DE19536057C1

DE19536057C1 - Connecting component for non-rotary connection of shaft with boss

Info

Publication number: DE19536057C1
Application number: DE1995136057
Authority: DE
Inventors: Heinrich Jaksch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2015-09-29

Abstract

The connector (4) has a basic ring-shaped or hollow cylindrical body (5) which has outwardly extending boss teeth (7-9) on the outside and shaft teeth (13-18) extending inwardly on its inside. The boss teeth and shaft teeth are constructed in one piece and are on at least one face side of the body with cutting edges. The shaft teeth are parallel to the boss teeth. There are non-toothed surface areas both inside and outside between adjacent shaft and boss teeth. The boss teeth extend over the entire length of the outer peripheral surface of the body. The shaft teeth extend over the entire length of the inner surface of the body. The number of boss and shaft teeth on both sides of the basic body is different.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement zum drehfesten Verbinden einer Welle mit einer Nabe sowie die von der Welle, dem Verbindungselement und der Nabe gebil dete Kupplungsanordnung.The invention relates to a connecting element for non-rotatably connecting a shaft with a hub as well as the gebil of the shaft, the connecting element and the hub dete coupling arrangement.

Im Maschinenbau, bei elektrischen und sonstigen Geräten und allgemein bei Einrichtungen zur Drehmoments übertragung besteht häufig das Problem, die Nabe eines Zahnrades, einer Riemenscheibe, eines Hebels, eines Handrades oder eines anderweitigen zu drehenden Elementes mit einer Welle dauerhaft drehfest kuppeln zu müssen. Entsprechend dem zu übertragenden Drehmoment und dem konkreten Anwendungsfall sind dazu unterschiedliche Möglichkeiten bekannt. Eine davon ist die herkömmliche Nut-Feder-Verbindung, die eine entsprechende Vorbereitung der Nabe und der Welle erfordert. Zur Übertragung größe rer Drehmomente sind Zahnwellenverbindungen bekannt. Bei der Herstellung von Zahnwellenverbindungen ist es jedoch erforderlich, sowohl die Nabenbohrung als auch die ent sprechende Welle vor dem Zusammenbau mit zueinander passenden Verzahnungen zu versehen. Insbesondere bei der Massenproduktion elektrischer Geräte kann dies zu einem erheblichen Kostenfaktor werden, der das betreffende Gerät vor allem dann merklich verteuert, wenn in einem Gerät mehrere solcher Verbindungen zu schaffen sind.In mechanical engineering, electrical and others Devices and in general for devices for torque transmission there is often the problem of a hub Gear, a pulley, a lever, one Handwheel or other element to be rotated having to permanently couple with a shaft in a rotationally fixed manner. According to the torque to be transmitted and the concrete use cases are different Possibilities known. One of them is the conventional one Tongue and groove connection, the appropriate preparation the hub and the shaft requires. For transfer size Torque connections are known. At it is the manufacture of splined connections required, both the hub bore and the ent speaking wave before assembling with each other to provide suitable gears. Especially with the Mass production of electrical equipment can lead to this become a significant cost factor affecting that Device especially noticeably more expensive if in one Device to create several such connections.

Aus der DE-OS 23 47 372 ist eine formschlüssige Verbindung zur Übertragung von Drehmomenten bekannt, bei der lediglich eines der miteinander zu verbindenden Teile mit einer Verzahnung versehen ist. Diese Verzahnung wird nach Art einer Profilverzahnung durch axiale Zähne gebil det, die stirnseitig geschärft und abgeschrägt sind. Das anzukuppelnde andere Teil (Nabe) weist eine Bohrung auf, deren Durchmesser größer als der Fußkreis der Zähne, jedoch kleiner als der Kopfkreis derselben ist. Beim axialen Zusammenpressen beider Teile schneiden sich die Profilverzahnungszähne in die Wandung der Bohrung ein, wobei sie unter Abhub von Spänen die passende Profilver zahnungsverbindung in dem Gegenstück (Nabe) ausbilden.From DE-OS 23 47 372 is a positive Connection known for the transmission of torques the only one of the parts to be connected is provided with a toothing. This interlocking will in the manner of a profile toothing by axial teeth det, which are sharpened and beveled on the front. The other part to be coupled (hub) has a bore, whose diameter is larger than the root circle of the teeth, is smaller than the tip circle of the same. At the the axial compression of both parts intersect Profile teeth in the wall of the bore, whereby the appropriate profile ver Form a toothed connection in the counterpart (hub).

Eine derartige Verbindung setzt an einem der beiden miteinander zu verbindenden Teile eine Verzahnung voraus, deren Form und Festigkeit dazu ausgelegt ist, in einem Hub eine Verzahnung in dem Gegenstück auszubilden.Such a connection starts at one of the two parts to be connected with one another, whose shape and strength is designed in one Hub to form a toothing in the counterpart.

In der Praxis sind jedoch häufig Teile miteinander zu verbinden, deren Festigkeitseigenschaften etwa gleich sind. Beispiele sind die Verbindung einer Stahlwelle mit einem aus dem gleichen oder einem ähnlichen Stahl beste henden Zahnrad. Darüber hinaus stellt die Ausbildung einer Schneidverzahnung nach der oben genannten Offenle gungsschrift an der Welle einen aufwendigen Fertigungs vorgang dar, der mit entsprechenden Kosten verbunden ist.In practice, however, parts are often together to connect, their strength properties about the same are. Examples are the connection of a steel shaft with one made of the same or a similar steel gear. It also provides training a cutting toothing according to the Offenle mentioned above supply on the shaft a complex manufacturing operation that entails corresponding costs.

Ebenfalls zur Verbindung von Naben aus relativ weichem Material mit einem Wellenzapfen dient der aus der DE-OS 19 05 354 bekannte Spannring, der in Axialrichtung in einen zwischen Wellenzapfen und Nabe definierten Spalt einzupressen ist. Der Spannring weist an seiner Außen seite eine kegelförmige Mantelfläche auf, die mit einer lückenlosen Axialverzahnung versehen ist. An seiner zylindrischen Innenfläche ist der Spannring ebenfalls mit einer lückenlosen Verzahnung versehen, die eine wesent lich geringere Zahnhöhe aufweist, um der meist relativ hohen Festigkeit des Wellenzapfens Rechnung zu tragen. Die an der Innen- und Außenseite vorgesehenen Verzahnun gen sind in Axialrichtung so gegeneinander versetzt, daß sie nacheinander mit der Welle bzw. der Nabe in Eingriff kommen. Beim Einpressen des Spannringes in den Ringspalt zwischen Nabe und Wellenzapfen kommen zunächst die Innen zähne mit einem an dem Wellenzapfen vorgesehenen Bund in Berührung und durchschneiden diesen, wonach die auf der kegelförmigen Außenfläche liegenden Außenzähne in die Nabe eindringen.Also for connecting hubs from relative soft material with a shaft journal is used from the DE-OS 19 05 354 known clamping ring, in the axial direction into a gap defined between the shaft journal and the hub is to be pressed. The tension ring has on its outside side on a conical surface, which with a complete axial toothing is provided. At his cylindrical inner surface is also with the clamping ring provide seamless gearing that is essential Lich has a lower tooth height, which is usually relative to take into account the high strength of the shaft journal. The teeth provided on the inside and outside are offset against each other in the axial direction that they engage the shaft or hub one after the other come. When the clamping ring is pressed into the annular gap the inside comes first between the hub and the shaft journal teeth with a collar provided on the shaft journal Touch and cut through, after which the on the conical outer surface lying external teeth in the Penetrate hub.

Durch die maximal zulässige Einpreßkraft wird die Zahnhöhe der Innen- und Außenzähne beschränkt, was wie derum das übertragbare Drehmoment begrenzt.Due to the maximum permissible press-in force Tooth height of the inner and outer teeth limits what like which limits the transmissible torque.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verbindungselement zu schaffen, mit dem sich eine Welle und eine Nabe auf einfache und kostengünstige Weise so miteinander kuppeln lassen, daß relativ hohe Drehmomente übertragbar sind.Based on this, it is an object of the invention to To create a connecting element with which there is a shaft and a hub in a simple and inexpensive way couple with each other that relatively high torques are transferable.

