DE8030671U1 - Vorrichtung zur kraftschlüssigen Verbindung von Maschinenteilen o.dgl. - Google Patents

Description

SKF KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 14.11.80 |

SE 79 025 DE TPA.ko.tr

Vorrichtung zur kraftschlüssigen Verbindung $

von Maschinenteilen oder dgl.

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur kraftschlüssigen Verbindung von Maschinenteilen oder dgl. bestehend aus einem äußeren Bauteil und einem in dessen Bohrung axial verschiebbaren inneren Bauteil, wobei die konzentrisch aneinanderliegenden Oberflächen beider Bauteile in axialer Richtung ein sägezahnförmiges Profil aufweisen mit zur Achse der Bauteile hin geneigten Abschnitten der Mantelfläche des inneren Bauteiles und entsprechenden, mit diesen zusammenwirkenden Abschnitten der Bohrungsfläehe des äußeren Bauteiles.

Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise dazu verwendet, um Maschinenteile, wie Lager, Getrieberäder und dgl, auf Achsen oder Wellen zu befestigen oder Verbindungen zwischen Achsen oder Wellen herzustellen. Die bekannten Vorrichtungen bestehen meist aus einer Hülse mit kegelförmigem Mantel oder kegelförmiger Bohrung und einem entsprechend ausgeführten zweiten Bauteil, das ebenfalls eine Hülse sein kann. Jedoch sind auch Ausführungen bekannt, bei denen eines der zu befestigenden Maschinenteile

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direkt eine kegelförmige Fläche aufweist. Durch gegenseitige axiale Verschiebung werden über die kegelförmigen Flächen Radialkräfte erzeugt, die ein radiales Verspannen der zu befestigenden Maschinenteile bewirken.

Die Verschiebung wird durch eine Mutter bewirkt, die auf einem Gewinde auf oder in der Hülse angeordnet ist. Ein besonderer Nachteil dieser bekannten Ausführung besteht darin, daß die Mutter relativ groß ausgeführt werden muß und daß in deren Gewinde und an den Berührungsflächen mit der Hülse beim Anziehen erhebliche Reibungsverluste auftreten. Der Kegelwinkel der Hülsen wird deshalb meist sehr klein ausgeführt, um eine entsprechende Verspannkraft erzielen zu können. Das bedeutet jedoch, daß der Winkel, im

Bereich der Selbsthemmung liegt und eine einmal verspannte

« 15 Vorrichtung auch nach dem Lösen der Mutter in ihrer Posi-

|ί tion verbleibt. Dadurch ergeben sich Probleme bei der De-

f. montage; es müssen nämlich besondere Abziehwerkzeuge benutzt

werden, um die Vorrichtung wieder lösen zu können.

;.;■ Weiterhin sind auch kegelförmige Hülsen bekannt, deren Ke-

): 20 gelwinkel außerhalb des selbsthemmenden Bereiches liegt. ,,■; Dadurch ergeben sich aber relativ große Abmessungen, die

['; den Anwendungsbereich stark einschränken.

Aufgabe der Neuerung ist es, eine Vorrichtung zur kraftschlüssigen Verbindung von Maschinenteilen oder dgl. der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit kleineren radialen Abmessungen ausgeführt werden kann, deren Kegelwinkel nicht im selbsthemmenden Bereich liegt und bei der eine Demontage ohne spezielle Hilfsmittel leicht möglich ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem der Bautei-Ie eine Anzahl von am Umfang verteilten, in axial verlau-

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fenden Geweindebohrungen angeordneten Spannsschrauben vorgesehen sind. Die Schrauben sind dabei beispielsweise in einem radial gerichteten Flansch eines der Bauteile angeordnet, wobei die Stirnseiten der Schrauben mit einer Seitenfläche des anderen Bauteiles zusammenwirken und dieses verschieben. Die Anzahl der Schrauben richtet sich dabei nach der erforderlichen Verspannkraft. Die Schrauben können vorteilhafterweise getrennt angezogen werden, wodurch eine sehr hohe axiale Gesamtkraft erzeugt werden kann. Darüber hinaus sind die Reibverluste beim Anziehen sehr gering, weil die Berührungsflächen klein ausgeführt werden können.

um eine Verdrehung der Bauteile der Vorrichtung untereinander sicher zu verhindern, können die Schrauben beim Anziehen in Vertiefungen des zu verschiebenden Bauteiles eingreifen. Durch besondere Behandlung der Oberflächen, beispielsweise durch Aufbringen eines Gleitbelages, kann das Verspannen erleichtert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung sind die aneinanderliegenden Oberflächen der Bauteile in eine Anzahl aneinandergereihter, koaxialer, kegelförmiger Abschnitte unterteilt. Dadurch ist es auch bei großen Kegelwinkeln möglich, die radialen Abmessungen, d. h. die Wandstärke der Vorrichtung klein zu halten. Damit wird der Anwendungsbereich vergrößert. Eines der Bauteile muß in diesem Fall axial geschlitzt oder geteilt sein, um es auf das andere Bauteil schieben zu können.

