DE2852494B2 - Drehmomentfreie Vorrichtung zur Befestigung eines Nabenansatzes auf einer Welle - Google Patents
Drehmomentfreie Vorrichtung zur Befestigung eines Nabenansatzes auf einer WelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine drehmomeritfreie Vorrichtung
zur Befestigung eines geschlossenen krciszylindri-
sehen Nabenansatzes auf einer Welle mit wenigstens
einem unter dem Einfluß der Befestigungskräfte elastisch verformbaren Keilring, der mit einer inneren
zylindrischen Klemmfläche unmittelbar auf den Nabenansatz aufgesetzt ist und der außen eine Keilfläche
i: aufweist, und mit einem äußeren Stützring, der im
Vergleich zum Keilring wenig verformbar ist, sowie mit über den Umfang verteilten axialen Spannschrauben.
Drehmomentfrei bedeutet, daß die Bauteile der Vorrichtung nicht im »Kraftfluß« des Drehmomentes
liegen, welches zwischen Welle und Nabe zu übertragen ist und den Nabenansatz durchfließt Drehmomentfreäe
Vorrichtungen der beschriebenen Gattung und Zweckbestimmung stehen damit im Gegensatz zu solchen (vgL
DE-PS 10 99 806), bei denen die Bauteile vom Kraftfluß des Drehmomentes durchflossen werden.
Bei einer bekannten Vorrichtung der beschriebenen Gattung (DE-OS 26 01 138) ist der auf den Nabenansatz
aufgesetzte Keilring verhältnismäßig dünnwandig. Auf die Keilfläche des Keilrings ist ein Spannring aufgesetzt,
in den die axialen Spannschrauben, die durch einen Radialflansch des Keilringes geführt sind, eingeschraubt
sind. Der Spannring besitzt eine äußere zylindrische Umfangsfläche, auf die der Stützring aus verhältnismäßig
festem Material mit einer entsprechenden zylindrisehen Innenumfangsfläche aufgesetzt ist Funktionell
arbeitet der innere Keilring gleichsam als Stauchring, der Rundheitstoleranzen und Toleranzen ;.n den
Keilflächen ausgleicht und bewirkt, daß die Befestigungskräfte mehr oder weniger ,gleichmäßig über den
gesamten Umfang des Nabenansatzes angreifen. Der Keilring wirkt insoweit gleichsam wie ein hydraulisches
Ausgleichspolster zwischen dem Nabenansatz und dem Spannring, der sich außen am Stützring abstützen kann.
In hersiellungstechnischer Hinsicht stört bei dieser bekannten Vorrichtung einerseits die Gestaltung des
verhältnismäßig dünnwandigen Keilringes, an den ein Radialflansch angeformt werden muß, sowie andererseits
die erforderliche Anpassung zwischen Außenumfang des Spannringes und Innenumfang des Stützringes.
so Eine zuverlässige Abstützung der radialen Kräfte des Spannringes am Stützring ist nämlich nur möglich, wenn
die einander zugeordneten Umfangsflächen von Spannring und Stützring enge Toleranzen aufweisen. In
montagetechnischer Hinsicht stört, daß Spannring und Stützring relativ zueinander nicht fixiert sind und daß
eine solche Fixierung erst dann eintritt, wenn die Vorrichtung durch Befestigungskräfte belastet wird.
Außerdem ergeben sich durch die konzentrische Anordnung von Spannring und Stützring verhältnismä-Big
große Durchmesser der Vorrichtung insgesamt, wodurch der Einsatz dieser Vorrichtung beschränkt ist.