Diese Aufgabe wird von einem Verbindungselement mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 20 gelöst.This task is done with a fastener the features of claim 1 and by a Coupling arrangement with the features of the claim 20 solved.

Mit dem Verbindungselement ist eine Welle mit einer Nabe oder einem anderweitigen, eine passende Bohrung oder Öffnung aufweisenden Teil ohne besondere Vorbereitung der Elemente verbindbar. Das vorzugsweise ringförmige Ver bindungselement ist von seinem Innen- und Außendurch messer her so bemessen, daß es ohne weiteres in die passende Bohrung bzw. über die Welle paßt, wobei sich die Nabenzähne in die Wandung der Bohrung und die Wellenzähne in die Außenumfangsfläche der Welle eingraben. Genau genommen wirken dabei die Stirnflächen der betreffenden Zähne als Spanflächen und schneiden jeweils eine Nut in die Wandung der Bohrung bzw. in die Außenumfangsfläche der Welle. Die Zähne passen spielfrei in die Nut und übertragen mit ihren Flanken Drehmomente zwischen der Welle und der Nabe formschlüssig. Der spielfreie Sitz führt zu gleichmäßiger Kraftübertragung. Es wird somit möglich, Welle und Nabe ohne vorherige Profilierung mit dem bspw. als billiges Massenprodukt herstellbaren Ver bindungselement zu verbinden. Zum Einpressen können eine gesonderte Vorrichtung, wie bspw. eine Presse, oder an der Welle bzw. der Nabe vorgesehene Mittel verwendet werden, mit denen eine Zwangsbewegung der Welle und der Nabe in axialer Richtung in Bezug auf das Verbindungs element und/oder aufeinander durchführbar ist.With the connecting element is a shaft with a Hub or other suitable bore or Opening part without special preparation of the Elements connectable. The preferably annular Ver binding element is from its inside and outside knife in such a way that it easily fits into the fitting hole or fits over the shaft, the Hub teeth in the wall of the bore and the shaft teeth dig into the outer peripheral surface of the shaft. I agree taken the end faces of the affected Teeth as rake faces and each cut a groove in the wall of the bore or in the outer peripheral surface the wave. The teeth fit into the groove without play transmit torques with their flanks between the Shaft and the hub form-fitting. The play-free seat leads to even power transmission. So it will possible to use shaft and hub without prior profiling for example, as a cheap mass-produced Ver binding element to connect. One can press in separate device, such as a press, or means provided for the shaft or the hub with which a forced movement of the shaft and the Axial hub with respect to the connection element and / or can be carried out on each other.

Der Grundkörper des Verbindungselementes kann ein flacher Quader sein, der an seinen beiden Flachseiten mit einzelnen Längszähnen oder Zahngruppen versehen ist. Solche Verbindungselemente können zum drehfesten Ver binden von Teilen großen Durchmessers miteinander dienen. Bspw. kann so ein Zahnkranz auf einem Schwungrad befe stigt werden. Gegebenenfalls kann der Grundkörper des Verbindungselementes dabei bogenförmig leicht gekrümmt ausgebildet sein, wenn es erforderlich ist.The base body of the connecting element can be a shallow cuboid, the one on both of its flat sides individual longitudinal teeth or groups of teeth is provided. Such connecting elements can be used for non-rotatable Ver serve to bind parts of large diameter together. E.g. can gear a ring gear on a flywheel be increased. If necessary, the base body of the The connecting element is slightly curved in the shape of an arc be trained if necessary.

Der Grundkörper des Verbindungselementes kann auch ringförmig ausgebildet sein, wobei er vorzugsweise als geschlossener, d. h. ungeschlitzter, Ring verwendet wird. Bei Sonderanwendungen kann es jedoch auch vorteilhaft sein, einen geschlitzten Ring zu verwenden.The base body of the connecting element can also be annular, preferably as closed, d. H. unslit, ring is used. However, it can also be advantageous for special applications be using a slotted ring.

In beiden Fällen führt die beschränkte Anzahl von Innen- und Außenzähnen dazu, daß bei relativ großen Zahnhöhen insgesamt eine relativ geringe Zahnstirnfläche erhalten und somit nur eine geringe Einpreßkraft erfor derlich ist. Insbesondere wird durch die zueinander parallele Ausrichtung der Wellen- und Nabenzähne, d. h. durch die zueinander parallelen zahntragenden Flächen des Grundkörpers ein plastisches Aufweiten der Nabe verhin dert. Dies hält die erforderliche Einpreßkraft gering.In both cases, the limited number of leads Internal and external teeth that in relatively large Tooth heights overall have a relatively small tooth frontal area received and thus only a low press-in force is such. In particular, through each other parallel alignment of the shaft and hub teeth, d. H. through the mutually parallel tooth-bearing surfaces of the Base body prevents plastic expansion of the hub different. This keeps the required press-in force low.

Wird der Ring rohrförmig, d. h. hohlzylindrisch, ausgebildet, können sich die in die Nabe bzw. die Welle einschneidenden Wellen- und Nabenzähne über dessen gesam te Länge erstrecken, wodurch die Kraftübertragung maxi miert wird. Es wird dadurch möglich, relativ hohe Drehmo mente auch auf Naben aus nachgiebigerem Material, wie bspw. Aluminium, zu übertragen. Größere Zahnhöhen und Drehmomente werden erreicht, wenn die Zähne abgestuft nach Art von Räumnadeln ausgebildet werden. Die Zahnhöhe nimmt über die Zahnlänge in Stufen zu, so daß beim Ein pressen pro Zahn mehrere Späne abgehoben werden. Freiräu me für die Späne sind vorzusehen.If the ring is tubular, i.e. H. hollow cylindrical, trained, can in the hub or the shaft incisive shaft and hub teeth over its entire te length, whereby the power transmission maxi is lubricated. This makes it possible to have relatively high torque elements on hubs made of more flexible material, such as for example aluminum. Larger tooth heights and Torques are achieved when the teeth are graduated be trained in the manner of broaches. The tooth height increases in increments over the tooth length, so that when entering press several chips per tooth. Free space Me for the chips are to be provided.

Die Anzahl der Wellenzähne kann von der Anzahl der Nabenzähne abweichen. Bspw. ist es möglich, die Anzahl der Nabenzähne kleiner als die Anzahl der Wellenzähne festzulegen. Dies trägt der höheren Umfangskraftbelastung der Wellenzähne im Vergleich zur Umfangskraftbelastung der Nabenzähne Rechnung. Für Kunststoffnaben oder aus anderem weicheren Material bestehende Naben kann die Zahnzahl erhöht und der Zahnquerschnitt vergrößert wer den.The number of shaft teeth can vary from the number of Hub teeth differ. E.g. it is possible the number of the hub teeth is smaller than the number of shaft teeth to be determined. This contributes to the higher peripheral load of the shaft teeth in comparison to the circumferential load the hub teeth bill. For plastic hubs or out other softer material existing hubs can Number of teeth increased and the tooth cross-section increased the.

Es hat sich als für die Stabilität des Verbindungs elementes vorteilhaft herausgestellt, einem Nabenzahn jeweils zwei Wellenzähne zuzuordnen, wobei diese in Um fangsrichtung vor und nach dem Nabenzahn angeordnet sind. Die letztlich zwischen Wellen- und Nabenzähnen erfolgende Kraftübertragung ist dadurch dreh- und kraftrichtungs unabhängig. Außerdem ist bei dieser Konfiguration die Bruchneigung des Verbindungselementes geringer. It has proven to be for the stability of the connection element advantageously exposed, a hub tooth to assign two shaft teeth each, these in Um direction before and after the hub tooth are arranged. The one that ultimately takes place between shaft and hub teeth Power transmission is therefore the direction of rotation and force independently. In addition, with this configuration the Lower tendency of the connecting element to break.

