DE3330330A1

DE3330330A1 - Formschluessiger zusammenschluss einer welle mit einem maschinenelement

Info

Publication number: DE3330330A1
Application number: DE19833330330
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Wacker Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Wacker Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1983-08-23
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1985-03-14

Description

Formschlüssiger Zusammenschluß einer Welle
mit einem Maschinenelement Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf einen formschlüssigen Zusammenschluß gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die klassische Art der Verbindung einer Welle mit einem Maschinenelement, insbesondere der Nabe eines Zahnrades, einer Keilriemenscheibe oder dgl., ist eine Paßfedernut, deren Montage und Demontage jedoch verhältnismäßig schwierig ist und deren Dauerhaltbarkeit zu wünschen übrig läßt.
Die vorgenannten Nachteile von Paßfedernuten sucht man mit Spannelementen zu vermeiden, die auf dem Markt in den verschiedensten Ausführungen angeboten werden. Mit diesen Spannelementen werden die zu verbindenden Teile einfach zusammengespannt, wobei sich alle bekannten Verbindungen des Prinzips der elastischen Verformung über Konusse oder der Ausbeulung dünnwandiger Hülsen durch entsprechende Druckmedien bedienen. Die bekannten Konstruktionen sind auch noch relativ kompliziert und/oder hinsichtlich des von ihnen bewirkten Zusammenschlusses unzuverlässig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen formschlüssigen Zusammenschluß zwischen einer Welle und einem daran anzuschließenden Maschinenelement zu schaffen, der sich unter Beibehaltung der prinzipiellen Vorteile von Spannelementen gegenüber Paßfedernuten durch größte konstruktive konstruktive Einfachheit und größte Zuverlässigkeit der hergestellten Verbindung auszeichnet.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei dem formschlüssigen Zusammenschluß zwischen Welle und Maschinenelement gemäß der Erfindung bewirkt die zwischen die Stirnflächen eingesetzte einfache Scheibe aus gehärtetem Stahl eine teils elastische, teils bleibende Verformung des Werkstoffes an den mit der Rändelung im Kontakt befindlichen Stirnflächen der Welle einerseits und des Maschinenelements andererseits, wobei sich überraschenderweise gezeigt hat, daß selbst dann, wenn diese Verformung nur eine Tiefe im µ-Bereich aufweist, sich ein so fester Formschluß ergibt, daß die zusammengeschlossenen Bauelemente auch bei großen Antriebsmomenten nicht durchrutschen.
Die Scheibe als solche ist sehr leicht herstellbar, weil sie keinerlei hochgenaue Paßflächen haben muß, was übrigens auch für die Stirnflächen an der Welle und an dem Maschinenelement zutrifft, und der Zusammenschluß läßt sich rasch und mühelos herstellen.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Welle mit endseitig aufgesteckter Keilriemenscheibe, die gemäß der Erfindung formschlüssig zusammengeschlossen sind, und Fig. 2 die zwischen die Welle und die Keilriemenscheibe gemäß Fig. 1 eingesetzte, als Ring mit mit beidseitiger Rändelung ausgeführte Scheibe in perspektivischer Ansicht.
Gemäß Fig. 1 weist die Welle 1 endseitig einen Abschnitt la von verringertem Durchmesser auf, der am Übergang zur Welle 1 eine radiale, ringförmige Stirnfläche lb bildet, die der ebenfalls ringförmigen radialen Stirnfläche 2b einer Nabe 2a der Keilriemenscheibe 2 zugewendet ist.
Die Nabe 2a umgibt den Wellenabschnitt la mit Gleitpassung in axialer Richtung und ist mittels einer Spannschraube 3 in Richtung zur Stirnfläche lb hin gegen eine hier als Ring ausgebildete Scheibe verschiebbar, die in Fig. 2 schematisch in perspektivischer Ansicht dargestellt ist.Diese Scheibe 4 weist beidseitig eine in Fig. 2 übertrieben wiedergegebene Rändelung 4a auf und besteht aus gehärtetem Stahl. Beim Anziehen der Spannschraube 5 und der damit verbundenen Annäherung der Stirnflächen lb und 2b drücken sich die Rändelungen 4a an der Scheibe 4 an diesen Stirnflächen in das Material der Welle 1 und der Nabe 2a unter teils elastischer, teils bleibender Verformung ein, wobei eine Verformungstiefe im µ-Bereich ausreicht, um eine sichere Formschlußverbindung in Umfangsrichtung um die Welle herum herzustellen.
Die Passung zwischen dem Wellenabschnitt la und der Nabe 2b bzw. der Keilriemenscheibe 2 kann völlig unabhängig von dem herzustellenden Zusammenschluß nach den anstehenden Betriebsbedingungen gewählt werden.
Der erfindungsgemäße Zusammenschluß zwischen der Welle 1 und der Keilriemenscheibe 2 erlaubt ohne weiteres eine wiederholte Montage und Demontage sowie den Austausch einzelner einzelner Komponenten dadurch, daß die Rändelung 4a an der gehärteten Scheibe 4 keine bleibende Verformung erfährt und die Stirnflächen lb, 2b bei ihrer Montage erneut umgeformt werden können.
Die Scheibe 4 wird vorzugsweise in axialer Richtung möglichst dünn ausgeführt.
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Claims

Patentansprüche 1. Formschlüssiger Zusammenschluß zwischen einer Welle und einem mit der Welle in Antriebsverbindung stehenden, diese mit Passung umgebenden Maschinenelement, insbesondere der Nabe eines Zahnrades, einer Keilriemenscheibe oder dgl., gekennzeichnet durch einander zugewendete Stirnflächen (1b , 2b ) an der Welle ( 1 ) einerseits und an dem Maschinenelement (2a ) andererseits, eine- zwischen den Stirnflächen (1b , 2b ) angeordnete, an beidseitigen Kontaktflächen mit diesen mit einer feinen Rändelung ( 4a versehene Scheibe ( 4 ) aus gehärtetem Stahl und durch eine Einrichtung ( 5 ) zum axialen Zusammenspannen von Welle ( 1 ) und Maschinenelement (2a mit solcher Kraft, daß die Rändelungen (4a ) der Kontaktflächen der Scheibe ( 4 ) unter Verformung des Materials der Welle ( 1 ) und des Maschinenelements ( 4a) in die Stirnflächen ( lb , 2b ) eindringen.
2. Formschlüssiger Zusammenschluß nach Anspruch 1, d ad u r c h gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (lb 2b ) und die Scheibe ( 4 ) ringförmig sind und die Längsachse ( A ) der Welle ( 1 ) koaxial umgeben.
3. Formschlüssiger Zusammenschluß nach Anspruch 1, d ad u r c h gekennzeichnet, daß die von den Rändelungen ( 4a) der Kontaktflächen der Scheibe ( 4 ) im zusammengespannten Zustand von Welle ( 1 und und Maschinenelement ( 2a) verursachten Materialverformungen an den beaufschlagten Stirnflächen ( lb, 2b ) eine axiale Tiefe im µ-Bereich haben.