DE4312759A1 - Rad, insbesondere Riemen- oder Kettenrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rad, insbesondere Riemen- oder Kettenrad, das aus Radsektoren zusammengesetzt ist, die stirnseitig umlaufend ringförmige Nuten aufweisen, in denen ringförmige, axial zusammenziehbare Spannringe angeordnet sind, mittels derer verspannt die Radsektoren zusammengehalten und das Rad so auf einer Welle zu befestigen ist.

Ein Rad der eingangs genannten Art ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift G 89 03 076.1 U1 bekannt. Das bekannte Rad hat den Nachteil, daß die einzelnen Radsektoren zwischen zwei zu verschraubenden Spannringen gespannt auf der Welle gehalten sind. Bei der Montage oder Demontage einzelner Radsektoren ist es erforderlich, daß beide Spannringe zugänglich sind. Deshalb muß bei Arbeiten an dem Rad das gesamte Rad von der Welle abgezogen werden. Hierdurch ist eine Reparatur des Rades aufwendig und kostenintensiv.

Zudem ist es bei Entfernen des bekannten Rades erforderlich, die anliegende Kettenspannung zu lösen. Bei anschließender Montage des Rades ist daher die Kettenspannung zeitaufwendig erneut zu justieren.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Rades ist, daß bei Verwendung von Radsektoren aus Kunststoff, welche zur Schalldämmung geboten ist, die Drehfestigkeit des Rades an der Welle, weil dort Kunstoff auf Metall liegt, gering ist. Deshalb ist zur sicheren Übertragung des Drehmoments der Welle auf das Rad eine Paßfeder oder ein Keil erforderlich, wodurch das Rad aufwendiger herzustellen und schwieriger zu montieren bzw. zu warten ist.

Zudem sind die Spannringe durch viele Schrauben zu verbinden, um einen gleichförmigen Anpressdruck des Rades auf die Welle zu erreichen. Bei Montagearbeiten an dem Rad sind alle Schrauben zu lösen. Die vielen Schrauben erhöhen die für ein Wechseln der Radsektoren erforderliche Montagedauer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rad zu offenbaren, welches ohne zusätzliche Drehsicherungen drehfest auf einer Welle anzuordnen ist und deren einzelnen Radsektoren von der Bedienerseite zugänglich sowie schnell und einfach ohne Justagearbeit zu wechseln sind, ohne ein gänzliches Entfernen des Rades von der Welle und ein Entspannen des Ketten- oder Riemenantriebes zu erfordern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rad aus mindestens drei gleichen oder annähernd gleichen Radsektoren besteht und einer der Spannringe ein geschlossener Ring ist, der über eine stirnseitige Scheibe mit einem Innenring fest verbunden ist, und der andere Spannring aus Spannringsektoren besteht, die jeweils den Radsektoren einzeln zugeordnet sind und sich jeweils über Stirnseitensektoren bis zu Nabensektoren erstrecken, die innenseitig Wellenanlageflächen und andererseits zu einer Innenfläche des Innenringes komplementär konische Spannflächen aufweisen, wobei der geschlossene Spannring mit den Spannringsektoren durch axiale Schraubverbindungen verspannt zusammengehalten ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Rad ist schnell und einfach zu montieren.

Zur Montage wird der geschlossenen Spannring lose auf die Welle gesteckt, wobei der Innenring dem Monteur zugewandt ist.

Vorteilhaft weist der geschlossene Spannring eine mittige Wellenaufnahmebohrung auf, wodurch der Spannring bereits annähernd zentriert auf der Welle angeordnet ist.

Nunmehr werden schrittweise die einzelnen Radsektoren dem Spannring zugeführt, indem die einzelnen Spannringsektoren auf den geschlossenen Spannring geschraubt werden und der jeweilige Radsektor zwischen dem Spannring und dem jeweils einem Radsektor zugeordnetem Spannringsektor verspannt wird.

Durch das Verschrauben der Spannringsektoren mit dem geschlossenen Spannring werden die konischen Spannflächen der Nabensektoren mit der entsprechend konisch gestalteten Innenfläche des Innenringes verspannt, wodurch die Wellenanlageflächen der Nabensektoren an die Welle drehfest, diese umschließend, angepreßt werden.

