DE19616232A1

DE19616232A1 - Shaft with detachable actuation element

Info

Publication number: DE19616232A1
Application number: DE1996116232
Authority: DE
Inventors: Matthias Schum
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-13
Filing date: 1996-04-13
Publication date: 1997-10-16

Abstract

The shaft (1) includes a surface (7) of an actuation element or a depression element (3) with raised parts (5) which are located symmetrically to the rotating axis. The raised parts may be located at the end (2) of the shaft. The raised parts mate into grooves (6). The cross section of the raised parts and the grooves are reduced in the mating direction. The shaft and the element are pressed against each other using a clamping screw (4). Gaps (9,10) between the surface of the raised parts and the grooves, and between the end and the opposed surfaces assure the contact only between the flanks of the raised parts and the grooves.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Welle mit einem stirnseitig lösbar befestigten An- oder Abtriebse lement, das durch ein Spannteil an der Stirnseite der Welle fixiert ist und eine der Stirnseite der Welle gegenüberliegende Gegenfläche aufweist.The invention relates to a shaft with a on the front, detachably fastened drives or drives lement by a clamping part on the front the shaft is fixed and one of the front of the Has shaft opposite opposite surface.

Um Wellen lösbar mit An- oder Abtriebselementen, beispielsweise Scheiben oder Zahnrädern, zu verbin den, sind im Stande der Technik unterschiedliche Möglichkeiten bekannt. In der Mehrzahl der Fälle wird das Element auf das Wellenende aufgeschoben und dort reibschlüssig fixiert, etwa unter Verwen dung einer Spannhülse, oder formschlüssig festge legt, zum Beispiel durch Paßfedern, die in achsen parallele Nuten eingreifen. Soll das Element an der Stirnseite der Welle befestigt werden, erfolgt die Verbindung in der Regel mittels einer Stirnverzah nung (Hirthverzahnung). In diesem Fall ist die Welle mit einer stirnseitigen, achsensymmetrischen Zahnung versehen, in die eine komplementär geformte Gegenfläche des Elementes eingreift. Beide werden durch ein Spannteil miteinander verbunden, zum Bei spiel eine Schraube, die in eine stirnseitige, axiale Bohrung der Welle eingreift. Durch das an der Stirnseite der Welle angreifende Spannelement erübrigt sich eine Fixierung an ihrer Umfangsflä che. Detachable around shafts with input or output elements, for example, discs or gears those are different in the prior art Possibilities known. In the majority of cases the element is pushed onto the shaft end and fixed there frictionally, for example using it extension of an adapter sleeve, or positively lays, for example, by keys that are in axes engage parallel grooves. Should the element on the Are attached to the front of the shaft Connection usually by means of a spur gear (Hirth serration). In this case it is Shaft with an axially symmetrical face Provide teeth in which a complementarily shaped Mating surface of the element engages. Both will connected to each other by a clamping part, for play a screw that fits into a front axial bore of the shaft engages. Through that the end of the shaft attacking clamping element there is no need for a fixation on its peripheral surface che.

Gebräuchliche Verbindungen von Wellen mit An- oder Abtriebselementen sind in ihrer Fertigung ver gleichsweise aufwendig. Dies gilt insbesondere bei der Produktion geringer Stückzahlen von Bauteilen sowie einer Hirthverzahnung, die eine aufwendige Fräsung erfordert, sofern kein Guß möglich ist. Bei der Verwendung von Spannhülsen oder Paßfedern be steht zudem das Problem einer Unwucht bzw. der prä zisen Ausrichtung des Elementes symmetrisch zur Achse der Welle. Auch die azimutale Ausrichtung auf der Wellenachse erweist sich häufig als problema tisch.Common connections of waves with arrival or Output elements are ver in their production equally expensive. This applies particularly to the production of small quantities of components and a Hirth serration, which is an elaborate Milling is required if casting is not possible. At the use of adapter sleeves or parallel keys there is also the problem of an imbalance or the pre exact alignment of the element symmetrical to Axis of the shaft. Also the azimuthal alignment the shaft axis often proves to be problematic table.

