DE4230712A1 - Verdrehsicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrehsicherung für ineinander­ gesteckte Maschinenteile, wobei im Bereich einer Trennfuge zwischen den Maschinenteilen und in den Maschinenteilen einander gegenüberliegende Nuten zur Aufnahme eines Verdrehsicherungselementes angebracht sind.

Derartige Verdrehsicherungen zwischen Drehmomente übertragenden Bauteilen sind als sog. Nut-Federverbindungen bekannt. Dazu wird in eine Welle mit einem Fingerfräser eine Nut eingefräst und in einer darauf zu befestigenden Nabe mit einer Räumnadel eine Nut eingeräumt. Die Breite dieser im Querschnitt rechteckigen Nuten ist dabei so toleriert, daß ein darin eingelegtes stabförmiges Element, die sogenannte Feder, nahezu spielfrei an den Gegenflächen anliegt. Die Feder selbst übt keine Spannkräfte auf die Bauteile aus, sondern verhindert bei der Übertragung eines Drehmomentes, daß sich die ineinandergesteckten Maschinenteile relativ zueinander bewegen. Da die Feder durch Scherkräfte belastet wird, muß der belastete Querschnitt so groß bemessen werden, daß das Drehmoment mit Sicherheit übertragen wird. Diese Ausführung ist zwar bewährt, sie erfordert jedoch eine Vielzahl von unterschiedlichen Federn, welche in verschiedenen Breiten und Längen innerhalb eines Betriebes bevorratet werden müssen. Zudem stellt der scharfe Übergang in den Ecken der Nut eine Materialschwächung für die damit ausgerüsteten Bauteile dar. Dementsprechend muß der Querschnitt eines damit ausgerüsteten Bauteiles um einen Sicherheitsfaktor größer ausgeführt werden, um eine ausreichende Betriebssicherheit bzw. Dauerfestigkeit zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine vielseitige Verdrehsicherung für drehmomentübertragende Teile zu entwickeln, welche in einfachster Weise herzustellen und einfach an die zu übertragenden Kraftverhältnisse angepaßt werden kann.

Die Lösung dieses Problems ist im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches beschrieben. Die Vorteile dieser Lösung liegen in einer wesentlich einfacheren Herstellung der Verdrehsicherung bzw. der drehmomentübertragenden Teile und einer wesentlich geringeren Schwächung der damit ausgerüsteten Bauteile. Durch einfaches radiales Anbohren z. B. einer Welle wird eine Vertiefung geschaffen, die vom Durchmesser und der Tiefe gerade so bemessen ist, daß eine darin einzubringende Kugel mit ihrem größten Querschnitt im Bereich der Trennebene zu liegen kommt. Im Gegenstück, beispielsweise einer Nabe, kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung das zugehörige Widerlager durch eine Axialbohrung in der Nabe erzeugt werden. Die Axialbohrung entspricht im Durchmesser dem Kugeldurchmesser und ist so positioniert, daß deren Mittellinie im Bereich der Trennebene angeordnet ist. Somit kann bei einem Ausdrehen des Nabendurchmessers auf den Trennebenendurchmesser in einfachster Weise die Gegenfläche für die Verdrehsicherung erzeugt werden. Desgleichen kann durch ein oder mehrere radial verlaufende Bohrungen, beispielsweise in der Welle, ein Widerlager für eine oder mehrere Kugeln geschaffen werden. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, bei der Herstellung des Nabenteils die Nut mit herkömmlichen, bekannten Mitteln gleich anzuformen. Dies wird aber nur bei gering belasteten Bauteilen vorzusehen sein, da beispielsweise gegossene Nuten eine geringere Präzision aufweisen.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung ist es möglich, zur Übertragung größerer Drehmomente eine dem halben Kugelquerschnitt entsprechende Nut spanabhebend in ein Maschinenteil einzuarbeiten. Der Nutgrund entspricht dann dem Kugeldurchmesser und die Nutlänge der Anzahl der daran anzuordnenden Kugeln. Im Gegenstück, z. B. der Nabe, findet wiederum ein in axialer Richtung verlaufender, im Querschnitt halbrunder Kanal bzw. eine entsprechende Bohrungshälfte Verwendung, an der die Kugeln ihr Widerlager finden. Durch eine Erhöhung der Kugelanzahl kann somit in einfachster Weise eine Anpassung an das zu übertragende Drehmoment erfolgen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Auf einer im Halbschnitt dargestellten Welle (1) ist eine Nabe (2) aufgeschoben, wobei zwischen der Nabe (2) und der Welle (1) sechs Kugeln (3) im Bereich der Trennebene (4) angeordnet sind. Die Welle weist eine sich in Achsrichtung erstreckende eingearbeitete Nut (5) auf, deren Querschnitt mit Hilfe eines dem Kugeldurchmesser entsprechenden Werkzeuges erzeugt wurde. Somit entsprechen die Nutenden und der Nutgrund jeweils dem Kugeldurchmesser, wodurch Schwächungen der Welle auf ein Minimum reduziert werden können. Die Tiefe der Nut (5) entspricht dem halben Kugeldurchmesser.

