DE19641133A1 - Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen, umfassend ein Wellenende, ein dieses umgebendes Nabenteil und eine dazwischen befindliche konische Spannbüchse.

Eine solche Art einer Wechselvorrichtung der Wellen-Nabe-Ver­ bindung ist bekannt (vergleiche Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 18. Auflage, G25, Bild 33f).

Bei einem gewünschten Wechsel des Nabenteils besteht hierbei jedoch der Nachteil, daß die Sicherungsmutter mitsamt dem Sicherungsring vollständig entfernt werden muß, damit ein Abziehen des Nabenteils möglich wird. Dies führt zu zusätzlichen, teuren Arbeitsschritten und verlangsamt die Werkzeugwechselzeiten.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen der obengenannten Art zu entwickeln, bei der ein schneller Wechsel des Nabenteils möglich ist, wobei alle anderen an der Wellen-Nabe-Verbindung beteiligten Teile am Wellenende montiert bleiben und die darüberhinaus eine sichere Kraftübertragung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Mittel zur unverlierbaren Halterung der Spannbüchse an dem Wellenende vorgesehen sind, und die Mittel gleichzeitig zur Einleitung einer biaxialen Verschiebung der Spannbüchse relativ zum Wellenende dienen. Hierdurch wird eine schnelle "Überkopf"-Mon­ tage/Demontage des Nabenteils ermöglicht, wobei die übrigen Teile der Wechselvorrichtung am Wellenende montiert verbleiben. Durch die biaxiale Verschiebung der Spannbüchse ist jederzeit ein einwandfreies Lösen und ein sicheres Klemmen der Wellen-Nabe-Verbindung gewährleistet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist die konische Spannbüchse mit einem konischen Innenbereich versehen und das Wellenende ist konisch, wobei der konische Innenbereich mit dem konischen Wellenende korrespondiert. Auf diese Weise kann der Außendurchmesser der Spannbüchse zylindrisch gehalten werden, was zu einer entsprechend einfacheren Ausführung des Nabenteils führt.

Es ist zweckmäßig, wenn die Einleitung der biaxialen Verschiebung hydraulisch erfolgt. Hydraulische Stellmechanismen sind sehr robust, sicher im Betrieb und es sind nur wenig Bauteile erforderlich.

Eine weitere sinnvolle Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Mittel zur unverlierbaren Halterung der Spannbüchse und zur gleichzeitigen Einleitung der biaxialen Verschiebung in Form eines mit dem Wellenende verschraubten Spanndorns und in Form einer auf den Spanndorn aufgeschraubten Spannmutter ausgeführt sind und daß ein Innenabsatz der Spannbüchse in einen durch einen umlaufenden Absatz des Spanndorns und der Spannmutter gebildeten Zwischenraum eingreift, wobei axiale Spielfreiheit der Spannbüchse verbleibt. Dies führt zu einer konstruktiv sehr einfachen und damit preiswerten Lösung bei einwandfreier Funktion.

Es ist zweckmäßig, wenn die Spannmutter und der umlaufende Absatz jeweils an ihrer dem Innenabsatz zugewandten Seite mit umlaufenden Nuten versehen sind, in denen jeweils ein Dichtungsring und ein Druckring verschieblich aufgenommen sind, wobei der Spanndorn und die Spannmutter jeweils Mittel zum Druckaufbau in den Nuten beziehungsweise zur Entlüftung derselben aufweisen. Somit kann durch die Spannmutter und den umlaufenden Absatz und den in ihren Nuten vorgesehenen Druckring sehr leicht und zuverlässig eine axiale Verschiebung auf die Spannbüchse übertragen werden.

Es ist sinnvoll, zwischen Wellenende und Spanndorn einen Paßring vorzusehen. Damit kann der Spanndorn bedarfsgerecht in das Wellenende eingepaßt werden.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht vor, daß die biaxiale Verschiebung der Spannbüchse mechanisch erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß keine weiteren Energiemedien zur Betätigung der Wechselvorrichtung notwendig sind.