Vorzugsweise ist die Spannfläche und komplementär die Innenfläche des Innenrings um 2,5° konisch gestaltet.

Durch das Verschrauben des Rades wird dieses auf der Welle zentriert.

Vorteilhaft umschließen bereits zwei Spannringsektoren mit ihren Wellenanlageflächen die Welle um mehr als 180°. Hierdurch ist das Rad bereits bei unvollständiger Montage zentriert. Diese Gestaltung ermöglicht ein Austauschen von Radsektoren, z. B. zur Reparatur, ohne ein Ausbau des Rades oder ein Entspannen des Ketten- oder Riemenantriebes zu erfordern.

Hierzu wird das Rad gedreht, bis der zu ersetzende Radsektor nicht mit der Kette bzw. dem Riemen belastet ist. Die Verschraubung des den nunmehr unbelasteten Radsektor haltenden Spannringsektors wird gelöst, der Spannringsektor abgezogen, der Radsektor ausgetauscht und durch Aufschrauben des Spannringsektors verspannt. Die mit dem geschlossenen Spannring verschraubten Spannringsektoren halten das Rad stabil in der Ursprungsposition, daher erübrigt sich ein Nachjustieren des Ketten- bzw. Riemenantriebes.

Der geschlossene Spannring und die Spannringsektoren sind vorteilhaft aus Metall, vorzugsweise Stahl, gefertigt. Durch die Verwendung von Metall, insbesondere Stahl, ist zum einen eine hohe Stabilität des Rades, zum anderen aber eine vorteilhafte Drehfestigkeit des Rades auf der Welle erreicht, da an der Welle Metall auf Metall mit der entsprechend hohen Drehfestigkeit liegt.

Der geschlossene Spannring und die Spannringsektoren weisen vorteilhaft miteinander verschraubt innenseitig ein Profil auf, in welchem die mit einem entsprechendem Außenprofil gestalteten Radsektoren drehfest gehalten sind.

Die Spannringe weisen vorteilhaft konische Andruckflächen auf, welche in die entsprechend konisch gestalteten Nuten der Radsektoren greifen und die Radsektoren vorteilhaft verspannt auf den Innenring andrücken und drehfest halten.

Der Konus der Andruckflächen und der Nuten ist vorzugsweise um ausgebildet. Dieser Konus ist unter Berücksichtigung des Spannweges ausreichend, um ein drehfestes Verspannen der Radsektoren zwischen den Spannringen zu sichern.

Die Radsektoren, insbesondere bei Verwendung des Rades als Zahnrad, und korrespondierend hierzu die Spannringsektoren, sind vorteilhaft jeweils im Zahngrund zwischen zwei Zähnen getrennt. Durch diese Gestaltung ist ein Abbrechen randseitiger, angeschnittener Zähne nicht möglich.

Vorzugsweise weisen der geschlossene Spannring und/oder die Spannringsektoren einen jeweils einem Radsektor zugeordneten Orientierungsstift auf, wobei die Radsektoren jeweils eine entsprechende Orientierungsbohrung haben. Durch diese Gestaltung wird eine Positionierung des zu befestigenden Radsektors erleichtert und zudem die Drehfestigkeit der Radsektoren zwischen den Spannringen erhöht.

Die Spannringsektoren weisen vorteilhaft jeweils zwei Spannbohrungen und der geschlossene Spannring entsprechend angeordnete Spannringbohrungen mit Innengewinde auf.

Die Spannringbohrungen sind vorzugsweise in dem Innenring des geschlossenen Spannringes angeordnet.

Die Spannringe werden mit durch die Bohrungen geführte Schrauben miteinander verschraubt und verspannt. Die Anordnung der Bohrungen ergibt eine ausreichende Stabilität des Rades, bei Auswechselung eines Radsektors sind lediglich zwei Schrauben zu lösen.

