DE8109638U1 - Lösbare Flanschverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Flansch·^ verbindung zur⁴ Übertragung hoher Drehmomente $ insbesondere Flanschverbindung an umlaufenden Wellen, deren Flansche innerhalb ihrer Anschluß-^ Seiten miteinander verzahnt Und mitteis durch Schraubeniöcher beider Flansche hindurchgesteckter Verbindungsschrauben zusammengespannt sind.

Eine derartige Flanschverbindung dient zur Übertragung besonders hoher Drehmomente, bevorzugt bei der Antriebsübertragung zwischen der Gelenkwelle von Kraftfahrzeugen und deren Motor, Getriebe, Wandlerachsen Usw.

Insbesondere bei Lastwagen und Militärfahrzeugen eirid Getriebeflänsche mit bereichsweiser Kreüzverzahnung ihrer Anschlußseiten bekannt. Derartige Verzahnungen tragen aber nur zu etwa ΊΌ% ihrer auf Abscheren beanspruchbaren Profilquerschnitte, so daß für die Übertragung sehr hoher Drehmomente häufig für die Verzahnung vorhandene Fläche der Arischiüßseiten nicht 3Ϊί3Γθ1έΗ#ί·'·φ%Γ*·'#·3'αΗίηέηή·^!·^;Ϊ3θ-· hilft sich in solchen Fällen mit der zusätzlichen Anbringung von Spännhülsen im Inneren der Schraubeniöcher oder von Päßstiften zusätzlich zu den festigungsschräuben.

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Ferner sind Flanschverbindungen mit metallischer Abdichtung durch Einkeilen einer rtändlaUfenden Rippe mit Keüpjöfil an einem Flansch in eine entsprechend keilförmige Ringnut des anderen Flansches bekannt (Deutsche Patentschrift 539 039) Dabei sind aus Dichtungsgründen die Locher für die Flanschschrauben durch Rippe und Nut ohne Anschneiden der dichtenden Keüflanken hindüfchgeführt* Für die Übertragung eines Drehmoments leisten Keilrippe und Keilnut hierbei keinen Beitrag.

Gegenüber dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgäbe zugrunde, eine lösbare Flanschverbindung für die Übertragung hoher Drehmomente zU schaffen, die einfach hergestellt und montiert werden kann, und die sich durch eine platzsparende Verzahnung ihrer Anschlußseiten auszeichnet, bo daß, bezogen auf dan Flanschdurchmesser, eine Steigerung des zu übertragenden Drehmoments gegenüber der bekannten Kreuzverzahnung möglich ist.

Erfindungsgem£>wird diese Aufgabe dadurch gelostj daß v;enigstens im Bereich mehrerer Stützzonen der Flanschverbindung eine konische Erhöhung des einen Flansches in eine entsprechend konische Vertiefung

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des anderen Flansches eingfeiftj Und daß die

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£ den Stützzonen angebracht sindj derart, daß

H sich die beiden Flansche gegen den Zug der

'I Verbindungsschräuben im Bereich der konischen

J. Planken der Stützzonen gegeneinander abstützen*

jl Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verbindung

kommt mit verhältnismäßig wenigen stützzönen, Wenigstens zwei j bevorzugt vier, aus, Daher ist es möglich, die Erhöhungen bzw. Vertiefungen in Anpassung an das zu übertragende Drehmoment zu dimensionieren. Im Rahmender einschlägigen ; DIN-Vorschriften für Flansehabmessungen ergeben

sich in Anwendung des erfindungsgemäßen Vorschlags I Steigerungen bei der Drehmomentübertragung um

I ^s· bis zu 40%, verglichen mit der bekannten spanend I bearbeiteten Kreuzverzahnung. Im Rahmen der Er-

". findung können die Schraubenlöcher entweder inner-

■ halb der Stützzonen oder nahe den Stützzonen an-

gebracht sein» Durch die radiale Abstützung der

• Flansche im Bereich der Stützzanen bzw. der dort

'" vorhandenen Erhöhungen/Vertiefungen können die

(§ Schrauben frei von Scherkräften gehalten werden.

Infolge der reinen Zugbeanspruchung der Verbindung sschrauben kann man auf die Verwendung hochfester Schraubengarnituren verzichten.

Zusätzlich wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene formschlüssige Verbindungim Bereich konkreter Stützzonen eine hohe Sicherheit bei der Drehmomentübertragung erzielt. Gerade aufgrund der erhöhten Sicherheit dieser Flanschverbindung ergibt sich ein besonders weites Anwendungsfeld auch außerhalb der Kraftfahrzeugindustrie, z.B. bei hochbelasteten Erdbewegungsmaschinen, Kranfahrzeugen, aber auch bei mit hohen Sicherheitsanforderungen verbundenen Lenkungs- und Schaltgelenken.

