DE4141266A1 - Wellennabenverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellennabenverbindung mit einer durch Reibung zwischen den Fügeflächen der Welle und der Nabe hergestellten, kraftschlüssigen Verbindung, wobei durch eine auf der Nabe angeordnete Schrumpfscheibe, die mit einer mecha­ nischen Spannvorrichtung versehen ist, die Nabe radial auf die Welle gepreßt wird.

Wellennabenverbindungen, bei denen die kraftschlüssige Verbin­ dung zwischen der Welle und der Nabe durch eine Schrumpf­ scheibe herbeigeführt wird, sind bereits bekannt. So wird in dem Firmenprospekt der Fa. Stüwe GmbH & Co. KG, 4320 Hattin­ gen, über Schrumpfscheiben Typ SD, Typ HSD, insbesondere auf Seite 3 eine Wellennabenverbindung beschrieben und in Zeich­ nungsfiguren dargestellt, bei der mit Hilfe einer Schrumpf­ scheibe eine Nabe reibschlüssig mit einer glatten zylindri­ schen Welle verbunden ist.

Zur Erzielung hoher Reibwerte wird auf Seite 14 vorgeschlagen, die Fügeflächen der Nabenbohrung und der Welle vor der Montage zu entfetten. Insbesondere bei großen, schweren Bauteilen er­ geben sich durch die fettfreien Fügeflächen mit ihrem hohen Reibwert Schwierigkeiten beim Aufschieben der Welle auf die Nabe und insbesondere bei der Demontage, wenn die Nabe wieder von der Welle abgezogen werden soll.

Weiterhin besteht ein Nachteil darin, daß die Bauteile vor ihrem Zusammenfügen exakt positioniert werden müssen, wobei insbesondere durch Verkanten Beschädigungen an den Fügeflächen hervorgerufen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wellennabenverbindung der genannten Art so weiterzubilden, daß trotz hohem Reibwert eine einfache Montage und auch einfache Demontage ermöglicht wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe geschieht gemäß der Erfin­ dung mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Dadurch, daß die Fügeflächen sowohl der Welle als auch der Nabe zu ihren Achsen hin in Fügerichtung konisch abfallen wird erreicht, daß während des Fügevorgangs die Fügeflächen keinen wesentlichen Kontakt miteinander bekommen, also auch keine für die Montage bedeutende Reibung auftreten kann. Erst unmittel­ bar am Ende des Fügevorgangs berühren sich die Fügeflächen vollständig und werden durch Anziehung der Schrauben der Spannvorrichtung der Schrumpfscheibe kraftschlüssig miteinan­ der verbunden.

Während des Fügevorgangs zentriert sich die Welle in der Nabe aufgrund der Konizität. Die Möglichkeit des Verkantens, wie bei zylindrischer Paarung, wird hierdurch weitgehend ausge­ schlossen.

Durch die zahlenmäßig geringe Konizität der Welle und der Nabe - sie liegt bei einem Verhältnis von Durchmesseränderung zur Fügeflächenlänge von kleiner 1:8, vorzugsweise bei 1:50 - wird ausgeschlossen, daß durch den Anpreßdruck der Schrumpfscheibe auf die Nabe die Welle aus der Nabe herausgedrückt wird.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Nabe als Hohlwelle ausgebildet, und zwar so, daß zwischen dem Boden der Hohlwelle und der Stirnwand der Welle im gefügten Zustand ein Hohlraum verbleibt. Bei der Demontage - nach Lösen der Schrau­ ben der Spannvorrichtung der Schrumpfscheibe - wird in diesen Hohlraum durch eine Bohrung in der Welle oder in der Nabe ein Fluid gedrückt, wodurch die Welle infolge des Drucks des Fluids auf ihre Stirnseite leicht aus der Hohlwelle gedrückt werden kann. Da im Gegensatz zur zylindrischen Paarung von Welle und Nabe die Konizität der Welle und der Nabe eine Rei­ bung der Fügeflächen aneinander während des Fügevorgangs und während der Demontage weitgehend ausschließt, werden in weite­ rer Ausgestaltung der Erfindung zur Erhöhung der Reibung zwi­ schen Welle und Nabe im Fügezustand vor dem Fügevorgang die Fügeflächen mit einem Feststoffpulver bestäubt.

