DE19907181B4 - Verbindung einer geschlitzten Hohlwelle, Hohlachse oder Hülse mit einem eingreifenden Gegenstück - Google Patents
Verbindung einer geschlitzten Hohlwelle, Hohlachse oder Hülse mit einem eingreifenden Gegenstück Download PDFInfo
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Abstract
Verbindung einer mit einem Ritzel (4) versehenen Hohlwelle (1) mit einer Welle (3), wobei die Hohlwelle (1) einen von dem Ritzel (4) abgewandten geschlitzten Bereich (2) aufweist, in den die Welle (3) paßt und in Gebrauchsstellung eingreift, wobei wenigstens ein den geschlitzten Bereich (2) umschließendes, hinsichtlich seines Durchmessers verstellbares Klemm- oder Spannelement (5) zur Verklemmung des geschlitzten Bereiches (2) mit der eingreifenden Welle (3) vorgesehen ist und der geschlitzte Bereich (2) sich in axialer Richtung erstreckend Schlitze (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schlitze (9) an beiden Enden und somit auch an dem zum Einstecken der Welle (3) offenen Ende der Hohlwelle (1) geschlossen sind und daß der dem Einsteckende der Hohlwelle (1) zugewandte Anfang der Schlitze (9) von diesem Einsteckende oder der Stirnseite (10) der Hohlwelle (1) einen Abstand hat, so dass sich unmittelbar an der Stirnseite (10) der Hohlwelle (1) ein geschlossen umlaufender Ringbereich (11) ergibt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Verbindung einer mit einem Ritzel versehenen Hohlwelle mit einer Welle, wobei die Hohlwelle einen von dem Ritzel abgewandten geschlitzten Bereich aufweist, in den die Welle paßt und in Gebrauchsstellung eingreift, wobei wenigstens ein den geschlitzten Bereich umschließendes, hinsichtlich seines Durchmessers verstellbares Klemm- oder Spannelement zur Verklemmung des geschlitzten Bereiches mit der eingreifenden Welle vorgesehen ist und der geschlitzte Bereich sich in axialer Richtung erstreckende Schlitze aufweist.
- Eine derartige Verbindung ist bekannt und dient dazu, die Abtriebswelle eines Motors, also die Motorwelle, mit einem zu drehenden Gegenstück oder einem Getriebe drehfest zu kuppeln. Die geschlitzte Hohlwelle erlaubt dabei eine Anpassung an unterschiedliche Durchmessertoleranzen der eingreifenden und zu verbindenden Welle, weil durch das den Umfang verkleinernde Spannelement die Schlitzweite vermindert und der Umfang der geschlitzten Hohlwelle so angepaßt werden kann, daß diese an das eingreifende Gegenstück reibschlüssig angepreßt wird. Dies gelingt um so besser, je mehr derartige Schlitze vorhanden sind und bei üblichen Lösungen werden deshalb zwei einander auf einem Durchmesser gegenüberliegende oder drei gleichmäßig am Umfang verteilte, jeweils an dem Einsteckende, der Hohlwelle offen mündende Schlitze vorgesehen. Dabei geht man davon aus, daß diese frei oder offen endenden Schlitze eine gute Nachgiebigkeit des geschlitzten Bereiches der Hohlwelle ergeben.
- Gleichzeitig ergibt sich jedoch durch diese an ihren Enden offenen Schlitze beim Verbinden mit dem einsteckbaren Gegenstück, daß das Spannelement mit seinem Schlitz präzise an einen der Schlitze der Hohlwelle angepaßt werden muß, um Relativbewegungen zwischen der Innenseite des Spannelementes und der Außenseite der geschlitzten Hohlwelle beim Spannen und dabei möglicherweise Verspannungen zu vermeiden, die ein genügend festes Zusammenpressen verhindern könnten. Ferner werden die Schlitze durch das Verspannen konisch verformt, das heißt die ursprünglich parallel laufenden Schlitzbegrenzungen werden durch die Verformung in eine Schrägstellung zueinander gebracht, wodurch in axialer Richtung gesehen sich ändernde Preßkräfte und- Durchmesser entstehen können, die zu Bewegungsungenauigkeiten der rotierenden Teile führen. Dabei ist es sogar möglich, daß das geschlitzte Teil und das dort einsteckbare Gegenstück in nicht genau fluchtender Lage verpreßt werden können, so daß beim Rotieren aufgrund des Fluchtungsfehlers ein unrunder Lauf entsteht, der Lager, Verzahnungen usw. zusätzlich belastet, entsprechende Geräusche erzeugt und den Verschleiß erhöht.
