DE1855948U - ANTI-ROTATION CONNECTOR FOR FASTENING MACHINE PARTS ON SHAFTS - Google Patents

Description

Betr. : Verdrehsicheres Verbindungselement zur Befestigung von Maschinenteilen auf Wellen. Anmelder : Martin H a u s n e r, Aulendorf/Wttbg. Rosenstraße 2o Die Erfindung bezieht sich auf ein ringförmiges Verbindungselement, welches eine in hohem Maße verdrehsichere Verbindung zwischen einer Welle und ein auf ihr zu befestigendem Maschinenteil schafft. Re. : Anti-twist connection element for Fixing machine parts on shafts. Applicant: Martin H ausner, Aulendorf / Wttbg. Rosenstrasse 2o The invention relates to an annular connecting element which creates a connection between a shaft and a machine part to be fastened to it, which is to a high degree non-rotatable.

Entsprechend der Patentschrift 834 477 sind zur Befestigung von Maschinenteilen ringförmig gebogene Bänder aus gewelltem Stahlblech bekannt, bei denen die Wellen derart in einen glatten Blechstreifen eingepreßt sind, daß neben den Wellen an einem oder an beiden Rändern glatte Blechteile belassen werden.According to the patent 834 477 are for fastening machine parts annularly curved strips made of corrugated sheet steel known, in which the waves are pressed into a smooth sheet metal strip that in addition to the waves on one or smooth sheet metal parts can be left on both edges.

Diese gewellten Stahlblechringe haben sich zur Übertragung kleinerer bis mittlerer Drehmomente und bei nicht zu großen Radialbelastungen gut bewährte Der Hauptgrund für die relativ begrenzte Belastbarkeit der gewellten Stahlblechringe dürfte sein, daß die Haftkraft u. a. auch von der Blechdicke abhängig ist. Bei größeren Blechdicken werden die eingepreßten Wellen zu steif und können sich nicht elastisch verformen.These corrugated sheet steel rings have been used to transmit smaller ones Well proven to medium torques and with not too high radial loads The main reason for the relatively limited load capacity of the corrugated sheet steel rings it is likely that the adhesive force, inter alia. also depends on the sheet thickness. With larger ones Thicknesses of sheet metal, the pressed-in shafts become too stiff and cannot become elastic deform.

Der vorliegenden Erfindung liegt zugrunde, diese Einschränkung zu beseitigen. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die haftkräfte und die radiale Belastbarkeit nicht durch die elastische Verformbarkeit der in einem Blechring eingeprägten Wellen begrenzt sind, sondern, daß ein aus einem hart-bzw vergütbaren Stahlband größerer Dicke-etwa ab o, 5 mm-hergestellter Ring scharfkantige und in geringem Maße elastisch nachgebende, auf beiden Oberflächen angebrachte Vorsprünge aufweist, die beim Zusammenfügen einer Welle mit einem Maschinenteil sowohl auf der Welle als auch in der Bohrung, parallel zur Aufpreßrichtung verlaufende Kerben erzeugt, die mit der Wirkung einer Kerbverzahnung eine Verbindung herstellen, welche sowohl sehr hohe Drehmomente übertragen, als auch zufolge der größeren Blechdicke große Radialbelastungen aufnehmen kann.The present invention is based on this restriction remove. This is done according to the invention in that the adhesive forces and the radial Resilience not due to the elastic deformability of the stamped in a sheet metal ring waves are limited, but that one from a hard or remunerable Steel band of greater thickness - from about 0.5 mm - made ring with sharp edges and in Slightly resiliently yielding projections attached to both surfaces has that when assembling a shaft with a machine part on both the shaft as well as in the bore, notches running parallel to the direction of pressing which produce a connection with the action of a serration, which transmit very high torques as well as due to the greater sheet thickness can accommodate large radial loads.