Weiterhin ergibt sich gelegentlich die Notwendig keit, Welle und An- oder Abtriebselement im Fall einer Betriebsstörung zur Unterbrechung der Drehmo mentübertragung voneinander zu trennen. Damit las sen sich Zerstörungen von Bauteilen durch Überbela stung und Personenschäden vermeiden. Zur Verminde rung der Fertigungskosten wird jedoch vielfach auf die Verwendung derartiger Sicherheitselemente ver zichtet, die häufig von aufwendigem Aufbau sind.Furthermore, the necessary occasionally arises speed, shaft and input or output element in the case a malfunction to interrupt the torque to separate the transmission of ment. With that read damage to components due to overload Avoid stress and personal injury. To the mind However, production costs are often reduced the use of such security elements ver waives, which are often complex.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Entwicklung einer Welle zur Aufgabe gestellt, die stirnseitig lösbar mit einem An- oder Abtriebsele ment verbunden ist und sich auf einfache Weise fer tigen läßt, wobei sich die gegenseitige Ausrichtung erleichtert oder die Verbindung bei Überlastung löst.Against this background, the invention Task of developing a wave that detachable at the front with an input or output element ment is connected and easily fer term, the mutual alignment relieved or the connection in case of overload solves.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gegenfläche des Elements oder die Stirn seite der Welle mit einer zu ihrer Achse rotations symmetrischen Erhöhung versehen ist, die jeweils andere Fläche eine Nut aufweist, in welche die Er höhung eingreift, Nut und/oder Erhöhung sich in Eingriffsrichtung in ihrem Querschnitt verjüngen und das Spannteil Welle und Element gegeneinander preßt.According to the invention, this object is achieved by that the mating surface of the element or the forehead side of the shaft with one rotating to its axis symmetrical increase is provided, respectively other surface has a groove in which the Er increase engages, groove and / or increase in Taper the direction of engagement in its cross-section and the clamping part shaft and element against each other presses.

Der Kerngedanke der Erfindung besteht darin, an stelle einer formschlüssigen Verbindung zwischen Welle und Achse einen Reibschluß vorzusehen. Zu diesem Zweck ist die Welle stirnseitig mit einer Erhöhung versehen, die in eine Nut auf der Gegen fläche des Elementes eingreift. Selbstverständlich läßt sich die Anordnung von Nut und Erhöhung auch vertauschen. Der Querschnitt von Nut und/oder Erhö hung verjüngt sich in Eingriffsrichtung in spitzem Winkel, das heißt der Durchmesser nimmt zum Boden der Nut hin bzw. zur Oberseite der Erhöhung ab. Ge eignete Querschnitte sind beispielsweise ein Keil oder Keilstumpf. Werden Welle und Element mit Hilfe des Spannteils, das axial an der Stirnfläche der Welle angreift, gegeneinander gepreßt, so ist die Kraftwirkung auf die seitlichen Flächen von Nut und Erhöhung infolge der Keilwirkung wesentlich größer als die Spannkraft des Spannteils. Damit entsteht eine sichere, reibschlüssige Verbindung, mit der sich auch hohe Drehmomente übertragen lassen, ins besondere wenn die Erhöhung nahe des äußeren Um fangs der Welle angeordnet ist. Bei einem elastisch deformierbaren Material, beispielsweise Stahl, von Welle und/oder Element vergrößert sich die Kontakt fläche zwischen Erhöhung und Nut durch die Kraftbe aufschlagung unter Verbesserung des Reibschlusses auf vorteilhafte Weise.The main idea of the invention is to establish a positive connection between To provide a frictional connection between shaft and axle. To for this purpose the shaft is on the front with a Provide elevation in a groove on the counter engages the surface of the element. Of course the arrangement of groove and elevation can also swap. The cross section of groove and / or heighten hung tapers sharply in the direction of engagement Angle, that means the diameter increases towards the ground the groove towards or to the top of the elevation. Ge suitable cross-sections are, for example, a wedge or wedge stump. Become shaft and element with the help of the clamping part, which is axially on the end face of the Shaft attacks, pressed against each other, so it is Force effect on the lateral surfaces of the groove and Increase due to the wedge effect much larger than the clamping force of the clamping part. This creates a secure, frictional connection with which high torques can also be transmitted, ins especially if the elevation is close to the outer order is arranged at the beginning of the shaft. With an elastic deformable material, for example steel, from The shaft and / or element increases the contact area between elevation and groove by the Kraftbe impact while improving the frictional connection in an advantageous way.

