EP2435721A1

EP2435721A1 - Wellen-naben-verbindung mit polygonprofil

Info

Publication number: EP2435721A1
Application number: EP10725022A
Authority: EP
Inventors: Petar Gugic; Inge Klobasa
Original assignee: PIV Drives GmbH
Current assignee: PIV Drives GmbH
Priority date: 2009-05-30
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2012-04-04
Also published as: WO2010139441A1; DE102009023449A1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Wellen-Naben-Verbindung mit einem Polygonprofil mit abgerundeten Ecken, bei dem eine Anzahl von wenigstens zwei Ecken vorhanden ist und die Ecken mit einem kleinen Radius abgerundet sind und mit einem Abschnitt, der einen großen Radius hat, verbunden sind, wobei die benachbarten Radien tangential ineinander übergehen und wobei bei bevorzugten Ausführungsformen die Mittelpunkte der Radien einen gleichen oder bei weiteren Ausführungsformen einen unterschiedlichen Abstand zur Polygonmitte haben.

Description

Wellen-Naben-Verbindunq mit Polygonprofil

B e s c h r e i b u n g

Die Erfindung betrifft eine Wellen-Naben-Verbindung mit einem Polygonprofil mit abgerundeten Ecken.

Wellen-Naben-Verbindungen sind wichtige technische Mittel zur Übertragung von Drehmomenten. Besonders weit verbreitete Wellen-Naben-Verbindungen sind dabei beispielsweise Wellen-Naben-Kombinationen mit für eine Übertragung von Drehmomenten eigentlich ungeeigneten Passungen, bei denen für die genannten Drehmomentübertragungen die Wellen-Naben- Verbindung mit wenigstens einer Passfeder versehen ist oder aber ein Keiloder Vierkantprofil aufweist. - Solche Verbindungen sind bekanntermaßen in der geforderten Qualität und Präzision relativ schwierig zu fertigen.

Alternativ sind für Wellen-Naben-Verbindungen auch reine Presssitze möglich. Auch bei diesen ist aber eine hohe Fertigungspräzision erforderlich. Außerdem weisen Wellen-Naben-Verbindungen mit Presssitz den Nachteil auf, dass die miteinander verbundenen Teile nicht mehr axial gegeneinander verschiebbar sind.

Einige dieser Nachteile kann man überwinden durch die Verwendung von

Polygonprofilen, wie sie mit den Normen DIN 3271 1 oder DIN 32712 normiert werden.

In der DIN 32711 wird dabei ein im Wesentlichen dreieckiges Polygonprofil beschrieben, das als „P3G" bezeichnet wird und ein Gleichdick ist. Dieses Polygonprofil stellt eine Sonderform einer Trochoide dar und weist insbesondere die folgenden charakteristischen Merkmale auf: Dieses Profil hat nur eine geringe oder auch keine Kerbwirkung. Es ist mit ihm eine höhere Drehmomentübertragung möglich im Vergleich zu anderen formschlüssigen Wellen-Naben-Verbindungen. Dies ist z. B. auf fehlende Kerbwirkungen zurückzuführen, die an Passfedernutzen oder bei Keilprofilen auftreten. Unter Drehmoment zentrieren sich Welle und Nabe z. B. bei dem „P3G"-Profil auch selbst. Außerdem können, wenn ein derartiges Polygonprofil und kreisrunde Querschnitte an einem Bauteil vorgesehen sind, diese in derselben Aufspannung bearbeitet werden. Dabei ist kein Werkzeugauslauf nötig, das heißt, das Polygonprofil kann direkt an einen Wellenbund anschließen.

Nachteilig an diesem „P3G"-Profil ist allerdings, dass mit ihm verbundene Bauteile unter Last, d. h. unter Drehmoment nicht längsverschiebbar sind.

Wenn eine Längsverschiebbarkeit unter Drehmoment gefordert ist, wird das im Wesentlichen viereckige Polygonprofil „P4C" gemäß DIN 32712 vorgeschlagen. Dieses Polygonprofil setzt sich nicht nur aus Teilen einer Trochoide zusammen sondern hat auch Kreisbögenabschnitte.

