DE445176C - Schraubenlose Verbindung fuer Maschinenteile - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine schraubenlose Klauenverbindung für Maschinenteile, z. B. zwei- oder mehrteilige Riemenscheiben, Rahmenlager, Lagerdeckel, Stopfbüchsenbrillen, Leerlaufbüchsen, und andere Zwecke als Ersatz der bisher üblichen Kegelräder, Kreuzgelenkkupplungen, Kupplungsmuffen, Ausdehntmgskupplungen usw.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Abb. 1 zeigt die schraubenlose Klauenverbindung als Bogenkupplung, wozu Abb. ia und ib Einzelheiten darstellen. Abb. 2 veranschaulicht eine zweiteilige Kupplungsmuffe für Walzwerke, wozu Abb. 2a ein Längsschnitt und Abb. 2b und 2c Draufsichten sind. Abb. 3 zeigt eine Kupplung für Transmissionswellen, Abb. 3a eine Stirnansicht dazu. Abb. 4 zeigt die Kupplung ohne Sicherheitsschraube, wozu Abb. 4a eine Draufsicht und Abb. 4b ein Längsschnitt ist. Abb. 5 zeigt eine doppelte Klauenverbindung für eine zweiteilige Riemenscheibe, Abb. 5a eine Ansicht hierzu, Abb. 5b und 5c eine einfache Klauenverbindung für den gleichen Zweck. Abb. 6 zeigt die Verbindung bei einem zweiteiligen Stirnrad, Abb. 6a eine Ansicht dazu; die zugehörigen Schnitte sind in Abb. 6b, 6c und 6d dargestellt. Abb. 7 zeigt im Schnitt die Anwendung der neuen Klauenverbindung bei vierteiligen Naben von zweiteiligen Holzriemenscheiben. Abb. 8 zeigt einen zweiteiligen Stellring mit einfacher Klauenverbindung, Abb. 9 und 9a ein Lager mit der Klauenverbindung. Abb. 10 und ioa zeigen die neue Klauenverbindung in Anwendung bei dem Deckel eines Lagers, Abb. 11 eine zweiteilige Stopfbüchsenbrille und Abb. 12 eine Leerlaufbüchse.

Gemäß Abb. ι ist die schraubenlose Klauenverbindung für Maschinenteile als Bogenkupplung ausgeführt; sie kann auch in dieser Ausführung als Ausdehnungskupplung verwendet werden. Mit dieser Bogenkupplung¹ können zwei Wellen r oder Walzenzapf en c (Abb. 2a) gekuppelt werden, die einen Winkel von 90 bis i8o° miteinander bilden, d. h. die Kupplung kann als Ersatz für Kegelräder angewendet werden. Mit dieser Bogenkupplung können auch Wellen gekuppelt werden, die in verschiedenen Ebenen parallel liegen- oder einander kreuzen. Der Abstand X₁ ist dabei abhängig von der Länge L (Abb. 1) der Kupplung und von dem Durchmesser der beiden Mitnehmer m sowie auch von der Ausführung der Muffe. Wird die quadratische Öffnung η, die auch mehrkantig oder klauenförmig ausgeführt werden kann, am Rand trichterförmig, wie bei ρ strichpunktiert gezeichnet, ausgeführt, so kann der

Winkel β bis zu 45⁰ betragen. Die Mitnehmer nt haben in der Stirnansicht die Form eines Quadrates oder eines Vieleckes oder sind auch klauenförmig ausgeführt. In der Seitenansicht oder im -Seitenschnitt können sie die Form eines Kreises oder Kugelabschnittes, Zylinders usw. haben, müssen aber den Ansprüchen, die an die Mitnehmer gestellt werden, angepaßt sein. Diese' führen dann auch gleichzeitig die Muffe. Die Verbindung der beiden Kupplungshälften α und a_t ist, wie später beschrieben, ausgeführt. Die Mitnehmer m werden entweder auf die Wellenenden aufgekeilt oder auf quadratische oder mehrkantige Stummel der Wellenenden oder bei Walzwerken auf die Kleeblattzapfen der Walzen aufgesetzt. Diese doppelt wirkende Bogenkupplungsmuffe kann auch aus einem Stück hergestellt werden, falls die Wellen oder Walzenzapfen oder die Muffe usw. eine Seitenaushebung zulassen.