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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Neuerung sind die aneinanderliegenden Oberflächen als schraubenlinienförmig und zur Achse geneigt verlaufende Rampen ausgebildet. Hierbei ist ein Schlitzen oder Teilen eines der Bauteile nicht mehr erforderlich. Durch Tneinanderdrehen können sie zusammengebaut werden. Die eigentliche Verspannung erfolgt, wie weiter oben beschrieben, durch Schrauben. Grundsätzlich wäre es auch möglich, durch gegenseitiges Verdrehen der beiden Bauteile eine Verspannung zu erzielen. Im Hinblick auf den erwünschten großen Kegelwinkel wäre jedoch nur eine ungenügende Verspannkraft zu erzielen.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung bilden die Abschnitte der aneinanderliegenden Oberflächen der Bauteile einen den Reibungswinkel übersteigenden, außerhalb des Bereiches der Selbsthemmung liegenden Kegelwinkel zur Achse. Durch die Aufteilung der Oberflächen der Bauteile in kegelförmige Abschnitte kann der Kegelwinkel vergrößert werden, ohne daß sich dadurch die Abmessungen vergrößern.

Weiterhin ist ein problemloses Verspannen der Bauteile durch die neuerungsgemäße Anordnung der Schrauben auch bei großem Kegelwinkel gewährleistet. Es kann weiterhin vorteilhafterweise auf ein Abziehwerkzeug verzichtet werden, wenn die Vorrichtung demontiert wird. Durch Lösen der Schrauben wird die Verspannung ohne weiteres aufgehoben.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist eine der aneinanderliegenden Oberflächen auf einer Hülse angeordnet, auf der ein Flansch aufgeschraubt ist, der mit am Um-

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fang verteilten Gewindebohrungen mit Spannschrauben versehen ist und daß die Hülse und der Flansch im Längsschnitt Sägezahnprofil aufweisen. Die Ausführung mit getrenntem Flansch hat bei bestimmten Anwendungsfällen Vorteile bei der Montage und Demontage, insbesondere wenn der Zusammenbau von einer bestimmten Seite erfolgen muß. Weiterhin ergeben sich fertigungstechnische Vorteile, weil weniger Zerspanungsarbeit geleistet werden muß, und damit auch weniger Abfall anfällt.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung weist die Hülse einen durchgehenden axialen Schlitz auf. Durch den Schlitz kann sich die Vorrichtung größeren bzw. etwas kleineren Durchmessern anpassen. Dadurch muß die Vorrichtung nicht speziell für den jeweiligen Anwendungsfall ausgeführt werden und überdeckt einen größeren Durchmesserbereich. Darüber hinaus sind beim Anziehen der Schrauben weitaus weniger Kräfte aufzuwenden.

Bei einer anderen neuerungsgemäßen Ausführung besteht eines der Bauteile aus zwei Teilen, die in oder auf dem anderen einteiligen Bauteil angeordnet sind. Diese Ausführung kann z. B. vorteilhaft für die Verbindung von zwei mit Bohrungen versehenen Maschinenteilen, wie Hohlwellen oder dgl. verwendet werden. Bei entsprechender Auslegung können auch Maschinenteile mit unterschiedliehen Durchmessern verbunden werden. Sind die getrennten Bauteile im Inneren der Vorrichtung angeordnet, kann in ähnlicher Weise eine Verbindung von z. B. zwei Wellen oder Achsen über den Mantel erfolgen.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung sind die beiden Teile eines der Bauteile durch Schrauben miteinander-

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verbunden. Dabei können vorteilhafterweise die Flansche zur Aufnahme der Schrauben entfallen. Die Verspannung erfolgt dadurch, daß über Gewindebohrungen in einem der Bauteile und entsprechende Schrauben das andere Bauteil angezogen wird.