Die erfindungsgemäße Verbindung zwischen Welle und An- oder Abtriebselement zeichnet sich durch die Möglichkeit einer einfachen, raschen und preisgün stigen Fertigung aus. Nut und Erhöhung lassen sich durch einen Fräs- oder Drehvorgang in die jeweili gen Flächen einbringen bzw. daraus herausarbeiten. Im Fall der Erhöhung ist auch ein Aufschweißen, - kleben oder -löten auf die Welle bzw. Gegenfläche denkbar. Weiterhin läßt sich die Verbindung schnell festlegen und lösen, da lediglich die Betätigung eines einzelnen Spannelementes, im allgemeinen ei ner Spannschraube, notwendig ist. Die Rotationssym metrie von Welle und Element gestattet eine belie bige azimutale Ausrichtung und schließt das Auftre ten einer Unwucht aus. Dabei erübrigt sich eine präzise Ausrichtung beim Zusammenbau, da das Ele ment beim Anziehen des Spannteils durch die Verjün gung von Nut bzw. Erhöhung selbsttätig in die kor rekte Position bewegt wird. Schließlich ist auch eine sichere gegenseitige Fixierung in radialer Richtung gewährleistet. Um den Reibschluß von Nut und Erhöhung zu verbessern, ist denkbar, ihre Ober flächen, beispielsweise durch Anschleifen, aufzu rauhen.The connection between the shaft and Input or output element is characterized by the Possibility of a simple, quick and inexpensive manufacturing. Groove and increase can be through a milling or turning process in the respective Bring or work out surfaces. In the case of an increase, there is also welding, glue or solder onto the shaft or counter surface conceivable. Furthermore, the connection can be made quickly define and solve, since only the actuation a single tensioning element, generally egg ner clamping screw, is necessary. The rotation sym Metry of shaft and element allows a belie beige azimuthal alignment and closes the entrance caused an imbalance. There is no need for one precise alignment during assembly because the Ele ment when tightening the clamping part through the taper of groove or increase automatically in the cor right position is moved. Finally, too a secure mutual fixation in radial Direction guaranteed. About the frictional engagement of the groove and improve elevation is conceivable to their waiters surfaces, for example by grinding rough.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Stirnseite der Welle und die Gegenfläche durch einen Spalt voneinander beabstandet. Somit ist gewährleistet, daß ihr Kontakt ausschließlich im Bereich von Nut und Erhöhung erfolgt. Gleich falls sind Spalte von Vorteil, die den Boden der Nut von der Oberseite der Erhöhung beabstanden, so daß eine Berührung lediglich auf den seitlichen Flanken stattfindet. In der Folge wirkt die gesamte Anpreßkraft des Spannelementes mit dem Ergebnis auf die seitlichen Flanken ein, daß ein maximaler Reib schluß entsteht.In an advantageous development of the invention are the face of the shaft and the counter surface spaced from each other by a gap. Consequently it is guaranteed that your contact is exclusive in the area of groove and elevation. Soon if column are advantageous that the bottom of the Spaced groove from the top of the elevation so that a touch only on the side Flanks takes place. As a result, the whole works Contact force of the clamping element with the result the side edges that a maximum friction conclusion arises.

Eine alternative Lösung der erfindungsgemäßen Auf gabe besteht darin, die Welle mit einer Kante zu versehen, die senkrecht der Wellenachse über ihre gesamte Stirnfläche verläuft und an der eine Gegen kante der Gegenfläche anliegt. Die Fixierung des Elementes erfolgt wie bei der vorbeschriebenen Lö sung mit einem Spannelement, das an der Stirnseite der Welle angreift, etwa in einer Gewindebohrung. Auch in diesem Fall besteht die Möglichkeit einer einfachen Fertigung, indem eine durchgehende Kante in die Fläche gefräst oder ein entsprechendes Bau teil aufgeschweißt, -gelötet oder geklebt wird. Speziell bei einer gefrästen Kante ist ein gerader Verlauf zur Vereinfachung der Herstellung bevor zugt.An alternative solution to the invention gift is to add an edge to the shaft provided that perpendicular to the shaft axis over their entire front surface runs and on the one counter edge of the counter surface. The fixation of the Element is done as with the previously described Lö solution with a clamping element on the front the shaft engages, for example in a threaded hole. In this case there is also the possibility of one easy manufacturing by using a continuous edge milled into the surface or a corresponding construction part is welded, soldered or glued. Especially with a milled edge is a straight one Before simplifying the course moves.

Zwischen Welle und Element besteht somit im Gegen satz zur vorgeschriebenen Lösung ein Formschluß, mit dem das Drehmoment übertragbar ist. Im Gegen satz zur herkömmlichen Hirthverzahnung gestaltet sich die Fertigung jedoch wesentlich einfacher, da lediglich eine einzige Kante in eine Fläche einzu bringen ist. Sofern Ausnehmungen des einen Bauteils durch Erhöhungen des jeweils anderen vollständig ausgefüllt werden, läßt sich eine Unwucht aus schließen.There is therefore a counter between the shaft and the element a form fit to the prescribed solution, with which the torque can be transmitted. In the opposite designed for conventional serration the production is much easier, however just insert a single edge into a surface bring is. If recesses of one component by raising each other completely are filled out, an imbalance can be avoided conclude.

Bevorzugt sind Welle und An- bzw. Abtriebselement jeweils mit paarweise angeordneten Kanten versehen, die einen Steg oder eine Nut auf der Oberfläche be grenzen. Denkbar ist, auf diese Weise mehrere, vor zugsweise parallele Stege und Nuten auf einer Ober fläche zu erzeugen. Bei spiegelsymmetrischer Anord nung der Kanten zur Wellenachse, ist eine Unwucht von Welle und Element ausgeschlossen.Shaft and input or output element are preferred each provided with edges arranged in pairs, that have a web or a groove on the surface limit. It is conceivable, in this way, several preferably parallel webs and grooves on a top generate area. With mirror symmetrical arrangement of the edges to the shaft axis is an unbalance excluded from shaft and element.