Nachteilig an der Form des Polygonprofils „P4C" ist, dass eine entsprechende Nabenaufnahme nicht mit Schleifen hergestellt werden kann. Vielmehr müssen entsprechende Aufnahmen wegen ihrer disharmonischen Profilform geräumt werden. Die hierfür benötigten Räumwerkzeuge müssen dabei spezifisch hergestellt werden. Dies erfordert einen hohen Zeit- und Kostenaufwand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Wellen-Naben-Verbindung anzugeben, welche die positiven Eigenschaften der bekannten Polygon- Wellen-Naben-Verbindungen aufweist, dabei aber insbesondere auch mit üblichen Schleifmaschinen herstellbar ist und insbesondere auch schleifbare Naben hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Wellen- Naben-Verbindung mit einem Polygonprofil und abgerundeten Ecken eine Anzahl von wenigstens zwei Ecken vorhanden ist und die Ecken mit kleinem Radius r1 abgerundet sind und mit einem Abschnitt mit einem großen Radius R2 verbunden sind, wobei benachbarte Radien tangential ineinander übergehen.

Durch die für den jeweiligen Bedarfsfall angepasste Wahl der beiden Radien r1 und R2 wird gegenüber den bekannten Trochoidenformen erreicht, dass die geometrische Form einer Wellen-Naben-Verbindung an einen spezifischen Einsatzfall und dabei insbesondere an das spezifisch zu übertragende Drehmoment angepasst werden kann.

Ebenso ist damit eine Optimierung des abzutragenden Materials und des benötigten Bauraumes möglich.

Der Radius r1 ist dabei kleiner als der Radius rW der Welle und der Radius R2 ist größer als dieser Radius rW der Welle.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform hat die Wellen-Naben- Verbindung ein Profil mit einer ungeraden Anzahl von Ecken, wobei die Radien von sich diametral gegenüberliegenden Ecken und Abschnitten zwischen zwei Ecken den gleichen Mittelpunkt haben können. Man erhält damit ein sogenanntes Gleichdick, das insbesondere z. B. bei seiner Fertigung gut auf seine Maßhaltigkeit überprüft werden kann.

Es ist aber auch im Rahmen der Erfindung, wenn in einem solchen Fall der ungeraden Anzahl von Ecken die Radien von sich diametral gegenüberliegenden Ecken und Abschnitten zwischen zwei Ecken unterschiedliche Mittelpunkte haben, solange die benachbarten Radien tangential in einander übergehen.

Auch bei einer geraden Anzahl von Ecken können die Radien voneinander zuzuordnenden Ecken bzw. Abschnitten zwischen zwei Ecken mit ihren Mittelpunkten auf unterschiedlichen Kreisen liegen. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem bisherigen Stand der Technik ist darin zu sehen, dass die vorgesehenen Profile, die bei ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eine „Ecken"- Anzahl ≥ 5 haben, ein höheres Drehmoment übertragen können mit gleichzeitig geringeren spezifischen Pressungen. Hieraus ergibt sich eine unter Last mögliche axiale Verschiebbarkeit.

Außerdem befindet sich zwischen Welle und Nabe bei geeigneter Paarung ein definierter Spalt, mit dem bei Bedarf eine hydraulische Abdichtung zu erreichen ist. Dieser Spalt ist dabei sowohl dichtend als auch schmierend zu nutzen. Hierzu laufen die Profile von Welle und Nabe insbesondere parallel zueinander.

Des Weiteren hat die hier beschriebene Wellen-Naben-Verbindung ein definierbares Verdrehspiel, was ihren technischen Einsatz erleichtert.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform verlaufen aber nicht alle an Welle und Nabe sich gegenüberliegenden Abschnitte parallel zueinander. Vielmehr ist vorgesehen, dass bei wenigstens einem von zwei an Nabe und Welle liegenden Abschnitten zwei unterschiedliche Radien vorgesehen sind. Hierdurch wird in diesem Bereich ein axial verlaufender Kanal erzeugt, der bedarfsweise auch z. B. für die Durchleitung von Hydrauliköl etc. genutzt werden kann, indem bei einer Ecke oder in einem zwischen diesen liegenden Abschnitt das Profil nicht parallel zu einer korrespondierenden Ecke oder einem korrespondierenden Abschnitt verläuft.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Profile sind mit üblichen numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen herstellbar. Die dabei zu erzeugenden kreisförmigen Werkzeugbahnen sind erheblich einfacher zu beschreiben und zu definieren als dies nach den Gleichungen möglich ist, die im Stand der Technik für Polygonprofile „P3G" oder „P4C" angegeben werden. Dies ist insbesondere auch dadurch begründet, dass die bisherigen Polygonprofile lediglich als Trochoiden erzeugt werden. Unter einer Trochoide ist dabei die Kurve zu verstehen, die ein Punkt innerhalb oder außerhalb eines Kreises beschreibt, der auf einer Basiskurve, insbesondere einem festen Kreis abrollt.