Dabei sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung vor, daß die Mittel zur unverlierbaren Halterung der Spannbüchse und der gleichzeitigen Einleitung einer biaxialen Verschiebung in Form eines Gewindebolzens, einer Gewindebüchse, eines Halterings, einer Wellenmutter und einer doppelt wirkenden axialen Lagerung ausgeführt sind. Da die genannten Elemente einfach gefertigt werden können beziehungsweise Standardbauteile darstellen, kann die Wechselvorrichtung kostengünstig hergestellt werden.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Gewindebolzen fest mit dem Wellenende verschraubt ist und die Gewindebüchse über ein Innengewinde drehbar mit einem Außengewinde des Gewindebolzens verbunden ist, geeignet zur Erzeugung einer biaxialen Verschiebung der Gewindebüchse beim Verdrehen der Gewindebüchse. Durch diese Ausgestaltung des Erfindungsgedankens, kann sehr leicht und zuverlässig eine biaxiale Verschiebung der Gewindebüchse eingeleitet werden.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sieht dabei vor, daß die doppelt wirkende axiale Lagerung auf der Gewindebüchse fest montiert ist und die biaxiale Verschiebung der Gewindebüchse auf die Spannbüchse beziehungsweise den Haltering überträgt, wobei der Haltering mit der Spannbüchse verschraubt ist. Durch diese Maßnahme wird eine Rotationsbewegung der Gewindebüchse mit geringstmöglicher Reibung durchgeführt und die erzeugte biaxiale Bewegung der Gewindebüchse zuverlässig auf die Spannbüchse übertragen.

Es ist für die Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zweckmäßig, wenn die doppelt wirkende axiale Lagerung über eine Wellenmutter gegen einen Absatz der Gewindebüchse gedrückt wird. Hierdurch läßt sich eine leichte und zuverlässige feste Montage der doppelt wirkenden axialen Lagerung auf der Gewindebüchse erzielen.

Wenn zwischen der doppelt wirkenden axialen Lagerung und der Wellenmutter ein Dichtungsring vorgesehen ist und der Absatz mit radialen Dichtungselementen versehen ist, wird eine gute Abdichtung der doppelt axialen Lagerung erzielt.

Vorteilhafterweise weist der Gewindebolzen einen Flansch auf, der in einer kreisförmigen Vertiefung des Wellenendes verschraubt ist. Dies erlaubt eine leichte und platzsparende Verbindung des Gewindebolzens mit dem Wellenende.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, daß der Gewindebolzen im Anschluß an den Flansch einen Wellenabsatz aufweist, der mit einem rechten Innendurchmesser der Gewindebüchse korrespondiert. Somit kann eine zusätzliche axiale Führung der Gewindebüchse erreicht werden.

Wenn die Gewindebüchse ein mutterförmiges Ende aufweist, erlaubt dies den Einsatz eines geeigneten Werkzeuges zum Betätigen der Wechselvorrichtung.

Vorteilhafterweise ist die Spannbüchse mit Längsschlitzen versehen, wodurch eine gute radiale Verformbarkeit erzielt wird.

Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, die Längsschlitze mit elastischem Dichtungsmaterial zu vergießen. Auf diese Weise kann ein Eindringen von Staub, Wasser, Schmutz oder dergleichen verhindert werden.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Schnellwechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen anhand konkreter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine hydraulisch betriebene Schnellwechselvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Stirnansicht auf ein Teil der Schnellwechselvorrichtung, nämlich die Spannbüchse, gemäß Fig. 1, wobei nur dieses Teil dargestellt ist;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine mechanische Schnellwechselvorrichtung gemäß der Erfindung.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Auf der rechten Seite der Fig. 1 ist ein konisches Wellenende 10 zu erkennen, welches von einem Nabenteil 20 umgeben ist. Das Nabenteil 20 kann z. B. eine Profil-Form-Richtrolle oder ein vergleichbares Werkzeug sein, welches möglichst schnell und mit geringem Aufwand gewechselt werden soll. Die erfindungsgemäße Schnellwechselvorrichtung 1 soll, wie bereits erwähnt, einerseits ein schnelles und einfaches Demontieren des Nabenteils 20 ermöglichen, zum anderen einen sicheren und festen Halt des Nabenteils 20 auf dem Wellenende 10 gewährleisten. Wie ersichtlich, besteht die Schnellwechselvorrichtung 1 im wesentlichen aus einer Spannbüchse 30, einem Spanndorn 40 und einer Spannmutter 50. Um die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schnellwechselvorrichtung besser zu verstehen, wird bei der Beschreibung der Teile auch gleichzeitig deren Montage beschrieben.

