DE660546C - Loesbare Klemmverbindung zur Verbindung zweier mit Gleitflaechen aufeinandersitzender Koerper - Google Patents

Loesbare Klemmverbindung zur Verbindung zweier mit Gleitflaechen aufeinandersitzender Koerper

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DE660546C DEST53611D DEST053611D DE660546C DE 660546 C DE660546 C DE 660546C DE ST53611 D DEST53611 D DE ST53611D DE ST053611 D DEST053611 D DE ST053611D DE 660546 C DE660546 C DE 660546C
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Description

  • Lösbare Klemmverbindung zur Verbindung zweier mit Gleitflächen aufeinandersitzender Körper Die Erfindung betrifft eine lös- und feststellbare Klemmverbindung zweier mit Gleitflächen aufeinandersitzender Körper, bei welcher die zur Verbindung der Körper dienende Klemmkraft durch das Gegeneinanderschieben zweier, ineinanderpassender Kegel erzeugt wird.
  • Bei bekannten hleinniverbindungen iihnlicher Art wird die zur Verbindung der Körper dienende hleminkraft dadurch bewirkt, daß beim Verschieben der Kegelflächen gegeneinander diese Flächen aufeinandergleiten. Sie erzeugen Gleitreibungswiderstand. Hierbei besteht bei Drücken, die zur übertragung großer Drehmomente notwendig sind, die Gefahr des Fressens und der Deformierung dieser Flächen.
  • Außer diesen Verbindungen sind Freilaufkupplungen bekannt, die aus zwei ineinanderpassenden Kegel bestehen, zwischen deren kegeligen Flächen Wälzkörper angeordnet sind. Bei diesen Kupplungen kann nur ein Drehmoment in einer Drehrichtung; von einem Tegel auf den anderen durch die «-älzkörper übertragen werden. Diese Freilaufkupplungen benutzen nur die rollende Reibung.
  • Diesen bekannten Verbindungen gegenüber besteht das -Neue und Erfinderische darin, claß die bei Freilaufkupplungen zur Drehmoinentübertragun# verwendeten Mittel im Zusammenhang mit zwei mit Gleitflächen aufeinandersitzende Körper gebracht werden, und zwar in der Weise, daß durch Benutzung von Wälzkörpern mit verhältnismäßig kleinen Kräften, d. h. mit geringer rollender Reibung, große Druckkräfte hervorgerufen werden, die auf die Gleitflächen zur Wirkung kommen und dort einen verhältnismäßig großen, zur Verbindung der Körper ausreichenden Gleitreibungswiderstand erzeugen.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt, und zwar sind in den Abb. i bis 4 verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgedankens wiedergegeben. Es zeigen Abb. i im Längsschnitt das Beispiel der Verbindung eines Maschinenteils, z. B. Zahnrads, mit einer Welle, Abb. a im Längsschnitt die Verbindung einer Vollwelle mit einer Hohlwelle, Abb. 3 im Längsschnitt ebenfalls die Verbindung einer Vollwelle mit einer Hohlwelle in einer anderen Ausführung, Abb.4 im Längsschnitt die Verbindung; eines Ringes mit einer Hohlwelle in noch anderer Ausführung.
  • In Abb. i sitzt beispielsweise ein Zahnrad i auf einer Welle 2, die teilweise ausgebohrt ist. Als Passung; zwischen dein Teil i und der @Nelle ? kann, wie in der Abbildung gezeigt. eine glatte zylindrische Fläche oder auch eine andere Gleitfläche, z. B. ein Konus, ein Gewinde <(der eine Verzahnung, vorgesehen sein. In der Bobrun;; dieser Welle befindet sich ein rill#,f<irtili'"er l#ohlkegel 3. In dieseln Hohlkegel3 ist ein Gegenkez,el6 iliit gleichem I.zegelwinkel angeordnet, dessen Durchmesser so viel kleiner ist, claß zwischen den beiden Kegelflüchen kugeln 4., gleichmäßig auf den Umfang verteilt, eingelegt werden können. Zum Festhalten der Kugeln zwischen den beiden Kegelflachen können an sich bekannte: Haltevorrichtungen, wie z. B. ein Käfig o. dgl- verwendet werden.
  • Die Durchmesser der Kegelflächen und der Kugeln sind so gewählt, daß sie in der gezeichneten Anordnung kraftschlüssig aneinanderliegen. Da: Auseinanderfallen der Teile ;wird z. B. zunächst durch eine Ringschraube ; verhindert.
