DE68902148T2

DE68902148T2 - Verfahren zur zentrierung einer welle an eine nabe.

Info

Publication number: DE68902148T2
Application number: DE8989100430T
Authority: DE
Inventors: David Matthews
Original assignee: Individual
Current assignee: Air Drive Acquisition Co Libertyville Ill Us
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1989-01-11
Publication date: 1993-01-07
Anticipated expiration: 2009-01-12
Also published as: DE68902148D1; EP0325951A1; EP0325951B1; BR8900327A

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet des konzentrischen Montierens dünnwandiger Naben angetriebener Elemente auf Antriebswellen und insbesondere die Vorsehung einer die Welle umgreifenden Ausdrückung auf einer dünnwandigen, die Nabe konzentrisch mit der Nabenachse aufnehmenden Welle zum Zentrieren der Nabe auf der Welle unabhängig von einem Spiel zwischen der Welle und der die Welle aufnehmenden Öffnung der Nabe.
Bisher ergab sich bei dem Montieren von dünnwandigen Propellerblattnaben auf Antriebswellen häufig ein Unwuchtproblem aufgrund einer exzentrischen Fehlausrichtung der Blattnabenachse mit der Antriebswellenachse. Bei solchen Installationen hat die Welle eine Endfläche oder eine ringförmige Schulter, die die Nabe aufnimmt, und einen mit einem Gewinde versehenen Stutzenabschnitt mit reduzierten Durchmesser, der durch eine Mittelöffnung in der Nabe ragt. Eine Mutter wird sodann auf den Stutzenabschnitt aufgeschraubt, um die Nabe antriebsmäßig auf die Welle aufzuklemmen. Solche Anbringungen erfordern ein Spiel zwischen der Welle und der Nabenöffnung, die eine Fehlausrichtung der Achse der Welle und der axialen Mitte der Nabe erlauben. Um eine solche Fehlausrichtung zu minimieren, wurde versucht, die Nabe ausreichend dick zu machen, um eine gute Aufnahme der Welle zu ermöglichen. Derartige Anbringungen waren jedoch schwer und teuer.
Es wäre daher eine Verbesserung, eine Fehlausrichtung der Nabe auf Wellen zu bewirken, ohne daß massive dicke Naben erforderlich sind. Insbesondere wäre es vorteilhaft, Propellerblatteinheiten mit dünnwandigen mittleren Naben zu schaffen, die erhabene, die Welle umgebende Ausdrückungen hat, die in einem Kreis liegen, der um die Achse der Propellerblatteinheit um die die Welle aufnehmende Öffnung hat.
Es wäre weiter eine Verbesserung, erhabene, die Welle umgebende Abschnitte auf dünnwandigen Naben von Propellerblatteinheiten oder dergleichen auszudrücken, um die Einheit auf dem Ende einer Antriebswelle ohne eine Erhöhung der Dicke der Nabe zu zentrieren.
Die US-Patentschrift 1566277 offenbart eine Gebläseanordnung für Nähmaschinen, bei der eine dünne Platte oder Spinne mit einstückig mit dieser ausgebildeten Blättern auf eine flache kreisförmige Nabenplatte, die aus einem Metallblech gestanzt ist, aufgenietet wird. Von den Rändern der Nabenplatte werden Klips ergriffen, die mit hakenförmigen Enden versehen sind, die über den Kopf einer Mutter in gegenüberliegendem Kontakt aufgeklippt sind, um ein einfach aufsetzbare oder entfernbares Gebläse für eine Nähmaschine zu schaffen.
Die europäische Offenlegungsschrift 0 070 265 zeigt eine Zahnradwellenanordnung mit einem Führungsabschnitt mit geringerem Radius als dem Wellenlager, so daß ein Zahnrad mit geringerem Durchmesser auf einer Welle mit großem Durchmesser aufgesetzt werden kann.
Die niederländische Patenschrift 29554 zeigt eine halbtoriodale Federunterlegscheibe zwischen einer Mutter und einem Ring auf einer Welle.
Erfindungsgemäß sind die Nabenabschnitte dünnwandiger Einheiten wie Gebläseblätter mit Mitteln zum Zentrieren der Nabe auf einer Welle ohne Erhöhung der Wandungsdicke der Einheit vorgesehen. Dies wird ermöglicht durch Versehen eines dünnwandigen Nabeneinschnitts auf der Einheit mit einer Zentralwelle, die eine Öffnung aufnimmt, die durch die die Welle aufnehmenden Ausdrückungen, die in einem um die wahre Achse der Einheit zentrierten Kreis liegen. Diese Ausdrückungen umgeben den Umfang der Welle eng, wenn die Nabe auf eine radiale Wellenschulter aufgesetzt wird, die von einem Gewindestutzen, mit reduziertem Durchmesser, die sich durch die Nabenöffnung erstreckt, vorragt. Wenn eine Klemmutter auf den Stutzen aufgeschraubt wird, sind die Achse der Welle und die wahre Mittelachse der Einheit genau ausgerichtet. Dies vermeidet Unwuchtprobleme, die üblicherweise bei dem Befestigen dünnwandiger Gebläseeinheiten auf Antriebswellen auftreten.
Wenn die Gebläseeinheiten aus einem gestanzten Blech bestehen, kann die die Welle umgebende Rippe in Form von ausgedrückten Linsen, Zapfen oder dergleichen sein. Bei Gebläseblatteinheiten aus einem Kunststoff können die die Welle umgebenden Abschnitte auf die Naben aufgeschweißt sein. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel weist die Vorsehung einer zweiten Öffnung in der Nabe auf, die radial nach außen von der die Mittelwelle aufnehmende Öffnung beabstandet ist, zur Aufnahme eines Antriebsstifts oder eines anderen Antriebsvorsprungs auf dem Ende der Welle zum Koppeln der Welle mit der Einheit.