In Abb. 2 ist die zweiteilige Kupplungsmuffe für Walzwerke gezeigt, sie hat gegenüber den bekannten Kupplungen mitKuppelspindeln eine wesentliche Raumersparnis in achsialer Richtung; sie ist auch leichter und billiger. Der Außendurchmesser der Muffe ist gleich dem nach der alten Bauart, kann aber auch größer oder kleiner gewählt werden. Die Länge der Muffe beträgt im ganzen drei Kleeblattzapfenlängen. Die Beanspruchung der Lagerschalen oder Rollenlager durch die exzentrische Fliehkraft der Muffen wird hier auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Die Walzwerkskupplungsmuffe bildet in zusammengesetztem Zustande ein einziges Stück gegenüber den bekannten achtteiligen Kupplungen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Platzmangel beim Übergang von Gleitlagern zu Rollenlagern, besonders versetzten Rollenlagern wie- auch bei übereinandergesetzten Rollenlagern, bei bestehenden Walzwerken ohne Ausschaltung der Achsialdrucklager hierdurch beseitigt wird. Es ist nicht notwendig, die Dauerhaftigkeit der sehr teueren Radialrollenlager durch Nichteinbauen oder Auslassen der oben erwähnten Achsialdrucklager zu schwächen und die Dauerhaftigkeit der Lager auf ungefähr die Hälfte herabzusetzen, was der Verbreitung dieser Rollenlagerung nur Schaden bringen müßte. Abgesehen davon, daß das genaue Einstellen der Walzenkaliber nach Einlaufen der Rollenlager in Frage gestellt wäre, wobei nach Einlaufen der Radialrollenlager stets in der Achsialrichtung ein Spiel entstehen muß, so daß Fertiggerüste stets mit Drucklagern ausgeführt werden müssen. Durch die Einführung der Erfindung kann also der gewonnene Raum für die längeren Rollenlagerzapfen ausgenutzt werden, onne daß die Rollgänge usw. versetzt oder die Sohlplatten und Fundamente verlegt oder verlängert werden müssen. Bei Neugründungen entfallen die Gewichte für die gekürzten Sohlplatten, auch die Auslagen bei Fundamentherstellung werden kleiner, und die Gewichte für dieKuppelspindeln und die zweite Muffe kommen in Wegfall, so daß hierdurch eine Ersparnis erzielt wird.

Abb. 2 mit Nebenabbildungen zeigt diese aus Schalenhälften α und a_t mit Eingriffsnasen d und d_x und einer Sicherheitszentralschraube b bestellende Walzwerksmuffe in Schnitt und Ansicht in zusammengesetztem Zustande. Abb. 2a zeigt gleichzeitig die erfindungsgemäße Veränderung der Achsenlage x, der Walzen c und C₁, wobei die Erfindung als Gelenkkupplungsmuffe oder elastische Verbindung zwischen den beiden strichpunktiert eingezeichneten Walzenzapfen die Verbindung der beiden herstellt. Die dort angedeutete Abweichung der Walzenmitten χ ergibt sich, wie bekannt, durch die Abnutzung und Regulierung der Walzen, durch den Verschleiß der Lagerschalen, durch Montage- und Ausführungsfehler. Diese unvermeidliche Versetzung der Walzenmitten wird durch die Erfindung mit Benutzung einer einzigen Kleeblattlänge des mittleren vollen Teiles II der Muffe aufgefangen, ohne daß die Kleeblätter der Walzen mehr als sonst beansprucht werden. Dies wird erreicht entweder durch Aufsetzen von zwei Mitnehmern m nach Abb. ι auf die Kleeblattzapfen, oder durch die bauchige Form der Mitnehmer g nach Abb. 2 (Kleeblätter) und durch die doppeltrichterförmige Gestalt i und I₁ der Kleeblattzagfenaufnahmeöffnungen der Muffe. Die beiden Muffenhälften sind gleich, nur die Ausnehmung für die Schraubenmutter ist etwas größer zu machen, damit diese Mutter mit einem Aufsteckschlüssel angezogen werden kann. Die Ausnehmung für den Schraubenkopf ist je nach der Kopfform der Schraube sechskantig oder quadratisch auszuführen, damit der Kopf gesichert ist. Die Mutter wird gesichert entweder, wie gezeichnet, durch Splinte oder durch eine selbsttätig sperrende Unterlagscheibe. Auf die beiden Längsarretierungen /, die gegebenenfalls auch in der Form Z₁, wie angedeutet, ausgeführt werden, verhindern gemeinschaftlich mit den Eingriffsnasen d und d_t durch deren strahlenförmige Anordnung, daß die beiden Kupplungshälften α und a_t radial verschoben werden können. In der Achsialrichtung besorgt die Arretierung die Sicherheitsschraube b. Die Nasenverschlüsse d und d¹ sowie die Sicherheitsschraube können so stark ausgeführt werden, daß die normale Beanspruchung nicht überschritten wird. Daraus geht hervor, daß die