Verjüngen Stege oder Nuten sich in Eingriffsrich tung, so erleichtert sich das Aufsetzen des Elemen tes auf die Welle erheblich, da es beim Festlegen in die vorgesehene Position geführt wird. Um eine Umsetzung des übertragenen Drehmomentes in eine axiale Kraftwirkung auf das Element zu vermeiden, ist denkbar, daß die Verjüngung nur über einen Teil der axialen Höhe von Steg bzw. Nut erfolgt. Im Ge gensatz zur erstgenannten Lösung der erfindungsge mäßen Aufgabe ist es auf Grund des Formschlusses nicht erforderlich, Stege und Nuten reibschlüssig zu verpressen, so daß das Spannelement lediglich zur Festlegung in axialer Richtung dient.Taper bars or grooves in the direction of engagement the elemen is easier to put on tes on the shaft considerably as it sets is guided into the intended position. To one Implementation of the transmitted torque in a to avoid axial force on the element it is conceivable that the taper only over part the axial height of the web or groove. In Ge contrast to the first-mentioned solution of the fiction The task is due to the form fit not required, ridges and grooves friction to press, so that the clamping element only serves to fix in the axial direction.

Um eine Verbindung zwischen Welle und Element zu erzeugen, die sich bei Überschreitung eines vorge gebenen Drehmomentes selbsttätig löst, wird vorge schlagen, beide gegeneinander um Spannelement und Wellenachse drehbar auszuführen. Im Bereich der Kontaktflächen von Stirnfläche der Welle und Gegen fläche des Elementes setzt dies eine Rotationssym metrie zur Wellenachse voraus. Stirnfläche der Welle und Gegenfläche weisen eine miteinander fluchtende Bohrung auf, die von einem gemeinsamen Stift durchgriffen wird. Der Stift bewirkt somit die Drehmomentübertragung zwischen Welle und Ele ment. Der Durchmesser des Stiftes ist klein gegen den Durchmesser der Stirnfläche der Welle. Über steigt das Drehmoment den Grenzwert, der durch die Belastbarkeit des Stiftes vorgegeben ist, so bricht oder zerreißt er, wodurch Welle und Element gegen einander um das Spannteil drehbar sind. Folglich ist ein guter Schutz vor Überlastungen und nachfol genden Beschädigungen sowie Verletzungsgefahren ge geben. Zweckmäßig ist der Stift bereits durch we sentlich geringere Kraftbelastungen als das Spann element zerstörbar, so daß dessen Beschädigung bei einer Überbelastung gleichfalls ausgeschlossen ist.To create a connection between shaft and element generate, which is when a pre given torque automatically resolves, is pre beat, both against each other around the tensioning element and Execute shaft axis rotatable. In the field of Contact surfaces of the end face of the shaft and counter surface of the element this sets a rotation symbol metry ahead of the shaft axis. Face of the Shaft and counter surface have one another aligned bore on by a common Pen is reached through. The pen thus works the torque transmission between shaft and ele ment. The diameter of the pin is small against the diameter of the end face of the shaft. About the torque increases the limit set by the Resilience of the pin is predetermined, so breaks or it tears, causing wave and element against are rotatable about the clamping part. Hence is a good protection against overload and succession damage and risk of injury give. The pen is already usable by we considerably lower force loads than the instep element destructible, so that its damage an overload is also excluded.

Ein vorteilhafter Stift besteht aus einem Material, das gegenüber dem Werkstoff von Welle und Element weich oder spröde ist. Während im ersteren Fall der Stift bei Überlastung langsam zerrissen wird, fin det bei einem spröden Material ein plötzlicher Bruch statt, speziell bei einer Kraftspitze. Folg lich läßt sich durch unterschiedliche Materialien eine flexible Anpassung an den Einsatzzweck errei chen.An advantageous pen is made of a material compared to the material of the shaft and element is soft or brittle. While in the former case the Pen is torn slowly when overloaded, fin a brittle material is a sudden one Break instead, especially with a force peak. Episode Lich can be made using different materials achieve a flexible adaptation to the application chen.

Bevorzugt ist zudem eine Sollbruchstelle des Stif tes, die in einer Ebene zwischen der Stirnfläche und der Gegenfläche angeordnet ist. Auf diese Weise läßt sich das zum Freigeben der Verbindung erfor derliche Moment präzise einstellen. Eine Mög lichkeit zur Erzeugung einer Sollbruchstelle be steht in einer lokalen Verringerung des Stiftumfan ges. Um eine Unwucht zu vermeiden, wird vorgeschla gen, mehrere Stifte symmetrisch zur Wellenachse an zuordnen.A predetermined breaking point of the pin is also preferred tes that in a plane between the end face and the counter surface is arranged. In this way can this be necessary to release the connection precisely adjust the moment. A possibility ability to create a predetermined breaking point stands in a local reduction in pen size total To avoid an imbalance, it is suggested gene, several pins symmetrically to the shaft axis assign.