Bei den bisher bekannten und zum Einsatz kommenden Polygon-Profilen wurden derartige Kurven insbesondere durch die Kinematik von mechanisch gesteuerten Polygon-Schleifmaschinen bestimmt. Es wird dabei in den die Profile normierenden DIN-Normen immer ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die jetzt erfindungsgemäß vorgesehene einfachere Verwendung von zwei tangential ineinander übergehenden Radien zur Definition des Kurvenverlaufes nur als Hilfsmittel für eine zeichnerische Darstellung verwandt werden kann, nicht aber für eine tatsächliche Ausführung.

Die jetzt vorgeschlagene Wellen-Naben-Verbindung auch mit einer größeren Anzahl von „Ecken", die über einfache geometrische Zusammenhänge zu beschreiben und zu erzeugen sind und untereinander in Verbindung stehen, überwindet somit eine als technisches Vorurteil zu bewertende Auffassung, dass geeignete Polygonprofile nur durch geometrisch komplexe Trochoid- Gleichungen zu beschreiben sind.

Im Übrigen werden in der Normliteratur auch lediglich bis zu vier „Ecken" für Polygonprofile vorgeschlagen, was mit der oben beschriebenen komplexen Herstellung in Zusammenhang steht. Es sei noch einmal darauf hingewiesen, dass bei den bekannten Polygonprofilen teilweise nicht nur spezifische Werkzeuge für deren Fertigung herzustellen sind sondern eventuell sogar spezifische Bauteile für die Werkzeugmaschine, mit der das Polygonprofil gefertigt werden soll.

Um die Herstellbarkeit eines erfindungsgemäßen Polygonprofils zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, bei einer mit Nachkommastellen vorgegebenen Genauigkeit einer numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschine, den

Quotienten aus Eckenzahl und 360° auf werte zu beschränken, die mit diesen Nachkommastellen exakt darstellbar sind und somit auf Polygone, die mit der Bearbeitungsmaschine ohne weiteres in der gewünschten Qualität herstellbar sind. Damit die Winkel, über die sich die von den Radien beschriebenen Kreisbögen erstrecken, eine ganze Zahl sind und ein Profil somit besonders leicht herstellbar ist, wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung insbesondere vorgeschlagen, dass die vorgesehene Eckenzahl des Profils einen (ganzzahligen) Teiler von 360 darstellt. - Ein solcher Teiler hat dann keine Nachkommastellen.

Fertigungstechnisch ist es möglich, das beschriebene Polygon in einem Außenschleifvorgang auf die Welle aufzubringen. Wesentlich ist dabei, dass der Radius der „Ecken" tangential in den radial ausgestalteten Abschnitt zwischen zwei „Ecken" übergeht.

Durch den tangentialen Übergang wird insgesamt an der Welle ein Außen- konturverlauf erreicht, der keinerlei konkave, sondern lediglich konvexe Abschnitte aufweist. Gleichzeitig sind an der Nabe ausschließlich konkave Abschnitte vorhanden. Hierdurch wird sowohl die gute Herstellbarkeit gewährleistet als auch eine Messbarkeit, die für eine qualitativ hochwertige Fertigung notwendig ist.

Es ist aber auch möglich, eine Anzahl von „Ecken" zu wählen, die als Quotient mit 360° einen Wert ergibt, der von der vorgesehenen numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschine, die in der Verarbeitungsgenauigkeit durch von ihr darstellbare Nachkommastellen bestimmt wird, mit ihren Nachkommastellen noch exakt dargestellt werden kann.

