DE4308975A1

DE4308975A1 - Wellen-Naben-Verbindung

Info

Publication number: DE4308975A1
Application number: DE4308975A
Authority: DE
Inventors: Christoph Dahl
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Dahl Christoph 51789 Lindlar De
Priority date: 1993-03-20
Filing date: 1993-03-20
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2013-03-21
Also published as: DE4308975C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellen-Naben-Verbindung mit einer Welle, einer auf die Welle auf schiebbaren und in Drehrichtung durch einen Profileingriff formschlüssig gehaltenen Nabe und mindestens einem auf der Welle angeordneten axialen formschlüssigen Sicherungsring.

Aus dem Fachbuch Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 14. Auflage, Springerverlag, 1981, Achsen und Wellen, Seiten 402-407, sind derartige Wellen-Naben-Verbindungen bekannt. Bild 5 zeigt in den Bildteilen e, f und g Formschlußverbindungen mit Zahn-, Keil- und Polygonprofil. Verbindungen mit solchen Profilen eignen sich insbesondere zur Übertragung und Aufnahme großer Drehmomente. Zur Lagesicherung der Verbindung und zur Aufnahme und Übertragung von Axialkräften dienen die in Bild 8 dargestellten axialen Sicherungselemente.

Als nachteilig bei mit dem Bildteil b dargestellten geschlitzten Ringen gesicherten Verbindungen wirkt sich deren umständliche Montage aus, da diese unter Anwendung von speziellen Zangen gespreizt bzw. zusammengedrückt gehalten in auf der Welle bzw. in der Nabe eingebrachte Ringnute eingebracht werden müssen. Zudem weist eine so gesicherte Verbindung stets ein axiales Spiel auf.

Der im Bildteil d dargestellte Stellring weist den Nachteil auf, daß zu seiner Fixierung auf der Welle der Wellen- Naben-Verbindung die Welle zur Aufnahme des Kegelsitzes des Gewindestiftes angebohrt werden muß.

Weiterhin ist vorgeschlagen worden, Wellen-Naben- Verbindungen einzusetzen, bei denen eine Welle über eine hülsenartige Nabe z. B. mit einem sich in Wellenrichtung erstreckenden vorzugsweise mehrstufigen Planetengetriebe zu verbinden ist. Dabei wird die Nabe über das zugeordnete Ende der Welle geschoben und werden auf die Außenfläche der Nabe Schrumpfscheiben aufgeschoben, wie sie in Bild 6 auf S. 405 des vorstehend angezogenen Fachbuches beschrieben sind. Diese Schrumpfscheiben halten sowohl radial als auch axial die Welle in der Nabe nur durch Reibschluß. Bei der Verwendung einer solchen Wellen-Naben-Verbindung werden hohe Anforderungen an die Montage gerichtet. Montage und/oder Auslegungsfehler können schnell zum Fressen der die Wellen-Naben-Verbindung aufbauenden Bauelemente führen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Wellen-Naben-Verbindung anzugeben, die einfach montiert werden kann und einen in Achsrichtung spielfreien Sitz der Welle gewährleistet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Welle an einem Ende des Eingriffsbereiches axial in der Nabe gehalten ist und auf einem an das andere Ende des Eingriffsbereichs angrenzenden Wellenabschnitt der mit einem dem Wellenprofil angepaßten Innenprofil versehene Sicherungsring angeordnet ist, der nach Verdrehung um die Welle bis zur Überlagerung seines Innenprofiles mit dem Wellenprofil mit der Nabe verbunden ist.

Da der Eingriffsbereich der Welle an seinen Enden zwischen der Nabe und dem Sicherungsring eingeklemmt ist, liegt eine spielfreie Wellen-Naben-Verbindung vor, die auf einfache Weise herzustellen ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei entsprechender Dicke der Sicherungsscheibe die Wellen-Naben-Verbindung hohe axiale Kräfte aufnehmen und übertragen kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wellen-Naben-Verbindung ist darin zu sehen, daß in der Nabe ein Sackloch vorgesehen ist, in das ein den Eingriffsbereich aufweisender Abschnitt der Welle bis zur Anlage am Grunde des Sackloches eingeschoben ist.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen wird unter dem Begriff "Nabe mit Sackloch" auch eine solche Anordnung verstanden, bei der der Nabenboden nicht einstückig mit der Nabe ausgebildet ist, sondern das eine Ende der Nabe durch ein gesondertes Bauteil, wie z. B. Teil des bereits angesprochenen Planetengetriebes, geschlossen ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung hinsichtlich der Haltung der Welle an dem einen Ende des Eingriffsbereiches beruht darauf, daß die Nabe auf ihrer von dem Sicherungsring abgewandten Seite eine Stufung aufweist, an der das eine Ende des Eingriffsbereiches der Welle anliegt und durch die ein im Durchmesser verringerter Abschnitt der Welle hindurchgeführt ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Wellen-Naben-Verbindung sind darin zu sehen, daß die Verbindung ein Keil-, Zahn-, oder Polygonprofil aufweist.

