DE904613C

DE904613C - Laengs verschiebbare Verbindung von Welle und Nabe

Info

Publication number: DE904613C
Application number: DEV4126A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmuth Von Bezold
Original assignee: Vereinigte Kugellagerfabriken AG
Current assignee: Vereinigte Kugellagerfabriken AG
Priority date: 1951-12-16
Filing date: 1951-12-16
Publication date: 1954-02-22

Description

Längs verschiebbare Verbindung von Welle und Nabe Für die Verbindung von Welle und Nabe sind eine Reihe von Möglichkeiten bekannt. Wenn die Verbindung aber nicht nur drehfest, sondern auch axial verschiebbar sein soll, können aus der Vielfalt der bekannten Verbindungen nur Vielnutprofile, also Keilwellen und Keilnaben, verwendet werden, denn Gleitfedern scheiden meist aus, da sie nur für untergeordnete Zwecke Verwendung finden können.
Vielnutprofile sind verhältnismäßig teuer, denn ihre einwandfreie Ausführung erfordert einen großen Bearbeitungsaufwand. Werden mit Vielnutprofilen hohe Drehmomente übertragen, so entstehen beim Verschieben der Naben auf den Wellen große Axialkräfte, weil die Keilwellen nur ungenügend geschmiert sind und im Zustand der ruhenden Reibung gegeneinander verschoben werden müssen. Die beträchtlichen auf diese Weise entstehenden Axialkräfte rufen eine unerwünschte Mehrbelastung der Lager hervor, die sich meist in einem frühzeitigen Unbrauchbarwerden der Lager auswirkt.
Die Erfindung beseitigt diese Mängel, indem Rollkörper zwischen den Übertragungsflächen eines Vielnutprofils angeordnet werden. An Stelle der gleitenden Reibung tritt jetzt beim Verschieben der Nabe auf der Welle die rollende Reibung, die nur wenige Prozent der Reibung der Ruhe bei gleitenden Teilen beträgt. Demzufolge wird auch die zum Verschieben erforderliche Kraft auf einen Bruchteil herabsinken, wodurch die Lager weitgehend geschont werden und sich eine entsprechend längere Lebensdauer der Lager ergibt oder auch kleinere, d. h. billigere Lager mit kleinerem Raumbedarf verwendet werden können.
Außer der Herabsetzung der Reibung .und damit der Verschiebungskraft bietet die Verwendung von Rollkörpern den beachtlichen Vorteil, daß Wellen oder Naben, bei denen die Herstellungstoleranzen überschritten wurden, die also Ausschuß geworden sind, durch Einsetzen von Rollkörpern entsprechender Sortierung wieder verwendbar gemacht werden können.
Grundsätzlich können als Rollkörper Kugeln, Rollen oder Walzen zwischen den Übertragungsflächen angeordnet werden. Als besonders geeignet erweisen sich Zylinderrollen, deren Länge etwa gleich ihrem Durchmesser ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Abb. I zeigt einen Schnitt durch Welle und Nabe quer zur Achse, Abb. 2 eine vergrößerte Darstellung der Rollenanordnung aus Abb. I und Abb. 3 einen Längsschnitt.
In die Welle I ist eine Anzahl Nuten 2 von rechtwinkligem Profil so eingearbeitet, daß die durch den nach dem Wellenmittel weisenden Winkelscheitel gelegten Radien des Wellenquerschnitts den rechten Winkel halbieren. In der Nabe 3 ist die gleiche Anzahl rechtwinkliger Gegenprofile 4 mit nach außen gerichtetem Scheitel angebracht, so daß der gewählten Teilung entsprechend auf dem Umfang zwischen Welle und Nabe eine Anzahl Nuten von quadratischem Querschnitt gebildet wird. Die Nuten werden mit Zylinderrollen 6, deren Länge gleich oder nur unbedeutend kleiner als ihr Durchmesser ist, ausgefüllt. Dabei werden benachbarte Nuten so gefüllt, daß einmal die Mantelflächen der Rollen einander zugekehrt sind und bei der nächsten Nut die Stirnflächen der Rollen, d. h. also, daß die Rollen jeder Nut eine gleichgerichtete Reihe bilden, die Rollenreihen benachbarter Nuten aber in der Richtung wechseln, so daß Kräfte in beiden Drehrichtungen übertragen werden können. Der gleiche Zweck wird auch erreicht, wenn die Rollen jeder Reihe abwechselnd so eingefüllt werden, daß die Achsen hintereinanderliegender Rollen stets um 9o° gegeneinander versetzt sind.
