DE8714927U1

DE8714927U1 - Hydraulisch beaufschlagbare und spannbare Schrumpfscheibe für die reibungsschlüssige Drehverbindung einer Nabe mit einer Welle

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Publication number: DE8714927U1
Application number: DE8714927U
Authority: DE
Original assignee: Schaefer Technik fur Antrieb und Steuerung 5802 Wetter De GmbH
Current assignee: Schaefer Technik fur Antrieb und Steuerung 5802 Wetter De GmbH
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1988-06-09

Description

(DAS-679/87

If. ·

Hydraulisch beaufsohlagbare und spannbare Schrumpf" soheibe für die rei^üngiischlüssige Drehverbindung einer Nabe mit einer Welle

GMBH-Teohnik für Antrieb und Steuerung -/ Osterfeldstraße 75 5802 Wetter-Wengem

Sie Erfindung betrifft eine hydraulisch beaufschlagbare und spännbare Schrumpfscheibe für die reibungsschlüssige Drehverbindung einer Nabe mit einer Welle, bei welcher auf einem döppeikonischen Innenring die Druckringe geführt sind und zwischen ^ diesen Druckringen der Druckraum für die Hydraulik angeordnet ist, nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Solche reibungsschlüssigen Drehverbindungen für die Kupplung von Maschinenteilen in Form von Spannvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen vorbekannt.

So ist z.B. eine Spannvorrichtung bekannt, bei welcher der Expansionsraum von einem Spannring, einem Radialflansch, einem Druckring und einem Hilfsspannring eingeschlossen und begrenzt ist, wobei der Hilfsspannring umfangseitig des Radialflansches fj mit Hilfe von Schrauben gedrückt wird. (DE-OS-34 01 837) Bei dieser bekannten Spannvorrichtung sind Einzelteile in großer C . Anzahl notwendig, die im Fertigungsvorgang präzessionsmäßig genau bearbeitet werden müssen und in einer genau vorgegebenen Zuordnung montiert werden müssen. Dies stellt einen erheblichen Nachteil dar, zumal die Eertigung sehr aufwendig ist.

Diese bekannte Spannvorrichtung ist ferner im Rahmen des bekannten Standes der Technik weiter dadurch verbessert worden, daß im äußeren Umfangsbereich des Radialflansches eine durch Anordnung einer mit dem Expansionsraum verbundenen Ringnut gebildete Dichtlippe mit einem gegen den Spannring zur Anlage gelangenden Dichtring angeordnet is'S. (Gm G-86 09 645.1).

Der Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß der Spannring und der Ringflansch abgewinkelt den Radialflansch Übergreifen und somit imr ein sohwieiriges Atidichten des Expansionsraumes möglich 1st und ferner der Spanneffekt nicht ausreichend erreicht wird»

!Desweiteren ist es "bekannt eine solche Kupplung so zu gestalten, ' daß sie zur Verbindung von zwei miteinander fluohtenden Wellenetümpfen geeignet ist. Hierbei übergreift ein eine Außenkonusfläche besitzender Druckring die beiden Wellenstümpfe und benützt rur schlüssigen Verbindung einen nach Art einer Überwurfmutter Arbeitenden Hingkolben· Der hier ruf hand&ogr;&pgr;&thgr; Drüökr-äüiü besitzt etwa einen quadratförmigen Querschnitt, der seinerseits ein mit ' der Atmosphäre in Verbindung stehendes Entlüftungsventil besitzt. Die Hydraulikflüssigkeit wird hier über eine radiale Zuleitungsbohrung geführt, die in eine Ringnut mündet, welche in der Innenkonusfläche des Außenringes angebracht ist. (US-PS 38 65 4-97)

Diese bekannte Kupplung muß nach dem Prinzip eines doppelt wirkenden hydraulischen Zylinders arbeiten und die Konstruktion 1st von G-rund auf kompliziert und aufwendig. Es besteht weiter hier die Gefahr eines Fressens an den Kupplungsflächen, da die Konusflächen im verspannten Zustand selbsthemmend aneinander anliegen. Zum Demontieren ist hier in der Regel zusätzlich ein Abziehwerkzeug erforderlich und nicht leicht durchzuführen.

C) Endlich ist eine Kupplung zur reibungsschlüssigen Drehverbindung von Mass hinenteilen bekannt geworden, bei welcher mit einem Druckring ein mit diesem koaxialer, jedoch eine konträr ansteigende Außenkonusfläche aufweisender, zusätzlicher Druckring axial fest verbunden ist, auf dessen äußere Konusfläche ein zusätzlicher Außenring verschiebbar anliegt und die Zuleitung für die Hydraulik flüssigkeit direkt und -unmittelbar in den vorgesehenen Druckraum mündet. Bei dieser Ausführung ist der Neigungswinkel jeder Konusfläche etwas größer als der Reibungswinkel zwischen den jeweils aneinanderliegenden Konusflächen. Die Spannstellung der Außenringe soll hier von einem weiteren Außenring gehalten werden, wobei

dieser einen axial verstellbaren Anschlag insbesondere eine AneeMagver schraubung trägt. ( OS-DE 51 49 Ö6? ) Es soll hier zwar eine einfache Bauweise erreicht Worden und eine symmetrtaoha Yerepannung erfolgen*