- Aus
DE-OS 14 50 122 - Es besteht deshalb die Aufgabe, eine drehfeste Verbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher ohne wesentlichen zusätzlichen Aufwand eine präzise Verformung des geschlitzten Bereiches mit gleichmäßiger Anpressung an das zu verbindende Gegenstück ermöglicht und dadurch auch die Koaxialität und Fluchtung verbessert werden.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer geschlitzten Hohlwelle, Hohlachse oder Hülse vorgesehen, daß alle Schlitze an beiden Enden und somit auch an dem zum Einstecken der Welle offenen Ende der Hohlwelle, geschlossen sind und daß der dem Einsteckende der Hohlwelle zugewandte Anfang der Schlitze von diesem Einsteckende oder der Stirnseite der Hohlwelle einen Abstand hat, so dass sich unmittelbar an der Stirnseite der Hohlwelle ein, geschlossen umlaufender Ringbereich ergibt.
- Statt eines oder mehrerer durchgehender und freimündender Schlitze, die das Einsteckende der Hohlwelle, Hohlachse oder Hülse in einzelne Klemmzungen unterteilen, wird also am Ende des Klemmbereiches eine nicht unterbrochene Stirnseite und in dem Falle, daß alle axialen Schlitze an diesem Ende geschlossen sind, ein ununterbrochen umlaufender Ringbereich geschaffen, durch welchen die Hohlwelle oder dergleichen an ihrer offenen Stirnseite stabilisiert wird und gleichzeitig verbesserte Zentrier- und Fluchtungseigenschaften erhält. Außerdem ergibt sich in dem geschlitzten Bereich beim Zusammendrücken und radialen. Verformen eine gleichmäßigere Verformung und eine gleichmäßigere Annäherung der jeweiligen Schlitzbegrenzungen und somit auch eine gleichmäßigere Durchmesserverkleinerung. Außerdem kann das eingesteckte und zu verbindende Gegenstück über einen größeren Axialbereich gehalten und verklemmt werden, so daß auch Winkel- oder Fluchtungsfehler nicht oder kaum auftreten oder eventuell sogar beim Einstecken ungewollt bewirkte Winkelfehler durch diese Verklemmung wieder zumindest weitestgehend ausgeglichen werden.
- Außerdem ist die Position des oder der Schlitze relativ zu den Schlitzen des Klemm- oder Spannelementes oder des Spannringes nicht mehr von Bedeutung, wodurch die Montage vor allem an schwer einsehbaren Stellen erleichtert wird. Schließlich ist es fertigungstechnisch einfacher, die Bearbeitungstoleranzen der Hohlwellenbohrung einzuhalten, da keine federnden Teile gedreht oder geschliffen werden müssen. Entsprechend genau kann die Bohrung gefertigt werden.