  • Wird nun auf den Kegel V in der Pfeilrichtung eine Kraft ausgeübt, so wird sich dieser in der Pfeilrichtung auf den Kugeln 4 rollend verschieben. Infolge dieser Verschiebung wird der Kegel 6 über die Kugeln 4. auf den Hohlkegel 3 Druckkräfte ausüben, die bei genügender Größe den Hohlkegel 3 und die Welle 2 ausdehnen und die Welle z im Zahnrad i festpressen.
  • Die Kraft, die hierbei auf den Kege16 in der Pfeilrichtung ausgeübt «erden . muß, hängt ab von der' Größe des Reibungswiderstandes und von dem durch die Größe des Kegelwinkels bedingten Übersetzungsverhältilis. Mit dem Kegelwinkel kann man (las Cbersetzungsverhältnis beliebig klein machen und damit erreichen, daß der Gesamtwiderstand sich, in seiner Größenordnung dein Reibungswiderstand nähert. Da es sich bei dieser Anordnung um rein rollende Reibung handelt, deren Reibungszahl etwa I%looo ist, so folgt daraus, daß das Verhältnis der in der Pfeilrichtung ausgeübten Kraft zu der Summe der durch die Kugeln auf den Hohlkegel 3 wirkenden Kräfte ebenfalls bis auf das Größenordnungsverhältnis i : iooo gebracht werden kann. aus diesem Übersetzungsverhältnis, das bei gleichem Kraftaufwand etwa die hundertfache Kraftwirkung gegenüber dem Verhältnis bei einer Klemmverbindung finit gleitender Reibung ermöglicht, ergibt sich schon die außerordentliche Überlegenheit der Erfindung.
  • 31s wesentliches (Merkmal ist außerdem bei dein Gegenstand der Erfindung zu beächten, daß die von (lein zti verbindenden Körper i auf den Körper 2 oder umgekehrt zu übertragenden Kräfte nicht durch die Wälzkörper geleitet --erden.
  • Die in der Pfrilrichtung atlsgeül)te Kraft kann. in vielen Fällen so klein gehalten werden, dah ihre Erzeugung durch das Einschrauben der Ringsdlraube7 z. B. mit Hilfe der "Zähne 8 genügt. Wird eine größere Druckkraft erforderlich, so kann beispielsweise die kraft durch die Öffnung der Ringschraube i finit Hilfe einer besonderen SpannvorrichtunT auf den Kegel 6 ausgeübt werden, während in diesem Falle die Ringschraube j zur Sicherung der gegenseitigen Lage der beiden Kegel dienen kann. Der Hohlkegel 3 und die Welle 2 können in vielen Fallen zti einem Teil vereinigt werden.
  • Bei dein in Abb. a dargestellter( Ausführungsbeispiel ist eine Vollwelle i finit einer Hohlwelle 2 zu verbinden. 13i- Ati13enkegel 3 wird in diesem Falle durch die Hohlwelle 2 selbst gebildet. Als Wälzkörper sind hier -Kugeln 4 verwendet, die zwischen dein Kegel 3 und einem Hohlkegel 6 angeordnet sind. Die Anordnung von Kegel, Gegenkegel und Wälzkörpern ist grundsätzlich die gleiche wie in Allb. i. 1i11 Gegensatz zu der Anordnung in Abt. i trägt entweder der Kegel 3 oder der Hohlkegel h oder beide je eine oder mehrere schraubenlinienartig angeordnete Rillen; bzw. 8, in denen die Kugeln geführt sind. Verdreht inan den Hohlkegel 6 gegen den Kegel 3, so findet infolge der Führung der Kugeln 4. in den schraubenlinienförmigen Pillen 7 bzw. 8 eine axiale Verschiebung des Hohlkegels 6 gegen den Kegel 3 statt. Dadurch --erden in derselben Weise wie in der Anordnung nach -1b. i die zur Verbindung der Welle i mit der Hohlwelle :2 erforderlichen Druckkräfte erzielt. Der Widerstand, der hierbei zu überwinden ist, wird hier wieder durch (las Übersetzungsverhältnis und die Reibungszahl der rollenden Reibung bedingt. Das Übersetzungsverhältnis ist hier durch die Steigung der schraubenlinienförmigen Rillen und die Größe des Kegelwinkels 1>estimmt. Diese Steigung und der Kegelwinkel können so bemessen werden, daß die Vorrichtung selbsthemmend ist. d.li. eine Rückdrehung des Hohlkegels 6 und damit eine Lösung der Verbindung unter dein 1?influß der durch die Herstellung der Verbindung entstandenen Druckkräfte nicht stattfindet. In besonderen Fällen 4:ann der Hohlzylinder 6 gegen Rückdrehen gegen den Kegel 3 durch irgendeine an sich bekannte Drehsicherung gesichert werden.