Besonders vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Flanschverbindung nach dem Genauschmiedeverfahren durch Warmumformen und nachfolgendes Kaltkalibrieren mit einbaufertiger Anschlußseite der Flansche herstellen. Der beim Schmieden erzielte Fäserverlauf begünstigt die Festigkeit der Erhöhungen gegen Abscheren.

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Die Herstellung durch Schmieden ist wesentlich billiger als die spanende Herstellung einer Verzahnung der Anschlußseiten der Plansdche.

Gerade die Anwendung des Schmiedeverihrens bei der Herstellung der Flansche ermöglicht die Erzeugung beliebiger Querschnittsformen der Erhö^ · ungen. /Vertiefungen. Eine wegen ihrer auf den Querschnitt bezogen hohen Festigkeit bevorzugten Ausführungsform der Stützzonen besteht diarin, daß die Erhöhung kegelstumpfförmig, die Vertiefung dazu korrespondierend, jedoch mit etwas kleinerem Bodendurchmesser als dem Kopfdurchmesser der Erhöhung entspricht, ausgebildet ist. Die Erhöhung greift dabei nockenartig in die Vertiefung ein, wobei sich Erhöhung und Vertiefungunter der Wirkung des Zugs der Befestigungsschrauben im Bereich ihrer kegeligen Flanken gegeneinander abstützen, selbstverständlich unter Aufrechterhältung eines kleinen Abstandes zwischen Kopf der Erhöhung und dem Boden der Vertiefung. Zum Lösen der Verbindung verwendet man an sich bekannte Abdrückgewinde, in welche entsprechende Druckschrauben eingeschraubt werden.

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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schraubenlöcher durch das Zentrum der Stützzonen, also mitten durch die Erhöhungen bzw. Vertiefungen gebohrt sind. Dabei erreicht man eine unmittelbare Wirkung des Schraubenzugs auf das formschlüssige Ineinandergreifen der Flansche im Bereich der Stützzonen. Aber auch be.i außerhalb der Stützzonen gfcohrten Schraubenlöchern läßt sich eine nahezu verlustlose Übertragung des Schraubenzugs erreichen, indem nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Stützzonen jeweils paarweise über den Flanschumfang verteilt angeordnet sind und zwischen jedem Paar eine Befestigungsschraube vorgesehen ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Er findung anhand der Zeichnung erläutert; Es zeigt:

Fig. 1 eine Flanschansicht mit vier

Stützzonen in deren Zentrum jeweils eine Verbindungsschraube sitzt|

Fig. 2 eine Flanschansicht mit vier Stützzonen und Verbinäungsschrauben außerhalb derselben;

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Fig. 3 einen Schnitt gemäß III-III der

Figur 1;
Fig. 4 einen Schnitt gemäß IV-IV der

Figur 2;
Fig. 5 einen Schnitt gemäß V-V der Figi.r 2

und
Fig. 6 einen Schnitt gemäß VI-VI der Figur

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein Wellenstück mit einem Flansch 2. Im Bereich des Flansches 2 sind vier Stützzonen 3 vorgesehen, in deren Zentrum jeweils eine Verbindungsschraube 4 sitzt. Die vier Stützzonen sind paarweise gegenüberliegend angeordnet. Nach dem Lösen der Verbindungsschrauben kann die Verbindung der beiden Flansche mittelc der zwischen den Stützzonen vorgesehenen Abdrückgewinde 5 wieder gelöst werden. Figur 6 zeigt einen Schnitt im Bereich eines Abdrückgewindes 5. Zum Lösen des rechten Flansches 2 vom linken Flansch wird in das Abdrückgewinde 5 eine entsprechende Schraube eingedreht, bis sich die im Bereich der Stützzonen 3 formschlüssig ineinandergreifenden Flansche von einander lösen. Ein derafiger Förmschluß ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt,
wobei eine kegelförmige Erhöhung 7 in eine entsprechende Vertiefung 8 eingreift. Bei Figur 3

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ist durch das Zentrum der Stüttzörie eine Verbindung sschräUbe 4 gefuhrt* Diese sitzt mit radialer Luft iri entsprechenden söhfäubeniöchern 10^11 der beiden Flansche 2_f 6* In Figur 4 ist die Erhöhung 7 nicht durchbohrt^ so daß die ScherbelastUng noch erhöht wrden kann* Lediglich im BeJreich der Vertiefung 8 ist im Flansch 2 ein Abdrückgewinde 5 vorgesehen.