Bei einer wie oben beschrieben besonders bevorzugten Ausführungsform mit ungerader Anzahl von Ecken in Verbindung mit gleichen Radienmittelpunkten von einander diametral gegenüberliegenden Radien erhält man ein Gleichdick. Dieses spezielle Wellen- und Nabenprofil hat somit eine besonders leicht messbare Form: legt man die Welle z. B. in einem Messschieber zwischen zwei parallele Flächen, so ist deren Abstand zueinander immer gleich, unabhängig von der Winkelposition der Welle zwischen den Flächen. Gleiches gilt für das Nabenprofil, das über zwei Taster z. B. eines Innenmikrometers ermittelt wird, indem diese auf einen Maximalwert ihres Abstandes eingestellt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt

Figur 1 einen Schnitt durch eine Wellen-Naben-Verbindung mit fünf abgerundeten „Ecken";

Figur 2 einen Schnitt durch eine Welle mit zwei abgerundete „Ecken"; Figur 3 einen Schnitt durch eine Welle mit drei abgerundete „Ecken",

Figur 4 einen Schnitt durch eine weitere Welle für eine Wellen-Naben-

Verbindung mit drei abgerundete „Ecken",

Figur 5 einen Schnitt durch eine Wellen-Naben-Verbindung mit vier abgerundete „Ecken"; Figur 6 einen Schnitt durch eine Wellen-Naben-Verbindung mit fünf abgerundete „Ecken"

Figur 7 einen Schnitt durch eine an der Ausführungsform eine Welle mit fünf abgerundeten „Ecken"

Figur 8 einen Schnitt durch eine Nabe mit neun abgerundeten „Ecken" Figur 9 den Längsschnitt durch eine Welle und ein Kegelscheibenpaar mit einer Wellen-Naben-Verbindung.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch eine Wellen-Naben-Verbindung. Eine solche kommt zum Einsatz, wenn zwischen Welle und Nabe ein Drehmoment zu übertragen ist.

Ein ganz spezielles Anwendungsbeispiel ist hierzu in der Figur 9 dargestellt. In dieser erkennt man den Längsschnitt durch eine Welle eines Kegelscheibengetriebes. Dieses weist eine feststehende Kegelscheibe 1 auf, die einstückig mit der Welle 2 hergestellt ist. Des Weiteren erkennt man eine auf der Welle 2 verschiebbare Kegelscheibe 3. Die Welle 2 hat einen polygonal geschliffenen Abschnitt 4, auf dem die verschiebbare Kegelscheibe 3 mit einem Nabenabschnitt 5 aufsitzt. Dies ist in der Figur 1 im Schnitt entlang der Linie l-l gemäß Figur 9 dargestellt. Man erkennt die mit einer mittigen Bohrung 6 versehenen Welle 2 in ihrem polygonal geschliffenen Abschnitt 4, auf die maßgenau der in seiner Innenkontur ebenfalls polygonal geschliffenen Nabenabschnitt 5 der verschiebbaren Kegelscheibe 3 aufsitzt.

Über die polygonale Form ist es möglich, von der Welle 2 Drehmomente auf die verschiebbare Kegelscheibe 3 zu übertragen oder aber von der Kegelscheibe 3 auf die Welle 2.

Es sei hier erwähnt, dass anstelle eines wie hier dargestellten Kegelscheibengetriebes mit einer verschiebbaren Kegelscheibe 3 auch ein übliche Zahnradgetriebe möglich ist, bei dem anstelle einer verschiebbaren Kegelscheibe 3 dann ein verschiebbares Zahnrad vorzusehen wäre.

Im hier dargestellten Beispiel hat das polygonale Profil des geschliffenen Abschnittes 4 eine ungerade Anzahl von „Ecken" 7. Im hier dargestellten Beispiel beträgt diese Anzahl 5. Diese „Ecken" sind - wie auch in den anderen hier dargestellten Beispielen gleichmäßig um den Umfang der Welle verteilt.

Diese „Ecken" sind jeweils mit einem kleinen Radius r1 abgerundet und sind jeweils mit Abschnitten 8 verbunden. Diese Abschnitte 8 sind ebenfalls mit einem konstanten Radius R2 hergestellt. Wesentlich ist, dass jeweils zwei zueinander benachbarte Radien r1 und R2 tangential ineinander übergehen.