  • Soll eine Scheibe oder ein Rad oder ein anderes 'Maschinenteil auf dein Teil i befestigt werden, so kann ddr Hohlkörper 2 als ein Teil dieses Maschinenteils ausgebildet sesn. Sollen zwei zylindrische Körper miteinander verbunden --erden, so ist lediglich atn anderen Ende des Hohlzylinders 2 noch einmal die aus den Teilet' 3, 4., 6 bestehende Vorrichtung aiiztiordnen.
  • Infolge des Druckes, 1111t (lein der Hohlzylinder 2 gegen das Teil i gepreßt wird,
    sitzen diese beiden Teile auch vollst,iliclig
    (licht aufeinander. Die Vorrichtun- ei-liet
    sich deshalb auch für alle Zwecke, lief denen
    eine dichte Verbindung zwischen zwei
    'Iascliinenelenieliten erreicht werden soll, also
    -7.l3. zum Kuppeln von Flüssigkeits- oder
    hasleitungen.
    111 --1)b. 3 sitzt ebenfalls wieder auf eilten,
    Teil i eile 1Iolilzylillder 2. Als Passunis zwi-
    schen den beiden Teilen ist der Einfachheit
    halber wieder eine glatte zylindrische Flüche
    vorgesehen. Auf dem Hohlzvlinder 2 ist ein
    ririgföriniger Kegel 3 aligeorclliet. Der Hohl-
    zvIilider 2 und der Kegel 3 sind hier mit
    mehreren Schlitzen o bzw. io versehen. Auf
    der hegelfläiclie des Kegels 3 liegen Rollen i i.
    die in einen häng 5 geführt sind. Der Käfig 3
    und die Rollelf t 1 :illd im Mieren Teil der
    Abb.3 lni Schnitt miil in dein unteren Teil
    der Abbildung in der Draufsicht dargestellt.
    Die Rollen i i sind gegen die La ligsachse des
    Kegels ; um einen Winkela geschränkt, d. h.
    sie liegen zu dieser Achse ,windschief. In die-
    ser Lage werden sie durch entsprechende
    Aussparungen im Käfig #5 rehalten. Dabei
    können eine oder mehrere Rollen in einer
    Aussparung Platz finden. Über den Tollen 11
    liegt ein Hohlkegel 6. Der Üffnungswillkel
    des Hohlkegels 6 ist dein des Kegels 3 gleich,
    wenn die Rollen i i..wie in Abb. 3 gezeichnet.
    zylindrisch sind. Die Rollen i i können auch
    kegelförmig sein. Der Öffnungswinkel des
    Hohlkegel s 6 ist dann entsprechend zu
    ändern.
    Dreht inan den Hohlkegel 6 in der Pfeil-
    richtung auf den Rollen i i, so erzeugen die
    Rollen infolge der Schriinkung eine Schraub-
    wirkung. Der Hohlke«el6 wird durch die
    Verdrehung auch axial gegen cleil Kegel 3
    verschoben. Infolgedessen wird auf den
    Kegel 3 die HOhlwelle 2 und die Welle i in
    derselben Weise ,wie bei den Ausfi.ihrungs-
    forinen nach Abt). i ulld 2 der zur Verbin-
    clung der Teile i und 2 erforderliche Druck
    ausgeübt. Die in den Abbildungen angegebe-
    nen Schlitze g und io erleichtern die Druck-
    Übertragung von dein Kegel 3 auf den Hohl-
    zylinder 2 und von diesem auf das Teil i.
    Das Übersetzungsverhältnis ist bei der
    Vorrichtung nach Abb. 3 durch die Größe des
    Üttnungswinkels der Kegel 3 bzw. 6 und
    durch die Größe des Schränkungswinkels u
    hcstimmt. Beide können ebenfalls wieder so
    hewälllt werden, claß Selbstliemnituig. die in
    @lell "leisten Fällen erwünscht ist, eintritt.