IN DEN ZEICHNUNGEN

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den beiliegenden Ansprüchen. Die Erfindung ist am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung verständlich in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und verschiedenen Figuren, in denen einander entsprechende Bezugszeichen gleiche Elemente angeben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Seitenschnittansicht in einem Teilquerschnitt einer Gebläseblatteinheit mit einer dünnwandigen eine Welle aufnehmende Nabe nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Teilvorderlängsansicht entlang der Linie II-II von Fig. 1,
Fig. 3 eine Querschnittansicht der Nabe von Fig. 2 entlang der Linie III-III,
Fig. 4 eine teilweise Frontlängsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Nabe nach der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 eine Schnittansicht der Nabe von Fig. 4 entlang der Linie V-V der Fig. 4,
Fig. 6 eine teilweise Frontlängsansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Nabe nach der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 7 eine Schnittansicht der Nabe von Fig. 6 entlang der Linie VII-VII von Fig. 6.
Die Grundlagen der vorliegenden Erfindung sind insbesondere nützlich bei dem Bilden einer Nabenkonstruktion für eine Gebläseblattanordnung, die im wesentlichen mit 10 bezeichnet ist und mit einer Nabe 12 mit einer Mehrzahl von um den Umfang beabstandeten Gebläseblättern 14, die sich um den Umfang erstrecken, versehen ist. Die Nabe 12 hat eine zentrale Öffnung 16 und ist auf einer Antriebswelle 18 mittels eines axial vorstehenden Gewindestutzenabschnitts 20 der Welle mit reduzieren Durchmesser montiert, der von einer distalen Endfläche oder einer radialen Schulter 18a der Antriebswelle 18 vorragt und sich frei durch die zentrale Öffnung 16 in der Nabe 12 erstreckt, so daß die Nabe 12 auf dem distalen Ende 18a aufsitzt. Die Gebläseblattanordnung 10 wird dann mittels einer Mutter 22 auf der Antriebswelle 18 gesichert, die auf den Stutzenabschnitt 20 zum Festklemmen der Nabe 12 zwischen dem distalen Ende 18a und der Mutter 22 aufgeschraubt wird.
Die zentrale Öffnung 16 der Nabe 12 hat einen Durchmesser, der geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Stutzenabschnitts 20 der Antriebswelle 18, um ein Einsetzen des Stutzenabschnitts 20 durch die Öffnung 16 ohne Zuerstörung des Gewindes zu erlauben. Infolgedessen kann eine genaue Zentrierung der Nabe 12 auf der Antriebswelle 18 nicht durch ein Zusammenwirken des Stutzenabschnitts 20 und der Zentralöffnung 16 alleine erreicht werden.
Um ein Zentrieren der Nabe 12 auf der Antriebswelle 18 zu erreichen, ist ein herabhängender, die Welle umfassender zylindrischer Wulst oder Rippenabschnitt 24 auf der die Welle ergreifenden Fläche der Nabe 12 ausgebildet, die eine ringförmige Ausnehmung 24a, wie sie in den Fig. 2 und 3 beispielhaft dargestellt ist, ausbildet. Dieser Wulstabschnitt 24 ist als Kreis ausgebildet, der bezüglich der Mittelachse der Gebläseblattanordnung 10 zentriert ist und sich um die die Welle aufnehmende Zentralöffnung 16, die in der Nabe 12 ausgebildet ist, erstreckt. Der Innendurchmesser des Wulstabschnitts 24 ist dem äußeren Durchmesser der Antriebswelle 18 entsprechend gewählt, so daß sein distales Ende 18a sich anschmiegend in der Ausnehmung 24a, die von dem Wulstabschnitt 24 gebildet wird, anliegt. In den Fig. 2 und 3 ist erkennbar, daß bei einem Einsetzen des Gewindestutzens 20 der Antriebswelle 18 in die Öffnung 16 der Nabe 12 der Innenumfang des Wulstabschnitts 24 sich anschmiegend um den äußeren Umfang der Antriebswelle 18 anliegt, die als Zentrierungsführung wirkt und es der Antriebswelle 18 erlaubt, mittig bezüglich der Nabe 12 angeordnet zu sein.
