimmte Anwendungsfälle der Erfindung von
Vorteil ist.
Es versteht sich, daß die Neigung und der Schraubengang der
Keilflächen in Welle und Nabe je nach den Erfordernissen des An
wendungsfalles auch jeweils für sich allein einsetzbar sind.
In Fig. 9 ist die Anordnung des Kreiskeilprofils auf Manschetten
18 und 19 dargestellt. Mit der Welle 2 ist eine Manschette 18
fest verbunden, bspw. verklebt, verschweißt oder aufgeschrumpft -
diese feste Verbindung ist durch Schweißnahtkehlen 20 angedeutet.
Entsprechend ist die Nabe 3 fest mit einer Manschette 19 verbun
den. Die Manschette 18 der Welle 2 trägt das Kreiskeilprofil auf
der Außenseite, die Manschette 19 der Nabe 3 auf der Innenseite.
Welle 2 und Nabe 3 können wie schon beschrieben durch Verdrehen
über die Manschetten 18 und 19 fest, aber lösbar miteinander
verbunden werden.
Die Manschetten 18 und 19 können aus gleichem oder aus anderem
Material wie Welle 2 bzw. Nabe 3 bestehen. In Fällen, in denen
Welle und Nabe aus weniger widerstandsfähigem Material wie etwa
Kunststoff oder Leichtmetall gefertigt sind, werden die Man
schetten vorteilhaft bspw. aus Stahl sein. Wenn die Welle-Nabe-
Verbindung häufig befestigt und gelöst werden muß und daher hohem
Verschleiß unterliegt, können die Manschetten aus gleichem Mate
rial wie Welle und Nabe, aber leicht austauschbar auf diesen be
festigt sein. Auch wenn Welle und Nabe aus schwer bearbeitbarem
Material bestehen, bietet sich diese Manschetten-Lösung an.
Die Fig. 10 bis 12 zeigen Spannelemente zum Verdrehen der
Welle-Nabe-Verbindung, um den Reibschluß herzustellen. Hierzu
sind in der Nabe 3 bspw. eines Zahnrades 21 ebenso viele
achsparallele Nuten 22 angeordnet, wie die Welle-Nabe-Verbindung
Keilflächen 7, 8 aufweist. In den Nuten sind mittels Schrauben
23, die sich an einem gegen das Zahnrad 21 anliegenden Ring 24
abstützen, Keile 25 verschiebbar, die sich wie aus Fig. 12 er
sichtlich gegen das Ende der Welle 2 verjüngen. Die Tiefe der
Nuten 22 nimmt wie aus Fig. 10 ersichtlich in Richtung auf das
Ende der Welle 2 zu, um ein Verklemmen der Keile beim Verschieben
zu vermeiden. Die Keile 25 liegen mit einer ihrer Seitenflächen
26 auch an den Rücken 27 der Keilflächen 7 der Welle 2 oder wie
nicht dargestellt an den Seitenflächen von Nuten in der Welle 2
an.
Zum Verspannen der Welle-Nabe-Verbindung werden die Keile 25
durch Drehen der Schrauben 23 in Richtung auf das Ende der Welle
2 gezogen und verdrehen dabei infolge ihrer Keilform und ihrer
Führung in den Nuten 22 bzw. des Anliegens ihrer Seitenflächen 26
an den Rücken 27 der Keilflächen 7 die Nabe 3 gegen die Welle 2
in dem Sinne, daß der Reibschluß zwischen den Keilflächen 7 und 8
in Welle 2 bzw. Nabe 3 hergestellt wird. Die verspannten Keile
zwischen Welle 2 und Nabe 3 verhindern auch sicher ein Rückdrehen
und damit ein Lösen des Reibschlusses. Diese Ausführungsform
verbindet die Wirkung des geschilderten Vergießens des Freiraumes
9 der Fig. 2 mit dem Vorteil, daß das Blockieren des
Zurückdrehens wenn notwendig aufgehoben werden kann.
Ein vorteilhafter Anwendungsfall der Erfindung ist die Verbindung
von Streckwerkswalzen-Abschnitten. Die teilweise mehr als 30 m
langen Verzugswalzen von Spinnereimaschinen wie bspw. Ringspinn
maschinen oder Vorspinnmaschinen (Flyer) bestehen aus kurzen Ab
schnitten von etwa 600 mm Länge, die an ihren Stoßstellen, die
zugleich ihre Lagerstellen sind, drehfest, aber lösbar miteinan
der verbunden werden müssen. Fig. 13 zeigt das letzte bzw. erste
Riffelfeld 28, 29 zweier benachbarter Walzenabschnitte 30, 31.