Auch bei stirnseitiger Anbringung des An- bzw. Ab triebselementes ist es von Vorteil, wenn die Welle endseitig umgriffen wird. Auf diese Weise verbes sern sich die Führung und radiale Belastbarkeit der Verbindung erheblich. Ein bevorzugtes Element weist daher eine Ausnehmung auf, in welche die Welle end seitig eingebracht ist. Bodenseitig wird die Aus nehmung durch die der Stirnseite der Welle gegen überliegende Gegenfläche des Elementes abgeschlos sen. Denkbar ist, Öffnungen in der Gegenfläche vor zusehen, so daß die Ausnehmung bodenseitig ledig lich teilweise geschlossen ist.Even when attaching the front or back it is advantageous if the shaft is embraced at the end. This way verbes the leadership and radial resilience of the Connection significantly. A preferred element has therefore a recess in which the shaft end is introduced on the side. On the bottom is the Aus against the face of the shaft overlying opposite surface of the element closed sen. It is conceivable to have openings in the counter surface watch so that the recess on the bottom is single is partially closed.

Mit dem Ziel einer Vereinfachung der Fertigung ist ein Element bevorzugt, bei dem die Gegenfläche auf einer axialen Verlängerung an der von der Welle ab gewandten Seite angeordnet ist. Somit wird das Ele ment von der Welle auf seiner gesamten Dicke in ei ner Ausnehmung durchgriffen. Bei der Herstellung ergeben sich erhebliche Vorteile, da lediglich die zylindrische Ausnehmung, beispielsweise eine Boh rung, in das Element einzubringen ist. Die axiale Verlängerung mit der Gegenfläche läßt sich bei spielsweise durch Verschweißung oder Verklebung mit dem Element verbinden.With the aim of simplifying manufacturing prefers an element with the counter surface on an axial extension on the from the shaft facing side is arranged. Thus the Ele ment from the shaft over its entire thickness in egg reached through recess. In the preparation of there are considerable advantages since only the cylindrical recess, for example a Boh tion to be incorporated into the element. The axial Extension with the counter surface can be done with for example by welding or gluing connect to the element.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei bungsteil entnehmen, in dem Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert sind. Die Zeichnung zeigt in prinzipienhafter DarstellungFurther details, features and advantages of the Er can be found in the following description remove exercise part in the embodiments are explained in more detail with reference to the drawing. The Drawing shows in principle representation

Fig. 1 Querschnitt durch eine Welle mit reib schlüssig festgelegtem Abtriebselement, Fig. 1 cross section through a shaft with friction-fitting manner with a prescribed output member

Fig. 2 Querschnitt durch Welle und Abtriebs element mit Formschluß an einer Kante, Fig. 2 cross-section through the shaft and driven element with positive locking at an edge,

Fig. 3 Stirnseitige Draufsicht auf das Element mit Welle in Fig. 2, Fig. 3 Front side plan view of the element with the shaft in Fig. 2,

Fig. 4 Stirnseitige Draufsicht auf eine alterna tive formschlüssige Verbindung, Fig. 4 End face plan view of an alterna tive form-fitting connection,

Fig. 5 Querschnitt durch das Element mit Welle in Fig. 4, Fig. 5 cross-section of the element with the shaft in Fig. 4,

Fig. 6 Draufsicht auf ein weiteres Element, Fig. 6 top view of a further element,

Fig. 7 Querschnitt durch eine Verbindung mit keilförmigem Führungssteg, Fig. 7 cross-section through a connection with a wedge-shaped guide bar,

Fig. 8 Querschnitt durch eine drehmomentbegren zende Verbindung zwischen Welle und Ab triebselement. Fig. 8 cross section through a torque limiting connection between the shaft and from the drive element.

In Fig. 1 ist eine Welle (1) mit einem an ihrer Stirnseite (2) befestigten Element (3) - im Bei spiel ein Rad - zum An- oder Abtrieb dargestellt, welches durch eine Spannschraube (4) fixiert ist. Zur axialen und azimutalen Festlegung dient eine nahe dem äußeren Rand der Stirnseite (2) angeord nete Erhöhung (5) mit keilstumpfförmigem Quer schnitt, die in eine komplementär geformte Nut (6) in der Gegenfläche (7) des Elementes (3) eingreift. Infolge der Querschnittsgestalt ist die Kraftwir kung zwischen den seitlichen Flanken (8) von Erhö hung (5) und Nut (6) in Abhängigkeit vom Öffnungs winkel des Keils wesentlich größer als die von der Spannschraube (4) ausgeübte Kraft. Dabei stellen Spalte (9, 10) zwischen Stirnseite (2) und Gegen fläche (7) bzw. der Oberseite der Erhöhung (5) und dem Boden der Nut (6) sicher, daß die Flanken (8) die einzige Kontaktfläche zwischen Welle (1) und Element (3) bilden. Die vorteilhafte Folge ist eine Maximierung der Haftreibung, die eine reibschlüs sige azimutale Fixierung bewirkt. Daneben eröffnen sich die Möglichkeiten einer einfachen Fertigung der rotationssymmetrischen Teile, beispielsweise auf einer Drehbank, sowie des einfachen Lösens und Fixierens des Elementes (3), das mittels einer ein zelnen Spannschraube (4) erfolgt und keine azimu tale Ausrichtung gegenüber der Welle (1) erfordert.In Fig. 1, a shaft ( 1 ) with an on its end face ( 2 ) attached element ( 3 ) - in the example of a wheel - shown for driving or driven, which is fixed by a clamping screw ( 4 ). For axial and azimuthal fixation is a near the outer edge of the end face ( 2 ) angeord designated elevation ( 5 ) with a truncated wedge-shaped cross section, which engages in a complementarily shaped groove ( 6 ) in the counter surface ( 7 ) of the element ( 3 ). As a result of the cross-sectional shape, the force effect between the side flanks ( 8 ) of heightening ( 5 ) and groove ( 6 ), depending on the opening angle of the wedge, is substantially greater than the force exerted by the clamping screw ( 4 ). Gaps ( 9 , 10 ) between the end face ( 2 ) and counter surface ( 7 ) or the top of the elevation ( 5 ) and the bottom of the groove ( 6 ) ensure that the flanks ( 8 ) are the only contact surface between the shaft ( 1 ) and element ( 3 ). The advantageous consequence is a maximization of static friction, which causes frictional azimuthal fixation. In addition, there is the possibility of simple production of the rotationally symmetrical parts, for example on a lathe, and of simply loosening and fixing the element ( 3 ), which is carried out by means of an individual clamping screw ( 4 ) and no azimuthal alignment with respect to the shaft ( 1 ) required.

