DE3041950C2

DE3041950C2 - Maschinenelement, insbesondere Ventilatorrad, und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3041950C2
Application number: DE19803041950
Authority: DE
Inventors: Bernard Issy les Moulineaux Rich
Original assignee: PARIS ET DU RHONE 69008 LYON RHONE FR Ste
Current assignee: PARIS ET DU RHONE 69008 LYON RHONE FR Ste
Priority date: 1979-11-08
Filing date: 1980-11-06
Publication date: 1982-12-16
Also published as: ES263200U; FR2469610A1; ES263200Y; FR2469610B1; JPS5677597A; DE3041950A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Maschinenelement, insbesondere Ventilatorrad, das auf einen steifen, metallischen, rohrförmigen Einsatz mit einem die rohrförmigen w Wandteile nach außen überragenden, ringförmigen Wulst drehfest aufgeformt und mit dem Einsatz über den Wulst axial formschlüssig verbunden ist, wobei der Einsatz mit Innenflächen versehen ist, die mit einer Antriebswelle in drehfester Verbindung stehen.

In diesem Zusammenhang betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Maschinenelements.

Ein solches Maschinenelement ist aus der FR-PS 00 747 bekannt. Die Herstellung dieses Maschinen- fco elementes ist insofern relativ aufwendig, als der Wulst auf dem Umfang des Einsatzes einer maschinellen Bearbeitung bedarf, um in die Nut der Bohrung des Maschinenelementes einrücken zu können. Diese Konstruktion ist deshalb weniger geeignet, eine ^ Herstellungsvereinfachung bzw. -verbilligung zu erzielen, noch zumal sich das Maschinenelement nicht auf den Einsatz ohne weiteres aufformen läßt. Des weiteren verlangt die bekannte Konstruktion einen Paßsitz zv/ischen der Bohrung des Einsatzes und der in diese einzuschiebenden Welle und damit eine kostenaufwenidge Bearbeitung der genannter, Teile.

Es sind ferner bereits NaDen für Ventilatorräder bekannt geworden (FR-PS 23 93 189), die eine rohrförmige Hülse aufweisen, welche die Verlängerung ernes Körpers bildet, auf den ein Flansch eines Radialventilatorrades aufgenietet ist. Diese Hülse besitzt in drei Richtungen unter gleichen Winkeln verlautende Abflachungen, so daß drei nach innen gekrümmte Flächen entstehen, die durch einen großen Radius besitzende Kehlen miteinander verbunden sind. Damit der Abstand der genannten nach innen gekrümmten Flächen von der geometrischen Achse kleiner ist als der Radius der Welle, mit der das Ventilatorrad in Eingriff gebracht werden soll, wird das Ventilatorrad so angeordnet, daß der Montagewinkel zwischen den beiden Elementen, also zwischen der Hülse und dem Rad, ein Aufpressen der Hülse auf die Welle ermöglicht. Eine solche Verbindung zwischen Ventilatorrad und Welle ist jedoch nicht dauerhaft, da sich die genannten Teile in bezug aufeinander verschieben, sobald die rohrförmige Hülse eine gewisse Alterung erfährt. Ferner ist die Herstellung relativ teuer, so daß sich dieses Maschinenelement zum Aufgießen oder Aufformen eines Ventilatorrads als wenig brauchbar erweist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, das Maschinenelement der genannten Art konstruktiv zu vereinfachen und in diesem Zusammenhang ein Herstellungsverfahren zu entwickeln, das ein dauerhaftes und kostengünstiges Aufformen oder Aufgießen eines solchen Maschinenelementes, insbesondere Ventilatorrades, auf einen Einsatz ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wulst von einer Wandfalte des Einsatzes gebildet ist, dessen axial sich an den Wulst anschließende Wandteile einen polygonalen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen und deren parallel zur Längsachse der Antriebswelle verlaufende Innenfläche von der Längsachse der Welle gleichen Abstand aufweisen, der nahezu gleich ist dem Radius der Welle. Der als Befestigungsmittel für das Maschinenelement dienende Wulst wird demnach von einer Wandfalte des rohrförmigen Einsatzes gebildet, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durch axiales Stauchen des Einsatzes hergestellt wird, und die fertigungstechnisch aufwendige Herstellung eines Wellensitzes innerhalb des Einsatzes wird dadurch vermieden, daß der Einsatz durch Einwirkung radial gerichteter Druckkräfte einen polygonalen Querschnitt erhält, dessen Innenflächen mit der Oberfläche der Antriebswelle in Berührung treten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Einsatzes,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht des Rohres, aus dem der Einsatz von F i g. 1 geformt wird,

Fig.3 eine Teilquerschnittsansicht der Nabe eines Maschinenelementes, das auf einen erfindungsgemäßen Einsatz aufgeformt ist, und