Der Walzenabschnitt 30 weist einen zylindrischen Zapfen 32 auf,
auf den der Innenring eines die Walze lagernden Wälzlagers 33
aufgeschoben ist. Gegen sein Ende zu weist der Zapfen 32 im Be
reich 34 das erfindungsgemäße (Außen-)Keilprofil mit bspw. drei
Keilflächen auf. Die (Naben-)Bohrung 35 des Walzenabschnittes 31
ist mit dem entsprechenden (Innen-)Keilprofil versehen.
Zum Aufbau des ganzen Streckwalzenstranges werden die Wellen
darstellenden Zapfen 32 der Walzenabschnitte wie 30 in die Boh
rungen 35 der Naben darstellenden Walzenabschnitte wie 31 ge
steckt und durch Verdrehen bspw. mittels Streckwerkszangen fest
miteinander verbunden. Diese Verbindung kann mittels ihres Rei
bungsschlusses auch die erfahrungsgemäß häufig an der Eingangs
walze erforderlichen Rückhaltemomente aufnehmen, ohne daß die
Verbindung sich löst. Bei Bedarf kann die Verbindung aber auch
wieder gelöst werden, um bspw. beschädigte Walzenabschnitte aus
wechseln zu können.
Bisher ist es üblich, die Walzenabschnitte mittels Gewinden zu
verbinden. Die erfindungsgemäßen Kreiskeilprofile schwächen die
Walzenabschnitte aber deutlich weniger und vermindern damit die
spinntechnisch nachteilige Torsion der Walzen unter der Drehmo
mentbelastung im Betriebszustand. Da die Gewinde bis zum Anein
anderliegen der Stirnflächen der Walzenabschnitte ineinanderge
dreht werden müssen, müssen die Walzenabschnitte mit sehr engen
Längentoleranzen gefertigt werden. Bei Verwendung der
erfindungsgemäßen Kreiskeilprofile ist dies nicht notwendig, die
Walzenabschnitte können hier in der erforderlichen Längsposition
miteinander verbunden werden. Da die erfindungsgemäße Welle-
Nabe-Verbindung drehrichtungsunabhängig ist, brauchen nicht wie
bei Verwendung von Gewinden für die beiden Maschinenzeiten einer
Spinnmaschine unterschiedliche Teile gefertigt zu werden.
An einem Wirkmaschinen-Gelenkgetriebe gemäß Fig. 14 war die Auf
gabe gestellt, einen etwa 100 mm langen Bolzen 36 aus Vollmate
rial oder dickwandigem Rohr mit einem Durchmesser von etwa 25 mm
in einem Pleuel 37 dreh- und verschiebefest zu haltern und zu
beiden Seiten Gelenkarme 38 auf spielfreien Wälzlagern 39 zu la
gern. Hierzu wurden sowohl der Bolzen 36 außen als auch die In
nenseite des Pleuels 37 und die Innenringe 41 der Wälzlager 39
innen mit dem erfindungsgemäßen Dreikeil-Profil 42 versehen. Die
Steigung des Dreikeil-Profils 42 wurde mit 1 : 100 oder 1 : 200 ge
wählt.
Zur Montage des Gelenkgetriebes wird zunächst der Bolzen 36 in
das Auge des Pleuels 37 gesteckt und mittels der zusammenwirken
den Dreikeilprofile 42 durch Verdrehen im Pleuelauge im Pleuel
verankert. Dann werden die Wälzlager 39 und die Gelenkarme 38
beiderseits des Pleuels 37 auf den Bolzen 36 aufgesteckt und die
Wälzlager durch kontrolliertes Verdrehen ihrer Innenringe 41 an
Schlüsselflächen 43 und dadurch bewirktes Aufweiten mittels des
Dreikeilprofils 42 sowohl spielfrei gemacht als auch durch Reib
schluß auf dem Bolzen 36 verankert. Durch das erfindungsgemäße
Merkmal, daß die Steigung der Keilflächen gleichbleibend ist,
erfolgt das Aufweiten der Wälzlagerinnenringe über den ganzen
Umfang völlig gleichmäßig, ohne daß an einzelnen Stellen ein
Klemmen eintreten kann und unter Beibehalten der Zentrierung.
Durch die gewählte sehr flache Steigung von 1 : 100 oder noch
flacher kann das Aufweiten feinfühlig im µ-Bereich erfolgen.
