DE897773C - Einrichtung zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstueck - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstück Durch (das Patent 842 72-8 ist eigne Einvichtung zur Befestigung eines Bolzens in einem Werkstück geschützt, bei der in einer Bohrung des Werkstückes eine Ringfeder eingeschaltet ist, die bei axialer Verspannung des Bolzens den Ringraum zwischen Bolzen und Werkstück ausfüllt, eine kraftschlüssigeVerbindung zur Aufnahme der auftretenden Kräfte herstellt und eine Sicherung gegen überbeanspruchung bzw. Bruch bedeutet. Die vorliegende Erfindung stellt insofern eine Weiterentwicklung dar, als möglichst viele Spannringe benutzt werden und die Beaufschlagung der Spannfedersäule von der dem gefährlichen Querschnitt der Achse gegenüberliegenden Seite aus erfolgt. Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die dem Spannmittel zunächst liegenden Ringe einen großen Gleitweg auf den gleitenden Flächen zurückzulegen haben, während die nachfolgenden Ringe infolge der Axialkraftverminderung, die auf sie wirkt, unter ständiger Ab- nahme der radialen Pressungen immer kleinere Reibwege zurücklegen. Der letzte Ring, welcher die feste Anlage gegen Nabe bzw. Wellenbund hat und an der Stelle der höchsten Beanspruchung der Achse angeordnet ist, hat dann nur noch eine geringe radiale Pressung gegen Nabe und Welle und bringt somit keine Gefährdung in diesem Querschnitt mehr mit sich. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung werden die Außen- und Innenrinige,des Spanns(atzes mit feinen Abstufungen im Durchmesiser gefertigt und, so eingebaut, !daß sich eine allmähliche Abnahme der radialen Pressung zum gefährlichen Querschnitt hin ergibt. Das gleiche Ziel läßt sich auch mit einer Änderung der Kegelschräge der Ringe erreichen, da die radiale Pressung im reviproken Verhältnis zur Kegelneigung steht, oder dadurch, daß bei gleichmäßiger Gestaltung des Ringfederspannsatzes Nabenbohrung und Bolzendurchmesser je für sich oder in Gemeinschaft im Sinn einer Entlastung des gefährlichen Querschnitts konisch ausgebildet werden '.
• Der Erfindungsgedanke findet mit Vorteil Anwendung bei Zahnrädern, Schwungrädern, Schiffspropellern, Radsätzen u. dgl., bei denen hohe Biegungs- und Torsionsmomente aufgenommen werden müssen, so daß die Gefahr eines Bruchs besteht. Aus der Gestaltfestigkeitslehre ist bekannt, daß jede ringförmige Abschnürung eines hochbeanspiruichlten Querschnittes (durch Aufpresis;en# oder Aufschrumpfen eines Körpers wie eine Kerbe wirkt, d. h. durch die Pressung solcher Ringe wird die Dauerfestigkeit im betroffenen Querschnitt stark herabgesetzt. Durch die Erfindung wird diese Dauerbruchgefährdung weitgehend ausgeschaltet, ohne dabei von der an sich bewährten Ringspannung abzugehen.
• In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen im Längsschnitt dargestellt.
• Abb. i zeigt ein Schienenrad mit Achse für Innenlagerung des Wagenkastens, Abb.:2 einen fliegend auf der Welle angeordneten Schiffspropeller.