Vorzugsweise weisen die Spannringsektoren mittig zwischen den Spannbohrungen eine Abziehbohrung mit Innengewinde auf, welches vorteilhaft dem Gewinde der Spannringbohrungen entspricht. Durch die Abziehbohrung ist ein Lösen der verspannten Spannringsektoren leicht möglich, indem die Schrauben gelöst werden und eine Schraube in das Innengewinde der Abziehbohrung gedreht wird. Diese eingedrehte Schraube stützt sich am Innenring ab und drückt so den jeweils abzuziehenden Spannringsektor heraus.

Das erfindungsgemäße Rad ist kostengünstig herzustellen, da im allgemeinen lediglich drei unterschiedliche Bauteile verwendet werden, nämlich der geschlossene Spannring, mindestens drei gleiche Spannringsektoren sowie mindestens drei gleiche Radsektoren.

Vorteilhaft sind die Spannringe kostensparend mit Radsektoren unterschiedlicher Durchmesser und/oder Zahnungen verwendbar, wodurch bei Rädern unterschiedlicher Ausgestaltung jeweils die gleichen Spannringe verwendbar sind.

Das Rad ist ohne zusätzliche Drehsicherungen drehfest auf einer Welle anzuordnen. Die einzelnen Radsektoren sind von der Bedienerseite zugänglich sowie schnell und einfach zu wechseln, ohne ein gänzliches Entfernen des Rades von der Welle und ein Entspannen des Ketten- oder Riemenantriebes zu erfordern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles in den Fig. 1 bis Fig. 3 erläutert.

Fig. 1 zeigt eine spannringsektorseitige Aufsicht des vollständig montierten Rades;

Fig. 2 zeigt eine spannringsektorseitige Aufsicht des montierten Rades, wobei ein Rad- und ein Spannringsektor abgenommen ist;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt III-III zu Fig. 2.

Fig. 1 zeigt eine spannringsektorseitige Aufsicht des vollständig montierten Rades (1).

Das Rad (1) ist drehfest auf einer Welle (3) montiert.

Das Rad (1) besteht aus mindestens drei gleichen oder annähernd gleichen Radsektoren (2A, 2B, 2C), den Spannringsektoren (4A, 4B, 4C) sowie dem aus der dargestellten Perspektive nicht sichtbaren geschlossenen Spannring. Die Spannringsektoren (4A, 4B, 4C), deren Stirnseitensektoren (20A, 20B, 20C) sichtbar sind, sind den Radsektoren (2A, 2B, 2C) jeweils einzeln zugeordnet und durch Schrauben (14) mit dem geschlossenen Spannring verbunden.

Die Wellenanlageflächen (22A, 22B, 22C) der Spannringsektoren (4A, 4B, 4C) sind durch die konische Gestaltung der nicht sichtbaren Spannflächen der Nabensektoren und der Innenfläche des Innenrings an die Welle (3) gespannt, wie in Fig. 3 verdeutlicht, und umschließen diese um 360° drehfest.

Die Radsektoren (2A, 2B) sind jeweils im Zahngrund (26) zwischen zwei Zähnen (27, 28) getrennt.

Der Abstand zwischen den Rad- und Spannringsektoren (2A-2C, 4A-4C) ist zur Verdeutlichung relativ breit gezeichnet. Bei genauer Fertigung ist dieser Abstand auf nahezu Null reduzierbar.

Fig. 2 zeigt eine spannringsektorseitige Aufsicht des montierten Rades (1), wobei ein Rad- und ein Spannringsektor abgenommen ist.

In dieser Darstellung ist der geschlossene Spannring (4), welcher der über eine stirnseitige Scheibe (5) mit einem Innenring (6) fest verbunden ist, sichtbar.

Der Spannring (4) hat eine konische Andruckfläche (25A), welche korrespondierend mit der nicht sichtbaren Nut des Radsektors diesen drehfest an den Innenring (6) anpreßt.

Die stirnseitige Scheibe (5) des geschlossenen Spannrings (4) hat eine mittige Wellenaufnahmebohrung (7).

Der Innenring (6) ist konzentrisch zur Wellenaufnahmebohrung (7) angeordnet.