Ein durch die Welle eingeleitetes Drehmoment wird über die Rollkörper auf die Nabe übertragen. Wie die Zeichnung zeigt, können durch die Rollen die gleichen Kräfte übertragen werden wie bei den üblichen Keilwellen, wobei auch eine Stufung nach leicht, mittel und schwer, wie beispielsweise in DIN 5462, 5463 und 5464, vorgenommen werden kann.
Die Festigkeit ist gegenüber den üblichen Vielnutprofilen wesentlich erhöht, denn die Profile sind nicht so tief eingeschnitten wie bei den bisher bekannten Keilwellen und Keilnaben. Die Bearbeitung ist einfacher, die Nuten können mit einer profilierten Scheibe in einem Arbeitsgang geschliffen werden. Es wird auch keine besonders hohe Genauigkeit gefordert, denn durch Verwendung von Rollkörpern entsprechender Sortierung kann ein breites Toleranzfeld überbrückt werden, wie es schließlich auch möglich ist, verschliffene Stücke durch Auswahl passender Rollensorten wieder verwendbar zu machen. Man kann außerdem, was bei den bisher bekannten Ausführungen nicht möglich ist, eine gewisse Vorspannung erreichen, indem Rollen mit Übermaß verwendet werden und beispielsweise die Nabe beim Zusammenbau leicht erwärmt wird. Erfahrungsgemäß wird ,dadurch der Rollwiderstand, also die leichte axiale Verschiebbarkeit, kaum beeinflußt, die Gefahr des Einschlagens der Rollen in die Laufbahn aber beseitigt.
Zwischen größtem Durchmesser der Welle und kleinster Nabenbohrung ist nur geringes Spiel erforderlich. Gegebenenfalls kann dieses Spiel so weit vergrößert werden, daß ein z. B. aus Blech gepreßter Käfig für die Rollen vorgesehen werden kann. Dadurch wird Ein- und Ausbau erleichtert.
Aus Gründen einer einwandfreien Schmierung wird die Verbindung zweckmäßig durch Dichtmanschetten oder Bälge, die die axiale Verschiebbarkeit nicht behindern, abgeschlossen. Die Dichtung wird zweckmäßig in die Nabe eingesetzt und schleift auf der Welle. Da der Schmierstoff infolge der Dichtung an beiden Enden nicht austreten kann, reicht eine Füllung für eine lange Zeit. Zur Schmierung kann Fett oder Öl verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Längs verschiebbare Verbindung von Welle und Nabe mit mehreren in Längsrichtung verlaufenden Nuten am Umfang der Welle, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Welle und Nabe Nuten; gegenüberliegen und Rillen bilden, in die Rollkörper eingelegt sind, welche das Drehmoment übertragen.
2. Verbindung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten aus zwei rechtwinklig aufeinander stehenden Ebenen gebildet werden, welche je parallel zur Wellenachse verlaufen.
3. Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Winkelscheitel der Rillen gelegte Radien des Wellenquerschnitts den rechten Winkel halbieren, so daß die Rillen quadratischen Querschnitt haben.
4. Verbindung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Zylinderrollen als Rollkörper, die so eingelegt sein können, daß sie das Drehmoment in beiden Richtungen aufnehmen.
5. Verbindung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, @daß die kollkörper unter Vorspannung eingesetzt sind.
6. Verbindung nach einem der Ansprüche i his 5, (dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper durch einen Käfiggehalten werden.
7. Verbindung nach einem der Ansprüche i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung in an sich bekannter Weise :durch Manschetten, Stulpen oder Bälge abgedichtet ist, so daß Schimutz und Feuchtigkeit nicht eindringen und der Schmierstoff nicht austreten kann.