• Es ist bekannt, daß gerade Eisenbahnachsen hohen Dauerbeanspruchungen ausgesetzt sind und ein gegebenenfalls vorkommender Bruch der Achse in dem der Mitte des Wagens zugekehrten Teil der Nabe, und zwar ungefähr 5 bis 6.mm vom Nabenende entfernt eintritt (siehe die strichplinktierte- Linie- n-o in den Abb. i und :2). Der Bruch tritt gerade an dieser Stelle ein, da die Nabe auf die Achse aufgeschrumpft ist und deren Biegungsbeanspruchung hier am größten ist. Wie aus Abb. i ersichtlich ist, wird das Rad a nicht aufgeschrumpft oder aufgepreßt, sondern durch eine Säule von SlyannTingen e, f, g, k m,1,t der Welle b, die beispielsweise als Hohlwelle dargestellt ist, verbunden. Dabei ist an dem nach der Mitte des Wagens zugekehrten Nal>enen.de in der Nabenbohrung ein Kragen c vorgesehen, gegen den sich die Spannringsäule abstützt, während sie von der anderen Seite her durch die Mutter d angezogen und'verspannt wird. Infolgedessen müssen die Spannringe e, f, g, h in axialer Richtung wandern, und zwar die der Mutter d anliegenden Spwmringe um das volle Maß der Verschraubung, während die folgenden Ringe mit wachsendem Abstand von der Mutter d immer kleinere Reibwege aufweisen und der am Kragen c anliegende king überhaupt keinen Weg zurücklegt. In gleicher Weise wie die Reibwege verringern sich auch die radialen Spannkräfte gegen Welle und Nabenbohrung, so daß der am Kragen c anliegende Ring nur eine sehr geringe radiale Pressung erfährt, die für die Dauerbeanspruchung der Achse ohne Bedeutung ist. In &_r 7-eichinunig istder Slyamnun6msäbfia.1,1 durch Pfeile in Verbindung mit strichpunktierten Linien gekennzeichnet.
• Bei dem in Abb. 2 gezeigten Beispiel der Anwendung der Erfindung auf einen fliegend angeordneten Selhiff;sp-ropdler #st, die Propdlern"abe i durch die Spannfedersäule e, f, g, h mit der Welle k torsionsfest verspannt, indem die Spannfedersäule ,durch eine Mutter 1 zusammengepreßt wird, während sich das entgegengesetzte Ende der Spannfedersäule gegen einen Kragen m abstützt. Da die Beaufschlagung der Spannfedersäule von der dem gefährlichen Querschnitt m-o gegenüberliegenden Seite aus erfolgt und die radialen Spannkräfte nach dem Vorgesagten mithin im Querschnitt n-o am geringsten sind, ist also auch hier der gefährliche Querschnitt von dauerfestigkeitsschädigenden Einflüssen entlastet.
• Die Intensität der radialen Kraftabnahme kann noch dadurch gesteigert werden, daß die Ringdurchmesser der zylindrischen Ringflächen sowohl der Außen- als der Innenringe feine Abstufungen aufweisen'und an der Stelle der höchsten Beanspruchung der Welle am kleinsten gehalten sind. Die gleiche Wirkung kann durch Veränderung der Regelschräge der Ringe herbeigeführt werden. Außer diesen Maßnahmen, die je für sich oder in Kombination angewendet werden können, ist es darüber hinaus möglich, . zur Erreichung einer größeren Intensität der radialen Kraftabnahme die Nabenbohrung und den Wellenstumpf je für sich oder beide konisch auszubilden.
• Um das Eindringen von Seewasser in die Verbindung' zu verhindern, ist bei Abb. 2 zwischen dem Kragen m und dem Nabenende ein Dichtungsring p und in der Spannmutter 1 ein Dichtungsririg r angeordnet, womit die Korrosionsanfälligkeit infolge des Potentials zwischen dem Wellenmaterial und dem Ringmaterial verhindert ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Befestigung eines Bolzens din edhem Werkstück nach Plat#mt 1842 728, -dadurch gekennzeichnet, daß eine größere Anzahl Spannringe (e, f, g, h) zur Anwendung kommt und die Beaufschlagung der Spannfedersäule von der Seite aus erfolgt, die dem dauerbruchgefährdeten Querschnitt (n-o) des Bolzens, der Welle oder Achse (b, k) gegenüberliegt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- und Innenringe (e, f, g, h) des Spannsatzes mit feinen Ab- stufungen im Durchmesser gefertigt und so eingebaut sind, daß sich eine verstärkte Ab- nahme der radialen Pressung zum gefährlichen Querschnitt hin ergibt. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen i und :2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelschräge der Spannringe (e, f, g, h) im Sinn einer allmähl,ichen Abniahme,dier radiaJen Presisung zum gefährlichen Querschnitt hin unterschiedlich gestaltet ist. 4. Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet ' daß Nabenbohrung und Bolzen- bzw. Achsen- oder Wellendurchmesser je für sich oder in Gemeinschaft im Sinn einer Entlastung des gefährlichen Querschnitts konisch ausgebildet sind.