- Günstig ist es, wenn wenigstens zwei oder drei, vorzugsweise vier oder insbesondere fünf an ihren beiden Enden geschlossene Schlitze insbesondere gleichmäßig am Umfang der Hohlwelle verteilt vorgesehen sind. Dies ergibt eine gute Verteilung der Klemmkräfte in axialer und in Umfangsrichtung und eine definierte Verformung der Bohrung in dem geschlitzten Bereich. Da am Einsteckende ein praktisch umlaufender geschlossener Ringbereich bestehen bleibt, der einen ähnlichen Verformungswiderstand besitzt, wie ihn die Hohlwelle am entgegengesetzten Ende außerhalb des Schlitzbereiches hat, wird praktisch der gesamte geschlitzte Bereich geklemmt und es kommt zu wesentlich weniger starken Kantenträgern als bei stirnseitig offenen Schlitzen. Vor allem wird die Koaxialität und damit die Rundlaufgenauigkeit der Verbindung erhöht. Die Einführbarkeit des Gegenstückes kann dabei durch entsprechende Abrundungen oder Anfasungen erleichtert sein. Versuche haben gezeigt, daß für eine präzise Verbindung oder Kupplung zur Übertragung hoher Drehmomente fünf gleichmäßig am Umfang verteilte geschlossene Schlitze einen guten Kompromiß zwischen Herstellungsaufwand einerseits und Präzision der Verbindung andererseits darstellen. Vor allem ergibt sich dabei eine sehr hohe Rundlaufgenauigkeit.
- Die Anzahl der an ihren Enden geschlossenen Schlitze kann eine ungerade Zahl sein. Dadurch liegt auf einem Durchmesser einem Schlitz jeweils ein ungeschlitzter Bereich gegenüber.
- Die Schlitze können als Langlochungen ausgebildet, insbesondere ausgefräst sein und ihre Begrenzungen können bei noch offener Verbindung in unverformter Lage parallel zueinander verlaufen. Dies erlaubt eine preiswerte Herstellung mit einem einfache Fräswerkzeug.
- Die an ihren Enden geschlossenen axial verlaufenden Schlitze könnten in Abwandlung der koaxialen bzw. achsparallelen Lage gegenüber der Längsmittelachse auch unter einem spitzen Winkel schräg und insbesondere dabei parallel. zueinander angeordnet sein. Bei gleicher axialer Ausdehnung der Schlitze kann dadurch die absolute Schlitzlänge vergrößert werden, was zu einer einfacheren radialen Verformung des geschlitzten Bereiches führen kann.
- Unter axialer Richtung des Verlaufes der Schlitze wird also nicht nur eine koaxiale, achsparallele oder den Mantellinien folgende Anordnung, sondern auch eine solche verstanden, bei der der oder die Schlitze in axialer Richtung und dabei gleichzeitig etwas schräg zur Längsmittelachse oder zu den Mantellinien verlaufen.
- Der Abstand der Schlitze von dem Einsteckende oder der Stirnseite der Hohlwelle kann etwa der radialen Wandstärke oder Dicke der Hohlwelle entsprechen oder größer oder kleiner sein. Dadurch kann ein genügend fester umlaufender, der Stirnseite benachbarter Ringbereich geschaffen werden, der beim Verklemmen des geschlitzten Bereiches das gewünschte Widerstandsmoment hat.
- Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt in zum Teil schematisierter Darstellung:
-
1 eine auseinandergezogene sogenannte Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Verbindung zwischen einer geschlitzten Hohlwelle und einer in diese passenden weiteren Welle mit einem Spannelement, wobei zwei einander auf einem Durchmesser gegenüberliegende, an beiden Enden geschlossene Schlitze vorgesehen sind, in schaubildlicher Darstellung, -
2 die Verbindung gemäß1 in montiertem Zustand ebenfalls in schaubildlicher Darstellung, -
3 einen Querschnitt der Verbindung im Bereich des Spannelementes, wobei die Schlitze des Spannelementes und die Schlitze des geschlitzten Bereiches gegeneinander verdreht sind, -