Der geschlossene Spannring (4) ist mit den Spannringsektoren (4A, 4B) durch axiale Schraubverbindungen (14) verspannt zusammengehalten.

Es wird deutlich, daß die zwei verbliebenen Wellenanlageflächen (22A, 22B) die Welle (3) um mehr als 180° umschließen, so daß das Rad (1) insgesamt stabil und zentriert auf der Welle (3) gehalten ist. Strichpunktiert ist ein möglicher Kettenverlauf angedeutet. Die Kette (30) ist trotz Abnahme eines Rad- und eines Spannringsektors in ihrer Spannung unbeeinflußt gehalten.

Die Spannringsektoren (4A, 4B) weisen jeweils zwei Spannbohrungen, welche durch die Schraubenköpfe (14) verdeckt sind, und der geschlossene Spannring (4) entsprechend angeordnete Spannringbohrungen (13, 13A) mit Innengewinde, welche in der dargestellten Ausführung in dem Innenring (6) angeordnet sind, auf.

Die Spannringe (4, 4A, 4B, 4C) sind durch die Bohrungen (13, 13A) geführte Schrauben (14) verschraubbar.

Der geschlossene Spannring (4) weist einen jeweils einem Radsektor (2A, 2B) zugeordneten Orientierungsstift (10) auf, auf welchen die Radsektoren (2A, 2B) mit jeweils einer entsprechende Orientierungsbohrung auf steckbar sind.

Die Spannringsektoren (4A, 4B) weisen mittig zwischen den Spannbohrungen eine Abziehbohrung (15) mit Innengewinde auf, welches vorzugsweise dem Gewinde der Spannringbohrungen (13, 13A) entspricht. Durch die Abziehbohrung (15) ist ein Lösen der mit dem Innenring (6) verspannten Spannringsektoren (2A, 2B) leicht möglich, indem die Schrauben (14) gelöst werden und eine Schraube in das Innengewinde der Abziehbohrung (15) gedreht wird. Diese eingedrehte Schraube stützt sich am Innenring (6) ab und drückt bei weiterem Drehen den jeweils abzuziehenden Spannringsektor aus der Verspannung heraus.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt III-III zu Fig. 2.

Das Rad (1) ist mit dem geschlossenem Spannring (4), den Spannringsektoren (4A, 4B) und den Radsektoren (2A, 2B) an der Welle (3) drehfest angeordnet.

Die Spannringsektoren (4A, 4B) erstrecken sich jeweils über Stirnseitensektoren (20A, 20B) bis zu Nabensektoren (21A, 21B).

Die Nabensektoren (21A, 21B) weisen innenseitig Wellenanlageflächen (22A, 22B) und andererseits Spannflächen (23A, 23B) auf. Die Spannflächen (23A, 23B) sind zu der Innenfläche des am geschlossenem Spannring (4) angeordnetem Innenringes (6) komplementär konisch.

Der geschlossene Spannring (4) ist mit den Spannringsektoren (4A, 4B) durch axiale Schraubverbindungen (14) verspannt zusammengehalten.

Die Spannfläche (23A, 23B) und komplementär die Innenfläche des Innenrings (6) ist vorzugsweise um 2,5° konisch gestaltet.

Der geschlossene Spannring (4) und die Spannringsektoren (4A, 4B) weisen miteinander verschraubt innenseitig ein Profil auf, in welchem die mit einem entsprechendem Außenprofil gestalteten Radsektoren (2A, 2B) drehfest gehalten sind.

Die Spannringe (4, 4A, 4B) haben konische, vorzugsweise um 5°, Andruckflächen (25A, 25B). Zu den Andruckflächen (25A, 25B) sind die Nuten (8, 9) der Radsektoren (2A, 2B) komplementär konisch gestaltet.

Durch diese Gestaltung werden zum einen durch gegenseitiges Verschrauben die Spannringe (4, 4A, 4B) drehfest um die Welle (3) verspannt und zum anderen die Radsektoren (2A, 2B) drehfest von den Spannringen (4, 4A, 4B) gehalten.

Geschnitten ist ein am Spannring (4) angeordneter Orientierungsstift (10) und die entsprechend am Radsektor (2B) angeordnete Orientierungsbohrung (11) dargestellt.