Aufgrund der ungeraden Anzahl von „Ecken" liegen sich über den Mittelpunkt der Welle 2 diametral jeweils eine „Ecke" 7, die mit einem kleinen Radius r1 abgerundet ist, und ein Abschnitt 8 gegenüber, der zwischen zwei „Ecken" 7 liegt und der den Radius R2 aufweist.

Bei der hier dargestellten speziellen Ausführungsform haben dabei die Radien r1 und R2 den gleichen Mittelpunkt. Hierdurch erreicht man ein „Gleichdick", wie dies weiter unten noch einmal besprochen wird. Es sei hier noch erwähnt, dass der Radius r1 erheblich kleiner ist als der Nennradius der Welle 2 und der Radius R2 erheblich größer ist als dieser Nennradius der Welle.

In der Figur 2 ist der Schnitt durch eine Welle mit einem Polygon-Profil mit zwei abgerundeten „Ecken" dargestellt. Auch dieses besteht aus mehreren Abschnitten, bei denen Kreisbogenabschnitte mit einem Krümmungsradius r1 an Übergangslinien 9 tangential in Kreisbögenabschnitte 8 übergehen, die einen großen Krümmungsradius R2 haben. Das sich ergebende Profil gleicht zwar einem Oval, ist aber keins, weil ein „echtes Oval" sich nicht aus lediglich vier Kreisbogenabschnitten zusammensetzt.

Im hier dargestellten Beispiel erkennt man weiter, dass die Welle einen Umkreis hat von beispielsweise 70 mm, während der Kreis, auf dem die Radien r1 ihren Mittelpunkt haben, einen Durchmesser von etwa 36 mm aufweist.

Ein weiteres Beispiel für ein polygonales Profil erkennt man in der Figur 3, wo drei abgerundete „Ecken" 7 vorhanden sind. Auch diese gehen an Übergangslinien 9 tangential in Kreisbogenabschnitte 8 über. Die drei „Ecken" 7 sind gleichmäßig über den Umfang des Profils verteilt und weisen zwischen sich einen Winkel von 120° auf.

Der Radius M , mit dem die „Ecken" 7 abgerundet sind, ist in dem hier dargestellten Beispiel mit 8 mm gewählt. Damit ergibt sich ein Radius für einen in das Polygonprofil einzuschreibenden Inkreis, der die Abschnitte 8 in ihrem mittlersten Punkt gerade noch berührt, von 32 mm und der Radius eines Umkreises, der die „Ecken" 7 in ihrem Mittelpunkt gerade noch berührt, von 37 mm.

Dies ist für den Fall, dass der Radius des Abschnittes 8 auf dem gleichen

Mittelpunkt liegt, wie der Radius der ihm diametral gegenüberliegenden „Ecke" 7, so dass das erreichte Profil ein Gleichdick ist. Es ist aber auch möglich, den Mittelpunkt der Radien r1 und R2 auf unterschiedliche Kreislinien zu legen. Dies ist beispielsweise in der Figur 4 gezeigt. Auch hier sind für die „Ecken" 7 Kreisbögen mit einem Radius r1 von 8 mm vorgesehen bei einem Umkreisdurchmesser von 37 mm. Durch die Wahl eines anderen Radius R2 erhält man „flachere" Abschnitte 8, die aber wiederum an den Übergangslinien 9 tangential in die abgerundeten „Ecken" 7 übergehen. Bei dem hier dargestellten Beispiel ergibt sich dann ein Inkreis mit einem Innendurchmesser von lediglich 28 mm.

In der Figur 5 erkennt man eine Wellen-Naben-Verbindung mit vier abgerundeten „Ecken" 7. Diese sind wiederum durch Radienabschnitte 8 miteinander verbunden. Während die „Ecken" 7 mit einem Radius r1 abgerundet sind, haben die Abschnitte 8 einen kreisbogenartigen Verlauf mit einem Radius R2. Die Welle hat dabei einen minimalen Durchmesser von 36,06 mm und einen maximalen Durchmesser von 38 mm. Der Radius r1 ist aber erheblich geringer als der sich daraus ergebende minimale Wellenradius r, während der Radius R2 erheblich größer ist als der sich daraus berechnende maximale Wellenradius rW.