4 eine der1 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform, bei welcher drei an den Enden geschlossene Schlitze gleichmäßig am Umfang verteilt sind, -
5 eine der2 entsprechende Darstellung, -
6 einen Querschnitt des Verbindungsbereiches und des Spannelementes, wobei die beiden Schlitze gegenüber den drei Schlitzen des geschlitzten Bereiches im Umfangsrichtung verdreht sind, sowie -
7 eine der6 entsprechende Darstellung, bei welcher einer der Schlitze der geschlitzten Hohlwelle in Übereinstimmung mit dem durch eine Querschraube verstellbaren Schlitz des Spannelementes ist. - In den
2 und5 ist jeweils die in den1 und4 vor der Montage dargestellte Verbindung einer geschlitzten Hohlwelle1 mit einem in deren geschlitzten Bereich2 passenden und eingreifenden Gegenstück, in diesem Falle einer Welle3 , dargestellt. Die Hohlwelle1 ist dabei in diesen Ausführungsbeispielen mit einem Ritzel4 versehen, das heißt die Welle3 kann eine Motorwelle sein, die mit dem Motorritzel4 über diese Verbindung kraftschlüssig gekuppelt wird. Die kraftschlüssige Verbindung erfolgt dabei mit einem den geschlitzten Bereich2 gemäß2 ,3 ,5 ,6 und7 umschließenden, hinsichtlich seines Durchmessers verstellbaren Klemm- oder Spannelement5 ; welches einen geschlitzten Ring6 und eine einen offenen Schlitz7 durchsetzende Spannschraube8 aufweist. Durch Anziehen der Spannschraube8 kann der Innendurchmesser des Spannringes6 in bekannter Weise verkleinert werden, was zu einem entsprechenden radialen Verformen des geschlitzten Bereiches2 aufgrund der Nachgiebigkeit von dort vorgesehenen Schlitzen9 führt. Im Ausführungsbeispiel gemäß1 bis3 sind dabei zwei sich auf einem Durchmesser etwa gegenüberliegende Schlitze9 vorgesehen, während beim Ausführungsbeispiel nach4 bis7 drei derartige Schlitze gleichmäßig am Umfang. der Hohlwelle1 verteilt sind. In beiden Ausführungsbeispielen sind die Schlitze9 an beiden Enden und somit auch an dem zum Einstecken des Gegenstückes, also der Welle3 , offenen Ende der Hohlwelle1 , die auch eine Hohlachse oder Hülse sein könnte, geschlossen. Somit ergibt sich in axialer Richtung . benachbart zu dem geschlitzten Bereich2 unmittelbar an 'der Stirnseite10 der Hohlwelle1 noch ein geschlossen umlaufender Ringbereich11 , der den geschlitzten Bereich2 auch nach der Stirnseite10 hin stabilisiert, so daß die Übertragung der Spannkräfte von dem Spannelement5 gleichmäßiger über die Länge der Schlitze9 in dem geschlitzten Bereich2 verteilt werden kann. Entsprechend präzise ist die Verbindung zwischen der Hohlwelle1 und dem Gegenstück bzw. der Welle3 . - Der dem Einsteckende bzw. der Stirnseite
10 zugewandte Anfang der Schlitze9 hat dabei von der Stirnseite10 der Hohlwelle1 einen Abstand, der wenigstens etwa der radialen Wandstärke oder Dicke dieser Hohlwelle1 entspricht oder eventuell auch größer ist, so daß dieser Ringbereich11 eine entsprechend große Stabilität hat. - In
3 ist erkennbar, daß bei, einer Ausführungsform mit zwei sich radial gegenüberliegenden Schlitzen9 diese nicht in Übereinstimmung mit dem Schlitz7 und dem diesen wiederum gegenüberliegenden Schlitz7a des Spannelementes5 sein müssen, um dennoch eine gute Verklemmung zu erzielen. Es wäre aber möglich, die Schlitze9 und die Schlitze7 und7a miteinander in Übereinstimmung zu bringen. - In gleicher Weise ist in
6 dargestellt, daß bei einer Ausführungsform mit drei Schlitzen9 an der Hohlwelle1 keiner davon mit einem der Schlitze7 oder7a des Spannelementes5 in Übereinstimmung sein muß, während7 zeigt, daß aber einer der Schlitze9 in Übereinstimmung mit dem Schlitz7 montiert werden kann, um eine unmittelbare Übertragung der Verengung des Schlitzes7 auf diesen Schlitz9 zu bewirken. - Da bei allen Ausführungsbeispielen beidseitsder Enden der Schlitze