Bei einer ähnlichen Vorrichtung (DE-PS 12 94 751) ist ebenfalls ein als Stauchring funktionierender Keilring
mit einer zylindrischen Innenfläche unmittelbar auf den Nabenansatz aufgepaßt. Dieser Keilring besitzt außen
zwei Keilflachen, auf denen sich zugeordnete Spannringe mit inneren Keilflächen abstützen. Die Spannschrauben
greifen an den Spannringen an. Wenn große
Drehmomente (ohne Rutschen) zu übertragen sind, ergeben sich bei der bekannten Vorrichtung, wenn man
sie nach den Regeln der Ingenieurkunst auslegt, große Außendarchmesser für die Spannringe. Diese bekannte
Vorrichtung hat sich daher zwar in funktioneller Hinsicht bewährt, sie baut aber nicht sehr kompakt Das
stört, wenn die räumlichen Verhältnisse beschränkt sind,
was im Schwermaschinenbau häufig der Fall ist Zwar kann man bei einer bekannten Vorrichtung vorgegebener
Auslegung das ohne Rutschen übertragbare Grenzdrehmoment vergrößern, indem man die Vorrichtung
so gestaltet daß unterschiedliche elastische
Verformungen der Spannringe im Bereich der Spannschrauben oder Spannschraubenbohrungen einerseits,
im Bereich zwischen den Spannschrauben andererseits sich dem Nabenansatz und der Welle mitteilen und
gleichsam einen polygonalen Mikroformschluß bewirken
(DE-AS 22 04 038), an dem grundsätzlichen Aufbau und der wenig kompakten Bauweise bei großen
Drehmomenten ändert sich jedoch dadurch nichts Wesentliches.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zup-unde, eine
Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung im Hinblick auf Herstellung und Montage zu vereinfachen.
Außerdem wird eine kompakte Bauweise auch bei Übertragung großer Drehmomente angestrebt
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst daß zwei mit Spannabstand gegeneinander gesetzte Keilringe vorgesehen
sind und daß der Stützring mit daran angeformten Gegenkeilflächen auf die Keilflächen der Keilringe
aufgesetzt ist wobei die Spannschrauben in Bohrungen eines Keilringes geführt und in Gewindebohrungen des,
anderen Keilrings eingeschraubt sind. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung können in Kombination
zu den vorstehend beschriebenen Merkmalen die Klemmflächen, die zugeordnete Nabenansatzfläche, die
Keilflächen und die Gegenkeilflächen als Gleitmittelhaftflächen ausgebildet und mit einer Gleitmittelschicht,
z. B. einer Gleitlackschicht versehen sein. Derartige Gleitschic'ten sind für sich bekannt (GB-PS 10 41 238,
DE-GM 18 90447). Als Gleitmittelhaftflächen sind die genannten Flächen ausgebildet wenn sie eine entsprechende
Aufrauhung in Form von Drehriefen oder dergleichen aufweisen, so daß das Gleitmittel ausreichend
festgehalten wird. Um nichtsdestoweniger sicherzustellen, daß nicht nur di; Montage, sondern
auch die Demontage der Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne weiteres geschehen kann, geht
ein weiterer Vorschlag der Erfindung dahin, daß die Keilflächen und die Gegenkeilflächen, zumindest unter
Berücksichtigung der Gleitmittelschicht einen außerhalb der Selbsthemmung liegenden Keilwinkel aufweisen.
Dabei können die Keilflächen und die Gegenkeilflächen mit unterschiedlichen Keilwinkeln ausgerüstet
sein.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann folglich auf die Anordnung eines oder mehrerer gesonderter
Spannringe verzichtet werden, weil die Keilringe sich mit ihren Keilflächen unmittelbar an den Gegenkeilflächen
des Stützringes abstützen können. Der Stützring bedarf, bis auf die Anformuiig der Gegenkeilflächen,
keiner Bearbeitung und kann werkstoffmäßig ohne weiteres so ausgebildet werden, daß er bei kleinem
Durchmesser alle Beanspruchungen aufzunehmen in der Lage ist. Obwohl die Keilringe im Bereich der
Bohrungen der Spannschrauben wegen der dort auftretenden elastischen Verformung nicht in dem
Maße zur Umsetzung der SpAnnkräfte zur Befestigung beitragen können, wie die Bereiche zwischen den
Spannschrauben, funktionieren sie dennoch im Sinne von Stauchringen und gleichen Rundheitstolereraen
sowie Toleranzen in den Keilflachen aus, wobei gleichzeitig der eingangs bereits beschriebene Effekt
eines polygonalen Mikroformschlusses verstärkt wird.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung itt
einfacher, weil günstigere Voraussetzungen für die Bearbeitung der Keilringe gegeben sind. Die Montage
to bietet praktisch keine Probleme, weil alle Teile der Vorrichtung sich gleichsam selbst ausrichten und
optimal zueinander einstellen. Die Bauhöhe bleibt wegen der möglichen großen Festigkeit des Stützringes
gering.