Die Spannringsektoren (4B) weisen mittig zwischen den Spannbohrungen die Abziehbohrung (15) mit Innengewinde auf.

Claims (12)

1. Rad, insbesondere Riemen- oder Kettenrad (1), das aus Radsektoren (2A, 2B) zusammengesetzt ist, die stirnseitig umlaufend ringförmige Nuten (8, 9) aufweisen, in denen ringförmige, axial zusammenziehbare Spannringe (4, 4A, 4B, 4C) angeordnet sind, mittels derer verspannt die Radsektoren (2A, 2B) zusammengehalten und das Rad (1) so auf einer Welle (3) zu befestigen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (1) aus mindestens drei gleichen oder annähernd gleichen Radsektoren (2A, 2B, 2C) besteht und einer der Spannringe (4) ein geschlossener Ring ist, der über eine stirnseitige Scheibe (5) mit einem Innenring (6) fest verbunden ist, und der andere Spannring (4A, 4B, 4C) aus Spannringsektoren besteht, die jeweils den Radsektoren (2A, 2B, 2C) einzeln zugeordnet sind und sich jeweils über Stirnseitensektoren (20A, 20B, 20C) bis zu Nabensektoren (21A, 21B) erstrecken, die innenseitig Wellenanlageflächen (22A, 22B, 22C) und andererseits zu einer Innenfläche des Innenringes (6) komplementär konische Spannflächen (23A, 23B) aufweisen, wobei der geschlossene Spannring (4) mit den Spannringsektoren (4A, 4B, 4C) durch axiale Schraubverbindungen (14) verspannt zusammengehalten ist.

2. Rad (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfläche (23A, 23B) und komplementär die Innenfläche des Innenrings (6) um 2,5° konisch gestaltet ist.

3. Rad nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Scheibe (5) des geschlossenen Spannrings (4) eine mittige Wellenaufnahmebohrung (7) hat und der Innenring (6) konzentrisch zur Wellenaufnahmebohrung (7) angeordnet ist.

4. Rad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe (4, 4A, 4B, 4C) aus Metall, vorzugsweise Stahl, sind.

5. Rad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Wellenanlageflächen (22A, 22B) einen um mehr als 180° geschlossenen Hohlzylindersektor bilden.

6. Rad (1) einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Spannring (4) und die Spannringsektoren (4A, 4B, 4C) miteinander verschraubt innenseitig ein Profil aufweisen, in welchem die mit einem entsprechendem Außenprofil gestalteten Radsektoren (2A, 2B, 2C) drehfest gehalten sind.

7. Rad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringe (4, 4A, 4B, 4C) konische, vorzugsweise um 5°, Andruckflächen (25A, 25B) haben und komplementär die Nuten (8, 9) konisch gestaltet sind.

8. Rad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Radsektoren (2A, 2B, 2C) jeweils im Zahngrund (26) zwischen zwei Zähnen (27, 28) getrennt sind.

9. Rad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der geschlossene Spannring (4) und/oder die Spannringsektoren (4A, 4B, 4C) einen jeweils einem Radsektor (2A, 2B, 2C) zugeordneten Orientierungsstift (10) aufweisen und die Radsektoren (2B) jeweils eine entsprechende Orientierungsbohrung (11) haben.

10. Rad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringsektoren (4A, 4B, 4C) jeweils zwei Spannbohrungen und der geschlossene Spannring (4) entsprechend angeordnete Spannringbohrungen (13, 13A) mit Innengewinde aufweisen und die Spannringe (4, 4A, 4B, 4C) durch die Bohrungen (13, 13A) geführte Schrauben (14) verschraubbar sind.

11. Rad (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringbohrungen (13, 13A) in dem Innenring (6) angeordnet sind.

12. Rad (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringsektoren (4A, 4B, 4C) mittig zwischen den Spannbohrungen eine Abziehbohrung (15) mit Innengewinde, welches vorzugsweise dem Gewinde der Spannringbohrungen (13, 13A) entspricht, aufweisen.