DE9410726U1 - Befestigungselement (Montagevorrichtung) zur koaxialen Befestigung von Maschinenelementen auf zylindrischen Wellen ohne Keilfeder und Nut, oder ähnlichen Verbindungskonstruktionen - Google Patents
Befestigungselement (Montagevorrichtung) zur koaxialen Befestigung von Maschinenelementen auf zylindrischen Wellen ohne Keilfeder und Nut, oder ähnlichen VerbindungskonstruktionenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
Anlage zum Antrag auf Eintragung eines Gebrauchsmusterschutzes
Aktenzeichen G 9407845.9
Im Getriebe- und Motorenbau, bei Transport- und Förderanlagen, bei Büromaschinen,
kurzum in allen Bereichen der Antriebs- und Fördertechnik, kommen bei Wellen-/Nabenverbindungen in der überwiegenden Mehrzahl immer noch
Keilnuten- und Federverbindungen zur Anwendung. Obwohl die Fachwelt die Nachteile dieser Verbindungen bestens kennt, scheint es keine vernünftige
Alternative zu diesem Verfahren zu geben.
Eine Reihe alternativer Entwicklungen beweisen allerdings, daß sichere und
belastbare Wellen-/Nabenverbindungen auch ohne diese antiquierte Befestigungsmethode
den Anforderungen genügen können. So ermöglichen die Produkte von Fenner Manheim in den USA ("TranTorque", Europ. Patent Nr. 0007217),
Ringspann in Bad Homburg, Peter in Güglingen, sowie eine Reihe anderer Hersteller
die Verbindung von Wellen und Naben bereits ohne Nuten und Federn.
Der entscheidende Durchbruch ist jedoch keinem dieser Produkte gelungen,
weil die Kosten der Herstellung unverhältnismäßig hoch und der Verkaufspreis demzufolge relativ unattraktiv ist.
Das liegt darin begründet, daß alle genannten Systeme von der Voraussetzung
ausgehen, daß die Nabenbohrung zwangsläufig zylindrisch ausgeführt sein muß. Durch diese Annahme erfolgte eine Vorabfixierung aller Entwicklungsüberlegungen auf die Konstruktion eines Verbindungselements, welches eine
zylindrische Innenbohrung zur Aufnahme der Welle und - mittels entsprechendem Gegenstück - eine zylindrische Außenfläche zur Plazierung in der zylindrischen
Nabenbohrung aufweisen muß. Die Befestigung wird durch die gegenläufigen, konischen Flächen erreicht. Die Produkte der einzelnen Hersteller
variieren lediglich in der Art der Verschiebung der zwei konischen Befestigungshälften.
Alle jedoch haben die gleichen "Schwächen" bzw. Nachteile, d. h. die Herstellungskosten liegen relativ hoch und durch die Zusammensetzung
von mehreren Teilen ergibt sich ein höherer Montageaufwand, ein größerer Platzbedarf und nur ungenügende Rundlaufeigenschaften.
Abweichend von diesen Wellen-/Nabenverbindungen, die stets eine zylindrische
Bohrung in der Nabe der zu befestigenden Maschinenelemente voraussetzen, ist bei dem vorliegenden Patentgegenstand in der Regel eine konische
Bohrung - entsprechend dem Konuswinkel des Befestigungselements (3) - in der Nabe erforderlich.
Bei der vorliegenden Erfindung habe ich mich von der - von Fertigungsfachleuten
bestätigten - Überlegung leiten lassen, daß das Einbringen einer konischen Bohrung in die Nabe im Zuge der Fertigung keinen Mehraufwand gegenüber
der Herstellung einer herkömmlichen, zylindrischen Bohrung mit Keilnut erfordert. Berücksichtigt man des weiteren, daß die anschließende Weiterverarbeitung
- Befestigung der Nabe auf der Welle - wirtschaftlicher, da schneller {keine zeitraubende Zusammensetzung mehrteiliger Befestigungselemente
- siehe "Trantorque", "Peter" oder "Ringspann" - und präziser (hervorragender
Rundlauf durch Eigenzentrierung von Nabe auf Befestigungselement und Welle) und kostengünstiger erfolgen kann, ist leicht zu erkennen,
welche gravierenden Vorteile die vorliegende Erfindung bietet.