Wie iri den Figuren 3 und 4 geneigt liegen Erhöhung 7 bzw» Vertiefung 8 im Bereich ihrer konischen Flanken fest aneinander an, d.h. die Stützzonen übernehmen allein, also ohne Mitwirkung der Verbindungsschrauben 4, die gegenseitige radiale Abstützung der beiden Flansche im Sinne des zu übertragenden Drehmoments. Der in Figur 5 dargestellte .Schnitt zeigteine außerhalb der Stützzone angeordnete Verbindungsschraube 4.

Starriberg, 25.März 1981/663

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Eine lösbare Flanschverbindung zur Übertragung hoher Drehmomente j insbesondere Flanschverbindung äri umlaufenden Wellen j deren Flansche i2, 6) innerhalb ihrer Anschlüßseiten miteinander¹ Verzahnt Und mittels durch SchräubenlÖcher (10, 11) beider Flansche hindurchgestreckter Verbindungsschräüben (4) zusammengespannt sind weist eine besonders platzsparende Verzahnung der Anschlüßseiten der beiden aneinanderanliegenden Flanschteile dadurch aufj daß im Bereich mehrerer Stützzonen (3) der Flanschverbindung eine konische Erhöhung (7) des einen Flansches (6) in eine entsprechend konische Vertiefung (8) des anderen Flansches (2) eingreift. Bevorzugt kommen vier Stützzonen in Frage, wobei die Schraubenlöchef innerhalb der oder nahe bei den Stützzonen angebracht sind, derart, daß die beiden Flansche (2 6) gegen den Zug der Verbindungsschrauben (4) im Bereich der konischen Flanken der Stützzonen (3) gegeneinander abstützen.

Claims (5)

•Β I I J O ansprüche

1. Lösbare Verbindung zur Übertragung hoher Drehmomente, Insbesondere Flanschverbindung an umlauf endei Wellen, deren Flansche (2, 6) innerhalb ihrer Anschlußseiten miteinander verzahnt und mittels durch Schraubenlöcher (10, 11) beider Flansche hindurchgestreckter Verbindungsschrauben (4) zusammengespannt sind,

''dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich mehrerer StStzzonen

(3) der Flanschverbindung eine konische Erhöhung (7) des einen Flansches (6) in eine entsprechend konische Vertiefung (8) des anderen Flansches (2) eingreift, und daß die Schraubenlöcher (10, 11) innerhalb der oder nahe bei den Stützzonen (3) angebracht sind, derart, daß sich die beiden Flansche (2,6) gegen den Zug der Verbindungsschrauben

(4) im Bereich der konischen Flanken der Stützzonen (3) gegeneinander abstützen.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gkennzeichnet,

daß die Erhöhung (7) kegelstumpfförmig, die Vertiefung (8) dazu korrespondierend,

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jedoch mit etwas kleinerem Bodendurchmesser als dem Kopfdurchmesser der Erhöhung entspricht'., ausgebildet ist.

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3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Schraubenlöcher (10, 11) durch

das Zentrum der jeweiligen Stützzone

(3) gebohrt So.nd.

4. Verbindung nach den Ansprüchen 2 mit 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der mittlere Durchmesser der Erhöhung (7) etwa das dreifache des Durchmessers des im Zentrum der Erhöhung (7) gebohrten Schraubenloches (10) beträgt.

5. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, ι dadurch gekennzeichnet,

daß bei außerhalb der Stützzonen (3) gebohrten Schraubenlöchern deren Achsabstand von den Stützzonen (3) zwischen dem zweifachen und dem vierfachen Druchmesser der Schraubenlöcher beträgt.

6* Vorbindung nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet^

daß die Stützzonen (3) jeweils paarweise über den Flanschumfang verteilt angeordnet sind und daß zwischen jjdem Paar sine Verbindungsschraube (4) vorgesehen ist.

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7t Verbindung nach einem der" Anspirüöhe 1 bis 6* deduröh g'ekenniäeichnefcj

daß die Flansche (2, 6) nach dem GenäUschmiedeverfahren durch WäfmUmföirfnen Und nachfolgendes Kältekäiibfieren mit einbäUfeftigen Anschluß= Seiten hergestellt! sinds

8* Verbindung nach Anspruch 7^ dadurch gekennzeichnet,

daß die Vertiefungen (Ö) äUßatzlich noch spanend nachbearbeitet Werden.