Es ist möglich, die Nabenzähne in einheitlichen Winkelabständen anzuordnen, wodurch eine gleichmäßige Kraftbelastung des Verbindungselementes erreicht wird. In Sonderfällen kann jedoch auch eine ungleichförmige Anord nung gewünscht sein, was bspw. in Fällen Bedeutung haben kann, bei denen eine Demontage der Kupplungsverbindung und ein nachfolgender Wiederzusammenbau mit den Wellen- und Nabenzähnen in den bereits geschnittenen Nuten ge wünscht wird. Die durch die ungleichmäßige Zahnteilung dann vorgegebene, eindeutige, winkelmäßige Zuordnung von Verbindungselement, Welle und Nabe stellt sicher, daß die Wellen- und Nabenzähne in jeweils die Nuten finden, die sie zuvor geschnitten haben, so daß eine gute Kraftüber tragung sichergestellt ist. In den weitaus meisten Fällen wird man jedoch den Zusammenbau unter Verwendung neuer Verbindungselemente oder auch des alten Verbindungsele mentes unter Ausbildung neuer Nuten in Welle und Nabe durchführen.It is possible to have the hub teeth in uniform Arrange angular distances, creating an even Force load of the connecting element is reached. In However, special cases can also result in a non-uniform arrangement What would be important in cases, for example may require disassembly of the coupling connection and a subsequent reassembly with the wave and hub teeth in the already cut grooves is desired. Because of the uneven tooth pitch then predetermined, clear, angular assignment of Connecting element, shaft and hub ensures that the Find shaft and hub teeth in the grooves that have cut them beforehand so that a good force over is ensured. In most cases however, one will be reassembling using new ones Fasteners or the old connecting element mentes with the formation of new grooves in the shaft and hub carry out.

Die Wellenzähne sind vorzugsweise paarweise, d. h. zu zweit dicht beieinander angeordnet, so daß jeweils zwei Wellenzähne die von einem Nabenzahn aufgenommene oder abgegebene Kraft weiterleiten.The wave teeth are preferably in pairs, i. H. to two closely arranged, so that two Shaft teeth that are picked up by a hub tooth or Forward the delivered power.

Es hat sich herausgestellt, daß sowohl für die Wellenzähne als auch für die Nabenzähne ein dreieckiger Querschnitt günstig ist. Ein solcher Querschnitt ist einfach herstellbar und ermöglicht einen geringen Span querschnitt. Dieser Querschnitt ergibt eine ausgewogene Zahnbeanspruchung.It has been found that both for the Shaft teeth as well as a triangular for the hub teeth Cross-section is favorable. Such a cross section is easy to manufacture and allows a low chip cross-section. This cross section gives a balanced one Dental stress.

Die die Wellen- bzw. Nabenzähne jeweils stirnseitig begrenzende Fläche ist als Spanfläche ausgebildet, die einen nichtnegativen Spanwinkel definiert. Ein leicht positiver Spanwinkel erleichtert die Spanbildung, wobei mit einem Spanwinkel von Null jedoch schon gute Ergeb nisse erzielt werden. The end of each of the shaft and hub teeth delimiting surface is designed as a rake surface defines a non-negative rake angle. An easy one positive rake angle facilitates chip formation, whereby with a rake angle of zero, however, already good results nisse can be achieved.

Es ist vorteilhaft, wenn an dem Grundkörper wenig stens eine Ansatzhilfe vorgesehen ist. Diese erleichtert es dem Verbindungselement insbesondere, in die in der Nabe vorgesehene Bohrung hineinzufinden. Die Ansatzhilfe ist so ausgebildet, daß sie das auf den Einbauspalt aufgesetzte Verbindungselement zu der Öffnung, d. h. dem Einbauspalt, zentriert, noch bevor die Nabenzähne und Wellenzähne in Welle und Nabe einschneiden. Als Ansatz hilfe können stirnseitig an dem Verbindungselement vor gesehene Fortsätze, ein rohr- oder ringförmiger Ab schnitt, ein konischer Fortsatz oder zurückversetzte Nabenzähne dienen.It is advantageous if there is little on the base body at least a starting aid is provided. This makes it easier it the connecting element in particular, in which in the Find the hole provided for the hub. The approach aid is designed so that it is on the installation gap attached connector to the opening, d. H. the Installation gap, centered even before the hub teeth and Cut the shaft teeth into the shaft and hub. As an approach can help on the front side of the connecting element seen extensions, a tubular or annular Ab cut, a conical extension or recessed Hub teeth serve.

Das Verbindungselement ist vorzugsweise aus einem sehr harten Werkstoff hergestellt. Dies ermöglicht es, das Verbindungselement ohne größere Probleme bei Wellen und Naben anzuwenden, die selbst relativ hart sind.The connecting element is preferably made of one made of very hard material. This enables the connecting element without major problems with waves and use hubs that are relatively hard themselves.

Die Innen- und Außenkonturen können leicht konisch sein, was Herstellung und Handhabung erleichtert.The inner and outer contours can be slightly conical be what makes manufacturing and handling easier.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform können als Ansatzhilfen sowie zur Zentrierung stirnseitige Fortsätze an dem Verbindungselement vorgesehen sein, zwischen denen Spanräume begrenzt sind. Die Spanräume dienen der Auf nahme der von den Wellen- und Nabenzähnen erzeugten Späne, die bei zusammengebauter Kupplungsanordnung zwi schen Welle und Nabe verbleiben.In a modified embodiment, as Attachments and for centering end extensions be provided on the connecting element between which Span spaces are limited. The chip spaces serve the opening taking the generated by the shaft and hub teeth Chips that between the assembled clutch assembly the shaft and hub remain.

Die Fortsätze können außerdem so ausgebildet sein, daß sie als Zentriermittel dienen. Dies bedeutet, daß das Verbindungselement nicht nur die drehfeste Verbindung zwischen Welle und Nabe sondern darüber hinaus deren koaxiale Ausrichtung herbeiführt. Diese Ausführungsform ermöglicht es, Wellen und Naben ohne abgestufte Außen bzw. Innendurchmesser zu verwenden. Die Welle und die Durchgangsbohrung der Nabe sind dann zylindrisch. Der Außendurchmesser der Welle entspricht dem von den Zen trierfortsätzen definierten Innendurchmesser und der Innendurchmesser der Nabenbohrung entspricht dem von den Zentrierfortsätzen definierten Außendurchmesser.The extensions can also be designed so that they serve as a centering device. This means that Connection element not only the non-rotatable connection between shaft and hub but beyond their brings about coaxial alignment. This embodiment allows shafts and hubs without stepped outside or inner diameter to be used. The wave and the Through bore of the hub are then cylindrical. Of the Outer diameter of the shaft corresponds to that of the Zen trier processes defined inner diameter and The inner diameter of the hub bore corresponds to that of the Centering processes defined outer diameter.

Das Verbindungselement bildet mit der Welle und der Nabe eine neuartige Kupplungsanordnung, die auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar ist. Die Drehmoment übertragung erfolgt im Formschluß, wobei die dazu erfor derliche Profilierung von Welle und Nabe beim Zusammenbau ausgebildet wird. Das Verbindungselement übernimmt damit gewissermaßen die Funktion des Werkzeuges zur entspre chenden Bearbeitung von Welle und Nabe.The connecting element forms with the shaft and the Hub a new clutch arrangement that is simple and is inexpensive to manufacture. The torque Transfer takes place in the form-locking, whereby the necessary Profiling of shaft and hub during assembly is trained. The connecting element takes over to a certain extent the function of the tool appropriate machining of shaft and hub.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform enthält die Kupplungsanordnung zusätzlich noch Mittel zur Ausbildung einer Axialkraft zwischen Welle, Nabe und Verbindungsele ment. Dies kann bspw. ein an der Welle ausgebildeter Ansatz oder Zapfen mit Außengewinde sein, dessen Durch messer kleiner als der Innendurchmesser des Verbindungs elementes ist. Bei entsprechender, wenigstens einseitiger axialer Fixierung von Nabe und Welle gegeneinander kann das Verbindungselement unter Zuhilfenahme der Aufpreß einrichtung, die zu der Kupplungsanordnung gehört, ohne gesonderte Vorrichtung zwischen Welle und Nabe eingepreßt werden. Die Montage der Kupplungsanordnung ist dann besonders einfach und kann sowohl im Werkstattbereich manuell als auch in einer automatisierten Fertigung mit herkömmlichen Werkzeugen wie Handschraubern und derglei chen durchgeführt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Kupplungsanordnungen sind somit deutliche Kosteneinspa rungen möglich.In an advantageous embodiment, the Coupling arrangement additionally means for training an axial force between the shaft, hub and connecting element ment. This can be, for example, a shaft-trained one Approach or pin with an external thread, its through knife smaller than the inside diameter of the connection element is. With a corresponding one, at least one-sided axial fixation of the hub and shaft against each other the connecting element with the help of the pressing device belonging to the coupling arrangement without separate device pressed between shaft and hub will. The assembly of the clutch assembly is then particularly simple and can be used both in the workshop area manually as well as in an automated production conventional tools such as hand screwdrivers and the like be carried out. Compared to conventional ones Coupling arrangements are thus significant cost savings possible.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfin dung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, embodiments of the invention are shown. Show it:

Fig. 1 eine Kupplungsanordnung mit einem zur form schlüssigen Verbindung von Welle und Nabe die nenden Verbindungselement, in ausschnittsweiser und teilweise schematisierter perspektivischer Explosionsdarstellung, Fig. 1 shows a clutch assembly with a positive form for connection of shaft and hub, the connecting element nenden, in fragmentary and partly schematic perspective exploded view,

Fig. 2 ein gegenüber dem Verbindungselement in Fig. 1 durch einen ringförmigen Flansch abgewandeltes Verbindungselement, in teilweise geschnittener Darstellung, in Seitenansicht und in einem anderen Maßstab, Fig. 2 is a relative to the connecting member in Fig. 1 modified by an annular flange connecting member in a partially sectioned illustration, in side view and on a different scale,

Fig. 3 das Verbindungselement nach Fig. 2 in einer geschnittenen Draufsicht, Fig. 3 shows the connecting element according to Fig. 2 in a sectional plan view,

Fig. 4 ein abgewandeltes Verbindungselement in Drauf sicht, Fig. 4 shows a modified connecting member in a plan view,

Fig. 5 das Verbindungselement nach Fig. 4 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, Fig. 5 shows the connecting element according to Fig. 4 in a partially sectioned side view,

Fig. 6 ein abgewandeltes Verbindungselement mit Zen trierfortsätzen, in perspektivischer Darstel lung; und Fig. 6 shows a modified connecting element with Zen trier extensions, in perspective presen- tation; and

Fig. 7 eine Vorrichtung zum Herstellen einer Kupplungsverbindung zwischen Welle und Nabe mittels einem der Verbindungselemente nach den Fig. 2 bis 6, in schematisierter Darstellung. Fig. 7 shows a device for establishing a coupling connection between the shaft and hub by means of one of the connecting elements according to FIGS. 2 to 6, in a schematic representation.

In Fig. 1 ist eine Welle-Nabe-Verbindung darge stellt, mittels derer Drehmomente von einer Welle 1 auf ein Rad 2 oder umgekehrt übertragbar sind. Das Rad 2, das im einzelnen ein Zahnrad, eine Riemenscheibe oder ähn liches sein kann, oder an dessen Stelle eine Kurbel, ein Hebel oder dergleichen vorgesehen sein kann, weist eine Nabe 3 auf, die mit der Welle 1 formschlüssig in Ver bindung steht. Zur Herstellung der Verbindung ist ein als Verbindungselement dienender Kerbring 4 vorgesehen. Der Kerbring 4 ist einstückig ausgebildet und weist einen etwa hohlzylindrischen Grundkörperabschnitt 5 auf, der an seiner Mantelfläche mit Nabenzähnen 7, 8, 9 versehen ist, die parallel zu der Längsmittelachse 10 des Kerbringes 4 angeordnet sind. Die Nabenzähne 7, 8, 9 sind in Umfangs richtung äquidistant zueinander angeordnet und schließen miteinander jeweils paarweise einen Radialwinkel von 120° ein. Stirnseitig sind die im Querschnitt dreieckigen Nabenzähne 7, 8, 9 jeweils mit einer Planfläche 11, 12 abgeschlossen, die bspw. rechtwinklig zu der Längsmittel achse 10 orientiert ist und jeweils eine Spanfläche bildet, wie später erläutert ist.In Fig. 1, a shaft-hub connection is Darge, by means of which torques can be transmitted from a shaft 1 to a wheel 2 or vice versa. The wheel 2 , which can be a gear, a pulley or the like, or in its place a crank, a lever or the like can be provided, has a hub 3 , which is positively connected to the shaft 1 in connection. A notch ring 4 serving as a connecting element is provided for establishing the connection. The notch ring 4 is formed in one piece and has an approximately hollow cylindrical base body section 5 , which is provided on its outer surface with hub teeth 7 , 8 , 9 , which are arranged parallel to the longitudinal central axis 10 of the notch ring 4 . The hub teeth 7 , 8 , 9 are arranged equidistantly from one another in the circumferential direction and each form a radial angle of 120 ° with one another. On the face side, the hub teeth 7 , 8 , 9 , which are triangular in cross section, are each completed with a flat surface 11 , 12 , which is oriented, for example, at right angles to the longitudinal center axis 10 and in each case forms a rake surface, as will be explained later.

Über die Innenumfangsfläche des Kerbringes 4 stehen einstückig mit dem Kerbring 4 ausgebildete Wellenzähne 13, 14, 15, 16, 17, 18 radial nach innen vor, die eben falls parallel zu der Längsmittelachse 10 orientiert sind. Dabei ist jeweils ein Wellenzahnpaar 13, 14; 15, 16; 17, 18 einem Nabenzahn 7, 8, 9 zugeordnet und in Umfangsrichtung diesem benachbart. Dabei liegt der jewei lige Nabenzahn 7, 8, 9 gewissermaßen zwischen den zu geordneten Wellenzähnen 13, 14; 15, 16; 17, 18. Auch die Wellenzähne 13 bis 18 weisen jeweils eine in Fig. 1 ver deckte Stirnfläche auf, die als Spanfläche mit dem Span winkel 0 rechtwinklig zu der Längsmittelachse 10 oder mit positivem Spanwinkel angeordnet ist. Shaft teeth 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 formed integrally with the notch ring 4 project radially inward over the inner circumferential surface of the notch ring 4 and are just oriented parallel to the longitudinal central axis 10 . A pair of shaft teeth 13 , 14 ; 15 , 16 ; 17 , 18 assigned to a hub tooth 7 , 8 , 9 and adjacent to it in the circumferential direction. The respective hub tooth 7 , 8 , 9 is, as it were, between the associated shaft teeth 13 , 14 ; 15 , 16 ; 17 , 18 . The shaft teeth 13 to 18 each have a ver in Fig. 1 end face, which is arranged as a rake face with the rake angle 0 perpendicular to the longitudinal central axis 10 or with a positive rake angle.

Das mit der Welle 1 zu verbindende Rad 2 weist zur Aufnahme des Kerbringes 4 in seiner Nabe 3 eine insgesamt durch das Rad 2 führende Stufenbohrung 21 mit kreisrundem Querschnitt auf. Die Stufenbohrung 21 ist dabei in einen ersten Abschnitt 22, der der Aufnahme des Kerbringes 4 und somit der formschlüssigen Kupplung mit der Welle 1 dient und einen zweiten Abschnitt 23 unterteilt, der dem Zentrieren des Rades 2 zu der Welle 1 dient und einen geringeren Innendurchmesser aufweist. Gegebenenfalls kann ein dritter Abschnitt vorgesehen sein, dessen Durchmesser wiederum vergrößert ist. Der direkt an die Mündung der Öffnung der Stufenbohrung 21 anschließende Abschnitt 22 der Stufenbohrung 21, der in der Nabe 3 liegt, stimmt in seinem Durchmesser mit dem Außendurchmesser des Kerbrin ges 4 im wesentlichen überein, wobei auch ein ganz gerin ges Spiel vorhanden sein kann. Der Abschnitt 22 endet bei einer Ringschulter 25, mit der er in den Abschnitt 23 übergeht, dessen Durchmesser geringer ist. Der Abstand zwischen der Ringschulter 25 und der die Mündung der Stufenbohrung 21 umgebenden Stirnfläche der Nabe 3 ist größer als die axiale Länge des Kerbringes 4.The wheel 2 to be connected to the shaft 1 has a stepped bore 21 with a circular cross section leading through the wheel 2 to receive the notch ring 4 in its hub 3 . The stepped bore 21 is divided into a first section 22 , which serves to receive the notch ring 4 and thus the positive coupling with the shaft 1 , and a second section 23 , which serves to center the wheel 2 to the shaft 1 and has a smaller inner diameter . If necessary, a third section can be provided, the diameter of which is in turn enlarged. The directly adjacent to the mouth of the opening of the stepped bore 21 , section 22 of the stepped bore 21 , which lies in the hub 3 , is substantially the same in diameter as the outer diameter of the notch 4 , whereby a very slight play can also be present. Section 22 ends at an annular shoulder 25 with which it merges into section 23 , the diameter of which is smaller. The distance between the annular shoulder 25 and the end face of the hub 3 surrounding the mouth of the stepped bore 21 is greater than the axial length of the notch ring 4 .