Um einen Antrieb der Nabe 12 durch die Antriebswelle 18 ohne ausschließliches Verlassen auf die Klemmung zwischen der Nabe 12 und dem distalen Ende 18a der Antriebswelle 18 und der Mutter 22 zu bewirken, kann ein Antriebsstift oder ein Antriebsvorsprung 26 an dem distalen Ende der Antriebswelle 18 vorgesehen sein. Dieser Antriebsstift 26 ist radial nach außen von der Mittelache der Antriebswelle 18 beabstandet und wird von einer Seitenöffnung 28 in der Nabe 12 aufgenommen. Es ist zu beachten, daß der Antriebsstift 26 eine Vielzahl von Formen und Größen haben kann. Alternativ kann der Antriebsstift 26 von der Nabe 12 vorspringen, während die Öffnung 28 in dem distalen Ende 18a der Antriebswelle 18 angeordnet sein kann, ohne die Lehre der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Fig. 4 und 5 zeigen ein anderes beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Nabe 12a mit einer Vielzahl von ausgestanzten Stiften oder Zungen 30 versehen, die aus der die Welle ergreifenden Fläche der Nabe 12a vorstehen und radial außerhalb der Zentralöffnung 16 vorstehen. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Stifte (30) verwendet und in einem Kreis angeordnet, dessen Durchmesser demjenigen der Antriebswelle 18 entspricht, so daß deren distales Ende 18a sich in die Stifte 30 einschmiegen. Zusätzlich kann ein Antriebsstift 32 auf dem distalen Ende 18a der Antriebswelle 18 vorgesehen sein, der in einer Öffnung 34 in der Nabe 12a aufgenommen wird. Der Abtriebsstift 32 und die Öffnung 34 sind entsprechend radial beabstandet außerhalb der Öffnung 16 und liegen in dem Kreis, der von den Stiften 30 umschrieben wird.
Eine weitere modifizierte Nabe 12b kann mit einer Mehrzahl von vorstehenden Linsen 36 versehen sein, die, wie die Stifte 30, radial außerhalb der Öffnung 16 der Nabe 12b beabstandet angeordnet sind, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. In diesem Ausführungsbeispiel sind drei Linsen 36 in einem Kreis angeordnet, ähnlich den Stiften 30 der Fig. 4 und 5, dessen Durchmesser dem Durchmesser der Antriebswelle 16 entspricht, so daß deren distales Ende 18a sich zwischen die Linsen 36 anschmiegen kann. Ein Antriebsstift 38 kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden, der von einer Öffnung 40 in der Nabe 12b aufgenommen wird.
Die Umgreifungslücke 24, die Stifte 30 oder die Linsen 36 greifen in den äußeren Umfang der Antriebswelle 18 diese umgreifend, wenn die Nabe 12, 12a oder 12b auf dem distalen Ende 18a der Welle 18 aufsitzt und exakt axial mit der Nabe auf der Welle 18 ausgerichtet ist, um Umwuchtprobleme während des Betriebs der Gebläseblattanordnung 10 zu vermeiden. Es ist zu beachten, daß die vorliegende Erfindung verwendet werden kann mit Gebläseblattanordnungen 10, die aus Metall angefertigt sind, wobei die jeweilige Rippe 24 die Stifte 30 oder die Linsen 36 ausgestanzt oder aber auf dieser ausgeformt sind oder aber alternativ aus Kunststoff gefertigt sind.