Die in der Fig. 1 dargestellten Teile sind im wesentlichen rotationssymmetrisch. Wie ersichtlich, weist der Spanndorn 40 an seiner rechten Seite ein Außengewinde 404b auf, an das sich ein umlaufender Absatz 403 anschließt. Vor der Montage wird zunächst ein Paßring 80 über das rechte Außengewinde 404b bis zum umlaufenden Absatz 403 geschoben. Der Spanndorn 40 wird alsdann mit seinem rechten Außengewinde 404b in eine entsprechende Gewinde-Sackbohrung 101 des konischen Wellenendes 10 vollständig eingeschraubt. Die Bedeutung des Paßrings 80 wird später noch erläutert. Wie ferner aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Spanndorn 40 im Bereich des umlaufenden Absatzes 403 eine umlaufende Nut 4030 auf, welche zum linken Ende des Spanndorns 40 hin geöffnet ist. In der umlaufenden Nut 4030, und zwar auf deren Boden, ist ein Dichtungsring 60b vorgesehen. Auf dem Dichtungsring 60b wiederum liegt ein Druckring 70b auf. An den umlaufenden Absatz 403 schließt sich ein zweiter Wellenabsatz 405 an, welcher in seinem Außendurchmesser deutlich kleiner ist als der umlaufende Absatz 403 und geringfügig größer ist, als das rechte Außengewinde 404b des Spanndorns 40. Im Anschluß an den zweiten Wellenabsatz 405 ist ein linkes Außengewinde 404a vorgesehen, welches in seinem Umfang in etwa dem rechten Außengewinde 404b entspricht. Dem linken Außengewinde 404a folgt ein kurzes Endstück des Spanndorns 40 mit planer Oberfläche, welches einen geringfügig geringeren Außendurchmesser aufweist.

Wie bereits erwähnt, wird bei der Montage der Wechselvorrichtung zunächst der Spanndorn 40 fest in das konische Wellenende 10 eingeschraubt. Anschließend wird die Spannbüchse 30 von der linken Seite über den Spanndorn 40 auf das Wellenende 10 geschoben. Wie ersichtlich, weist die Spannbüchse 30 im Prinzip eine büchsenähnliche Form auf, wobei Boden und Deckel fehlen. Die Spannbüchse 30 weist über etwa 2/3 ihrer Länge, vom rechten Ende beginnend, einen sich verjüngenden konischen Innenbereich 304 auf, der mit dem konischen Wellenende 10 korrespondiert. An den konischen Innenbereich 304 schließt sich ein zylindrischer Innenbereich 305 an, dessen Breite nur geringfügig größer ist als die des umlaufenden Absatzes 403 des Spanndorns 40. Im Anschluß an den zylindrischen Innenbereich 305 ist ein umlaufender Innenabsatz 303 vorgesehen, an den sich wiederum ein zylindrischer Innenbereich 306 anschließt. Der zylindrische Innenbereich 306 weist dabei in etwa den Durchmesser des zylindrischen Innenbereichs 305 auf. Der Innendurchmesser des Innenabsatzes 303 ist wiederum geringfügig größer als der Außendurchmesser des zweiten Wellenabsatzes 405 des Spanndorns 40. Wie später noch ersichtlich wird, ist dies notwendig, damit ein störungsfreies axiales Hin- und Herbewegen der Spannbüchse 30 auf dem Wellenende 10 möglich ist.

Desweiteren ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß die Spannbüchse 30 im wesentlichen eine zylindrische Außenkontur aufweist. Lediglich im Bereich des linken zylindrischen Innenbereichs 306 ist ein konischer, sich zum linken Ende der Spannbüchse 30 verjüngender Außenbereich 307 vorgesehen, damit ein späteres Aufschieben des Nabenteils 20 über die Spannbüchse 30 erleichtert wird.