eine Hälfte der zu übertragenden Kräfte durch die vier Querschnitte der Nasenverschlüsse d und d₁ und der Sicherheitsschraube b aufgefangen wird, während die andere Hälfte dieser Kraft von den zwei unverletzten Querschnitten h und A₁ aufgenommen wird, die um 90⁰ von den Eingriffsverschlüssen versetzt sind und zwischen den Kleeblättern g liegen. Das Material ist Gußeisen oder Stahlguß, ίο Die Muffe ist sauber zu gießen, damit teure Bearbeitung möglichst vermieden wird. Bearbeitet werden nur die Längsarretierungen / oder Z₁ mit den dazugehörigen Nuten und die Eingriffsnasen d und d_v Das Loch für die Schraube b wird gemeinschaftlich in beide Muffenhälften gebohrt. Dann sind auch die Flächen unter dem Kopf und der Mutter zu verpassen, damit beide Teile sauber aufliegen. Die Sicherheitsschraube ist aus zähem Stahl herzustellen und am besten als Paßschraube auszuführen. Die Eingriffsklauen d und d₁ können mit schiefen Ebenen e oder auch parallel ausgeführt werden. Wie in der Stirnansicht der Muffe zu ersehen ist, sind die Eingriffsklauen bei der Walzwerksmuffie strahlenförmig, wobei sie genügend kräftig sind, ohne daß die mitnehmenden Kleeblätter g verletzt werden. Bei Walzwerken, die nur geringe Abnutzung der Walzen aufweisen oder wo diese gleichmäßig reguliert und ersetzt werden, oder bei Verwendung von Rollenlagern braucht die doppeltrichterförmige Ausführung nicht vorgesehen zu werden. Es genügt, die Öffnung in üblicher Weise zylindrisch zu machen, wie bei/ angedeutet, und es sind nur die Kleeblätter g· auszubauchen. Das Aufsetzen auf die Zapfen ist sehr einfach und wird ohne Anleitung ausgeführt. Die Mutter der Sicherheitsschraube b wird zuerst gelöst, die Schraube herausgezogen, dann werden beide Kupplungsteile durch Verschieben in der gestrichelten Pfeilrichtung außer Eingriff gebracht. Hierdurch ist die Muffe in zwei Teile zerlegt und kann auf die Walzenzapfen aufgesetzt werden. Alsdann werden beide Teile in der Richtung der voll ausgezogenen Teile wieder zum Eingriff gebracht, die Schraube b wird durchgezogen, die Mutter aufgeschraubt und durch einen Splint gesichert; dann ist die Muffe betriebsfähig. Die Muffe ist so bemessen, daß die ganze Länge der Muffe, je nach deren Größe, um 10 bis 20 mm kürzer ist als die beiden Kleeblattzapfen und die Entfernung zwischen denselben, und zwar deshalb, damit die Eingriffsnasen außer Eingriff gebracht werden können. Dies ist dann notwendig, wenn die Muffe nach Abb. 2 ausgeführt wird. Bei Ausführung nach Abb. 1 ist diese Kürzung nicht notwendig, weil dort die mitnehmenden Seiten sich außerhalb des Kleeblattdurchmessers be- < finden. Nach Abb. 2 ist es auch möglich, nur auf- einer Seite der einen Muffenhälfte die mitnehmenden Kleeblätter um 10 bis 20 mim kürzer zu machen, wodurch ebenfalls die Muffe außer Eingriff gebracht werden kann. Auch der mittlere volle Teil II der Muffe muß um dieses Maß kürzer gehalten werden. Eine weitere Verwertung der Erfindung besteht in ihrer Anwendung als feste Kupplung für Wellen und Transmissionen. Sie bietet gegenüber den bekannten Kupplungen den Vorteil der Einfachheit, Billigkeit und der leichten und schnellen Auswechslungs- oder j Aushebungsmöglichkeit der WeHen. Abb. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung als Beispiel einer festen Kupplung für Transmissionen, Wellen usw. Das Prinzip ist das gleiche wie bei den Walzwerksmuffen, nur sind hier die Kleeblätterg· nicht ausgeführt, und es treten an ihre Stelle die normalen Nasen- oder Federkeile und deren Nuten k und It₁. Diese können nach den voll ausgezogenen oder nach den strichpunktierten Linien eingesetzt werden. Die Eingriffsnasen können wieder entweder strahlenförmig wie bei d_s oder parallel zur Teilungsebene der Kupplung wie bei d₂ ausgeführt werden. Die Längsarretierungen / sind hier nicht notwendig und können daher ganz in Wegfall kommen.