Die Fig. 2 und 3 beschreiben eine alternative Möglichkeit der Verbindung zwischen einer Welle (1) und einem Element (3) in Draufsicht und Querschnitt entlang der Linie III-III′. Die azimutale Fixie rung erfolgt in diesem Fall durch Formschluß an ei ner Kante (11), die an einer Gegenkante (12) der
Gegenfläche (7) des Elementes (3) zum An- oder Ab trieb anliegt. Um einen sicheren Halt der Verbin dung zu gewährleisten, durchgreift die Welle (1) das Element (3) in einer zylindrischen Ausnehmung (13), an deren Seitenwänden sie gleichfalls an liegt. Die Gegenkante (12) wird durch eine axiale Verlängerung (14) des Elementes (3) gebildet, die im Beispiel einen halbkreisförmigen Umriß hat und beispielsweise durch Verschweißung angebracht ist. Die Spannschraube (4) dient der gegenseitigen axia len Fixierung von Elementen (3) und Welle (1). Figs. 2 and 3 describe an alternative way of the connection between a shaft (1) and an element (3) in top view and cross section along the line III-III '. The azimuthal fixation takes place in this case by positive locking on an edge ( 11 ), which on a counter edge ( 12 )
Counter surface ( 7 ) of the element ( 3 ) for driving or from abutting. To ensure a secure hold of the connec tion, the shaft ( 1 ) passes through the element ( 3 ) in a cylindrical recess ( 13 ), on the side walls of which it also lies. The opposite edge ( 12 ) is formed by an axial extension ( 14 ) of the element ( 3 ), which in the example has a semicircular outline and is attached, for example, by welding. The clamping screw ( 4 ) is used for the mutual axial fixation of elements ( 3 ) and shaft ( 1 ).

Die Welle (1) im vorbeschriebenen Beispiel läßt sich zwar schnell und einfach fertigen, hat jedoch aufgrund der asymmetrischen Massenverteilung eine Unwucht, die sich insbesondere bei hohen Drehzahlen nachteilig auswirkt. Daher ist eine die Unwucht ausschließende paarweise Anordnung der Kanten (11) sowie der zugehörigen Gegenkanten (12) symmetrisch zur Achse der Welle (1) bevorzugt. Ein Beispiel zeigen die Fig. 4 und 5 in Draufsicht und Quer schnitt entlang der Linie V-V′. Die Gegenkanten (12) begrenzen dabei eine Brücke (16), die über eine stirnseitige Öffnung (17) der Ausnehmung (13) im Element (3) verläuft. Die Stirnseite (2) der Welle (1) ist mit einer entsprechenden Aussparung (18) versehen, die durch die Kanten (11) begrenzt und in die die Brücke (16) formschlüssig eingelegt ist.The shaft ( 1 ) in the example described above can be manufactured quickly and easily, but has an imbalance due to the asymmetrical mass distribution, which has a disadvantageous effect especially at high speeds. A pair-wise arrangement of the edges ( 11 ) and the associated counter edges ( 12 ) symmetrical to the axis of the shaft ( 1 ) is therefore preferred. An example is shown in FIGS. 4 and 5 in top view and cross section along the line VV '. The counter edges ( 12 ) delimit a bridge ( 16 ) which runs over an end opening ( 17 ) of the recess ( 13 ) in the element ( 3 ). The end face ( 2 ) of the shaft ( 1 ) is provided with a corresponding recess ( 18 ) which is delimited by the edges ( 11 ) and into which the bridge ( 16 ) is inserted in a form-fitting manner.