Die Befestigung erfolgt dergestalt, daß das - aus lediglich einem Teil bestehende
- Befestigungselement (3) mit seiner zylindrischen, dem Wellendurchmesser entsprechenden, Innenbohrung auf die Welle (2) geschoben wird.
Das zu befestigende Maschinenelement (1) wird nun so auf die Welle verbracht, daß der größere Druchmesser der konischen Innenbohrung (la) zur Gewindeseite
(3b) des Befestigungselements (3) zeigt. Zur Herstellung der Verbindung wird nun das Maschinenelement (1) axial über die Welle (2) so
auf das Befestigungselement (3) geschoben, daß die kegelförmige Oberfläche des Befestigungselements (3a) in die konische Bohrung des Maschinenelementes
(la) so zu sitzen kommt, daß das Ansetzen einer handelsüblichen, dem
auf dem zylindrischen Ansatz des Befestigungselements (3) befindlichen
Normgewinde (3b) entsprechende, Mutter (4) auf dem an der rückwärtigen Seite des Maschinenelementes heraustretenden Gewinde (3b) ermöglicht und durch
das anziehen der Mutter (4) die einen gegenläufigen Druck auf das Maschinenelement
(1) in Richtung Befestigungselement (3) ausübt, das Befestigungselement
(3) axial in das Maschinenelement (1) gezogen wird. Durch die gegenläufige Axialbewegung der konischen Flächen von Befestigungselement
(3) und Maschinenelement (1) wirkt die konische Bohrung des Maschinenelementes
(la) auf den Außenkegel (3a) des Befestigungselements (3) dergestalt, daß die Segmente (7) sich zusammenziehen und die Welle (2) fest umspannen.
Ist die maximale Schrumpfung des Befestigungselements (3) erreicht, bewirkt das weitere Anziehen der Mutter (4) eine gleichgerichtete
Kräfteverteilung auf Welle (2) und Maschinenelement (1) und eine zuverlässige Wellen-/Nabenverbindung. Das direkte Zusammenwirken der konischen Flächen
von Maschinenelement (1) und Befestigungselement (3) bewirkt obendrein eine exakte Zentrierung des Maschinenelementes (1) auf der Welle (2) und
gewährleistet - durch nur wenige involvierte Bestandteile der Wellen- /Nabenverbindung - einen ausgezeichneten Rundlauf.
Neben den bereits weiter oben ausgeführten Vorteilen ist nachzutragen, daß
bei meiner Erfindung gegenüber den Befestigungselementen anderer Anbieter keine überdimensionierte Nabenbohrung erforderlich ist. Ebenso entfällt bei
meiner Erfindung die übermäßige Nabenbildung bei schmalen Maschinenelementen, wie z. B. Kettenrädern für Simplexketten, da die Befestigungstiefe des
Befestigungselements durch unterschiedliche Konuswinkel beeinflußbar ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit in einer neuen Art und Weise die
schnelle, zuverlässige und unter wirtschaftlichen Aspekten günstige, koaxiale Befestigung von Maschinenelementen, wie Zahnrädern, Riemenscheiben,
Zahnriemenrädern, Antriebsrollen etc. auf zylindrischen Wellen.
Mit der vorliegenden Erfindung kann bei den o. g. Befestigungen auf die
herkömmliche Verbindung mit Keilfeder und Keilnut o. ä. verzichtet werden.
Darüberhinaus bietet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, beschädigte
oder abgenutzte Nutenverbindungen nachträglich zu reparieren. Zu diesem Zwecke wird das Befestigungselement als Instandsetzungsset ausgeführt und
enthält ein Spezialbohr-/Fräswerkzeug um die erforderliche konische Bohrung nachträglich in das Maschinenelement einzubringen.