Die Neuerung wird im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung für Reibverbindungen im Längsschnitt mit aufschraubbarem Flansch und axialen

Spannschrauben,

Fig. 2 eine Vorrichtung mit angeformtem Flansch im Längsschnitt,

Fig. 3 ein inneres Bauteil einer Vorrichtung mit gewindeartig verlaufender Oberfläche,

Fig. 4 eine Vorrichtung mit aufschraubbarem, sich verspannendem Flansch im Längsschnitt,

Fig. 5 eine Vorrichtung mit zweiteiligem äußeren Bauteil im Längsschnitt,

Fig. 6 eine Vorrichtung mit zweiteiligem inneren Bauteil im Längsschnitt,

Fig. 7 eine Vorrichtung mit zweiteiligem äußeren Bauteil ohne Flansch im Längsschnitt,

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Fig. 8,9 die Seitenansicht und den Längsschnitt einer

Vorrichtung mit Spannschrauben zwischen dan Bauteilen und

Fig. 10 eine Vorrichtung mit beidseitig angeordneten Spannschrauben im Längsschnitt.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem inneren 1 und einem äußeren 2 Bauteil. Das innere Bauteil 1 ist axial verschiebbar im äußeren Bauteil 2 angeordnet. Die konzentrischen aneinanderliegenden Oberflächen der Bauteile 1,2 sind so ausgeführt und angeordnet, daß sie sich bei gegenseitiger axialer Verschiebung in einer Richtung radial verspannen und bei gegenseitiger Bewegung in die andere Richtung sich lösen. Um das zu erreichen, weisen die Oberflächen in Längsrichtung ein Sägezahnprofil auf mit einer Anzahl von Abschnitten 6, die zur Mittelachse hin kegelförmig geneigt sind, wobei die Profile beider Oberflächen entsprechend aufeinander abgestimmt sind. Um eine gegenseitige axiale Verschiebung der Bauteile zu erzeugen, ist ein Flansch 3 über ein Gewinde auf dem 0 inneren Bauteil 1 angebracht. Der Flansch 3 weist am Umfang verteilte, axial verlaufende Gewindebohrungen 4 auf, in die Spannschrauben 5 eingesetzt sind. Die Stirnseiten der Spannschrauben 5 stehen in Verbindung mit der Seitenfläche des äußeren Bauteiles 2. Beim Anziehen der Spannschrauben 5 wird das äußere Bauteil 1 gegenüber dem inneren Bauteil 2 axial verschoben, wobei sich infolge der kegelförmigen Abschnitte 6 der Oberflächen das äußere Bauteil 2 aufweitet, während das innere Bauteil 1 sich radial einzieht. Dabei kann zum Zweck der Befestigung das innere Bauteil 1 auf einer Welle und das äußere Bauteil

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beispielsweise in der Bohrung des Innenringes eines Lagers angeordnet sein. Beim Anziehen der Spannschrauben 5 und durch das Weiten bzw. Einziehen der Bauteile 1,2 verspannt sich die Mantelfläche des äußeren Bauteiles 2 gegen die Bohrungsfläche des Innenringes und die Bohrungsfläche des inneren Bauteiles 1 gegen die Mantelfläche der Welle, wobei eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Innenring und der Welle entsteht.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ausführung, jedoch mit dem Unterschied, daß der Flansch 3 und das äußere Bauteil

2 einstückig ausgeführt sind.

Fig. 3 zeigt das innere Bauteil 1 einer abgewandelten Ausführung. Die Oberfläche ist so bearbeitet, daß sich eine schraubenlinienförmige und zur Mittelachse geneigt verlaufende Rampe ergibt. Das äußere, nicht dargestellte Bauteil 2 ist entsprechend ausgeführt und kann auf das innere Bauteil 1 geschraubt werden. Die Verspannung erfolgt auch hier mit den weiter oben beschriebenen in einem Flansch 3 eingesetzten Spannschrauben 5.

Das in Fig. 4 dargestellte Beispiel weist einen Flansch

3 auf, der ebenfalls zur radialen Verspannung beiträgt und zu diesem Zweck ähnlich wie das äußere Bauteil 2 sägezahnförmig mit kegelförmig verlaufenden Bohrungsabschnitten versehen ist. In Verbindung mit einem entsprechend ausgeführten Profil auf dem inneren Bauteil 1 trägt dieser Flansch 3 beim Anziehen der Schrauben 5 ebenfalls zur Verspannung bei.

In Fig. 5 ist eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei mit

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Bohrungen versehenen Maschinenteilen dargestellt. Zu diesem Zweck sind auf einem inneren Bauteil 1 zwei äußere Bauteile 2a, 2b vorgesehen, die mit getrennten Spannschrauben 5 und Flanschen 3 zusammenwirken.