Fig. 6 beschreibt eine kinematische Umkehrung die ser Anordnung, bei der ein stirnseitiger Steg (19) Welle (1) die Öffnung (17) des Elementes (3) aus füllt. Im Gegensatz zum vorhergehenden Beispiel ist die Öffnung unmittelbar, d. h. nicht auf einer axialen Verlängerung, in das Element (3) einge bracht. Eine Unterlegscheibe (20) gewährleistet die Fixierung durch die Spannschraube (4). Fig. 6 describes a kinematic reversal of this arrangement, in which an end web ( 19 ) shaft ( 1 ) fills the opening ( 17 ) of the element ( 3 ). In contrast to the previous example, the opening is introduced immediately, ie not on an axial extension, into the element ( 3 ). A washer ( 20 ) ensures fixation by the clamping screw ( 4 ).

Um das Aufsetzen des Elementes (3) auf die Welle (1) zu erleichtern, ist es von Vorteil, wenn der Steg (19) einen keilstumpfförmigen Querschnitt auf weist (Fig. 7). Die Spannschraube (4) ist in die sem Fall derart auszulegen, daß sie axiale Kräfte aufnimmt, die von der Welle (1) übertragene Drehmo mente aufgrund der Neigung von Kante (11) und Ge genkante (12) auf das Element (3) ausüben.In order to facilitate the placement of the element ( 3 ) on the shaft ( 1 ), it is advantageous if the web ( 19 ) has a wedge-shaped cross section ( FIG. 7). The clamping screw ( 4 ) is to be designed in this case such that it absorbs axial forces, the torque transmitted by the shaft ( 1 ) due to the inclination of the edge ( 11 ) and counter edge ( 12 ) exert on the element ( 3 ) .

Die Verbindung zwischen Welle (1) und Element (3) in Fig. 8 zeichnet sich dadurch aus, daß sich die azimutale Fixierung beider Bauteile bei Überschrei tung eines maximalen Drehmomentes selbsttätig löst. Zu diesem Zweck sind die Stirnseite (2) der Welle (1) und die Gegenfläche (7) des Abtriebselementes rotationssymmetrisch zur Wellenachse und Spann schraube (4) ausgebildet, so daß grundsätzlich ihre Drehung gegeneinander möglich ist. Zur Übertragung von Drehmomenten sind Gegenfläche (7) und Stirn seite (2) der Welle mit Bohrungen (21, 22) verse hen, die von durchgehenden Stiften (23) durchgrif fen werden, so daß ihr Fluchten miteinander sicher gestellt ist. Folglich ist, in Verbindung mit der axialen Fixierung durch die Spannschraube (4), die Übertragung niedriger Drehmomente möglich. Über schreitet das Moment jedoch einen vorgegebenen Grenzwert, so erfolgt ein Abscheren der Stifte (23) in der Ebene der Gegenfläche (7), in der sie vor zugsweise eine Sollbruchstelle aufweisen. Die Dreh momentübertragung ist in diesem Fall unterbrochen, während die Spannschraube (4) weiterhin eine axiale Fixierung des Elementes (3) auf der Welle (1) ge währleistet.The connection between the shaft ( 1 ) and element ( 3 ) in Fig. 8 is characterized in that the azimuthal fixation of both components automatically resolves when a maximum torque is exceeded. For this purpose, the end face ( 2 ) of the shaft ( 1 ) and the counter surface ( 7 ) of the output element are rotationally symmetrical to the shaft axis and clamping screw ( 4 ), so that their rotation against each other is possible in principle. For the transmission of torques, the counter surface ( 7 ) and the end face ( 2 ) of the shaft with holes ( 21 , 22 ) are hen, which are penetrated by continuous pins ( 23 ) so that their alignment with one another is ensured. Consequently, in connection with the axial fixation by the clamping screw ( 4 ), the transmission of low torques is possible. However, if the torque exceeds a predetermined limit value, the pins ( 23 ) are sheared off in the plane of the counter surface ( 7 ) in which they preferably have a predetermined breaking point. The torque transmission is interrupted in this case, while the clamping screw ( 4 ) continues to axially fix the element ( 3 ) on the shaft ( 1 ).

Im Ergebnis entstehen auf diese Weise Verbindungen zwischen Wellen und An- oder Abtriebselementen, die sich durch eine gute Funktionssicherheit und eine erheblich vereinfachte Fertigung auszeichnen.As a result, connections are created in this way between shafts and input or output elements that good functional reliability and a distinguish considerably simplified production.

Claims

1. Welle mit einem stirnseitig lösbar befestigten An- oder Abtriebselement, das durch ein axiales Spannteil an der Stirnseite der Welle fixiert ist und eine der Stirnseite der Welle gegenüberliegende Gegenfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Gegenfläche (7) des Elements (3) oder die Stirnseite (2) der Welle (1) mit einer zu ihrer Achse rotationssymmetrischen Erhöhung (5) versehen ist,
- die jeweils andere Fläche eine Nut (6) aufweist, in welche die Erhöhung (5) eingreift,
- Nut (6) und/oder Erhöhung (5) sich in Eingriffs richtung in ihrem Querschnitt verjüngen
- und das Spannteil Welle (1) und Element (3) ge geneinander preßt.