Georg F. Boda
Anlage Skizze
Anlage Skizze
Claims (16)
1. Befestigungselement zur koaxialen Befestigung von Maschinenelementen
(1), z. B. Zahnräder, Zahnriemenräder, Kettenräder, Antriebsrollen, Krafthebel etc. auf zylindrischen Wellen (2),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Befestigungselement (3) lediglich aus einem Stück besteht und
mit einer zylindrischen - dem Durchmesser der jeweils verwendeten Welle
entsprechenden - Innenbohrung, sowie einer kegelförmigen Außenfläche, die an ihrem sich verjüngenden Ende in einen Gewindeteil übergeht,
versehen ist.
2. Befestigungselement nachoBaiefttaaspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der kegelförmige Teil des Befestigungselements (3) segmentartig
durch mindestens einen - vorzugsweise mehrere - sich entlang des Kegelkörpers (3a) jeweils von dessen einen Ende (3c) erstreckenden und
zwischen dem Ende des verjüngten, kegelförmigen Teiles und dem beginnenden Gewindeteil auf dem zylindrischen Ansatz (3d) endenden Axialschlitzen
(5) versehen ist, die ein Zusammenziehen der Innenbohrung und damit die Verspannung zur Wellenoberfläche ermöglichen.
3. Befestigungselement nach Jcnspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß der kegelförmige Teil des Befestigungselements (3) segmentartig
durch mindestens einen, vorzugsweise mehrere, sich entlang des Kegelkörpers (3a) jeweils von dessen einen Ende (3c) erstreckenden und zwischen
dem Ende des verjüngten, kegelförmigen Teiles und dem beginnenden Gewindeteil auf dem zylindrischen Ansatz (3d) endenden Diagonalschlitzen
versehen ist, die ein Zusammenziehen der Innenbohrung und damit die Verspannung zur Wellenoberfläche ermöglichen.
Die Verlaufsrichtung der Diagonalschlitze wird bestimmt durch Drehrichtung
und Kraftquelle. So ist vorgesehen, Befestigungselemente für links- oder rechtsdrehende Antriebe jeweils entgegengesetzt zu schlitzen.
4. Befestigungselement nach aanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Befestigungselement (3) aus zwei gleichen, die Welle (2) umfassenden
Halbschalen, die jede für sich über die unter 2. und 3. genannten Längsschlitze verfügen, und sich in der konischen Bohrung des
Maschinenelementes durch Pestziehen der Mutter (4) selbsttätig zentrieren
und stabilisieren.
5. Befestigungselement nachf-Pet)tjmspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenbohrung des Befestigungselements so klein gehalten werden
kann, daß dadurch Wellen-/Nabenverbindungen bereits ab einem Wellendurchmesser von 1 mm &phgr; an aufwärts ermöglicht werden. (Bereits auf dem
Markt befindliche Vorrichtungen ähnlicher Art bieten Naben-/ Wellenverbindungen erst ab einem Wellendurchmesser von 5 mm &phgr; und mehr!)
6. Befestigungselement nach ■■P-yjhspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel vom Außenkegel des Befestigungselements (3a) und der
entsprechende Konuswinkel der Innenbohrung des Maschinenelementes (la)
in einem Bereich von > 0° bis < 90° gestaltet werden kann. Die Winkelgestaltung
hängt von der Art der gewünschten Verbindung (lösbare, unlösbare Konusverbindungen) und der Art des Maschinenelementes (1) - z.
B. breites Zahnriemenrad oder schmales Kettenrad - ab.
7. Befestigungselement nach Pa&e&t^Kispruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Befestigungselement (3) aus unterschiedlichen Materialien, wie
Stahl, Edelstahl, Metallguß, NE-Metallen, Kunststoffen etc., vorzugsweise
jedoch aus korrosionsfreiem V2A-Stahl, gefertigt werden kann.