In der Figur 6 ist der Schnitt durch eine Wellen-Naben-Verbindung mit fünf gleichmäßig über den Umfang verteilten abgerundeten „Ecken" 7 dargestellt. In dem hier dargestellten Beispiel ist der Abrundungsradius r1 mit 7,5 mm festgelegt. Der Radius des diametral gegenüberliegenden Abschnittes 8 ist dabei mit 27,472 mm festgelegt, so dass sich ein Umkreis ergibt mit einem Durchmesser von 36 mm sowie ein Inkreis mit einem Durchmesser von 33,944 mm. Die beiden Radien r1 und R2 haben denselben Mittelpunkt, der 10,5 mm vom Wellenmittelpunkt 10 entfernt ist. Die Anzahl der „Ecken" 7 ist in diesem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel mit fünf ein gradzahliger Teiler von 360. Damit beträgt der Winkel in Umfangsrichtung an der Welle zwischen zwei benachbarten „Ecken" 72°; ein Betrag ohne Nachkommastelle. Eine solche Ausführungsform lässt sich mit einer üblichen numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine besonders gut und präzise herstellen. In der Figur 7 ist die Prinzipskizze einer Wellen-Naben-Verbindung dargestellt, die mit der Wellen-Naben-Verbindung in Figur 6 vergleichbar ist. Es sind wiederum fünf „Ecken" 7 vorhanden, die im hier dargestellten Beispiel einen Krümmungsradius r1 von 7 mm haben. Diese abgerundeten Ecken gehen in auf Kreisbögen liegende Abschnitte 8 über, die einen Radius R2 von 26,44 mm aufweisen. Die sich ergebende Welle hat somit einen minimalen Durchmesser von 32 mm und einen maximalen Durchmesser von 34 mm. Allerdings ist im hier dargestellten Beispiel ein einzelner Abschnitt 1 1 mit einem anderen Radius R3 von im hier dargestellten Beispiel 50 mm gearbeitet. Bei einer Kombination dieser entsprechenden Welle mit einer Nabe, die ausschließlich mit Abschnitten 8 gearbeitet ist, die einen Radius R2 von 26,44 mm haben, ergibt sich im Bereich des Abschnitts 1 1 ein axial verlaufender Kanalabschnitt 12, der beispielsweise zur Durchleitung von Hydraulik- oder Schmieröl verwandt werden kann. Im Bereich des Abschnittes 1 1 verläuft dabei der Abschnitt des Wellenprofils nicht parallel zu dem korrespondierenden Abschnitt des Nabenprofiles, wie bei den übrigen hier beschriebenen Ausführungsformen. Selbstverständlich ist es auch möglich, statt des Radius R3 eines Abschnittes 8 den Radius r1 einer „Ecke" 7 so zu wählen, dass der Kanal 12 sich im Bereich dieser „Ecke" 7 einer Welle und der korrespondierenden „Ecke" einer Nabe ausbildet.

In der Figur 8 ist eine Nabe mit neun „Ecken" 7 dargestellt. Diese sind mit einem Winkel von jeweils 40° zwischen ihnen gleichmäßig um die Nabe verteilt. Die Nabe hat einen Nenndurchmesser von 36 mm und die neun „Ecken" 7 sind mit einem Radius r1 von 7,5 mm abgerundet. Die Abschnitte 8 zwischen zwei benachbarten Ecken 7 weisen einen Radius R2 von 28, 18 mm auf. Auch in diesem Beispiel haben die Radien r1 der „Ecken" 7 mit dem Radius R2 eines jeweils diametral gegenüberliegenden Abschnittes 8, der zwischen zwei „Ecken" 7 liegt, den gleichen Mittelpunkt. In der hier dargestellten Aus- führungsform einer Nabe mit neun „Ecken" hat diese somit einen effektiven Durchmesser von 35,68 mm. Bei den obigen Ausführungsformen sind sowohl die Wellen in ihrem polygonalen Abschnitt als auch die passgenauen in ihrer Innenkontur ebenfalls polygonalen Nabenabschnitte geschliffen.