In der Nabe (2) wurde eine sich in Axialrichtung erstreckende Bohrung (6) eingebracht, deren Mittellinie sich im Bereich der Trennebene (4) befindet. Beim Ausdrehen der Nabe auf den der Trennebene (4) entsprechenden Passungsdurchmesser wird die innere Hälfte der Bohrung (6) abgedreht, so daß innerhalb der Nabe (2) die äußere Hälfte der Bohrung (6) als eine halbrunde Nut stehen bleibt. Daran können sich die Kugeln (3) zur Drehmomentübertragung abstützen. Der Durchmesser der die Nut bildenden Bohrung (6) entspricht dem Kugeldurchmesser. Bei der Herstellung muß gewährleistet sein, daß der Abstand zwischen Trennebene und Nutgrund mindestens so groß ist, daß immer eine zuverlässige Montage der Kugeln (5) möglich ist.

Wie das Ausführungsbeispiel weiter zeigt, rotiert hier die Nabe (2) innerhalb einer Lagerschale (7), die gegenüber dem feststehenden Gehäuseteil (8) durch eine einzelne Kugel (3) verdrehgesichert ist. In die Lagerschale (7) ist eine Bohrung (9) aus radialer Richtung eingebracht worden, deren Tiefe so bemessen ist, daß die Kugel (3) mit ihrem größten Durchmesser im Bereich der Trennebene (10) zu liegen kommt. Die im Gehäuse (8) ein Widerlager für die Kugel (5) bildende Bohrung (6) wurde von der rechten Stirnseite aus in das Gehäuse eingebracht. Um die Herstellkosten zu reduzieren, wäre es ohne weiteres möglich, die Kugel (3) auch im Bereich der Stirnseite (11) anzubringen. Die Bohrung (6) könnte dann kürzer ausgeführt werden. Beim Herstellen des entsprechenden Passungsdurchmessers für die Trennebene (10) wird dann die Bohrung (6) entsprechend abgedreht, um so das Widerlager für die Kugel (5) zu bilden. Diese Maßnahme kann in denjenigen Fällen Anwendung finden, bei denen an die Abdichtung einer Trennebene, hier (10), nur geringe Anforderungen gestellt werden.

Claims (3)

1. Verdrehsicherung für ineinandergesteckte Maschinenteile, wobei im Bereich einer Trennfuge zwischen den Maschinen­ teilen und in den Maschinenteilen einander gegenüber­ liegende Nuten zur Aufnahme eines Verdrehsicherungs­ elementes angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrehsicherungselement aus ein oder mehreren Kugeln (3) besteht, daß die Nuten (5, 9) einen dem Kugeldurchmesser entsprechenden Querschnitt aufweisen und daß der Nutquerschnitt einen Durchmesser und/oder eine Tiefe aufweist, wonach die Kugelmitte im Bereich der Trennebene (4) angeordnet ist.

2. Verdrehsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß axiale und/oder radiale Bohrungen (6, 9) die nutartigen Widerlager für die darin anzuordnenden Kugeln (3) bilden.

3. Verdrehsicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem halben Kugelquerschnitt entsprechende Nut (5) spanabhebend in einem Maschinenteil (1) herstellbar ist.