Diese Bauweise stellt eine wesentliche Vereinfachung und
Verbilligung gegenüber der bisher üblichen Ausführung dar, bei
der das Pleuellager geschlitzt und verschraubt und auch der Bol
zen an den Enden geschlitzt und mit Innenkegeln versehen sein
mußte, in denen Kegel mittels Schrauben verspannt werden mußten.
Die Fig. 16 und 17 zeigen die Anwendung der Erfindung auf eine
Nockenwelle mit den Merkmalen der Erfindung. Die Nockenwelle 44,
von der hier nur ein Abschnitt dargestellt ist, besteht aus einer
vorzugsweise hohlen Welle mit Außen-Dreikeilprofil. Auf diese
Welle werden Nocken 45 mit Innen-Dreikeilprofil 46, die den Naben
3 der Ansprüche entsprechen, aufgeschoben und in der richtigen
Position längs der Welle 44 mittels einer Drehvorrichtung aus der
in Fig. 17 gestrichelt gezeichneten Ausgangsstellung um den Win
kel B in die richtige Winkelstellung in Bezug auf die Nockenwelle
gedreht. Das Innen-Dreikeilprofil der verschiedenen Nocken 45 ist
jeweils in einer Winkelstellung eingebracht, die ein Erreichen
des richtigen Nockenwinkels mit dem Verdrehwinkel der Keilver
zahnung zwischen etwa 5° und 20° gewährleistet.
Die Drehvorrichtung weist vorteilhafterweise eine Drehmoment-
Meßeinrichtung auf, mittels derer beim Eindrehen eines jeden
Nockens in seinen Nockenwinkel überprüft werden kann, ob ein
vorgesehenes Drehmoment erreicht und damit ein ausreichend fester
Sitz des Nockes gewährleistet ist. Wenn dies nicht der Fall ist,
liegt ein Fertigungsfehler vor und die Nockenwelle kann als feh
lerhaft ausgeschieden werden. Auf diese Weise ist eine 100%ige
Gütekontrolle gegeben. Die Drehvorrichtung kann mittels eines
feinstufigen Schrittmotors angetrieben sein, mit dem die vorge
sehene Winkelstellung mit großer Genauigkeit erreichbar ist. Die
Drehmoment-Meßvorrichtung kann als Kraftmeßdose zwischen dem
Schrittmotor und seiner Halterung ausgeführt sein. Besonders
vorteilhaft erscheint eine Messung des vom Schrittmotor
aufgenommenen Stroms, der dem ausgeübten Moment nahezu propor
tional ist.
Die Erfindung erlaubt auch eine sehr vorteilhafte Ausführung ei
ner Getriebewelle bspw. für ein Kraftfahrzeug-Schaltgetriebe, wie
sie in Fig. 18 dargestellt ist. Bisher müssen die Zahnräder der
artiger Getriebewellen erwärmt und mit 15-t-Pressen aufgedrückt
werden. Die erfindungsgemäße Getriebewelle 47 weist zylindrische
Bereiche 48 auf, an denen sie gelagert sein kann und deren
Stirnseiten axiale Anlagen für Zahnräder 49 und einen Kupplungs
körper 50 bilden. Zahnräder 49 und Kupplungskörper 50 stellen
hier die Naben dar. In den Bereichen, in denen die Zahnräder 49
und der Kupplungskörper 50 sitzen, weist die Getriebewelle 47 das
erfindungsgemäße Keilprofil 51 auf, dem Keilprofile in den Boh
rungen der Zahnräder und des Kupplungskörpers entsprechen. In
folge der geringen Höhe des Keilprofils kann die erfindungsgemäße
Getriebewelle mit geringerem Durchmesser und damit leichter aus
geführt werden als bisher üblich.