Über die genannte polygonale Form ist es möglich, von den Wellen 2

Drehmomente auf die verschiebbaren Naben zu übertragen oder aber anders herum.

Bei den Ausführungsformen, bei denen die Radien r1 und R2 jeweils den gleichen Mittelpunkt haben, erhält man mit den Wellen- und Nabenprofilen leicht nachmessbare Formen: Legt man die Welle z. B. in einen Messschieber zwischen zwei parallele Flächen, so ist deren Abstand zueinander immer gleich, unabhängig von der Winkelposition der Welle zwischen den Flächen. Gleiches gilt für das Nabenprofil, das über zwei Taster z. B. eines Innenmikrometers ermittelt wird, indem diese auf einen Maximalwert ihres Abstandes eingestellt werden. Dies wird als „Gleichdick" bezeichnet.

Fertigungstechnisch ist es möglich, die oben beschriebenen Polygone in einem Außenschleifvorgang auf die Wellen aufzubringen. Wie erwähnt ist es dabei wesentlich, dass die Radien der „Ecken" tangential in die radial ausgestalteten Abschnitte zwischen zwei „Ecken" übergehen. Durch den tangentialen Übergang wird insgesamt an den Wellen ein Außenkonturverlauf erreicht, der keine konkaven, sondern lediglich konvexe Abschnitte aufweist. Hierdurch wird die gewünschte gute Herstellbarkeit und Messbarkeit gewährleistet.

Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen ist die Anzahl der „Ecken" nicht nur ungerade und > 5. Sie ist bei besonders bevorzugten Ausführungsformen auch ein Teiler von 360. Damit ist der Winkel an der Welle zwischen zwei benachbarten „Ecken" ein gerader Betrag. Bei fünf „Ecken" beispielsweise 72°, bei neun „Ecken" 40° usw.

Es ist aber auch möglich, eine Anzahl von „Ecken" zu wählen, die als Quotient mit 360° einen Wert ergibt, der von der für die Herstellung der Wellen-Naben- Verbindung vorgesehenen numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschine, die in der Verarbeitungsgenauigkeit durch von ihr darstellbare Nachkommastellen bestimmt wird, mit ihren Nachkommastellen noch exakt dargestellt werden kann.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass insbesondere bei polygonalen Wellen-Naben-Verbindungen, die eine „Ecken"-Anzahl von ≥ 4 hat, insbesondere ≥ 5, die Welle und die Nabe auch unter Last gegeneinander verschiebbar sind und dabei gleichzeitig zwischen Welle und Nabe ein ausreichend dichter Sitz vorhanden ist, mit dem bei Bedarf eine hydraulische Abdichtung zu erreichen ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Wellen-Naben-Verbindung mit einem Polygonprofil mit abgerundeten Ecken, dadurch gekennzeichnet, dass es Ecken (7) aufweist, die mit einem kleinen Radius (M) abgerundet sind und mit großen Radien (R2, R3) verbunden sind, wobei benachbarte Radien (M , R2; M , R3) tangential ineinander übergehen.

2. Wellen-Naben-Verbindung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Ecken (7) ≥ 2 ist, insbesondere ≥ 5.

3. Wellen-Naben-Verbindung gemäß einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer ungeraden Anzahl von Ecken (7) die Radien (M , R2) von sich diametral gegenüberliegenden Ecken (7) und Abschnitten (8) zwischen zwei Ecken (7) den gleichen Mittelpunkt haben.

4. Wellen-Naben-Verbindung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer mit Nachkommastellen vorgegebene Genauigkeit einer numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschine sie eine Anzahl von Ecken (7) aufweist, so dass der Quotient aus Anzahl der Ecken (7) und 360° mit den Nachkommastellen der Bearbeitungsmaschine exakt darstellbar ist.

5. Wellen-Naben-Verbindung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Ecken (7) ein Teiler von 360 ist.

6. Wellen-Naben-Verbindung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile der Welle und der Nabe parallel zueinander sind.

7. Wellen-Naben-Verbindung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wellen- und Nabenprofile wenigstens bei einer Ecke (7) oder in einem Abschnitt (8) nicht parallel zu einer korrespondierenden Ecke oder einem korrespondierenden Abschnitt verlaufen.