Wie ferner aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist, weist die Spannbüchse 30 über ihren Umfang gleichmäßig verteilt Längsschlitze 301 auf, welche im Bereich des Innenabsatzes 303 der Spannbüchse in Axialbohrungen 302 übergehen. Durch die Längsschlitze 301 wird die Spannbüchse 30 umfangseitig in Spannflügel 308 unterteilt, welche radial nach außen gedehnt werden können, was, wie später noch ersichtlich, für eine einwandfreie radiale Klemmwirkung der Spannbüchse 30 sehr vorteilhaft ist. Die Axialbohrungen 302 dienen lediglich zur Verminderung der Kerbwirkung. Nach Montage können die Längsschlitze 301 mit elastischer Dichtungsmasse vergossen werden, damit ein Eindringen von Staub oder dergleichen erschwert wird.

Nach beschriebenem Aufschieben der Spannbüchse 30 über den Spanndorn 40 und das Wellenende 10, wird die Spannmutter 50 so weit auf das linke Außengewinde 404a des Spanndorns geschraubt, bis diese am zweiten Wellenabsatz 405 anliegt. Der Außendurchmesser der Spannmutter 50 ist dabei geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des zylindrischen Innenbereichs 306, welcher nun die Spannmutter 50 etwa bis zur Hälfte umgibt. So kann eine Axialbewegung der Spannbüchse 30 nicht durch den Außendurchmesser der Spannmutter (50) behindert werden.

Die Breite der Spannmutter 50 entspricht in etwa der Breite des umlaufenden Absatzes 403 des Spanndorns, so daß die Spannmutter 50 ebenfalls ausreichend Platz für eine umlaufende Nut 503 aufweist, deren Öffnung zum Innenabsatz 303 der Spannbüchse 30 weist. In der umlaufenden Nut 503 sind, in gleicher Weise wie in der umlaufenden Nut 4030 sowohl ein Dichtungsring 60a als auch ein Druckring 70a vorgesehen.

Wie anhand von Fig. 1 nachvollziehbar ist, bildet die Wechselvorrichtung 1 nach beschriebener abschließender Montage der Spannmutter 50 ein in sich geschlossenes, mit dem Wellenende 10 fest verbundenes Spannsystem, wobei lediglich dem Innenabsatz 303 der Spannbüchse 30 ein durch die Spannmutter 50 und den Absatz 403 des Spanndorns 40 begrenzter axialer Verschiebeweg S verbleibt.

Die Fig. 1 zeigt die Wechselvorrichtung 1 im Betriebszustand "Spannen":
Hierbei wird über einen Hydrauliknippel 501 der Spannmutter 50 die umlaufende Nut 503 mit Öldruck beaufschlagt. Der Druckaufbau wirkt über einen Hydraulikkanal 5010 auf den Dichtungsring 60a und somit auch auf den nachgeschalteten Druckring 70a. Der Druckring 70a drückt dabei gegen die linke Seite 3030a des Innenabsatzes 303 der Spannbüchse 30 und versucht diese soweit wie möglich in Richtung des konischen Wellenendes 10 zu schieben. Durch die Längsschlitze 301 der Spannbüchse 30 ist es nun möglich, daß sich die Spannflügel 308 proportional zum axialen Verschiebeweg S in Richtung des Wellenendes radial nach außen spreizen und somit eine Klemmwirkung zwischen Spannbüchse 30 und Nabenteil 20 einerseits und Wellenende 10 andererseits entsteht. Die Klemmwirkung ist beachtlich, so daß die Wechselvorrichtung 1 zur Übertragung von hohen Drehmomenten sowie Radial- und Axialkräften zwischen Welle und Nabe auch ohne eine Paßfederverbindung geeignet ist.

Damit eine sichere Klemmung gewährleistet ist, muß zwischen der rechten Seite 3030b des Absatzes 303 und dem umlaufenden Absatz 403 des Spanndorns 40 auch im gespannten Zustand der Wechselvorrichtung ein schmaler Spalt verbleiben, wie auch in Fig. 1 dargestellt. Diesen kann man mittels des Paßrings 80 einstellen, welcher in seiner Dicke entsprechend geschliffen werden muß. Desweiteren ist darauf zu achten, daß in der Betriebsart "Spannen" die Spannbüchse 30 möglichst weit nach rechts in Richtung des Wellenendes 10 verschoben werden kann. Daher ist im Spanndorn 40 eine Entlüftung 402 vorgesehen, welche nach Betätigung einer Entlüftungsschraube 4020 entsprechende Entlüftungskanäle 4021 freigibt und somit der eventuell noch aus der Nut 4030 hervorstehende Druckring 70b problemlos in Richtung Nutboden nachgeben kann.