8. Befestigungselement nach Pa*e»*$pnspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle handelsüblicher Normmuttern die Mutter (4) auch einen zylindrischen
Durchmesser hat - mit einer bestimmten Anzahl von Eingriffsbohrungen, die entweder am Außenumfang oder in die Stirnseite
eingebracht, zur Aufnahme der Spannwerkzeugstifte vorgesehen sind, oder in der Form, daß ein zusätzlicher Sechskantansatz zur Befestigung
mit Schraubenschlüsseln nach DIN 1810, oder Aussparungen, die eine Befestigung mit Werkzeugen gem. DIN 3110 ermöglichen - um eine nabenlose
Befestigung durch Versenken der Mutter (4) in einer in das zu befestigende Maschinenelement eingebrachten Vertiefung zu ermöglichen.
9. Befestigungselement nach dj«ispruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle handelsüblicher Normmuttern die Mutter (4) auch einen zylindrischen
Durchmesser hat - mit einer bestimmten Anzahl von Eingriff sbohrungen, die entweder am Außenumfang oder in die Stirnseite
eingebracht, zur Aufnahme der Spannwerkzeugstifte vorgesehen sind und
zur zusätzlichen Sicherung die dem Maschinenelement (1) zugekehrte Seite über eine konische Ausbildung verfügt, die eine zusätzliche Zentrierfunktion
gewährleistet. Ergänzend finden auch hier die unter Anspruch 8 ausgeführten Variantan Anwendung.
10. Befestigungselement nach trftjBpispruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß anstelle der Befestigungsmutter (4) in das zu befestigende Maschinenelement
(1) anstelle einer durchgehenden, konischen Bohrung ein Konus, der an seinem sich verjüngenden Ende in eine kurze, zylindrische
Bohrung mit einem Gewinde (3b) übergeht, welches dem Gewinde des 2u verwendenden Befestigungselemente entspricht, eingebracht wird und die
Befestigung durch Aufdrehen des Maschinenelementes (1) auf das Befestigungselement
(3) erlaubt.
11. Befestigungselement nach Juinspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewinde (3b) des Befestigungselements (3), sowie das Gewinde
im Maschinenelement (1) nach Anspruch 9, je nach Drehrichtung des treibenden Teiles (Maschinenelement treibt Welle oder umgekehrt) entsprechend
in Links- oder Rechtsgewinde ausgeführt ist.
12. Befestigungselement nach Panspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit von Wellendurchmesser, Maschinenelement, Art der
Kraftübertragung, Größe des Kraftaufkommens etc. u. U. das Befestigungselement
ohne Gewindeteil ausgeführt sein kann und die kraftschlüssige Verbindung zwischen Welle (2) und Maschinenelement (1) nur
durch Einpressen des Befestigungselements (3) hergestellt wird.
13. Befestigungselement nach Perberrifltnspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß am verjüngten Ende der kegelförmigen Oberfläche des Befestigungselements (3) ein Einstich zur Aufnahme eines Spannringes oder eines
Seegerringes zur Sicherung gegen ein axiales Lösen bei Extrembeanspruchungen wie Drehrichtungs-/und Lastwechsel, eingebracht wird.
14. Befestigungselement nach ffnspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Verwendung des Befestigungselements (3) in der Peinmechanik
(Büromaschinen, Kopiergeräte, Sortieranlagen, Etikettiermaschinen etc.), wo die zu befestigenden Maschinenelemente, wie Zahnriemenscheiben,
Transportrollen etc. aus Kunststoffen hergestellt sind, auf den Innenkonus bei den Maschinenelementen durch die Verwendung einer
minimalen WinkelSteigung des Außenkegels (3a) des Befestigungselements
(3) verzichtet werden kann.