is Insbesondere kann mit einem einheitlichen Stützring
für beide Keilringe gearbeitet werden, der zwei gegenläufige Gegenkeilflächen aufweist und auf beide
Keilringe aufgesetzt ist Im Rahmen der Erfindung liegt es jedoch, mit zwei separaten Stützringen zu arbeiten,
die je einem Keilring zugeordnet sind. Dabei können diese Stützringe auch mit Verhüten ngsringen versehen
sein.
Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So wird man im
allgemeinen die Keilflächen der Keilringe und entsprechend'
die Gegenkeilflächen so gestalten, daß sie in Richtung auf den Spannabstand abnehmenden Radius
aufweisen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist auslegungsmäßig dadurch gekennzeichnet
daß der Stützring bzw. die Stützringe ein polares Flächenträgheitsmoment aufweisen, welches ein Vielfaches
des polaren Flächenträgheitsmomentes der Keilringe ausmacht Der Werkstoff, aus dem bei einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung die beschriebenen Bauteile aufgebaut sind, ist grundsätzlich beliebig,
jedoch liegt die Festigkeit des Stützringes bzw. der Stützringe regelmäßig beachtlich über der der Keiiringe.
Die Spannschrauben sind zweckmäßigerweise als hochdehnbare Schrauben ausgeführt Im Rahmen liegt
es, einen der Keilringe-, z. B. den der Nabe zugewandten Keilring, an den N&benansatz anzuformen. In der
Ausführungsform mit nach Maßgabe des zu übertragenden Drehmomentes mit Stufung versehenem Nabenansatz
empfiehlt die Erfindung, die Anordnung so zu treffen, daß die Keilringe einen der St jfung angepaßten
Durchmesser der Klemmfläche aufweisen und (mit durchgehenden Spannschrauben) beidseits der Stufung
angeordnet sind, während die Keilflächen so wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform gestaltet sind.
so Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Au3führungsbeispiel darstellenden Zeichnung
ausführlicher erläutert Es zeigt in schematicher Darstellung,
ι-' ί g. 1 teilweise im Axialschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im eingebauten Zustand mit Ntbenansatz und Welle,
ι-' ί g. 1 teilweise im Axialschnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung im eingebauten Zustand mit Ntbenansatz und Welle,
F i g. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der F i g. 1 aus Richtung des Pfeiles A,
Fig.3 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem
Fig.3 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem
F i g. 4 entsprechend der F i g. 3 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
F i g. 5 entsprechend der F i g. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung ist nun
zur Befestigung eines geschlossenen, d. h. ungeschlitzten, kreiszylindrischen Nabenansatzes 1 auf einer Welle
2 vorgesehen. Aus einer vergleichenden Betrachtung
der F i g. 1 und 2 entnimmt man unmittelbar, daß der Kraftfluß des zu übertragenden Drehmomentes die
eigentliche Befestigungsvorrichtung nicht durchfließt. Er fließt von der Welle 2 in den Nabenansatz 1 und vom
Nabenansatz 1 in die Nabe 3. Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau
zwei mit Spannabstand 4 gegeneinander gesetzte
aufweisen,
ein Keilgetriebe,
wobei das Keilgetriebe die axialen Spannkräfte der Spannschrauben 9 in bekannter Weise in radiale
Befestigungskräfte umsetzt
Die Keilringe 5, 6 besitzen jeweils eine innere zylindrische, unmittelbar auf den Nabenansatz 1
erwähnten Keilflächen 7,8. Auf die Keilflächen 7,8 der
Keilringe 5,6 ist ein Stützring 12 mit Gegenkeilflächen 13,14 aufgesetzt Dieser Stützring 12 ist im Vergleich zu
den Keilriemen 5, 6 wenig verformbar. Die Klemmflächen
10, 11, die zugeordnete Nabenansatzfläche 15, 16, die Keilflächen 7,8 und die Gegenkeilflächen 13,14 sind
als Gleitmittelhaftflächen ausgebildet und mit einer Gleitmittelschicht 17, z. B. einer Gleitlackschicht versehen.