Soll die Wechselvorrichtung von der Betriebsart "Spannen" (Fig. 1) in die Betriebsart "Lösen" gebracht werden, so geht man wie folgt vor:
Über einen Hydrauliknippel 401 des Spanndorns wird Öl zugeführt, welches über einen Hydraulikkanal 4010 zum Dichtungsring 60b gelangt. Ähnlich, wie zuvor bei der Betriebsart "Spannen" in der Nut 503 wird nun in der umlaufenden Nut 4030 ein Öldruck aufgebaut, der über den Dichtungsring 60b auf den Druckring 70b wirkt. Der Druckring 70b wird somit in axialer Richtung nach links, aus der Nut 4030 herausgedrückt und wirkt somit unmittelbar auf die rechte Seite 3030b des Innenabsatzes 303, welcher somit nach links verschoben wird. Mit dem Verschieben des Innenabsatzes 303 wird natürlich gleichzeitig auch die gesamte Spannbüchse 30 axial nach links verschoben und aufgrund der Konizität bewegen sich die Spannflügel 308 wieder radial nach innen in ihre Ausgangsposition zurück, wodurch letztendlich die Klemmwirkung zwischen den beteiligten Komponenten (Wellenende 10, Spannbüchse 30, Nabenteil 20) aufgehoben wird. Wie man an Fig. 1 ersehen kann, ist der maximale axiale Verschiebeweg S der Spannbüchse 30 dabei durch die rechte Seite der Spannmutter 50 begrenzt, welche einen Anschlag für die linke Seite 3030a des Innenabsatzes 303 darstellt. Natürlich funktioniert das Lösen der Spannbüchse 30 nur einwandfrei, wenn auch hier eine Entlüftung 502 der umlaufenden Nut 503 vorgesehen ist, welche nach Betätigung einer Entlüftungsschraube 5020 einen entsprechenden Entlüftungskanal 5021 freigibt, so daß der eventuell noch hervorstehende Druckring 70a problemlos in Richtung Nutboden nachgeben kann. Da der Innendurchmesser 3031 (Fig. 2) des Innenabsatzes 303 geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des zweiten Wellenabsatzes 405 vom Spanndorn 40, kann auch hier eine leichte axiale Verschieblichkeit der Spannbüchse 30 nicht behindert werden.

Nun kann das Nabenteil 20 problemlos nach links von der Spannbüchse 30 und damit vom Wellenende 10 abgezogen und durch ein anderes Nabenteil ersetzt werden. Es sollte darauf geachtet werden, daß zwischen dem Außendurchmesser der Spannbüchse 30 und dem Innendurchmesser des Nabenteils 20 eine geeignete Passung eingehalten wird, die im gelösten Zustand der Wechselvorrichtung 1 ein leichtes axiales Verschieben des Nabenteils auf der Spannbüchse 30 ermöglicht.

Wie beschrieben, bilden der Spanndorn 40, die Spannbüchse 30 und die Spannmutter 50 sozusagen ein geschlossenes System, welches sowohl in der Betriebsart "Lösen" als auch in der Betriebsart "Spannen" mit dem Wellenende 10 verbunden bleibt, wobei nur der Spannbüchse 30 ein geringfügiges axiales Spiel verbleibt, welches zum Spannen und zum Lösen des Nabenteils 20 verwendet werden kann. Somit ist eine schnelle und einfache "Überkopf"-Montage/Demontage des Nabenteils 20 möglich.

In Fig. 3 ist nun eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wechselvorrichtung dargestellt. Im Gegensatz zur ersten Alternative (Fig. 1), welche hydraulisch arbeitet, wird die vorliegende Alternative mechanisch betätigt. Auch die in Fig. 3 dargestellten Teile sind im wesentlichen rotationssymmetrisch, wobei die Wechselvorrichtung 2 im wesentlichen aus einem Gewindebolzen 24, einer Gewindebüchse 25, einer Spannbüchse 23, einem Haltering 26, einer Wellenmutter 27 und einem doppelt wirkenden Axiallager 29 besteht. Wie noch erläutert wird, wirken diese Teile derart mit einem konischen Wellenende 22 und einem Nabenteil 21 zusammen, daß jederzeit ein schnelles und sicheres Klemmen des Nabenteils 21 auf dem Wellenende 22, aber auch ein leichtes Lösen des Nabenteils 21 möglich ist.