Der Erfindungsgedanke besteht also darin, daß das vorstehend genannte, profilierte und ringförmig gebogene Stahlband-im Folgenden kurz als Profilbüchse bezeichnet-nicht nur als verbindendes Maschinenelement zwischen einer Welle und einem auf ihr zu befestigenden Maschinenteil wirkt, sondern während des Aufpreßvorganges als Werkzeug zur Herstellung der profilierten Oberfläche in der Bohrung und gegebenenfalls auch auf der Welle, dient* Die Erzeugung der Kerben während des Aufpressens ist ein spanabhebender Räumvorgang, der voraussetzt, daß die Erhöhungen und Vertiefungen der Profilbüchse so ausgebildet sind, daß sie als Räumzähne wirken und sich außerdem nur in geringfügiger Weise und im elastischen Bereich verformen Im allgemeinen wird man beim Zusammenfügen einer derartigen Profilbüchsen-Verbindung so vorgehen, daß der Räumvorgang im dem Flügelteil stattfindet, welches die härtere Oberfläche aufweist.The idea of the invention consists in the fact that the aforementioned, Profiled and ring-shaped curved steel strip - hereinafter referred to as a profile sleeve for short referred to - not only as a connecting machine element between a shaft and acts on a machine part to be attached to it, but rather during the pressing process as a tool for producing the profiled surface in the bore and, if necessary also on the shaft, serves * The creation of the notches is during the pressing a cutting broaching process, which assumes that the peaks and valleys the profile sleeve are designed so that they act as clearing teeth and also deform only slightly and in the elastic range when assembling such a profile bushing connection proceed so that the broaching process takes place in the wing part which has the harder surface.

Das Aufpressen ist auf zweierlei Arten möglich : a) entweder wird die Profilbüchse-gegen axiale Verschiebung gesichert-in die Bohrung eingelegt und die Welle in sie hineingepreßt, oder b) die Profilbüchse wird-wiederum gegen axiale Verschiebungen gesichert auf die Welle aufgelegt und letztere dann in die Bohrung eingepreßt-Im Fall a) findet der Räumvorgang zwischen Profilbüchse und Welle statt, dh.h. die Kerben werden durch die nach innen vorstehenden zahnartigen Vertiefungen der Profilbüchse auf der Welle erzeugt, während sich die nach außen vorstehenden Ehehungen in die Bohrung eindrücken.Pressing on is possible in two ways: a) either will the profile bushing - secured against axial displacement - inserted into the bore and the Shaft pressed into it, or b) the profile bushing is-again against axial Shifts secured placed on the shaft and the latter then into the hole pressed in - In case a) the broaching process takes place between the profile bushing and the shaft, ie.h. the notches are through the inwardly protruding tooth-like indentations of the profile bushing on the shaft, while the outwardly protruding Press the marriage into the hole.

Im Fall b) findet der Räumvorgang zwischen Frofilbüchse und Bohrung statt, d. h. die Kerben werden in die Bohrung eingezogen und die Eindrücke werden auf der Welle erzeugt.In case b) the broaching process takes place between the profile bushing and the bore instead of, d. H. the notches will be drawn into the hole and the indentations will be generated on the shaft.

Man wird also bei unterschiedlichen Werkstoffhärten das Eindrücken immer im weicheren und das Räumen im härteren Material vornehmen. Voraussetzung ist selbstverständlich, daß auch das härtere Material immer noch spanabhebend bearbeitbar ist.So you will get the indentation with different material hardnesses always use the softer and broaching the harder material. pre-condition it goes without saying that the harder material can still be machined is.

Wenn beispielsweise eine Stahlwelle mit einem Maschinenteil aus Leichtmetall verdrehsicher zu verbinden ist, dann wird nach a) die Profilbüchse in die Bohrung @ eingelegt und die Welle in sie hineingepreßt. Auf diese Weise entsteht während des Aufpressens gleichzeitig in der weicheren Bohrungsoberfläche das eingedrückte und in der härteren Wellenoberfläehe das eingezogene Kerbzahnprofil.For example, if a steel shaft with a machine part made of light metal is to be connected twist-proof, then according to a) the profile bushing is in the hole @ is inserted and the shaft is pressed into it. In this way arises during of pressing the pressed-in surface into the softer surface of the bore at the same time and in the harder shaft surface the indented serration profile.

Bei gleich harten Werkstoffen wird verständlicherweise das eingedrückte Profil weniger tief als das geräumte Profil sein* Für derartige Fälle wird vorgeschlagen, daß man das Räumprofil in der Bohrung vorsieht und das Drückprofil auf der Welle mit einem einfachen Rollwerkzeug aufwalzt, wobei das Xerbzahnprofil und seine Teilung, der Profilbüchse und dem des Rollwerkzeuges Übereinstimmen muß.Understandably, if the material is equally hard, the one that is indented Profile should be less deep than the cleared profile * For such cases it is suggested that that one provides the clearing profile in the bore and the pressure profile on the shaft rolled on with a simple rolling tool, the Xerbzahnprofil and its pitch, the profile bushing and that of the rolling tool must match.