Die Wellennarbenverbindung gemäß der Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in einer schematischen Zeichnung näher er­ läutert. Die Zeichnung zeigt eine Wellennabenverbindung in ge­ fügtem Zustand, wobei das Ende der Welle (10) in einer als Hohlwelle ausgebildeten Nabe (20) bis zu einem verbleibenden Hohlraum (15) eingeschoben ist. Sowohl die Fügefläche (11) der Welle als auch die Fügefläche (12) der Nabe (Hohlwelle) sind konisch ausgebildet, wobei die Fügeflächen in Fügerichtung (in der Zeichnungsfigur von links nach rechts) zur Wellenachse bzw. zur Nabenachse hin abfallen. Die Nabe (20) wird von einer doppelkeilförmigen Schrumpfscheibe (13), die mit einer Spannvorrichtung versehen ist, kreisringförmig umschlossen.

Beim Einbau wird zunächst die Welle (10) in die Nabe (20) ge­ schoben. Durch Anziehen der Schrauben (16) wird durch die Spannscheiben der Spannvorrichtung (14) der doppelkeilförmige Schrumpfring radial in Richtung zur Nabe gepreßt, wodurch diese radial um die Welle (10) gepreßt wird. Diese durch die Schrauben herbeigeführte und aufrechterhaltene Pressung verur­ sacht in Verbindung mit der zwischen der Welle und der Nabe nun auftretenden Reibung die gewünschte kraftschlüssige Ver­ bindung.

Zum Ausbau werden zunächst die Schrauben (16) gelöst. Durch eine in der Welle (10) befindliche Bohrung (17) wird ein Fluid in den aus der Stirnfläche (18) der Welle und dem Boden (21) der Nabe gebildeten Hohlraum (15) gepreßt, wodurch die Welle entgegen der Fügerichtung (in der Zeichnungsfigur von rechts nach links) gedrückt und von der Nabe gelöst wird. Ein ring­ förmiges Dichtelement (19) verhindert ein Abfließen des Fluids entlang der Fügeflächen und somit einen unerwünschten Druck­ abfall.

Das hier gezeigte Beispiel stellt eine von mehreren möglichen Ausführungsformen dar. So kann beispielsweise statt der Schrauben (16) auch eine hydraulische Vorrichtung zum Betäti­ gen der Spannvorrichtung (14) verwendet werden und das Fluid kann beispielsweise durch Bohrungen, die sich in der Nabe an­ statt in der Welle befinden, in den Hohlraum (15) eingepreßt werden.

Durch die Maßnahme der Erfindung wird eine leicht montierbare Wellennabenverbindung geschaffen, die in gefügtem Zustand kraftschlüssig miteinander verbunden ist und auf einfache Weise wieder getrennt werden kann.

Claims (6)

1. Wellennabenverbindung mit einer durch Reibung zwischen den Fügeflächen der Welle und der Nabe hergestellten, kraft­ schlüssigen Verbindung, wobei durch einen auf der Nabe an­ geordnete Schrumpfscheibe, die mit einer mechanischen Spannvorrichtung versehen ist, die Nabe radial auf die Welle gepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Füge­ fläche der Welle und die Fügefläche der Nabe in Fügerich­ tung mit gleicher Konizität zur Wellenachse bzw. zur Nabenachse hin stetig abfallen.

2. Wellennabenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Konizität, mit der die Fügefläche der Welle bzw. die Fügefläche der Nabe in Richtung zur Wellen­ achse bzw. zur Nabenachse hin abfällt, kleiner 1:8, vor­ zugsweise 1:50, beträgt.

3. Wellennabenverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nabe als einseitig geöffnete Nabe ausgebildet ist, deren Fügeflächenlänge größer ist als die Fügeflächenlänge der Welle, so daß im gefügten Zustand am stirnseitige Ende der Welle zwischen Welle und Nabe ein geschlossener Hohlraum entsteht.

4. Wellennabenverbindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nabe als Hohlwelle ausgebildet ist.

5. Wellennabenverbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Einleitung eines Fluids unter Druck in den Hohlraum Bohrungen in der Welle und/oder Nabe ange­ ordnet sind.

6. Wellennabenverbindung nach einem der vorhergehenden An­ spruch, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fügeflächen vor ihrem Fügen mit einem die Reibung zwischen den Füge­ flächen erhöhenden Feststoffpulver bestäubt werden.