Der Gewindebolzen 24 weist auf der linken Seiten ein Außengewinde 243 und an seinem rechten Ende einen Flansch 241 mit entsprechenden Durchgangsbohrungen für Schrauben 242 auf. Zur Montage der Wechselvorrichtung 2 wird zunächst der Gewindebolzen 24 mit seinem Flansch 241 in eine kreisförmige Vertiefung 221 des konischen Wellenendes 22 eingefügt und mittels der Schrauben 242 befestigt. Anschließend wird die Spannbüchse 23 über das konische Wellenende 22 geschoben. Wie man an Fig. 3 sieht, weist auch hier die Spannbüchse 23 außen eine zylindrische Fläche und innen über etwa 2/3 ihrer Länge einen konischen Innenbereich 234 auf, der mit der Konizität des Wellenendes 22 korrespondiert. Desweiteren sind Längsschlitze 231 vorgesehen, die vergleichbar mit der in Fig. 1 gezeigten Spannbüchse ein radiales Aufspreizen der Spannbüchse und damit eine Klemmwirkung ermöglichen sollen. Die Spannbüchse 23 weist ferner im Bereich des linken vorderen Drittels einen umlaufenden Innenabsatz 232 auf, dessen Innendurchmesser in etwa dem Durchmesser der kreisförmigen Vertiefung 221 vom Wellenende 22 entspricht. Desweiteren weist die Spannbüchse 23 an ihrem linken Ende eine plane Stirnfläche 233 auf.

Die Gewindebüchse 25 ist mit einem Innengewinde 254 versehen, welches mit dem Außengewinde 243 verschraubt werden kann. An das Innengewinde 254 schließt sich ein rechter Innendurchmesser 257 an.

Die Gewindebüchse 25 weist ferner an ihrem rechten Ende einen Absatz 255 mit Dichtungselementen 256 auf, wobei deren Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser des Innenabsatzes 232 entspricht. Bis zu dem Absatz 255 wird das doppelt wirkende Axiallager 29 auf die Gewindebüchse 25 aufgeschoben, welches einen Mittelring 291 und zwei Seitenringe 292 aufweist. Zur Abdichtung wird danach ein Dichtungsring 28 aufgeschoben. Das doppelt wirkende Axiallager 29 und der Dichtungsring 28 werden anschließend mittels der Wellenmutter 27 gesichert, welche über ein Außengewinde 253 der Gewindebüchse 25 mit dieser verschraubt wird. Wie ferner ersichtlich ist, weist die Gewindebüchse 25 im Anschluß an das Außengewinde 253 ein mutterförmiges Ende 251 auf, innerhalb dessen auch ein Anschluß 252 für Schmierungskanäle 2520 vorgesehen ist. Diese Schmierungskanäle können später der Schmierung des doppelt wirkenden Axiallagers 29 dienen.

Zu guter Letzt muß noch der Haltering 26 mit der Spannbüchse 23 verschraubt werden. Der Haltering 26 weist einen Flansch 262 auf, der im Vergleich zur rechten Seite des Halterings 26 etwas nach links zurückversetzt ist. Hierdurch entsteht ein rechter Absatz 263, dessen Außendurchmesser in etwa dem Außendurchmesser des Mittelrings 291 vom doppelt wirkenden Axiallager 29 entspricht.

Der Haltering 26 wird nun soweit über die Gewindebüchse 25 geschoben, bis der rechte Absatz 263 gegen die linke Seite 2912 des Mittelrings 291 anschlägt. Anschließend wird der Haltering 26 mittels Schrauben 260 mit der Stirnfläche 233 der Spannbüchse verschraubt. Es ist wichtig, daß nach dem Verschrauben des Halterings 26 der Mittelring 291 ohne Spiel zwischen dem Innenabsatz 232 der Spannbüchse 23 einerseits und dem rechten Absatz 263 des Halterings andererseits eingefügt ist, um Axialkräfte spielfrei übertragen zu können.

Hierzu muß zwischen der Stirnfläche 233 der Spannbüchse 23 und dem Flansch 262 des Halterings ein minimaler Spalt verbleiben.