F i g. 4 eine Stirnansicht des montierten Einsatzes mit Ventilatorrad.
Der Einsatz, der in F i g. 1 allgemein mit 1 bezeichnet

ist, wird aus einen dünnwandigen Rohr 2 hergestellt, das in F i g. 2 zu sehen ist. Dieses Rohr wird in Richtung der Pfeile Fi und Fi, also in Längsrichtung, so gestaucht, daß es in seinem mittleren Bereich einen Umfangswulst 3 erhält (F i g. 1), während gleichzeitig mit I 'ilfe eines mit zentripedal wirkenden Backen oder Klemmen versehenen Werkzeugs auf den Rohrteil beidseitig des Wulstes radiale Kräfte F₃. F₄ und Fs zur Einwirkung gebracht werden, die gegen die Längsachsen des Rohres gerichtet sind. Die Rohrwände werden daher so verformt, daß sie ein Dreieck mit abgerundeten Ecken bilden. Der Einsatz 1 weist also beidseitig des Wulstes 3 eine rohrförmige Hülse 4 bzw. 5 mit einem Querschnitt auf, der drei im wesentlichen gerade verlaufende Seiten 4a, 4b, 4c bzw. 5a, 5b, 5c bildet, weiche durch nicht bezeichnete Hohlkehlen miteinander verbunden sind. Die Herstellung des Einsatzes 1 geschieht auf die Weise, daß die Innenflächen der drei Seiten 4a, Ab, 4cund 5a, 5b. 5c sich in absolut gleichem Abstand zur Längsachse des genannten Einsatzes befinden, wobei ihre Ausrichtung absolu! parallel zu letzterer verläuft.

Um solch ein Maschinenelement herzustellen, wie es ein Ventüatorrad darstellt, wird das in Fig.3 mit 6 bezeichnete Rad auf den Einsatz 1 aufgeformt oder aufgegossen, so daß die äußeren Enden des Einsatzes mit den beiden Seitenflächen 7a, Tb der Nabe 7 des Rades 6 abgeglichen sind. Durch den Wulst 3 ist der Einsatz 1 axial in bezug auf die Nabe 7 verankert, während die Seiten 4a—4c, 5a—5c die winklige oder drehfeste Verankerung des Einsatzes in bezug auf die Nabe bewirken. Die Konstruktion ist dabei so getroffen, daß der Abstand jeder Innenfläche der genannten Seiten der beiden rohrförmigen Hülsen 4 und 5 dem Abstand zur geometrischen Achse 8 des Einsatzes entspricht und damit einem Wert, der nahezu gleich ist dem Radius der Welle 9, die mit dem Einsatz in Berührung steht und in bezug auf die das Rad 6 drehfest verkeilt werden muß. Die Befestigung zwischen Welle und Einsatz ist so geartet, daß die Welle mit letzterem einen Gleitsitz bildet, damit der Einsatz und damit das

ίο Rad in bezug auf die Welle vollständig zentriert sind. Unter diesen Bedingungen steht es außer Frage, daß die drehfeste Verbindung zwischen Rad und Welle 9 nicht wie beim Gegenstand der obengenannten französichen Patentschrift mit Hilfe der dem Einsatz eigenen

!5 Elastizität stattfindet. Im Gegenteil, hier wird die Welle mit einer Längsnut 9a versehen, in der ein Keil 10 sitzt, der mit dem Inneren des Einsatzes zusammenwirkt, um die drehfeste Verbindung herbeizuführen. Der Montage des Rades 6 auf der Welle 9 geschieht in der Weise, daß das eine Ende des Einsatzes an einem Ring oder ähnlichem Körper, der mit der Welle fest verbunden ist, zur Anlage kommt, während das entgegengesetzte Ende mit Hilfe einer Mutter oder einer ähnlichen Vorrichtung zusammengepreßt wird. Die Anwesenheit des Einsatzes verhindert, daß die Nabe unter der Preßwirkung der Mutter verschoben wird.

Es ist festzustellen, daß die Herstellung des Einsatzes durch Kaltverformung eine Härtung des Materials bewirkt, so daß seine Standfestigkeit unter Druck bzw.

J» Kompression erheblich gesteigert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

i. Maschinenelement, insbesondere Ventilatorrad, das auf einem steifen, metallischen, rohrförmigen Einsatz mit einem die rohrförmigen Wandteile nach außen überragenden ringförmigen Wulst drehfesi aufgeformt und mit dem Einsatz über den Wulst axial formschlüssig verbunden ist, wobei der Einsatz mit Innenflächen versehen ist, die mit einer Antriebswelle in drehfester Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (3) von einer Wandfalte des Einsatzes (1) gebildet ist, dessen axial sich an den Wulst anschließende Wandteile (4, 5), einen polygonalen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen und deren parallel zur Längsachse der Antriebswelle verlaufende Innenflächen von der Längsachse der Welle (9) gleichen Abstand aufweisen, aer nahezu g'eich ist diim Radius der Welle.
2. Maschinenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich axial an den WuJst (3) anschließenden Wandteile des Einsatzes (1) einen dreieckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen.
3. Verfahren zur Herstellung des Maschinenelementes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (1) aus einem Rohr (2) hergestellt wird, indem das Rohr in Axialrichtung zur Bildung des mittleren, ringförmigen Wulstes (3) zusammengepreßt wird und gleichzeitig mit Hilfe λ eines Werkzeugs beidseitig des Wulstes radiale Kräfte auf die sich in axialer Richtung beidseitig des Wulstes an diesen anschließenden, hülsenförmigen Wandteile (4, 5) zur Einwirkung gebracht werden, die gegen die Längsachse des Rohres (2) gerichtet η sind, so daß das Rohr einen polygonalen Querschnitt mit abgerundeten Ecken erhält, dessen Innenwände zur geometrischen Achse des Einsatzes (1) einen Abstand aufweisen, der etwa gleich dem Radius der Welle (9) ist, auf der das Maschinenelement zu befestigen ist, und daß auf den so gefoi mten Einsatz das Maschinenelement, insbesondere Ventilatorrad (6), aufgeformt wird.