Die Ausbildung der Erhöhungen und Vertiefungen in der Profilbüchse kann auf verschiedene Arten erfolgen und soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben werden Fig. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel in der Draufsicht als noch ebenes aber bereits profiliertes Band.The formation of the elevations and depressions in the profile bushing can be done in various ways and will be described below using two exemplary embodiments will be described in more detail with reference to the drawings. Fig. 1 shows the first Embodiment in plan view as still flat but already profiled Tape.

Fig. 2 zeigt das gleiche Band in der Vorderansicht. Fig. 2 shows the same band in a front view.

Fig. 3 zeigt das gleiche Band in der Seitenansicht. in Fig. 4 und 5 stellen Schnitte an den Fig. 1 angedeuteten Schnittlinien A-B und C-D dar. Fig. 3 shows the same tape in side view. in Fig. 4 and 5 represent sections on the section lines A-B and C-D indicated in FIG.

Fig 6 stellt das zur Büchse gerundete Stahlband des ersten Ausführungsbeispieles dar* Fig. 7 ist die Draufsicht und Einzeldarstellung eines Vor. sprunges ebenfalls nach dem ersten Ausführungsbeispiel. 6 shows the steel band of the first embodiment, rounded to form a sleeve dar * Fig. 7 is a top view and individual representation of a vor. jumps too according to the first embodiment.

Fig. 8 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel in der Draufsicht wiederum als noch nicht gerundetes aber bereits profiliertes Band. Fig. 8 again shows the second embodiment in plan view as a band that has not yet been rounded but is already profiled.

Fig. 9 zeigt das gleiche Band in der Vorderansicht. Fig. 9 shows the same band in a front view.

Fig. 10 zeigt das gleiche Band in der Seitenansicht. Fig. 10 shows the same tape in side view.

Fig. 11 und 12 stellen Schnitte an den in Figur 8 angedeuteten Schnittlinien E-F und G-H dar, Fig* 13 stellt das zur Büchse gerundete Stahlband des zweiten Ausführungsbeispieles dar. Bei dam in den Fig. 1-7 in starker Vergrößerung dargestellten Ausführungsbeispiel sind in ein Stahlband 1 abgewinkelte Schnitte 2 eingestanzt. Die Fig. 7 zeigt, daß der längere Schenkel 3 des Winkelschnittes 2 in einem sehr spitzen Winkel # zur späteren Profilbüchsenachse 4 verläuft, während der kürzere Schenkel 5 mit dem längeren Schenkel 3 einen Winkel ß < 9o Grad bildet. Die Winkelschnitte 2 sind sowohl genau fluchtend hintereinander angeordnet, als auch ihr Abstand x voneinander gleich ist. Letzterer bestimmt in der gerundeten Profilbüchse die Teilung der profilerzeugendene Vorsprünge.11 and 12 show sections along the lines EF and GH indicated in FIG. At dam in Figs. 1-7 shown in large enlargement Embodiment are angled in a steel band 1 2 cuts punched. 7 shows that the longer leg 3 of the angled section 2 runs at a very acute angle # to the later profile bushing axis 4, while the shorter leg 5 forms an angle β <90 degrees with the longer leg 3. The angled cuts 2 are both precisely aligned one behind the other and their distance x from one another is the same. The latter determines the division of the profile-generating projections in the rounded profile bushing.

Während des Stanzvorganges werden die Viinkelschnitte leicht durchgedrückt, sodaß die vorstehendenEcken6B« Mm zahnformige Schneiden bilden, die in der fertigen Profilbüohse beim Aufpressen-je nach dem, ob sie nach außen oder nach innen vorstehen-auf der Welle oder in der Bohrung die Kerben erzeugen, welche ein, Verdrehen der zusammengefügten Zeile wirksam verhindern.During the punching process, the square cuts are easy pushed through so that the protruding corners 6B «Mm tooth-shaped Form cutting which in the finished profile bushing when pressing - depending on whether they protrude outward or inward - produce the notches on the shaft or in the bore, which effectively prevent twisting of the assembled line.