Fig. 6 zeigt eine ähnlich aufgebaute Vorrichtung für die Verbindung von beispielsweise zwei Wellen. Eine der Wellen wird dabei in die Bohrung des inneren Bauteiles la und die andere entsprechend in das innere Bauteil Ib eingeführt. Mit den in den beiderseits angebrachten Flanschen vorgesehenen Spannschrauben wird jede Welle getrennt festgeklemmt.

Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung, die im Prinzip wie die in Fig. 5 dargestellte wirkt. Der Unterschied besteht darin, daß anstelle der Flansche 3 und Spannschrauben 5 in einem der äußeren Bauteile axial verlaufende Gewindebohrungen und in dem anderen äußeren Bauteil Bohrungen vorgesehen sind, durch die längere Spannschrauben gesteckt sind. Mit den Gewindebohrungen zusammenwirkend werden durch das Anziehen der Spannschrauben 7 die äußeren Bauteile zueinander verschoben, wodurch die Verspannung erfolgt. In gleicher Weise ist es möglich, die in Fig. 6 dargestellte Vorrichtung für Wellen auszuführen.

In Fig. 8,9 ist eine Vorrichtung dargestellt, bei der die Spannschrauben 8,9 von axial verlaufenden Bohrungen aufgenommen werden, die je zur Hälfte im äußeren und im inneren Bauteil angeordnet sind. Dabei ist wahlweise die im äußeren oder im inneren Bauteil liegende Bohrungshälfte als Gewinde ausgeführt. Der Boden der ge-

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windelosen Bohrung dient dabei der jeweiligen Schraube 8,9 als Angriffsfläche. Während mit den Schrauben 8 ein Verspannen der Teile erfolgt, können die Schrauben 9 bei kleinem Kegelwinkel als Hilfsmittel zum Lösen der Vorrichtung dienen. Aus diesem Grund sind auch bei der Vorrichtung, wie in Fig. 9 zu sehen ist, abwechselnd Schrauben 8 und 9 am Umfang verteilt.

Die Schrauben 10 und 11 der in Fig. 10 dargestellten Vorrichtung haben dieselbe Funktion wie die Schrauben 8 in den Fig. 8 und 9. Das Verspannen der Bauteile kann hier jedoch von der einen oder anderen oder von beiden Seiten vorgenommen werden.

Die dargestellten und beschriebenen Ausführungen der neuerungsgemäßen Vorrichtung sind nur Beispiele. Es ist selbstverständlich auch möglich, das Sägezahnprofil direkt in die zu verspannenden Maschinenteile einzuarbeiten.

Claims (7)

,. ... .·· '■· -' " SKP KUGELLAGERFABRIKEN GMBH Schweinfurt, 14.11.80 SE 79 025 DE TPA.ko.tr Vorrichtung zur kraftschlüssigen Verbindung von Maschinenteilen oder dgl. Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur kraftschlüssigen Verbindung von Maschinenteilen oder dgl. bestehend aus einem äußeren Bauteil und einem in dessen Bohrung axial verschiebbaren inneren Bauteil, wobei die konzentrisch aneinanderliegenden Oberflächen beider Bauteile in axialer Richtung ein sägezahnförmiges Profil aufweisen mit zur Achse der Bauteile hin geneigten Abschnitten der Mantelfläche des inneren Bauteiles und entsprechenden, mit diesen zusammenwirkenden Abschnitten der Bohrungsfläche des äußeren Bauteiles, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Bauteile (1,2) eine Anzahl von am Umfang verteilten in axial verlaufenden Gewindebohrungen angeordneten Spannschrauben (5,7,8,9,10,11), vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderliegenden Oberflächen der Bauteile (1,2) in eine Anzahl aneinandergereihter, koaxialer, kegelförmiger Abschnitte (6) unterteilt sind.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinanderliegenden Oberflächen als schraubenlinienförmig und zur Achse geneigt verlaufende Rampen (6) ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der aneinanderliegenden Oberflächen der Bauteile (1,2) einen den Reibungswinkel übersteigenden, außerhalb des Bereiches der Selbsthemmung liegenden Kegelwinkel zur Achse bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der aneinanderliegenden Oberflächen auf einer Hülse angeordnet ist, auf der ein Flansch (3) aufgeschraubt ist, der mit am Umfang verteilten Gewindebohrungen mit Spannschrauben (5) versehen ist, und daß die Hülse und der Flansch im Längsschnitt Sägezahn-Profil aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse einen durchgehenden axialen Schlitz aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Bauteile aus zwei Teilen (2a,2b,la,Ib) besteht, die in oder auf dem anderen einteiligen Bauteil (1,2) angeordnet sind.

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Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (2a,2b,la,Ib) eines der Bauteile durch Spannschrauben (7) miteinander verbunden sind.

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