Abb. 4 zeigt die gleiche Kupplung, jedoch ohne Sicherheitsschraube b. Anstatt der Schraube ist hier in der Teilungsebene der Muffe, also nicht senkrecht zur Teilungsebene wie bei der Sicherheitsschraube b in Abb. 2, ein Bolzen I, wie in vollen Linien gezeichnet, oder ein Keil, wie strichpunktiert angegeben, eingepaßt; desgleichen kann z. B. eine Gewindeschraube eingeschraubt werden. Bei dieser Ausführung bildet der Bolzen, der Keil oder die Gewindeschraube lediglich die Arretierung in achsialer Richtung. Die Eingriffsklauen U₁ müssen demnach so stark bemessen werden, daß sie allein die Kräfte oder nur die eine Hälfte der Umfangskraft, je nachdem, wie die Keile eingesetzt sind, übertragen können. Als Arretierung können auch gemäß der Stirnansicht dicht am Rande neben der Ausnehmung für die Klauen d eine oder zwei Arretierungskopfschrauben L₁ in die eine Scheibenhälfte eingeschraubt werden, so daß der Schraubenkopf mit der darunterliegenden Sicherheitsunterlagscheibe das Auseinandergehen der Klauen d ebenfalls wie der Bolzen / unmöglich macht.

Abb. s zeigt den Erfindungsgegenstand als Klauenverbindung einer zweiteiligen Riemenscheibe ohne Zentralsicherheitsschraube. Die Ausführung an sich kann sehr verschieden sein und den Verhältnissen stets angepaßt werden. In Abb. 5 bis 5c sind beispielsweise

zwei Ausführungsformen dieser Klauenverbindung dargestellt. Abb. 5 und 5a zeigen als erste Ausführung eine doppelte, während Abb. 5 und 5b eine einfache Verbindung zeigen. Die Klauen d₅ und d_e ergeben, wie schon beschrieben, die Verbindung. Das Ausdem-Eingriff-Bringen der beiden Scheibenhälften A₂ und a_s bzw. a₄ und a₅ verhindern, je nachdem, wie es die Platzverhältnisse verlangen, die angedeuteten Arretierungsmittel I₁, h> 4> h· Die Ausführungsform der Klauen kann wieder strahlenförmig oder parallel durchgeführt werden.

Abb. 6 mit Nebenabbildungen zeigt als Beispiel ein zweiteiliges Stirnrad mit der neuen Klauenverbindung. Die Klauen d₅ steEen die normale Klauenverbindung der Nabe dar. Die Klauen d₇ der beiden Zahnradhälften a₆ und U₁ verbinden mit Hilfe der Nasen η die Arme und den Zahnkranz des Rades. Die Arretierung erfolgt entweder durch die Schrauben I₅ oder I₆. Die Pfeile geben die Richtung der Bewegung der beiden Zahnradhälften an, wenn sie außer Eingriff gebracht werden sollen. Aus den Schnitten I bis VI nach Abb. 6b, 6c, 6d ist die Konstruktion der Klauenverbindung ersichtlich.