Zur Montage der Zahnräder 49 und des Kupplungskörpers 50 auf der
Getriebewelle 47 werden diese Teile auf die Getriebewelle auf ge
steckt und wie oben schon mehrfach beschrieben durch Verdrehen
befestigt. Dabei kann das Keilprofil eines der Zahnräder 49 ent
gegengesetzt zu den Keilprofilen der anderen Zahnräder 49 orien
tiert sein, so daß dieses Zahnrad zum Gegenhalten der Getriebe
welle beim Befestigen dieses und eines weiteren Zahnrades dienen
kann. Auch hier kann durch Messen des zum Befestigen
aufgewendeten Momentes ein Überwachen auf Erreichen des vorgese
henen Momentes und damit gleichzeitig mit dem Befestigen eine
100%ige Kontrolle aller aufgezogenen Zahnräder auf festen Sitz
und damit aller gefertigten Getriebewellen erfolgen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 19 zeigt eine ausgeführte Kur
belwelle eines Verbrennungsmotors mit den Merkmalen der Erfin
dung. Die Kurbelwelle 52, von der hier nur ein Abschnitt darge
stellt ist, besteht aus einer Mehrzahl von Wangen 53 einer ersten
Art und und von Wangen 54 einer zweiten Art. Jede der Wangen 53
und 54 weist einem Pleuellagerzapfen 55 und einem Hauptlagerzap
fen 56 auf. An den Wangen 53 der einen Art sind diese Zapfen als
innen liegende (Hohl-)"Wellen" 57 mit Außen-Dreikeilprofil vor
gesehen. Die Keilprofile sind in der Zeichnung durch Strichelung
angedeutet. An den Wangen 54 der anderen Art sind die Zapfen als
außen liegende "Naben" 58 mit Innen-Dreikeilprofil ausgeführt und
tragen außen die Lagerflächen für die Innenringe der Wälzlager
59, auf denen die Kurbelwelle 52 in dem über einen Steg 60 mit
dem Kurbelwellengehäuse verbundenen Hauptlager 61 bzw. die beiden
Pleuel 62 eines Motors mit V-förmiger Zylinderanordnung gelagert
sind. Die Wangen 53 und 54 können vorteilhaft in Gesenken fein
geschmiedet und die Keilflächen sowie die Lagerflächen danach
genau bearbeitet werden.
Beim Aufbau der Kurbelwelle 52 werden geschlossene Gleit- oder
Wälzlager 59 sowie geschlossene Pleuel 62 ohne Verschraubung
bspw. auf den (Naben-)Pleuellagerzapfen 55 einer Wange 54 aufge
steckt. Dann wird der (Wellen-)Pleuellagerzapfen 55 einer Wange
53 in den Pleuellagerzapfen 55 der Wange 53 eingesteckt und unter
Aufbringen eines entsprechenden Drehmomentes in die Winkelstel
lung gedreht, in der die Hauptlagerzapfen 56 der beiden Wangen
miteinander fluchten, m.a.W. die Kurbelwellenachse bilden. Die
Winkellage der Keilprofile sind so gewählt, daß das erforderliche
übertragbare Moment der Verbindung in der richtigen Winkelstel
lung benachbarter Wangen zueinander erreicht wird.
Dann wird das Wälzlager 59 eines Hauptlagers 61 auf den (Na
ben-)Hauptlagerzapfen 56 der Wange 54 aufgesteckt, der (Wel
len-)Hauptlagerzapfen 56 einer Wange 53 in den Hauptlagerzapfen
55 der Wange 53 eingesteckt und unter Aufbringen eines entsprechenden
Drehmomentes in die Winkelstellung gedreht, in der die Pleuella
gerzapfen 55 dieser beiden Wangen im vorgesehenen Winkel zuein
ander stehen.
Dieser Vorgang wiederholt sich abwechselnd mit Wangen der beiden
Arten (die äußeren dargestellten Wangen sind gleich) und gegebe
nenfalls mit Schwungrad, Steuerrad und Lichtmaschinenantriebsrad,
bis die komplette Kurbelwelle vorliegt. Diese Bauart verringert
durch Hohlstellen in den Wellen das Gewicht der Kurbelwelle und
ermöglicht ein leichtes Austauschen von verschlissenen Lagern. Es
erlaubt den Aufbau von Kurbelwellen mit beliebiger Anzahl von
Pleuelkröpfungen aus zwei Arten von Wangen.
Für Rohrkonstruktionen wie Geländer an Treppen oder Maschinen,
Spulengatter für Textilmaschinen, Leitern und dergl. können Rohre
63 bspw. eines Geländers nach Fig. 20 als Strangpreßprofile mit
dem erfindungsgemäßen, innenliegenden Kreiskeilprofil und die
zugehörigen Knotenteile 64 (-, ┬-, +- und andere Teile) und
Füße 65 mit dem entsprechenden Profil außen versehen sein. In den
Fig. 21 und 22 ist dies an einem +-Profil dargestellt. Der
mittlere, vierstrahlige Bereich besteht aus zylindrischen Zapfen
66, an die sich Zapfen 67 mit dem erfindungsgemäßen Keilprofil
anschließen. Die Länge dieser Zapfen 67 beträgt je nach Bean
spruchung das 1...2fache des Durchmessers des Rohres 63. Die
Steigung des Kreiskeilprofils ist den Materialeigenschaften,
bspw. Leichtmetall, angepaßt und beträgt bspw. 1 : 50. Die Knoten
teile 64 und die Füße 65 können vorteilhaft aus Stahl als
Schmiedeteil mit kalibriertem Kreiskeilprofil oder in Druckguß
oder Kunststoff-Spritzguß hergestellt werden.