Die Stufenbohrung 21 mündet an der Unterseite des Rades 2, wobei die Öffnung von einer Planfläche 26 umge ben ist, die der Abstützung der Welle 1 dient. Dies kann aber auch an einer entsprechenden Ringschulter des Rades 2 erfolgen. Der Abschnitt 23 dient als Führ- oder Zen trierungsabschnitt für die Welle 1 und ist in seinem Durchmesser derart ausgebildet, daß das Rad 2 ohne fühl bares Radialspiel auf der Welle 1 sitzt, wenn die Welle 1 in die Stufenbohrung 21 eingeführt ist.The stepped bore 21 opens onto the underside of the wheel 2 , the opening being reversed by a flat surface 26 which serves to support the shaft 1 . This can also be done on a corresponding ring shoulder of the wheel 2 . The section 23 serves as a guide or Zen trierungsabschnitt for the shaft 1 and is designed in its diameter such that the wheel 2 sits on the shaft 1 without feelable radial play when the shaft 1 is inserted into the stepped bore 21 .

Die in Fig. 1 unten dargestellte Welle 1 ist in ihrem Durchmesser abgestuft und stirnseitig mit einem axialen, mit Außengewinde versehenen Zapfen 28 versehen. Der Durchmesser des Zapfens 28 ist dabei deutlich gerin ger als der von den Spitzen der Wellenzähne 13 bis 18 definierte Innendurchmesser des Kerbringes 4. An den Zapfen 28 schließt sich ein zylindrischer Kerbzapfen 29 an, dessen Außendurchmesser mit dem Innendurchmesser des Abschnittes 23 der in dem Rad 2 vorgesehenen Stufenboh rung 21 übereinstimmt.The shaft 1 shown at the bottom in FIG. 1 is graduated in diameter and is provided on the end face with an axial pin 28 provided with an external thread. The diameter of the pin 28 is clearly smaller than the inner diameter of the notch ring 4 defined by the tips of the shaft teeth 13 to 18 . At the pin 28 is followed by a cylindrical notch 29 , the outside diameter of which corresponds to the inside diameter of the section 23 of the step 21 provided in the wheel 2 .

An den Kerbzapfen 29 schließt sich ein weiterer, in der Länge unbestimmter Wellenabschnitt 30 an, dessen Durchmesser gleich oder größer als der des Kerbzapfens 29 ist. Zwischen dem Kerbzapfen 29 und dem Wellenabschnitt 30 ist eine Ringschulter 31 ausgebildet oder sitzt ein Sicherungsring. Der Abstand zwischen der Ringschulter 31 bzw. dem Sicherungsring und dem stirnseitigen Ende des Kerbzapfens 29 ist geringfügig kleiner oder im wesentli chen gleich dem Abstand der die Stufenbohrung 21 umgeben den Nabenstirnfläche zu der Planfläche 26.The notch 29 is adjoined by a further shaft section 30 which is undefined in length and whose diameter is equal to or larger than that of the notch 29 . An annular shoulder 31 is formed between the notch 29 and the shaft section 30 or a locking ring is seated. The distance between the annular shoulder 31 or the locking ring and the front end of the notch 29 is slightly smaller or essentially the same as the distance between the stepped bore 21 surround the hub end face to the plane face 26 .

Das Rad 2 kann so weit auf die Welle 1 aufgesteckt werden, daß die Ringschulter 31 bzw. der Sicherungsring an der Planfläche 26 anliegt und zwischen der Innenwand des Abschnittes 22 der Stufenbohrung 21 und der Außen umfangsfläche des Kerbzapfens 29 ein Ringraum begrenzt ist. Der Ringraum entspricht in seiner radialen Dicke der Wanddicke des Kerbringes 4 oder, genaugenommen, seines Grundkörperabschnittes 5. Die Wellenzähne 13, 14, 15, 16, 17, 18 definieren mit ihren Zahnköpfen einen Innendurch messer, der deutlich geringer ist als der Außendurch messer des Kerbzapfens 29. Entsprechend definieren die Nabenzähne 7, 8, 9 mit ihren Zahnköpfen einen Außendurch messer, der den des Abschnittes 22 übersteigt. Somit läßt sich der Kerbring 4 nur unter vorzugsweise spanabhebender Deformierung der Welle 1 und der Nabe 3 in den genannten Ringraum einsetzen. Dazu ist eine Mutter 32 vorgesehen, die auf den Zapfen 28 aufschraubbar ist. Der in seiner Länge die Axialausdehnung des Kerbringes 4 übersteigende Zapfen 28 bildet somit zusammen mit der Mutter 32 und den ein Widerlager bildenden Planfläche und Ringschulter 26, 31 eine Axialspanneinrichtung zum Einpressen des Ker bringes 4 in den Ringraum der Nabe 3.The wheel 2 can be plugged onto the shaft 1 so far that the annular shoulder 31 or the securing ring rests on the flat surface 26 and an annular space is limited between the inner wall of the section 22 of the stepped bore 21 and the outer circumferential surface of the notch 29 . The radial thickness of the annular space corresponds to the wall thickness of the notch ring 4 or, strictly speaking, its basic body section 5 . The shaft teeth 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 define with their tooth heads an inside diameter that is significantly smaller than the outside diameter of the notch 29 . Accordingly, the hub teeth 7 , 8 , 9 define with their tooth heads an outer diameter that exceeds that of the section 22 . Thus, the notch ring 4 can only be inserted into the annular space mentioned, preferably by machining the shaft 1 and the hub 3 . For this purpose, a nut 32 is provided which can be screwed onto the pin 28 . The in its length, the axial extension of the notch ring 4 pin 28 thus forms together with the nut 32 and the abutment plane surface and annular shoulder 26 , 31 an axial clamping device for pressing the Ker bring 4 into the annular space of the hub. 3

Im einzelnen werden die Welle 1 und das Rad 2 fol gendermaßen miteinander gekuppelt:
Im ersten Schritt wird das Rad 2 auf die Welle 1 aufgesteckt, wonach der Kerbring 4 mit seiner Stirnfläche axial an die Nabe 3 angesetzt wird, so daß er vor dem zwischen Welle 1 und Nabe 3 ausgebildeten Ringraum steht. Der Kerbring 4 sitzt dabei zugleich konzentrisch zu dem gewindetragenden Zapfen 28, der aufgrund seiner größeren Länge diesen jedoch überragt. Es wird nun in einem zwei ten Schritt die Mutter 32 so weit auf den Zapfen 28 geschraubt, daß sie den Kerbring 4 gegen die Nabe 3 spannt. Bei weiterem Drehen der Mutter 32 in Bezug auf die Welle 1 dringen die Nabenzähne 7, 8, 9 unter Aus bildung von Nuten axial in die Nabe 3 ein. Es werden somit im Querschnitt mit dem jeweiligen Nabenzahn 7, 8, 9 übereinstimmende Axialnuten in die Wandung des Abschnit tes 22 der Nabe 3 geschnitten. Die Stirnflächen 11, 12 sowie die in Fig. 1 nicht sichtbare Stirnfläche des Nabenzahnes 8 wirken dabei als Spanflächen und heben bei ihrer axialen Eindringbewegung jeweils einen Span ab.Specifically, the shaft 1 and the wheel 2 are coupled to each other as follows:
In the first step, the wheel 2 is plugged onto the shaft 1 , after which the end face of the notch ring 4 is placed axially on the hub 3 , so that it stands in front of the annular space formed between the shaft 1 and the hub 3 . The notch ring 4 is at the same time concentric with the threaded pin 28 , which, however, projects beyond it due to its greater length. It is now in a two-th step, the nut 32 screwed so far on the pin 28 that it clamps the notch ring 4 against the hub 3 . Upon further rotation of the nut 32 with respect to the shaft 1 , the hub teeth 7 , 8 , 9 penetrate axially into the hub 3 from the formation of grooves. It is thus in cross-section with the respective hub tooth 7 , 8 , 9 matching axial grooves cut into the wall of the section 22 of the hub 3 . The end faces 11 , 12 and the end face of the hub tooth 8 , which is not visible in FIG. 1, act as rake faces and each lift one chip during their axial penetration movement.