Es ist aus der Fig. 3 ersichtlich, daß bei der montierten Wechselvorrichtung 2 die Gewindebüchse 25 mitsamt der auf dieser montierten Teile eine Einheit bildet, welche bei Betätigung der Wechselvorrichtung 2 eine axiale Verschiebung S, vollführt, wobei lediglich der Gewindebolzen 24 in seiner Position ortsfest verbleibt. Dies wird nun anhand der Wirkungsweise der Wechselvorrichtung 2 näher erläutert.

Es sei angenommen, daß sich die Wechselvorrichtung 2 gemäß Fig. 3 im Betriebszustand "Spannen" befindet. Um die Spannung, das heißt die Klemmwirkung der Spannbüchse 23 gegenüber dem Nabenteil 21 und dem Wellenende 22, zu lösen, ist es erforderlich, die Gewindebüchse 25 an ihrem mutterförmigen Ende 251 mittels eines geeigneten Werkzeuges gegen den Uhrzeigersinn zu verdrehen. Dadurch wirkt ein axialer Kraftfluß, ausgehend vom Absatz 255 über den Mittelring 291 auf den rechten Absatz 263 des Halterings 26. Durch die Verschraubung von Haltering 26 und Spannbüchse 23 erfolgt somit auch eine gleichzeitige Axialbewegung nach links von der Spannbüchse 23. Die Wirkungsweise ist ähnlich wie bereits in Fig. 1 beschrieben. Die durch die Längsschlitze 231 geschaffenen Spannflügel der Spannbüchse 23 entspannen sich radial nach innen und geben so die Klemmung frei. Das Nabenteil 21 kann nun leicht nach links über die Spannbüchse 23 und den fluchtend angrenzenden Flansch 262 abgezogen werden. Anschließend kann ein anderes Nabenteil wieder auf die Spannbüchse 23 aufgeschoben werden. Dieser Wechselvorgang kann noch dadurch unterstützt werden, daß eine rohrförmige Abziehhilfe 90 vorgesehen ist, die an den Haltering 26 angelegt wird und mit der Spannbüchse 23 fluchtet. Eine entsprechende Abziehhilfe könnte natürlich auch bei der Wechselvorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzt werden.

Das anschließende Spannen des Nabenteils 21 erfolgt durch eine Rechtsdrehung des mutterförmigen Endes 251. Dabei wird eine Axialkraft über die Wellenmutter 27 eingeleitet, wobei diese durch die rechte Seite 2911 des Mittelrings 291 auf den Innenabsatz 232 der Spannbüchse 23 übertragen wird. Analog zu der in Fig. 1 beschriebenen Wirkung der Spannbüchse, wird auch hier durch die Spannbüchse 23 wiederum eine radial wirkende Klemmwirkung erzielt.

Da die Außendurchmesser der Seitenringe 292 geringfügig kleiner sind als die Innenbohrung 261 des Halterings beziehungsweise der Innendurchmesser des Innenabsatzes 232, ist eine leichtgängige rotatorische Relativbewegung zwischen Gewindebüchse 25 und Spannbüchse 23 bzw. Haltering 26 möglich. Eine zusätzliche axiale Führung der Gewindebüchse 25 wird durch ihren rechten Innendurchmesser 257 gewährleistet, der mit einem entsprechenden, an den Flansch 241 anschließenden Absatz des Gewindebolzens 24 korrespondiert.

Wie deutlich wird, ermöglicht auch das alternative Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wechselvorrichtung gemäß Fig. 3 eine "Überkopf"-(De-)Montage des Nabenteils 21, wobei alle Elemente der Wechselvorrichtung auf dem Wellenende 22 verbleiben können. Dies führt zu einer erheblichen Erleichterung und Beschleunigung eines Wechselvorgangs des Nabenteils 21.

Claims (18)

1. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen, umfassend ein Wellenende (10, 22), ein dieses umgebendes Nabenteil (20, 21) und eine dazwischen befindliche konische Spannbüchse (23, 30), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (40, 50 beziehungsweise 24, 25, 26, 27, 29) zur unverlierbaren Halterung der Spannbüchse (23, 30) an dem Wellenende (10, 22) vorgesehen sind und die Mittel (40, 50 beziehungsweise 24, 25, 26, 27, 29) gleichzeitig zur Einleitung einer biaxialen Verschiebung (S, S') der Spannbüchse (23, 30) relativ zum Wellenende (10, 22) dienen.

2. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Spannbüchse (23, 30) mit einem konischen Innenbereich (234, 304) versehen ist und das Wellenende (10, 22) konisch ist, wobei der konische Innenbereich (234, 304) mit dem konischen Wellenende (10, 22) korrespondiert.

3. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung der biaxialen Verschiebung (S) hydraulisch erfolgt.

4. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (40, 50) zur unverlierbaren Halterung der Spannbüchse und zur gleichzeitigen Einleitung der biaxialen Verschiebung (S) in Form eines mit dem Wellenende (22) verschraubten Spanndorns (40) und in Form einer auf den Spanndorn (40) aufgeschraubten Spannmutter (50) ausgeführt sind und daß ein Innenabsatz (303) der Spannbüchse (30) in einen durch einen umlaufenden Absatz (403) des Spanndorns und der Spannmutter (50) gebildeten Zwischenraum eingreift, wobei axiale Spielfreiheit der Spannbüchse (30) verbleibt.

5. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (50) und der umlaufende Absatz (403) jeweils an ihrer dem Innenabsatz (303) zugewandten Seite mit umlaufenden Nuten (503, 4030) versehen sind, in der jeweils ein Dichtungsring (60a, 60b) und ein Druckring (70a, 70b) verschieblich aufgenommen sind, wobei der Spanndorn (40) und die Spannmutter (50) jeweils Mittel (501, 5010, 401, 4010 beziehungsweise 502, 5020, 5021, 402, 4020, 4021) zum Druckaufbau in den Nuten (503, 4030) beziehungsweise zur Entlüftung derselben aufweisen.

6. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Wellenende (10) und Spanndorn (40) ein Paßring (80) vorgesehen ist.

7. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biaxiale Verschiebung (S') der Spannbüchse (23) mechanisch erfolgt.

8. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (24, 25, 26, 27,29) zur unverlierbaren Halterung der Spannbüchse (23) und der gleichzeitigen Einleitung einer biaxialen Verschiebung (S') in Form eines Gewindebolzens (24), einer Gewindebüchse (25), eines Halterings (26), einer Wellenmutter (27) und einer doppelt wirkenden axialen Lagerung (29) ausgeführt sind.

9. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 2, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (24) fest mit dem Wellenende (22) verschraubt ist und die Gewindebüchse

(25) über ein Innengewinde (254) drehbar mit einem Außengewinde (243) des Gewindebolzens (24) verbunden ist, geeignet zur Erzeugung einer biaxialen Verschiebung (S') der Gewindebüchse (25) beim Verdrehen der Gewindebüchse (25).

10. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 2 und 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelt wirkende axiale Lagerung (29) auf der Gewindebüchse (25) fest montiert ist und die biaxiale Verschiebung (S') der Gewindebüchse (25) auf die Spannbüchse (23) beziehungsweise den Haltering (26) überträgt, wobei der Haltering (26) mit der Spannbüchse (23) verschraubt ist.

11. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 2 und 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelt wirkende axiale Lagerung (29) über eine Wellenmutter (27) gegen einen Absatz (255) der Gewindebüchse (25) gedrückt wird.

12. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 2 und 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der doppelt wirkenden axialen Lagerung (29) und der Wellenmutter (27) ein Dichtungsring (28) vorgesehen ist und daß der Absatz (255) mit radialen Dichtungselementen (256) versehen ist.

13. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 2 und 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (24) einen Flansch (241) aufweist, der in einer kreisförmigen Vertiefung (221) des Wellenendes (22) verschraubt ist.

14. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 2 und 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (24) im Anschluß an den Flansch (241) einen Wellenabsatz aufweist, der mit einem rechten Innendurchmesser (257) der Gewindebüchse (25) korrespondiert.

15. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1, 2 und 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebüchse (25) ein mutterförmiges Ende (251) aufweist.

16. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbüchse (30, 23) mit Längsschlitzen (231, 301) versehen ist.

17. Wechselvorrichtung für Wellen-Nabe-Verbindungen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsschlitze (231, 301) mit elastischem Dichtungsmaterial vergossen sind.