Dies ist jjedöch nioht erreicht, da beide Außenringe mit gesonderten Druckräumen zu beaufschlagen sind und damit auch gleichzeitig mehr-'· fache Zuleitungen erforderlich werden» Ferner übergreifen hier die Außenringe mit abstehenden Schenkeln oder Ausnehmungen die zusätzlichen Außenringe* so daß auoh hier der Aufbau kompliziert ist, Dichtungsprobleme auftreten und der angestrebten Spannwirkung zu groSe und anzahlmäßig zu viele gegeneinander wirkende Flächen ent-. gegenstehen.

Diese aufgezeigten Nachteile sollen nach der Erfindung ausgeschaltet und vermieden werden·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine solche hydraulische Echrumpfscheibe mit konischen Innenringen und den bekannten Druokringen so auszulegen, daß der Spannvorgang mittels der Hydraulik gleichmäßig und leicht erzielt werden kann und ein hohes Maß an Sicherheit bei der Spannwirkung erreicht ist.

Die Erfindung geht daher von einer-hydraulisch beaufschlagbaren und spannbaren Schrumpfscheibe für die reibungsSchlussige Drehverbindung einer Nabe mit einer Welle aus, bei welcher auf einem doppelkonischen Innenring gegenüberliegend zwei Druckringe verscL&eb-und verspannbar geführt sind, wobei zwischen diesen Druckringen der Druckraum für die Hydraulik angeordnet ist und legt den Gesamtaufbau der Schrumpfscheibe so aus, daß die Druckringe zueinander ia Querschnitt spiegelbildlich gleich tu?* an ihren von dem konischen Innenring abgewandten Außenfläche, d.h, der zylindrischen ZLäche, zylindrisch gestaltet sind, ferner Bohrungen als Druckmittelkanäle besitzen und eine Spannscheibe als Widerlager diese Druckringe voll • und am ganzen Umfang von außen umgreifend angeordnet ist und Hierbei der Anschluß und Einlaß für das Druckmedium im AußeMSi-itc der

Spannseheibe angebracht ist und am Boden des Einlasses eine )

Aufteilung der Zuführungskanäle in zwei in der Spannscheibe ^J

schräg verlaufende Druekmlttelkanäle aufgeteilt ist. Diese Druck- ·

mittelkanäle in der Spann scheibe korrespondieren und schließen |

an weitere Druckmittelkanäle an, die in den Druckringen schräg |

und geneigt vorgesehen sind derart, daß der Pluß des Druckmediums r

über diese Druckmitt'elkanäle zu den ^Tieren und äußeren Anlage- I

und Gleitflächen der Druckringe geführt wird und erst über diese · in den Druckraum gesteuert wird.

Die Austritts öffnungen der von dem Einlaßkanal abgezweigten Druckmittelkanäle sind im Anschluß und Übergang zu den Druckmittelkanälen in den Druckringen so lang bemessen, wie der Yerschiebe-Spann-und Gleitweg der Druckringe vorgegeben ist. Diese Maßvorgabe wird von der Neigung der Doppelkonusflächen des Innenringes und den auf diesen aufliegenden konischen Plächen der Druckringe bestimmt.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht auch darin, daß die Bohrungen als ausgeführte Druckmittelkanäle in den Druckringen so angebracht sind, daß ihre Ausflußöffnungen an der zylindrischen ELäche jedes Druckringes näher zur äußeren Stirnseite als zum Druekraum liegt, und die zu den konischen Plächen des Innenringes mündenden Ausflußöffnungen der Druckmittelkanäle näher zum Druekraum angebracht sind. Hierbei sind die Eintritts-und Austrittsöffnungen der Druckmittelkanäle in den Druckringen als Rinnen gestaltet, die ihrerseits auf der zairischen Außenfläche und der konischen Innenfläche ringsherum verlaufen.

In den Druckringen sind die Gleitflächen nach außen durch Diohtungs elemente abgesichert, welche die Form und Art von O~Ringen haben* An der Spannsoheibe ist ferner an deren Innenfläche ein Zentriervorsprung als leiste angebracht, welcher in die Druckringe eingreift und gleichzeitig den Druekraum der Hydraulik begrenzt. Das Entlastungsventil und/oder die Ablaßöffnung für das Entspannen des Druckraumes und der Hydraulik, ist in einem der Druckringe hori- _t< zöntäl liegend angebracht und an den Druekraum direkt ängeschloagenj'

Damit kein ungewolltes Entspannen der Hydraulik, d.li. der Druckwirkung und eine Aufhebung der Spannstellung der Druckringe erfolgt, ist vorgesehen eine hydraulische, pneumatische oder mechanische Arretierung in technisch an sich bekannter Ausführung anzuordnen.