Es ergibt sich aus dem Fertigungsverfahren, daß der Rücken der ausgestanzten Winkelschnitt von der Schnittfläche aus gesehen, in beiden Richtungen schräg nach hinten abfällt. Damit hat man die Freiwinkel, die notwendig sind, um eine spanabhebende Wirkung der zahnförmigen Schneide des Winkelschnittes zu erzeugen.It results from the manufacturing process that the back of the punched out Angular cut seen from the cut surface, obliquely in both directions drops off at the back. This gives you the clearance angle that is necessary to perform a machining To produce the effect of the tooth-shaped cutting edge of the angle cut.

Bei der in Fig. 8-13 dargestellten Ausführungsform sind in ein Stahlband 7 dreieckförmige Schnitte 8 eingestanzt, die eine besonders hohe Standfestigkeit gegeg radiale und tangentiale Belastungen aufweisen. Auch der Rücken dieses Dreieckigen Schneidenprofiles fällt schräg nach hinten ab, sodaß seine spanabhebende Wirkung gewährleistet ist.In the embodiment shown in Fig. 8-13 are in a steel band 7 triangular cuts 8 punched, which have a particularly high stability exhibit against radial and tangential loads. Also the back of this triangular one Cutting edge profile slopes backwards, so that its cutting effect is guaranteed.

Um bei wechselnder Beanspruchung in beiden Drehriohtungen gleich verdrehsicher zu wirken, wird man bei der Ausführung nach lig. 1-7 die Anordnung der winkelschnitte so wählen, daß in radialer Reihenfolge gesehen, jeweils zwei steile und zwei flache Profilflanken einander zugekehrt sind, wie es aus der zeichnerischen Darstellung erkennbar ist.In order to be equally secure against twisting in both directions under changing loads to work, one becomes in the execution according to lig. 1-7 the arrangement of the angle cuts choose so that, seen in radial order, two steep and two flat ones Profile flanks are facing each other, as shown in the drawing is recognizable.

Bei der Ausführung nach Fig 8-13 ergibt sich aus dem Herstellungsverfahren die Möglichkeit, die Zahnform so auszubilden, daß der Flankenwinkel auf beiden Seiten gleich ist Damit ist auch die Verdrehsicherheit in beiden Richtungen gleich groß.In the case of the embodiment according to FIGS. 8-13, the manufacturing process results the possibility of designing the tooth shape so that the flank angle on both sides is the same This means that the security against rotation is the same in both directions.

Die dargestellten und beschriebenen Formen von Profilerzeugenden Erhöhungen und Vertiefungen sind zwei von mehreren möglichen Ausführungen. Um zu niedrigen Fertigungskosten zu kommen, wurden hier nur Formen beschrieben, welche sich spanlos herstellen lassen. Für besondere Zwecke sind selbstverständlich Profilbüchsen denkbar, bei denen die vorspringenden Zähne spanabhebend heraus-ruder an der Schneidfläche nachgearbeitet sind.The illustrated and described forms of profile-generating elevations and dimples are two of several possible designs. To low To come to production costs, only forms were described here, which are non-cutting can be produced. Profile bushings are of course conceivable for special purposes, in which the protruding teeth are removed by cutting out on the cutting surface are reworked.

Es ist ferner vorgesehen, daß die Vorsprünge für das eingedrückte Profil anders ausgebildet sein können, als die Vorsprünge, welche das geräumte Profil erzeugen. Beispielsweise ist eine Kombination der beiden beschriebenen und dargestellten Ausführungsf@or- mendenkbar. It is also provided that the projections for the indented profile can be designed differently than the projections which produce the broached profile. For example, a combination of the two described and illustrated embodiments is thinkable.