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Wellen- Naben-Verbindung sollen nun anhand von zwei Figuren näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Wellen-Naben-Verbindung mit einem Sicherungsring im Längsschnitt, bei der die Nabe ein Sackloch zur Aufnahme eines Wellenendes bzw. eine gestufte Durchgangsöffnung aufweist, und

Fig. 2 zwei Ebenen der in Fig. 1 gezeigten Wellen-Naben-Verbindung im Querschnitt.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Wellen-Naben- Verbindung zeigt eine Welle 1, die mit einem profilierten Wellenabschnitt 2 in ein profiliertes Sackloch 3 einer Nabe 4 eingreift.

Dabei liegt das eine Ende 5 des profilierten Wellenabschnittes 2 am Grund 6 des Sackloches 3 an, wobei das andere Ende 7 des profilierten Wellenabschnittes 2 geringfügig aus dem Sackloch 3 herausragt.

Wie der Querschnitt A-B der Verbindung, der im oberen Teil der Fig. 2 dargestellt ist, zeigt, weisen die Welle 1 und das Sackloch 3 in einem Eingriffsbereich 8 jeweils durch Zahnlücken 9a bzw. 9b getrennte Zähne 10a bzw. 10b auf, wobei die Zähne 10a; 10b jeweils in die gegenüberliegenden Zahnlücken 9a; 9b eingreifen.

Es ist aber auch vorgesehen, die Verbindung mit einem Keil- oder Polygonprofil auszuführen.

Die Welle 1 weist in ihrem weiteren Verlauf einen an den profilierten Wellenabschnitt 2 angrenzenden profilfreien Wellenabschnitt 11 auf, in dem die Zahnlücken 9a des Wellenprofiles kantenfrei aus laufen.

Ein Sicherungsring 12 mit einem dem profilierten Wellenabschnitt angepaßten Innenprofil mit Zähnen 13 und Zahnlücken 14 wird vor dem Einführen der Welle 1 in die Nabe 4 über den profilierten Wellenabschnitt 2 auf den profilfreien Wellenabschnitt 11, dessen Länge E mindestens der Dicke S des Sicherungsringes 12 entspricht, geschoben und dort um eine halbe Zahnteilung Z verdreht mit Schrauben 15 auf die Nabe 4 geflanscht. Durch die Überlagerung der Zähne 10a; 13 des profilierten Wellenendes 2 bzw. des Sicherungsringes 12 (Fig. 2, Querschnitt C-D) ist das profilierte Wellenende 2 nach Anzug der Schrauben 15 unter Verbleib eines Spieles P zwischen Nabe 4 und Sicherungsring 12 fest zwischen dem Grund 9 des Sackloches 3 und des Sicherungsringes 12 gespannt, so daß eine spielfreie Wellen-Naben-Verbindung vorliegt.

Die erfindungsgemäße Wellen-Naben-Verbindung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein an den profilierten Wellenabschnitt 11 angrenzender verbleibender Wellenabschnitt 16 einen Wellendurchmesser aufweist, der mindestens dem Durchmesser des profilierten Wellenabschnittes 2 entspricht, so daß der Sicherungsring 12 nur seitens des profilierten Wellenendes 2 auf die Welle 1 aufgeschoben werden kann.

Wie in Fig. 1 gestrichelt dargestellt, ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, einen im Durchmesser verringerten Wellenabschnitt 17 an der von dem Sicherungsring 12 abgewandten Seite der Nabe 4 durch die Nabe 4 hindurchzuführen.

Aus diesem Grunde ist die Durchgangsöffnung der Nabe 4 mit einer Stufung 18 versehen, auf der sich das Ende 7 des profilieren Wellenabschnittes 2 abstützt.

Der Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Möglichkeit gegeben wird, eine sichere Wellen-Naben-Verbindung aufzubauen, bei der die von der verbindenden Welle abgewandte Seite der Nabe nicht zugänglich ist. Die Erfindung gibt somit eine einfache Lehre, wie bei einem solchen Fall eine sichere Verbindung an der der Welle zugewandten Seite der Nabe aufgebaut werden kann.

Claims

1. Wellen-Naben-Verbindung mit einer Welle, einer auf die Welle auf schiebbaren und in Drehrichtung durch einen Profileingriff formschlüssig gehaltenen Nabe und mindestens einem auf der Welle angeordneten axialen formschlüssigen Sicherungsring, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) an einem Ende (7) des Eingriffsbereiches (8) axial in der Nabe (4) gehalten ist und auf einem an das andere Ende (7) des Eingriffsbereiches (8) angrenzenden Wellenabschnitt (11) der mit einem dem Wellenprofil angepaßten Innenprofil versehene Sicherungsring (12) angeordnet ist, der nach Verdrehung um die Welle (1) bis zur Überlagerung seines Innenprofiles mit dem Wellenprofil mit der Nabe (4) verbunden ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nabe (4) ein Sackloch (3) vorgesehen ist, in das ein den Eingriffsbereich (8) aufweisender Abschnitt (2) der Welle (1) bis zur Anlage am Grunde (6) des Sackloches (3) eingeschoben ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (4) auf ihrer von dem Sicherungsring (12) abgewandten Seite eine Stufung (18) aufweist, an der das eine Ende (5) des Eingriffsbereiches (8) der Welle (1) anliegt und durch die ein im Durchmesser verringerter Abschnitt (16) der Welle (1) hindurchgeführt ist.

4. Verbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ein Keil-, Zahn-, - oder Polygonprofil aufweist.