    Der '3cllriiiikuligs,viiil<cl a kann dabei so klein
    Trwälilt werden, claß infolge der durch die
    Lclastung (ler Rollen auftretenden elastischen
    Verfornitnir I_inienlierührung zwischen (teil
    (tol)en- und Kegelflächen vorbanden ist.
    In Abt). .l ist eine Anordnung dargestellt,
    bei der iyie i11 Abt). t die Anpressung yoi
    innen nach außen erfolgt. Als Wälzkörper
    sind hier aber wie in der Anordnung nach
    :Ibb. ,; Dollen i i verwendet. die ebenso wie
    dort in einem liätig 3 win.tschief zur Achse
    des Kegels geführt werden. Das mit clem
    llolllzilinclei- 2 zu verti:nclencle Maschinen-
    teil t ist cler Einfachheit l,allicr nur als Ring i
    dargestellt. Die zur Verbindung der Teile i
    und 2 erforderlichen Druckkräfte ,werden wie
    in der Anordnung nach ebb. ; durch Ver-
    drchung des Kegels 6 hervor-erufen. Wie
    bei allen anderen Ausfiihrangsfornien kann
    auch hier der Hohlkegi2l ,; und das Teil 2 aus
    einem einzigen Stück lier,=estellt werden.
    Die l?rhncltnig ist nicht nur überall dort
    verwendbar, wo bisher 1Zeiti:ni--«-orriclitttligen
    anderer Art benutzt werden, sondern sie kann
    auch finit Vorteil zur Anwendung kommen,
    wo überhaupt Kräfte oder 'Momente irgend-
    welclier Art bis jetzt durch Formverbin-
    dungen. wie Nut und Feder. Verzahnungen,
    t-crschraubum-en usw., übertragen wurden.
    CTr;;enüber solchen Verbindungen hat der
    llegenst<llid der Ertindullg den Vorteil der
    gellauell Zeiltrit'1-ili1- und der leichten Schließ-
    und Lösbarkeit. Durch Fortfall voll Keil-
    lltiten u- dgl. werden ferner Kerbwirkungen
    mit ihren -Nachteilen vermieden.
    Die Erfindung ist durch diese Eigenschaf-
    ten besonders geeignet zur Verwendung als-
    Wellenkupplung, zur Befestigmig von Schei-
    ben. Zahn- und Schwungräderli u. dgl., myobei
    das ganze durch den Wellenquerschnitt zu
    leitende Drehmoment übertragen werden
    kann, ferner zur Befestigung von Hebeln und
    anderen Maschinenteilen auf Wellen und
    Achsen, zur Verwendung als Spannfutter,
    Spanndorn. als Rohrverbindung u. dgl. mehr.

Claims (1)

  1. PATE NTa\SPRL:CHE:
    1. Lösbare Klemmverbindung zur Ver- bindung zweier mit Gleitflächen aufein- andersitzender Körper. dadurch gekenn- zeichnet, daß auf oder in einem der zu verkleminenclen Körper (2) ein Kegel (3) sitzt, auf welchem 1n der bei Rollkegel- freilaufkupplungen bekannten Weise Wälzkörper -(.l.) bzw. (ii) laufen, die durch axiale Verschiebung eines Gegen- kegels (6) gegen (teil ersten Kegel (rel)rel.lt werden und hierbei (teil zti verklenlnienden Körper (2) in wesentlich radialer Richtung gegen den anderen zu verbindenden Kör- per (i) unter wesentlich elastischer Form- :inclerung drücken. h Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekeilnzeiclniet. daß als U'älz- kürper windschief zu der genleinsamell Länäaachse der Konen allgeordnete z-,-I111- drische oder konische Rollen, insbesondere
    \adclrollen, dienen, die in einem die windschiere Anordnung sichernden Käfig gelagert sind. 3. Ausführungsform nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet. daß einer oder beide Tiegel «-enigstens eine schrauhentörinlge. als 1#iilirung für (lie Wälzkörper dienende Nut haben. 4.. Ausfi.ihrungforni nach den An- sprüchen i his 3, gekennzeichnet dadurch. dal3 der eine Kegel ein "feil eines (lcr zii verbindenden Körner llildet.
DEST53611D 1935-06-18 1935-06-18 Loesbare Klemmverbindung zur Verbindung zweier mit Gleitflaechen aufeinandersitzender Koerper Expired DE660546C (de)

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