9 ununterbrochene Rand- oder Ringbereiche11 an der Hohlwelle1 vorgesehen sind, ergibt sich eine gleichmäßigere Verformung des geschlitzten Bereiches2 , als wenn die Schlitze9 an der Stirnseite10 offen münden würden. Entsprechend präzise ist die Hohlwelle1 und ihre Innenlängshöhlung bzw. Bohrung. Darüber hinaus kann auch die Außenseite nach der Schlitzung zum Beispiel zur Entfernung von Graten oder dergleichen gut bearbeitet werden, ohne daß dabei die zwischen den Schlitzen9 befindlichen Bereiche ausfedern und ausweichen. - Die zu einem Drehantrieb gehörende oder drehangetriebene Verbindung einer geschlitzten Hohlwelle
1 mit einem in den geschlitzten und hohlen beziehungsweise eine Bohrung aufweisenden Bereich2 passenden und eingreifenden Gegenstück, nämlich einer Motorwelle3 , weist wenigstens ein den geschlitzten Bereich2 umschließendes, hinsichtlich seines Innendurchmessers verstellbares Klemm- oder Spannelement5 – in der Regel mit einer Spannschraube8 – zur Verklemmung des geschlitzten Bereiches2 mit dem eingreifenden Gegenstück auf. Der oder die Schlitze9 des geschlitzten Bereiches2 sind dabei an beiden Enden geschlossen, so daß im Bereich der Stirnseite10 der Hohlwelle1 oder dergleichen ein geschlossener und somit stabilisierender Ringbereich insbesondere ununterbrochen umläuft.
Claims (6)
- Verbindung einer mit einem Ritzel (
4 ) versehenen Hohlwelle (1 ) mit einer Welle (3 ), wobei die Hohlwelle (1 ) einen von dem Ritzel (4 ) abgewandten geschlitzten Bereich (2 ) aufweist, in den die Welle (3 ) paßt und in Gebrauchsstellung eingreift, wobei wenigstens ein den geschlitzten Bereich (2 ) umschließendes, hinsichtlich seines Durchmessers verstellbares Klemm- oder Spannelement (5 ) zur Verklemmung des geschlitzten Bereiches (2 ) mit der eingreifenden Welle (3 ) vorgesehen ist und der geschlitzte Bereich (2 ) sich in axialer Richtung erstreckend Schlitze (9 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schlitze (9 ) an beiden Enden und somit auch an dem zum Einstecken der Welle (3 ) offenen Ende der Hohlwelle (1 ) geschlossen sind und daß der dem Einsteckende der Hohlwelle (1 ) zugewandte Anfang der Schlitze (9 ) von diesem Einsteckende oder der Stirnseite (10 ) der Hohlwelle (1 ) einen Abstand hat, so dass sich unmittelbar an der Stirnseite (10 ) der Hohlwelle (1 ) ein geschlossen umlaufender Ringbereich (11 ) ergibt. - Verbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei oder drei, vorzugsweise vier oder insbesondere fünf an ihren beiden Enden geschlossene Schlitze ' (9) insbesondere gleichmäßig am Umfang der Hohlwelle (
1 ) verteilt vorgesehen sind. - Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der an ihren Enden geschlossenen Schlitze (
9 ) eine ungerade Zahl ist. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis.3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (
9 ) als Langlochungen ausgebildet, insbesondere ausgefräst sind und ihre Begrenzungen bei noch offener Verbindung in unverformter Lage parallel zueinander verlaufen. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an ihren Enden geschlossenen Schlitze (
9 ) gegenüber der Längsmittelachse unter einem spitzen Winkel schräg und insbesondere parallel zueinander angeordnet sind. - Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Schlitze (
9 ) von dem Einsteckende oder der Stirnseite (10 ) der Hohl welle (1) etwa der radialen Wandstärke oder Dicke der Hohlwelle (1 ) entspricht oder größer oder kleiner ist.
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