1. shaft with a releasably attached drive or output element, which is fixed by an axial clamping part on the end face of the shaft and has an opposite face of the end face of the shaft, characterized in that

the counter face ( 7 ) of the element ( 3 ) or the end face ( 2 ) of the shaft ( 1 ) is provided with an elevation ( 5 ) which is rotationally symmetrical with respect to its axis,
- The other surface has a groove ( 6 ) in which the elevation ( 5 ) engages,
- Groove ( 6 ) and / or elevation ( 5 ) taper in the direction of engagement in their cross section
- And the clamping part shaft ( 1 ) and element ( 3 ) ge presses against each other.

2. Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Stirnseite (2) und Gegenfläche (7) außerhalb von Erhöhung (5) und Nut (6) und/oder der Boden der Nut (6) von der Oberseite der Erhöhung (5) durch einen Spalt (9, 10) beabstandet sind.2. Shaft according to claim 1, characterized in that the end face ( 2 ) and counter surface ( 7 ) outside of the elevation ( 5 ) and groove ( 6 ) and / or the bottom of the groove ( 6 ) from the top of the elevation ( 5 ) through a gap ( 9 , 10 ) are spaced.

3. Welle mit einem stirnseitig lösbar befestigten An- oder Abtriebselement, das durch ein Spannteil an der Stirnseite der Welle fixiert ist und eine der Stirnseite der Welle komplementäre Gegenfläche aufweist, die form- und drehmomentschlüssig inein ander eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) eine Kante (11) aufweist, die senkrecht der Wellenachse über ihre gesamte Stirnseite (2) verläuft und an der eine Gegenkante (12) der Gegen fläche (7) anliegt.3. Shaft with a detachably fastened drive or output element, which is fixed by a clamping part on the end face of the shaft and has a complementary mating surface on the end face of the shaft, which engage in one another in a positive and torque-locking manner, characterized in that the shaft ( 1 ) has an edge ( 11 ) which extends perpendicular to the shaft axis over its entire end face ( 2 ) and on which a counter edge ( 12 ) of the counter surface ( 7 ) abuts.

4. Welle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (11) und/oder Gegenkanten (12) paar weise einen Steg (19) oder eine Aussparung (18) be grenzt.4. Shaft according to claim 3, characterized in that the edges ( 11 ) and / or counter edges ( 12 ) pair, a web ( 19 ) or a recess ( 18 ) be limited.

5. Welle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Stege (19) und Aussparungen (18) sich in Ein griffsrichtung verjüngen.5. Shaft according to claim 4, characterized in that webs ( 19 ) and recesses ( 18 ) taper in a handle direction.

6. Welle mit einem stirnseitig lösbar befestigten An- oder Abtriebselement, das durch ein axiales Spannteil an der Stirnseite der Welle fixiert ist und eine der Stirnseite der Welle gegenüberliegende Gegenfläche aufweist, die zur Wellenachse rotati onssymmetrisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß Stirnseite (2) und Gegenfläche (7) miteinander fluchtende Bohrungen (21, 22) aufweisen, die Boh rungen (21, 22) von einem gemeinsamen Stift (23) durchgriffen werden und der Durchmesser des Stiftes klein gegen den Durchmesser der Stirnseite (2) der Welle (1) ist.6. shaft with a releasably attached drive or output element, which is fixed by an axial clamping part on the end face of the shaft and has an opposite end face of the shaft, which is rotationally symmetrical to the shaft axis, characterized in that end face ( 2 ) and the counter surface (7) aligned bores (21, 22) which Boh extensions (21, 22) are penetrated by a common pin (23) and the diameter of the pin small compared to the diameter of the end face (2) of the shaft (1 ) is.

7. Welle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (23) aus einem weichen oder spröden Material besteht.7. Shaft according to claim 6, characterized in that the pin ( 23 ) consists of a soft or brittle material.

8. Welle nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Stift (23) in der Ebene zwischen Stirnseite (2) und Gegenfläche (7) mit einer Soll bruchstelle versehen ist.8. Shaft according to claim 6 or 7, characterized in that the pin ( 23 ) in the plane between the end face ( 2 ) and the counter surface ( 7 ) is provided with a predetermined breaking point.

9. Welle nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekenn zeichnet durch mehrere Bohrungen (21, 22).9. Shaft according to one of claims 6 to 8, characterized by several bores ( 21 , 22 ).

10. Welle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (3) eine Ausnehmung (13) aufweist, in die die Welle (1) end seitig eingebracht ist, und die bodenseitig ganz oder teilweise durch die Gegenfläche (7) abge schlossen ist.10. Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the element ( 3 ) has a recess ( 13 ), in which the shaft ( 1 ) is introduced at the end, and the bottom or all or part of the abge by the counter surface ( 7 ) is closed.

11. Welle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenfläche (7) auf einer axialen Verlänge rung (14) des Elementes (3) angeordnet ist.11. Shaft according to claim 10, characterized in that the counter surface ( 7 ) is arranged on an axial extension ( 14 ) of the element ( 3 ).