Der vergrößerte Ausschnitt bei F i g. 3 macht dieses deutlich. Hier sind bei Keilfläche 7 und Gegenkeilfläche
13 Aufrauhungen 18 eingezeichnet, die die Ausbildung als Gleitmittelhaftflächen bewirken.
Im übrigen ist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Anordnung
so getroffen, daß die Keilflächen 7, 8 und die Gegenkeilflächen 13, 14 unter Berücksichtigung der
Gleitmittelschicht 17 einen außerhalb der Selbsthemmung liegenden Keilwinkel a aufweisen. Die Keilwinkel
a der beiden zu einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gehörenden Keiiringe 5, 6 können unterschiedlich sein,
was nicht gezeichnet ist. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist
ein einheitlicher Stützring 12 vorgesehen, der folglich zwei gegenläufige Gegenkeilflächen 13,14 aufweist, und
der auf beide Keilringe S, 6 aufgesetzt ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Keilflächen 7,8 der
Keilringe 5, 6 und entsprechend die Gegenkeilflächen 13,14 in Richtung auf den Spannabstand 4 abnehmenden
Radius aufweisen. Man erkennt, daß der Stützring 12 ein polares Flächenträgheitsmoment besitzt, welches
ein Vielfaches des polaren Flächenträgheitsmomentes der Keilringe 5,6 ausmacht Es mag sich dabei bei dem
Stützring 12 um einen solchen aus Stahl der Zugfestigkeit von etwa 140 kp/mm2 handeln, während
die Keilringe 5, 6 aus einem Stahl der Festigkeit von etwa 60 kp/mm2 bestehen. Bei diesem Aufbau kommt
man zu einer besonders kompakten Bauweise. Die Spannschrauben 9 mögen als hochdehnbare Schrauben
mit Mindestzugfestigkeit von etwa 120 kp/mm2 ausgeführt
sein.
£ ~ D -J — J-- KI-I -3 l»_ KS-II-: J= __ J__
v, C. lt. uvi uvi nout j £.u5«.«raiiutc rvciiiuig u, du UCIl
Nabenansatz 1 angeformt sein kann. Das macht fertigungstechnisch offenbar keine Schwierigkeiten und
beeinflußt die Funktion der Zusammenhänge nicht.
F i g. 5 zeigt die Ausführungsform mit nach Maßgabe des zu übertragenden Drehmomentes mit Stufung 19
versehenem Nabenansatz 1. Man erkennt, daß die Keilringe 5, 6 einen der Stufung 19 angepaßten
Durchmesser der Klemmfläche 10, 11 aufweisen und, mit ά :rchgehenden Spannschrauben 9, beidseits der
Stufung 19 angeordnet sind. Die Keilflächen 7, 8 sind wie bei den vorhergehenden Figuren gestaltet.
Im Ergebnis läßt sich ohne weiteres erreichen, daß die
Vorrichtung das Drehmoment auf den Nabenansatz 1 und die Nabe überträgt, welches die umschlossene
Welle 2 zu übertragen in der Lage ist. Der
J5 erfindungsgemäße Aufbau mit Schraubenbohrungen in
den Keilringen 5, 6 erlaubt es, für den Stützring 12 ein Material zu verwenden, dessen hohe Streckgrenze ein
Einschneiden von Gewinden nicht mehr möglich macht. Die Keilflächen 13, 14 am Stützring 12 werden durch
«ο Schleifen bearbeitet die übrigen Flächen können —
sauber geschmiedet — unbearbeitet bleiben.