Abb. 7 zeigt die Erfindung in der Anwendung als einfache schraubenlose Verbindung der vierteiligen Naben für zweiteilige Holzriemenscheiben; diese Verbindung kann auch für andere Ausführungen der Naben verwendet werden. Die Nabe ist so ausgeführt, daß zwei diagonal liegende Teile e₈ und a₉ gleich sind. Die rechte und die linke Nabenhälfte greifen zwecks Zentrierung bei r übereinander. Eine Arretierung ist hier nicht notwendig, weil die Verbindungsschrauben s das Außereingriffbringen verhindern.

Abb. 8 zeigt einen zweiteiligen Stellring a_l0 und ß_11; der mit einer einfachen Klauenverbindung d₆ versehen ist. Die Arretierungsmittel sind hier nicht notwendig, weil die Arretierung von den Stellschrauben t, deren Köpfe nötigenfalls eingelassen sind, besorgt wird. Als Sicherung kann eine Schraube I₂ eingesetzt werden. Da die Stellringe mit drei Stellschrauben ausgeführt werden, ist die eine Stellringhälfte mit nur einer Schraube, stets wie gezeichnet, mit dem Rücken auf den arretierten Gegenstand aufzusetzen, damit die zwei Stellschrauben der zweiten Hälfte a_n die Befestigung besprgen.

Abb. 9 zeigt ein Lager mit der Klauenverbindung nach der Erfindung. Die Klauen d₈ des Deckels sind über die ganze Breite des Lagers ausgeführt und greifen hinter die Nasen n{.' Die Arretierung in achsialer Richtung besorgt eine Arretierungsschraube Z₇.

Abb. 10 zeigt ebenfalls ein Lager, dessen Deckel mit den Klauen d_a mit Hilfe der Nasen n₂ mit dem Lagerkörper verbunden ist. Diese Lagerdeckelverbindung kann auch umgekehrt ausgeführt werden. Die Lager mit diesem Verschluß eignen sich für alle Zwecke, 6g z. B. für Gruben- und andere Schmalspurwagenlager usw.

Abb. 11 zeigt eine zweiteilig« Stopfbüchsenbrille, die mit der neuen Verbindung zusammengehalten wird; die Klauen sind hier achsial ausgeführt; die beiden Hälften a_i2 sind ganz gleich. Die Büchse o, die zweiteilig sein muß, ist mit den Stoßflächen um verdreht, so daß die Verbindung der beiden Teile ß₁₂ hierdurch achsial gesichert ist.

In Abb. 12 ist , die Verbindung- der beiden Hälften ß₁₃ und a_u einer Leerlaufbüchse gezeigt.

Aus den angeführten Beispielen geht hervor, daß die Anwendung der Erfindung bei den verschiedensten Maschinenteilen und in zahlreichen Ausführungsformen erfolgen kann.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schraubenlose Verbindung für Maschinenteile, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verbindenden Teile an den Trennfiächen mit mäanderartigen kongruenten go Vorsprüngen und Einkerbungen (ί?_χ bis d_i0) versehen sind, die gegenseitig ineinandergreifen.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung eines ungewollten Lösens der Verbindung Arretierungsschrauben oder -bolzen durch die Verbindung hindurchgeführt sind, wobei die Mitte (II) des mehr- oder einteiligen Maschinenteiles voll ist und hierbei als selbsttätige achsiale Führung des Teiles wirkt, wobei die Mitnehmer (m) auf die normalen Kleeblattzapfen ohne radiale Befestigung aufgesteckt werden oder auf einem Wellenstummel befestigt sind und gleichzeitig als deren Verlängerung

u. dgl. an sie gestellten Aufgaben dienen.

3. Verbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mitnehmenden Kleeblätter (g·) bauchig sind, wobei die Kleeblattöffnungen (z, J₁) jeder Muffe nach innen und außen zwecks Erhöhung der Gelenkigkeit doppeltrichterförmig ausgeführt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.