Claims

1. Verfahren zum Zentrieren und antriebsmäßigen Verbinden der Nabe (12) eines angetriebenen Elements (10) mit einer Antriebswelle (18), die mit einer Endfläche (18a) mit einem zentral vorspringenden, mit einem Außengewinde versehenen Stutzen (20) versehen ist, unter: Formen einer mit einer Ausnehmung versehenen radialen Wandung (12a, 12b) auf der Nabe (12) zum Aufnehmen des Stutzens (20) durch diese und zum Abstützen auf der Endfläche der Welle (18), Aufschrauben einer Mutter (22) auf den Stutzen (22) zum Einklemmen der Wandung (12a, 12b) zwischen der Endfläche (18a) der Welle (18) und der Mutter (22),

gekennzeichnet durch die Schritte

Formen von die Welle umgreifenden Abschnitten (24, 30, 36) als Auspressungen in einer dünnen Wandung auf der Fläche der auf der Endfläche (18a) der Welle (18) abzustützenden Nabe (12) zum Zentrieren der wirklichen Achse der Nabe (12) auf der Welle (18).

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausformen eines Antriebsstiftvorsprungs (26) auf der Endfläche (18a) der Welle (18) und Vorsehen einer den Stift aufnehmenden Ausnehmung (28) in der Wandung (12a, 12b) der Nabe (12).

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausformen der Abschnitte (24, 30, 36) durch Deformieren eines Ringwulstes (24) in der Wandung (12a, 12b) der Nabe (12) zum Umschließen der Welle (18).

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausformen der Abschnitte (24, 30, 36) durch Niederdrücken einer Mehrzahl von auf einem Kreis beabstandeten Zungen (30) von der Wandung (12a) zum Umgreifen der Welle (18).

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Ausformen der Abschnitte (24, 30, 36) durch Auspressen eines Rings von auf einem Kreisbogen beabstandeten Wulsten (36) auf der Wandung (12b) zum Umgreifen der Welle (18).

6. Nabenkonstruktion zum Verbindung und Zentrieren eines angetriebenen Elements (10) auf das Ende einer an dem Ende einer mit einem Außengewinde versehenen Stutzen (20) mit geringerem Durchmesser aufweisenden Antriebswelle (18), und einer Nabe (12) mit einer mit einer Ausnehmung versehenen Wandung (12a, 12b) zum Aufnehmen des Stutzens (20) durch diese und zum Abstützen auf der Endfläche (18a) der Welle (18) und mit einer Mutter (22) die auf den Stutzen (20) unter Einklemmen der Wandung (12a, 12b) auf die Endfläche (18a) der Welle (18) aufgeschraubt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Wandung (12a, 12b) einen die Welle umgreifenden Abschnitt (24, 30, 36) aufweist, der auf der Nabenachse zentriert ist, um die Nabe (12) axial auf der Wellenachse auszurichten, wobei der umgreifende Abschnitt (24, 30, 36) durch Deformierung der mit einer Ausnehmung versehen Wandung (12a, 12b) der Nabe (12) gebildete Auspressungen ist.

7. Nabenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Welle umgreifende Abschnitt (24, 30, 36) ein Ringwulst (24) ist, der von der Wandung (12a, 12b) niedergedrückt ist und eine die Welle (18) umgebende Rippe bildet.

8. Nabenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (24, 30, 36) aus einer Mehrzahl von auf einem Kreis beabstandeten Vorsprüngen auf der Wandung (12) zum Umgreifen der Welle (18) besteht.

9. Nabenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (24, 30, 36) aus einer Mehrzahl von auf einem Kreis beabstandeten Zungen (30), die von der Wandung (12a) zum Umgreifen der Welle (18) vorstehen, besteht.

10. Propellerblattkonstruktion zum Befestigen auf dem Ende einer Antriebswelle (18), die eine Endfläche (18a) mit einem sich zentral erstreckenden, mit einem Außengewinde versehenen Stutzen (20) mit reduziertem Durchmesser aufweist, mit einer dünnen Flachwandnabe (12) mit sich um deren Umfang radial erstreckenden Propellerblättern (14) und einer zentralen Ausnehmung (16) zum Aufnehmen des Stutzens (20) der Antriebswelle (18),

dadurch gekennzeichnet daß

die Nabe (12) einen die Welle umgebenden Abschnitt (24, 30, 36) aufweist, der durch Prägedeformation in der dünnen Flachwandnabe ausgebildet ist, wobei die die Öffnung umgreifenden Abschnitte (24, 30, 36) die Nabe (12) auf der Endfläche (18a) der Antriebswelle (18) umgeben und mit einer Ausnehmung (24) zur Aufnahme eines Antriebsstiftvorsprungs (26) von der Endfläche (18) der Antriebswelle (18).