15. Befestigungselement nach Patrentjjtnspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich auf dem zylindrischen Gewindeteil (3b) des Befestigungselements
(3) anstelle eines Gewindes auch ein sogenannter Bajonettverschluß aufgearbeitet sein kann, der die Herstellung der Verbindung mit
einem entsprechenden Gegenstück anstelle der Gewindemutter (4) ermöglicht.
16. Befestigungselement nach spruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Befestigungselement (3) in Verbindung mit einer Hülse, deren
Innenteil konisch ausgebildet ist auch als Verbindungsteil für Rohre
und Wellen geeignet ist.
Soll eine Abdichtung an der Nahtstelle erfolgen, kann das Befestigungselement
in der zylindrischen Innenbohrung mit einem radialen Hinterstich zur Aufnahme von entsprechenden O-Ringen an den jeweiligen
Enden versehen werden, die eine Abdichtung an der Verbindungsstelle gewährleisten.
Georg F. Boda
*
• · ···
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9410726U DE9410726U1 (de) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Befestigungselement (Montagevorrichtung) zur koaxialen Befestigung von Maschinenelementen auf zylindrischen Wellen ohne Keilfeder und Nut, oder ähnlichen Verbindungskonstruktionen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9410726U DE9410726U1 (de) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Befestigungselement (Montagevorrichtung) zur koaxialen Befestigung von Maschinenelementen auf zylindrischen Wellen ohne Keilfeder und Nut, oder ähnlichen Verbindungskonstruktionen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9410726U1 true DE9410726U1 (de) | 1994-10-20 |
Family
ID=6910641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9410726U Expired - Lifetime DE9410726U1 (de) | 1994-06-21 | 1994-06-21 | Befestigungselement (Montagevorrichtung) zur koaxialen Befestigung von Maschinenelementen auf zylindrischen Wellen ohne Keilfeder und Nut, oder ähnlichen Verbindungskonstruktionen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9410726U1 (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007090638A1 (de) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Windmöller & Hölscher Kg | Formzylinderankopplung |
| DE102009001406A1 (de) * | 2009-03-09 | 2010-09-23 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Befestigen eines konzentrischen Teils auf einem Zapfen eines Zylinders einer Druckmaschine |
| EP4053425A1 (de) * | 2021-03-04 | 2022-09-07 | PWB encoders GmbH | Konuselement für eine welle-nabe-verbindung, welle-nabe-verbindung mit einem konuselement sowie drehgeberanordnung mit einer welle-nabe-verbindung mit einem konuselement |
-
1994
- 1994-06-21 DE DE9410726U patent/DE9410726U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007090638A1 (de) * | 2006-02-08 | 2007-08-16 | Windmöller & Hölscher Kg | Formzylinderankopplung |
| DE102009001406A1 (de) * | 2009-03-09 | 2010-09-23 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Befestigen eines konzentrischen Teils auf einem Zapfen eines Zylinders einer Druckmaschine |
| DE102009001406B4 (de) * | 2009-03-09 | 2012-08-16 | Koenig & Bauer Aktiengesellschaft | Vorrichtung zum Befestigen eines konzentrischen Teils auf einem Zapfen eines Zylinders einer Druckmaschine |
| EP4053425A1 (de) * | 2021-03-04 | 2022-09-07 | PWB encoders GmbH | Konuselement für eine welle-nabe-verbindung, welle-nabe-verbindung mit einem konuselement sowie drehgeberanordnung mit einer welle-nabe-verbindung mit einem konuselement |
| DE102021105279A1 (de) | 2021-03-04 | 2022-09-08 | Pwb Encoders Gmbh | Konuselement für eine Welle-Nabe-Verbindung, Welle-Nabe-Verbindung mit einem Konuselement sowie Drehgeberanordnung mit einer Welle-Nabe-Verbindung mit einem Konuselement |
| DE102021105279B4 (de) | 2021-03-04 | 2023-09-28 | Pwb Encoders Gmbh | Drehgeberanordnung mit einer Welle-Nabe-Verbindung mit einem Konuselement |
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