Zugleich dringen die Wellenzähne 13 bis 18 stirnsei tig in den Kerbzapfen 29 der Welle 1 ein und bilden im weiteren Verlauf des axialen Eindrückens des Ringes Axialnuten aus, die im Querschnitt genau mit den Wellen zähnen 13 bis 18 übereinstimmen.At the same time penetrate the shaft teeth 13 to 18 on the end face in the notch 29 of the shaft 1 and form in the further course of the axial indentation of the ring axial grooves, the teeth of which correspond in cross section to the shafts 13 to 18 .

Die Mutter 32 wird so weit angezogen, bis der Kerb ring 4 ganz in die Nabe 3 eingedrückt ist. Die dabei ausgebildeten Nuten in der Nabe 3 kuppeln diese drehfest mit dem Kerbring 4. Die in dem Kerbzapfen 29 der Welle ausgebildeten Nuten kuppeln ihrerseits den Kerbring 4 mit der Welle 1. Es ist dadurch eine drehfeste Verbindung zwischen Welle 1 und Rad 2 hergestellt, die aufform schlüssiger Kraftübertragung beruht. Die abgehobenen Späne sitzen in einem Ringraum zwischen der Ringschulter 25 und der betreffenden, dieser zugewandten Stirnseite des Kerbringes 4.The nut 32 is tightened until the notch ring 4 is fully pressed into the hub 3 . The grooves formed in the hub 3 couple it to the notch ring 4 in a rotationally fixed manner. The grooves formed in the notch 29 of the shaft in turn couple the notch ring 4 to the shaft 1 . As a result, a rotationally fixed connection between shaft 1 and wheel 2 is established, which is based on the form of coherent power transmission. The chips removed sit in an annular space between the annular shoulder 25 and the relevant end face of the notch ring 4 facing this.

Bedarfsweise kann zwischen dem Kerbring 4 und der Mutter 32 eine Unterlegscheibe angeordnet werden, die ein Hängenbleiben des Kerbringes 4 an der Mutter 32 bzw. ein Eindrücken in diese verhindert. Die Unterlegscheibe ist vorzugsweise aus einem harten Material, dessen Festigkeit größer als die der Nabe 3 ist.If necessary, a washer can be arranged between the notch ring 4 and the nut 32 , which prevents the notch ring 4 from getting caught on the nut 32 or being pressed into it. The washer is preferably made of a hard material, the strength of which is greater than that of the hub 3 .

Eine andere Ausführungsform des Kerbringes 4 ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Der ansonsten weitgehend mit dem im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Kerbring 4 übereinstimmende Kerbring 104 weist an einer Seite eine Bund 140 auf, der der Druckverteilung dient und eine Unterlegscheibe aus gehärtetem Material über flüssig machen kann. Der Bund ist außerdem dazu vorgese hen, an der Nabe 3 stirnseitig anzuliegen, wobei er die Demontage einer einmal hergestellten Verbindung zwischen Welle 1 und Nabe 3 mittels handelsüblicher Abzieher ermöglicht. Bedarfsweise kann der als Flansch ausgebilde te Bund 140 in seinem Durchmesser größer als dargestellt ausgelegt werden.Another embodiment of the notch ring 4 is shown in FIGS . 2 and 3. The notch ring 104 , which otherwise largely corresponds to the notch ring 4 described in connection with FIG. 1, has on one side a collar 140 which serves for pressure distribution and can make a washer made of hardened material superfluous. The federal government is also vorgese hen to abut the hub 3 on the front side, whereby it enables the disassembly of a connection once established between shaft 1 and hub 3 by means of commercially available pullers. If necessary, the flange 140 designed as a flange can be designed larger in diameter than shown.

Wie Fig. 3 ebenfalls zeigt, kann sich die Wandstärke des Grundkörperabschnittes 105 von dem Bund 140 weg etwas vermindern. Diese Verminderung ist gering und führt dazu, daß die Außenkontur des Grundkörperabschnittes 105 und die Zahnköpfe mit einem Winkel zu der Längsmittelachse 110 hin verlaufen, so daß der Grundkörperabschnitt 105 außen etwas konisch ist. Die von dem Grundkörperabschnitt 105 begrenzte Innenwand erweitert sich in gleichem Maße nach außen. As also shown in FIG. 3, the wall thickness of the base body section 105 can decrease somewhat away from the collar 140 . This reduction is slight and leads to the fact that the outer contour of the base body section 105 and the tooth heads run at an angle to the longitudinal central axis 110 , so that the base body section 105 is somewhat conical on the outside. The inner wall delimited by the base body section 105 widens outward to the same extent.

Wie außerdem aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, sind an dem Kerbring 104 stirnseitig drei jeweils im Quer schnitt runde Vorsprünge 141, 142, 143 vorgesehen, die als Ansatzhilfe dienen. Vor dem Einpressen des Kerbringes 104 in den im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläuterten Ringraum finden die Vorsprünge 141, 142, 143 ohne Axial druck in den Ringraum und zentrieren den Kerbring 104, so daß dieser relativ leicht einpreßbar ist. Insbesondere wird durch die exakte Zentrierung des Kerbringes 104 durch die Vorsprünge 141, 142, 143 verhindert, daß größe re Stirnflächenabschnitte des Kerbringes 104 an der Nabe 3 anliegen und diese beim Einpressen verformen. Der gesamte Axialdruck wird auf die Wellen- und Nabenzähne geleitet und zum Ausbilden der Axialnuten verwendet. Andere Formen von Ansatzhilfen sind möglich.Furthermore, as seen from FIGS. 2 and 3, are provided on the notch ring 104 three end faces in cross section bosses 141, 142, 143 are provided which serve as a starting aid. Before pressing the notch ring 104 into the annular space explained in connection with FIG. 1, the projections 141 , 142 , 143 find no axial pressure in the annular space and center the notch ring 104 , so that it can be pressed in relatively easily. In particular, the exact centering of the notch ring 104 through the projections 141 , 142 , 143 prevents larger-size end face sections of the notch ring 104 from abutting the hub 3 and deforming it when pressed in. The entire axial pressure is applied to the shaft and hub teeth and used to form the axial grooves. Other forms of attachment aids are possible.

Wie Fig. 2 unabhängig von der sonstigen konkreten Ausführungsform des Kerbringes 104 zeigt, sind die Wel lenzähne 113 bis 118 zu jedem Nabenzahn 107, 108, 109 be züglich der Umfangsrichtung im wesentlichen symmetrisch angeordnet. Die in ihrer Höhe etwas größer als die halbe Wandstärke des Grundkörperabschnittes 105 ausgebildeten Nabenzähne 107, 108, 109 sind im Querschnitt dreieckig und gehen ohne scharfe Kanten in den Grundkörper 105 über.As shown in FIG. 2 is independent of the other concrete embodiment of the kerf ring 104 which are Wel lenzähne 113 to 118 to each hub tooth 107, 108, 109 be züglich the circumferential direction substantially symmetrically arranged. The hub teeth 107 , 108 , 109, which are somewhat larger in height than half the wall thickness of the base body section 105 , are triangular in cross section and pass into the base body 105 without sharp edges.

Die zahlreicher vorhandenen, jedoch in ihrer Höhe etwas geringer bemessenen Wellenzähne 113 bis 118 gehen, wie insbesondere Fig. 3 zeigt, wenigstens an einer Seite mit einer scharfen Kante in ihre jeweilige Stirnfläche über. Diese jeweilige Kante bildet die Schneidkante zum Abheben des Spans beim Einpressen des Kerbringes 104 in den Ringraum.The numerous shaft teeth 113 to 118 , which are, however, somewhat smaller in height, merge into their respective end faces with a sharp edge at least on one side, as shown in particular in FIG. 3. This respective edge forms the cutting edge for lifting off the chip when the notched ring 104 is pressed into the annular space.