Claims (10)
1. Drehroomenifreie Vorrichtung zur Befestigung
eines geschlossenen kreiszylindrischen Nabenansatzes
auf einer Welle mit wenigstens einem unter dem Einfluß der Befestigungskräfte elastisch verformbaren
Keilring, der mit einer inneren zylindrischen Klemmfläche unmittelbar auf den Nabenansatz
aufgesetzt ist und der außen eine Keilfläche aufweist, und mit einem äußeren Stützring, der im Vergleich
zum Keilring wenig verformbar ist, sowie mit über den Umfang verteilten axialen Spannschrauben,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit Spannabstand (4) gegeneinandergesetzte Keilringe
(5,6) vorgesehen sind und daß der Stützring (12) mit
daran angeformten Gegenkeilflächen (13,14) auf die Keilflächen (7,8) der Keilringe (5,6) aufgesetzt ist,
wobei die Spannschrauben (9) in Bohrungen eines Keilrings (S) geführt und in Gewindebohrungen des
anderen Keilrings (6) eingeschraubt sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmflächen (10, 11), die zugeordneten Nabenansatzflächen (15, 16) die
Keilflächen (7, 8) und die Gegenkeilflächen (13, 14) als Gleitmittelhaftflächen ausgebildet und mit einer
Gleitmittelschicht (17), z. B. einer Gleitlackschicht,
versehen sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (7,8)
und die Gegenkeilflächen (13, 14) zumindest unter Berücksichtigung der Gleitmittelschicht (17), einen
außerhalb der Selbsthemmung liegenden Keilwinkel (^aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem >-.er Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein einheitlicher Stützring (12), der zwei gegenläufige Gegenkeilflächen
(13, 14) aufweist, auf beide Keilringe (5, 6)
aufgesetzt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (7, 8)
der Keilringe (5,6) und entsprechend die Gegenkeilflächen
(13, 14) in Richtung auf den Spannabstand (14) abnehmenden Radius aufweisen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (12) bzw. die Stützringe (12) ein polares Flächenträgheitsmoment
aufweisen, welches ein Vielfaches des polaren Flächenträgheitsmomentes der Keilringe (5, 6)
ausmacht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring bzw. die
Stützringe (12) aus einem Stahl der Zugfestigkeit von etwa 140 kp/mm2, die Keilringe (5,6) aus einem
Stahl der Festigkeit von etwa 60 kp/mm2 bestehen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannschrauben
(9) als hochdehnbare Schrauben mit einer Mindestzugfestigkeit von etwa 120 kp/mm2 ausgeführt sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eitler der Keilringe (S1
6), z. B. der der Nabe zugewandte Keilring (6), an den
Nabenansatz (1) angeformt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 9
in der Ausführungsform mit nach Maßgabe des zu übertragenden Drehmomentes mit Stufung versehenem
Nabenansatz, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilringe (5, 6) einen der Stufung (19) angepaßten
Durchmesser der Klemmfläche (10, 11) aufweisen
und beidseits der Stufung (19) angeordnet sind
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782852494 DE2852494B2 (de) | 1978-12-05 | 1978-12-05 | Drehmomentfreie Vorrichtung zur Befestigung eines Nabenansatzes auf einer Welle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782852494 DE2852494B2 (de) | 1978-12-05 | 1978-12-05 | Drehmomentfreie Vorrichtung zur Befestigung eines Nabenansatzes auf einer Welle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2852494A1 DE2852494A1 (de) | 1980-06-12 |
DE2852494B2 true DE2852494B2 (de) | 1980-11-20 |
Family
ID=6056323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19782852494 Ceased DE2852494B2 (de) | 1978-12-05 | 1978-12-05 | Drehmomentfreie Vorrichtung zur Befestigung eines Nabenansatzes auf einer Welle |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2852494B2 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3036979C2 (de) * | 1980-10-01 | 1982-06-16 | Werner 4100 Duisburg Winckelhaus | Vorrichtung zur reibungsschlüssigen Befestigung einer Nabe auf einer Welle |
EP0122266A1 (de) * | 1982-09-24 | 1984-10-24 | Pilgrim Engineering Developments Limited | Propellereinbau |
FR2550287B1 (fr) * | 1983-08-04 | 1986-11-14 | Marchal Equip Auto | Dispositif d'assemblage d'un axe et d'une piece, notamment emboutie, a l'aide d'une rondelle de frettage |
-
1978
- 1978-12-05 DE DE19782852494 patent/DE2852494B2/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2852494A1 (de) | 1980-06-12 |
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