Obwohl der vorstehend beschriebenen Erfindung der Gedanke zugrundeliegt, durch den Härtenunterschied zwischen dem Werkstoff der Profilbüchse und dem der zu verbindenden Maschinenteile, eine Profilierung der Bohrung-bzw Wellenoberflãche zu erzeugen, kann das erfindungsgema-ße Maschinenelement auch angewandt werden, wenn eines oder beide zusammenzufügenden Teile, also entweder die Welle oder die Bohrung oder beide Teile eine gehärtete Oberfläche aufweisen. Zwar können dann keine so großen Umfangskräfte übertragen werden, wie bei nicht gehärteten Oberflächen der zu verbindenden Maschinenteile, aber bei entsprechender Ausbildung der eingestanzten Vorsprünge und Vertiefungen kann auch eine Verbindung von Maschinenteilen mit gehärteten Oberflächen mit großen Radialkräften belastet werden, weil die beim Zusammenfügen sich verformenden Vorsprünge infolge ihrer großen Federsteife, große Anpreßkräfte erzeugen.Although the invention described above is based on the idea due to the difference in hardness between the material of the profile sleeve and that of the machine parts to be connected, a profiling of the bore or The machine element according to the invention can also be used to generate a wave surface be if one or both parts to be joined, so either the shaft or the bore or both parts have a hardened surface. Although you can then no such great circumferential forces are transmitted as with non-hardened surfaces of the machine parts to be connected, but with the appropriate design of the punched Projections and depressions can also be a compound of machine parts with hardened Surfaces are loaded with large radial forces because they are joined together deforming projections due to their great spring stiffness, great contact pressure produce.

Auf diese Weise ist es z.B. möglich, Wälzlager-Außenringe in Bohrungen oder Wälzlager-Innenringe auf Wellen festzusetzen.In this way it is possible, for example, to insert outer rings of rolling bearings in bores or to fix roller bearing inner rings on shafts.

Claims (1)

;- Anspruche ' !. RingfSriss, aus eifern härtbaren Stahlblech hergestellteo Verbindungselement ssur verdrensichcren Verindng von hellen mit ßchinenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberflächen profilierte Vorspringe anweisen, die während dee ZusammenfUgene auf der Uelle oder in der Bohrungoder in beiden 2eilen ein leiehartiges Gegen- Bohruw oder rt en- pro erzeugen und dadurch eine kra : ftschluseige Verbin- dtin, c zwischen den Teilen herstolleni, 8 VerbiMungaelement nach Anspruch 1, dayoh gekennzeich- net, das die profilierten Vorspränge ähne darstellen, die beim Zusammenfegen von lle sit na-schinenteilea. Z/k einerseits in der Oberfläche des einen der suaaMNeBüsenden Teile. Kerben auf spanabhebende Vielee erreugent während eie auf der Oberfläche des anderen der zusammenfügenden Teile spanlos geformte Vertiefungen eindrücken. 3* TerbiMunaelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß seine profilierten Vorspränge auf oder in einem der zusammenz"fUgenden Teile ein gleichartiges Gegenprofil af spanabhebende eise eraegen und das Profilin oder af des anderen der zusasmenzufagenden Teile-mit einen Wersoug beliebiser Art in bekannter Ueise gefertigt-bereits vor dem Zusammenfügen vorhanden ist. ; - Expectations '!. Ring crack, made from hardenable sheet steel Fastening element ssur secure connection of bright with ßchinentteile, characterized in that its surfaces instruct profiled projections that during the assemblies on the Uelle or in the Borehole or in both two parts a loan-like counterpart Bohruw or rt en- pro and thereby create a strong connection dtin, c between the parts herstolleni, 8 VerbiMungaelement according to claim 1, dayoh marked net, which the profiled projections represent, the one when sweeping together lle sit na-schinenteilea. Z / k on the one hand in the surface of one of the suaaMNe penalties Parts. Notches on the metal-cutting material during eie on the surface of the other of the joining Press in parts of non-cutting molded indentations. 3 * TerbiMunaelement according to claim 1 and 2, characterized by records that its profiled projections on or in one of the parts to be joined together a similar one Cut the counter profile of the cutting iron and that Profilin or af of the other of those to be interviewed Share with a Wersoug of any kind in known Ueise manufactured - already available before joining is. 4. Verbindungselement nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnartigen Vorsprünge entweder durch ihre Anordnung oder durch ihre Form Kerben oder Eindrücke erzeugen, deren Profil geeignet ist, auch bei wechselnder Beanspruchungsrichtung gleich verdrehsicher zu wirken.4. Connecting element according to claims 1-3, characterized in that the tooth-like projections either by their arrangement or by their shape notches or create impressions, the profile of which is suitable, even when the direction of stress changes to act immediately twist-proof.