Wie sich herausgestellt hat, ergibt insbesondere das Dreieckszahnprofil gute Schneideigenschaften beim Abheben des Spanes. Die Nabenzähne 107, 108, 109 und die Wellen zähne 113 bis 118 sind außerdem so bemessen, daß die Flankenfläche der Wellenzähne 113 bis 118 im wesentlichen der Flankenfläche der Nabenzähne 107, 108, 109 ent spricht. Gegebenenfalls kann die Gesamtflankenfläche der Wellenzähne 113 bis 118 etwas größer als die der Naben zähne 107, 108, 109 sein. Damit werden gleiche Flächen pressungen an den Wellen- und Nabenzähnen bei Drehmoment belastung möglich.As it turned out, the triangular tooth profile in particular gives good cutting properties when the chip is removed. The hub teeth 107 , 108 , 109 and the shaft teeth 113 to 118 are also dimensioned such that the flank surface of the shaft teeth 113 to 118 speaks ent essentially the flank surface of the hub teeth 107 , 108 , 109 . If necessary, the total flank surface of the shaft teeth 113 to 118 can be somewhat larger than that of the hub teeth 107 , 108 , 109 . This enables the same surface pressures on the shaft and hub teeth under torque load.

Eine abgewandelte Ausführungsform des Kerbringes 204 geht aus den Fig. 4 und 5 hervor. Die Besonderheit dieses Kerbringes 204 liegt in der Ausbildung der Nabenzähne 207, 208, 209 und der Wellenzähne 213 bis 218 mit positi ven Spanwinkeln.A modified embodiment of the notch ring 204 is shown in FIGS . 4 and 5. The special feature of this notch ring 204 lies in the design of the hub teeth 207 , 208 , 209 and the shaft teeth 213 to 218 with positive rake angles.

Der positive Spanwinkel erleichtert das Abheben des Spanes und ergibt eine günstige Spanbildung mit wenig Schnittdruck. Der Einpreßdruck wird verringert.The positive rake angle makes it easier to lift the Spanes and results in a favorable chip formation with little Cutting pressure. The injection pressure is reduced.

Eine weitere Ausführungsform des Kerbringes 304 ist in Fig. 6 dargestellt. Dieser stimmt bis auf axiale Fortsätze 351, 352, 353 mit dem in Fig. 1 dargestellten Kerbring 4 überein. Die axialen Fortsätze 351, 352, 353 dienen dem Zentrieren des Rades 2 auf der Welle 1 und werden durch eine rohrförmige Verlängerung des Grundkör pers 305 gebildet, die durch Längsausnehmungen 354, 355 in der axialen Verlängerung der Nabenzähne 307, 308, 309 unterbrochen ist. Die axialen Fortsätze 351, 352, 353 definieren einen Außendurchmesser, der mit dem Innen durchmesser des zu zentrierenden Rades 2 übereinstimmt. Der von den axialen Fortsätzen 351, 352, 353 definierte Innendurchmesser stimmt mit dem Wellendurchmesser über ein.Another embodiment of the notch ring 304 is shown in FIG. 6. Except for axial extensions 351 , 352 , 353 , this matches the notch ring 4 shown in FIG. 1. The axial extensions 351 , 352 , 353 serve to center the wheel 2 on the shaft 1 and are formed by a tubular extension of the basic body 305 , which is interrupted by longitudinal recesses 354 , 355 in the axial extension of the hub teeth 307 , 308 , 309 . The axial extensions 351 , 352 , 353 define an outer diameter which corresponds to the inner diameter of the wheel 2 to be centered. The inner diameter defined by the axial extensions 351 , 352 , 353 coincides with the shaft diameter.

Eine Möglichkeit der Verbindung der Welle 1 mit dem Rad 2, bei der ein Abstufen der Welle entfallen kann und kein endseitiger Gewindezapfen erforderlich ist, geht aus Fig. 7 hervor. Die Welle 1 ist hier rein zylindrisch, d. h. ungestuft. Die Welle 1 und das Rad 2 sitzen, bevor sie verbunden werden, auf einem ortsfesten Aufnahmewerk zeug 459, das eine Bohrung 460 zur Aufnahme der Welle 1 aufweist. Im einzelnen weist das Aufnahmewerkzeug 459 einen ortsfest gelagerten Zapfen 461 auf, auf dem eine Überwurfhülse 462 mit der Bohrung 460 sitzt. Während die Welle 1 stirnseitig an dem Zapfen 461 anliegt, sitzt das Rad 2 auf der Überwurfhülse 462. Der lediglich symbolisch dargestellte Kerbring 4 wird mittels eines Oberwerkzeuges 463 eingepreßt, das an einem Pressenstößel befestigt ist.One possibility of connecting the shaft 1 to the wheel 2 , in which a stepping of the shaft can be dispensed with and no threaded pin at the end is required, is shown in FIG . The shaft 1 here is purely cylindrical, that is to say not stepped. The shaft 1 and the wheel 2 sit before they are connected, on a stationary recording tool 459 , which has a bore 460 for receiving the shaft 1 . Specifically, the receiving tool 459 has a fixed pin 461 on which a coupling sleeve 462 with the bore 460 is seated. While the shaft 1 rests on the end face on the pin 461 , the wheel 2 is seated on the coupling sleeve 462 . The notched ring 4 , which is only shown symbolically, is pressed in by means of an upper tool 463 which is fastened to a press ram.

Diese Vorgehensweise eignet sich insbesondere für die Massenfertigung, bei der es auf einen in geringer Zeit ablaufenden Verbindungsvorgang ankommt.This procedure is particularly suitable for the mass production, where there is one in less Time-consuming connection process arrives.

Zur drehfesten Verbindung einer Welle mit einer Nabe ist ein Kerbring vorgesehen, der unter Axialdruck in einen zwischen Welle und Nabe definierten Ringspalt eingepreßt wird. Der Kerbring weist sowohl an seiner Innen- als auch an seiner Außenseite Zähne auf, die sich in Axialrichtung erstrecken und beim Einpressen mit ihrer jeweiligen Stirnfläche einen Span abheben. Dabei werden sowohl in der Nabe als auch in der Welle Nuten ausgebil det, in denen die Zähne des Kerbringes sitzen. Der Kerb ring kann dabei zur Verbindung von Welle und Nabe dienen, deren Materialeigenschaften in einem weiten Bereich variieren können. Eine gesonderte Vorbereitung von Welle und Nabe ist nicht erforderlich; wenn der Kerbring aus einem entsprechend harten Werkstoff besteht, kann er problemlos zur Verwendung von Wellen und Naben aus Stahl verwendet werden.For the rotationally fixed connection of a shaft with a hub a notch ring is provided, which is under axial pressure in an annular gap defined between the shaft and the hub is pressed. The notch ring shows both on his Inside as well as on its outside teeth on that extend in the axial direction and when pressed in with her Lift a chip off the respective end face. In doing so Grooves formed in both the hub and the shaft det, in which the teeth of the notch ring sit. The notch ring can be used to connect the shaft and hub, their material properties in a wide range can vary. A separate preparation from Welle and hub is not required; if the notch ring is out a correspondingly hard material, he can easy to use steel shafts and hubs be used.

Claims

1. Verbindungselement (4) zum drehfesten Verbinden einer Welle (1) mit einer Nabe (2),
mit einem Grundkörper (5), an dem an seiner Außen seite wenigstens ein nach außen abstehender Nabenzahn (7, 8, 9) sowie wenigstens ein von seiner Innenseite weg stehender Wellenzahn (13, 14, 15, 16, 17, 18) einstückig ausgebildet sind, die an wenigstens einer Stirnseite mit Schneidkanten versehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an dem Grundkörper (5) vorgesehenen Wellen zähne (13, 14, 15, 16, 17, 18) parallel zu den Nabenzäh nen (7, 8, 9) ausgerichtet sind und
daß sowohl an der Außenseite als auch an der Innen seiten zwischen einander benachbarten Wellenzähnen (13, 14, 15, 16, 17, 18) und einander benachbarten Nabenzähnen (7, 8, 9) jeweils unverzahnte Flächenbereiche vorgesehen sind.1. connecting element ( 4 ) for the rotationally fixed connection of a shaft ( 1 ) to a hub ( 2 ),
with a base body ( 5 ), on which on the outer side at least one outwardly projecting hub tooth ( 7 , 8 , 9 ) and at least one shaft tooth ( 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) projecting from its inside are formed in one piece are provided with cutting edges on at least one end face,
characterized,
that the provided on the base body ( 5 ) waves teeth ( 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) parallel to the hub teeth NEN ( 7 , 8 , 9 ) and aligned
that both on the outside and on the inside sides between adjacent shaft teeth ( 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) and adjacent hub teeth ( 7 , 8 , 9 ) each toothless surface areas are provided.

2. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (5) ringförmig ausge bildet ist.2. Connecting element according to claim 1, characterized in that the base body ( 5 ) is formed out in a ring.

3. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (5) hohlzylindrisch ausgebildet ist.3. Connecting element according to claim 1, characterized in that the base body ( 5 ) is hollow-cylindrical.

4. Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nabenzähne (7, 8, 9) über die gesamte Länge der Außenumfangsfläche des Grundkörpers (5) erstrecken. 4. Connecting element according to claim 2, characterized in that the hub teeth ( 7 , 8 , 9 ) extend over the entire length of the outer peripheral surface of the base body ( 5 ).

5. Verbindungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wellenzähne (13, 14, 15, 16, 17, 18) über die gesamte Länge der Innenfläche des Grund körpers (5) erstrecken.5. Connecting element according to claim 2, characterized in that the shaft teeth ( 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) extend over the entire length of the inner surface of the base body ( 5 ).

6. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Naben- und Wellenzähne (7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18) an beiden Seiten des Grundkörpers (5) unterschiedlich ist.6. Connecting element according to claim 1, characterized in that the number of hub and shaft teeth ( 7 , 8 , 9 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) on both sides of the base body ( 5 ) is different.

7. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einem Nabenzahn (7) zwei einander benachbarte Wellenzähne (13, 14) zugeordnet sind.7. Connecting element according to claim 1, characterized in that in each case a hub tooth ( 7 ) two adjacent shaft teeth ( 13 , 14 ) are assigned.

8. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenzähne (7, 8, 9) in einheit lichen Winkelabständen angeordnet sind.8. Connecting element according to claim 1, characterized in that the hub teeth ( 7 , 8 , 9 ) are arranged at uniform angular intervals.

9. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenzähne (13, 14, 15, 16, 17, 18) paarweise angeordnet sind.9. Connecting element according to claim 1, characterized in that the shaft teeth ( 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) are arranged in pairs.

10. Verbindungselement nach Anspruch 9, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zahnpaare in einheitlichen Winkel abständen angeordnet sind.10. Connecting element according to claim 9, characterized ge indicates that the pairs of teeth at a uniform angle distances are arranged.

11. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wellen- und Nabenzähne (7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18) einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweisen.11. Connecting element according to claim 1, characterized in that the shaft and hub teeth ( 7 , 8 , 9 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) have a substantially triangular cross section.

12. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Wellen- und Nabenzähne (7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18) stirnseitig durch jeweils eine als Spanfläche dienende Abschlußfläche begrenzt sind, die in Radialrichtung liegt. 12. Connecting element according to claim 1, characterized in that the shaft and hub teeth ( 7 , 8 , 9 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) are frontally delimited by a respective end face serving as a rake face, which in the radial direction lies.

13. Verbindungselement nach Anspruch 1 dadurch ge kennzeichnet, daß die Wellen- und Nabenzähne (7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17, 18) stirnseitig durch jeweils eine Abschlußfläche begrenzt sind, die gegen die Radialrich tung derart geneigt ist, daß diese als Spanfläche einen positiven Spanwinkel definiert.13. Connecting element according to claim 1, characterized in that the shaft and hub teeth ( 7 , 8 , 9 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) are frontally delimited by a respective end face, which is inclined towards the radial direction is that this defines a positive rake angle as the rake face.

14. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß an dem Grundkörper (5) wenigstens eine Ansatzhilfe (141, 142, 143) vorgesehen ist.14. Connecting element according to claim 1, characterized in that at least one attachment aid ( 141 , 142 , 143 ) is provided on the base body ( 5 ).

15. Verbindungselement nach Anspruch 14, dadurch ge kennzeichnet, daß als Ansatzhilfen (141, 142, 143) stirn seitige Zentrierfortsätze vorgesehen sind, die sich axial von dem Grundkörper (5) weg erstrecken.15. Connecting element according to claim 14, characterized in that end-side centering projections are provided as attachment aids ( 141 , 142 , 143 ), which extend axially away from the base body ( 5 ).

16. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß wenigstens die Wellenzähne (13, 14, 15, 16, 17, 18) nach Art einer Räumnadel ausgebildet sind.16. Connecting element according to claim 1, characterized in that at least the shaft teeth ( 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) are designed in the manner of a broach.

17. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß an dem Grundkörper zwischen den Naben- und Wellenzähnen (13, 14, 15, 16, 17, 18; 7, 8, 9) Axial fortsätze (351, 352, 353) vorgesehen sind, die zwischen einander Spanräume begrenzen und die als Zentriermittel dienen.17. Connecting element according to claim 1, characterized in that on the base body between the hub and shaft teeth ( 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ; 7 , 8 , 9 ) axial extensions ( 351 , 352 , 353 ) are provided are which delimit chip spaces between each other and which serve as centering means.

18. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zahnteilung ungleichmäßig ist.18. Connecting element according to claim 1, characterized ge indicates that the tooth pitch is uneven.

19. Verbindungselement nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß an dem Verbindungselement (104) an einem Ende ein Bund (140) vorgesehen ist.19. Connecting element according to claim 1, characterized in that a collar ( 140 ) is provided on the connecting element ( 104 ) at one end.

20. Kupplungsanordnung mit einer Welle (1) und einer Nabe (3) und mit einem die Welle (1) mit der Nabe (2) kuppelnden Verbindungselement (4) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ringförmi gen, hohlzylindrischen Grundkörper (5) aufweist, an dem über seinen Außendurchmesser radial nach außen überste hende, voneinander beabstandete Nabenzähne (7, 8, 9) sowie über seinen Innendurchmesser radial nach innen ragende, voneinander beabstandete Wellenzähne (13, 14, 15, 16, 17, 18) einstückig ausgebildet sind, die sich axial und parallel zueinander erstrecken und an wenig stens einer Stirnseite mit Schneidkanten versehen sind.20. Coupling arrangement with a shaft ( 1 ) and a hub ( 3 ) and with a connecting element ( 4 ) coupling the shaft ( 1 ) to the hub ( 2 ) according to one or more of the preceding claims 1 to 19, characterized in that it has an annular, hollow cylindrical base body ( 5 ) on which radially outwardly projecting, spaced-apart hub teeth ( 7 , 8 , 9 ) and radially inwardly projecting, spaced-apart shaft teeth ( 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ) are formed in one piece, which extend axially and parallel to one another and are provided with cutting edges on at least one end face.

21. Kupplungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Verbindungs elementes (4) mit dem Wellendurchmesser übereinstimmt und daß der Außendurchmesser des Verbindungselementes (4) mit dem Innendurchmesser einer in der Nabe (3) vorgesehenen Öffnung übereinstimmt.21. A clutch assembly according to claim 20, characterized in that the inner diameter of the connecting element (4) corresponds to the shaft diameter and in that the outer diameter of the connecting element (4) coincides with the inner diameter of an opening provided in the hub (3) opening.

22. Kupplungsanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsanordnung eine Aufpreß einrichtung (26, 28, 31, 32) enthält, die das Verbin dungselement (4) in Bezug auf die Nabe (3) und die Welle (1) in Aufpreßrichtung spannt und mittels derer die erforderliche Einpreßkraft für das Verbindungselement (4) erzeugbar ist.22. Coupling arrangement according to claim 20, characterized in that the coupling arrangement includes a pressing device ( 26 , 28 , 31 , 32 ), the connec tion element ( 4 ) with respect to the hub ( 3 ) and the shaft ( 1 ) in the pressing direction clamps and by means of which the required press-in force for the connecting element ( 4 ) can be generated.