Durch Ablängen von Rohrstücken 63 passender Länge, Einstecken der
entsprechenden Knotenteile 64 bzw. Füße 65 und Verdrehen der
Rohre und Teile gegeneinander können schnell und einfach belie
bige Rohrkonstruktionen wie bspw. in Fig. 20 gezeigt aufgebaut
werden. Weitere Befestigungsteile sind nicht erforderlich. Im
Inneren der Rohre 63 liegendes Keilprofil wie in der Zeichnung
dargestellt bedingt an Knotenstellen eine Unterbrechung im Rohr.
Wenn das Profil in einer anderen, nicht dargestellten Ausfüh
rungsform außen am Rohr angebracht ist, kann ein Rohr über eine
Knotenstelle durchlaufen.
Claims (15)
1. Welle-Nabe-Verbindung, bei welcher auf der Umfangsfläche der
Welle eine Mehrzahl keilförmiger Erhebungen und auf der Innen
fläche der Nabe die gleiche Anzahl entsprechender keilförmiger
Ausnehmungen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steigung der Keilflächen (7, 8) im wesentlichen dem Verlauf
einer logarithmischen Spirale folgt und so flach ist, daß in
Abhängigkeit von Material und Beschaffenheit der Oberflächen
der Keilflächen sichere Selbsthemmung gegeben ist.
2. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steigung der Keilflächen (7, 8) 1/50 bis 1/200
beträgt.
3. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zusammenwirkende Keilflächen (7, 8) gleiche Steigung auf
weisen.
4. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zusammenwirkende Keilflächen (7, 8) unterschiedliche
Steigungen aufweisen. (Fig. 5, 6)
5. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steigung der Keilflächen (7, 8) in Umfangsrichtung
zunimmt.
6. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Keilflächen (7, 8) zur Achse (17) von Welle (2) und
Nabe geneigt sind. (Fig. 7, 8)
7. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Keilflächen (7, 8) schraubenförmig auf der Welle (2)
bzw. in der Nabe angeordnet sind. (Fig. 7, 8)
8. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens drei Keilflächen (7, 8) auf der Welle (2) und
in der Nabe (3) angeordnet sind.
9. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Keilflächen (7, 8) auf einer auf die Welle (2) auf
setzbaren und/oder in die Nabe (3) einsetzbaren Manschette
(18, 19) ausgebildet sind. (Fig. 9)
10. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß mindestens eine der Keilflächen (7, 8) mit einer
Mikroverzahnung versehen ist.
11. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Keilflächen (7, 8) so behandelt sind, daß sich
eine Kaltverschweißung zwischen Welle (2) und Nabe (3) ergibt.
12. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der sich nach einer Relativverschiebung zwischen
Welle (2) und Nabe (3) ergebende Freiraum (9) verfüllt ist.
13. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß durch die Wahl der Materialeigenschaft von Welle (2)
und von Nabe (3) und/oder der Steigung der Keilflächen (7, 8)
in Bezug auf ein maximal zulässiges übertragbares Drehmoment
ein Durchrutschen der Welle in der Nabe möglich ist.
14. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß sich an Welle (2) und Nabe (3) abstützende, verstell
bare Keile (25) vorgesehen sind, durch deren Verstellen eine
Relativverschiebung zwischen Welle und Nabe erzeugbar ist.
15. Welle-Nabe-Verbindung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Keile (25) in Ausnehmungen (22) der Nabe (3) an
geordnet sind und an den Keilrücken (27) der Keilflächen (7)
der Welle (2) anliegen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4209153A DE4209153C3 (de) | 1991-03-22 | 1992-03-20 | Welle-Nabe-Verbindung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4109530 | 1991-03-22 | ||
DE4209153A DE4209153C3 (de) | 1991-03-22 | 1992-03-20 | Welle-Nabe-Verbindung |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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R071 | Expiry of right | ||
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