Die miteinander korrespondierenden Gleitflächen der Druckringe im Verhältnis zu den Flächen der Spannscheibe und den konischen ELächen des Innenringes, sind so ausgelegt und aufP-einander abgestimmt, daß kurze Spannwege erzielt und eine kompakte Bav/seise der Schrumpfächeibe erreicht ist.

Die Erfindung ergibt die Vorteile, daß alle Einzelteile der Schrump: scheibe einfach zu bearbeiten sind und durch die Spannscheibe in ! sich zusammengehalten werden, wobei im Vergleich zu bekannten Ausführungen eine zusätzliche Schmierung und ein Einbringen von Schmiej mitteln an den Gleitflächen wegfällt.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung dargestellt.

Im oberen Bildteil ist in der Zeichnungsebene betrachtet die Ausgangsstellung der Druckringe 1 mit dem nicht beaufschlagten zwischenliegenden Druckraum 5 wiedergegeben.

Der untere Bildteil zeigt in der genannten Zeichnungsebene den beaufschlagten Druckraum 5 und die lage der Druckringe 1 in der Spannstellunge

Die Welle ist mit 14 und die Nabe mit 13 bezeichnet. Auf die Nabe 13 wird der doppelkonische I^nenring 2 aufgeschoben, der anliegend auf seinen Konusflächen die Druckringe 1 trägt, die hier ebenfalls in den Anlageflächen innen konisch gestaltet sind· Die Außenfläche der Druckringe 1 ist zylindrisch gestaltet und die Druckringe 1 werden hier von der Spannscheibe 3 umgeben«,

Der Deckel 12 schließt die Nabe 13 ab und er wird über die nicht dargestellten Schrauben 15 verspannt. Die Konus flächen der Druckrige 1 und des Innenriges 2 sind steil geneigt ausgelegt*

&igr; ■ · * Cf ■ * ·

Die Spannseheibe 3 "besitzt einen 2entriervorsprung 4 als Leiste, welcher in die Druckringe 1 eingreift und den Druckraum 5 nach außen "begrenzt. In diesen Druckringen 1 befinden sich Nuten in welche die Dichtungselemente vorteilhaft O-Ringe 16 eingelegt sind.

Aus dem unteren Bildteil ist zu ersehen, daß das Anschlußventil bsw. der Einlaß 9 für das Druckmedium im Boden des Einlasses aufgeteilt ist. Hier schließen sich zwei geneigt angeordnete Druckmittelkanäle 10 an, welche mit dem Einlaß 9 in der Spannscheibe 3 untergebracht sind. Diese geneigten Druckmittelkanäle sind im Anschluß und Übergang zu den ebenfalls geneigt angeordneten Druckmittelkanälen 7 in den Druckringen 1 so lang bemessen, . wie der Verschiebe-, Sparm-und Gleitweg der Druckringe 1 vorgegeben ist. Die Druckinittelkanäle 7 in den Druckringen 1 sind an ihren Enden als nutförmige Rinnen 6 gestaltet.

Wird nun. über das Anschlußventil oder den Einlaß 9 das Druckmedium eingeführt, so teilt sich der Strom dieser Hydraulikflüssigkeit in CIe Kanäle 10 innerhalb der Spannscheibe 3. Ton hier fließt das T^uckmedium auf die zylindrischen Gleitflächen und in die Druckmittelkanäle 7 der Druckringe 1 und von hier aus über die konischen Anlageflächen der Druckringe 1 und des Innenringes 2 zum Druckraum 5 und beaufschlagt diesen.

Durch diesen Spannvorgang werden die Druckringe 1 aus ihrer im ' oberen Bildteil angegebenen Ausgangslage in die Spannstellung

gem. der Darstellung im unteren Teil der Bildebene gedrückt. Die Spannwirkung der Druckringe 1 wird über den doppelkonischen Innenring 2 dadurch auf die Nabe 13 übertragen, da die Spannscheibe 3 ein Widerlager bildet.

Soll nun die Hydraulik entspannt werden, so muß das Entlastungsventil und/oder die Ablaßöffnung 11 betätigt werden, diöiiach der Erfindung horizontal liegend in einem der Druckringe 1 angeordnet ist.

Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß der Aufbau der hydraulischen Schrumpfscheibe einfach und nicht störungsanfällig ist,

Wenn das Ablaßventil* bzw'/'die Abiaßöffnung 11 geöffnet ist soll
zusätzlich nochmals das Einlaßventil bzw. der Einlaßkanal 9 geöffnet und neuer Mediendruck zugeleitet werden.

Hierbei unterstützt die produzierte Mantelfläche zusätzlich die Ent spannung.

Die Anordnung des Entlastungsventiles, d.h.der AblaßBffnung 11 kann auch, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, in der Spannscheibe 3 im Bereich des Einlaßkanales 9 erfolgen.

Der Zentriervorsprung 4 > auch als Ringleiste zu verstehen, hat in axialer Richtung ein geringes Spiel, um hier den MediendurchirLtt zu ermöglichen.

Um zu verhindern, daß ein evtl.Verkanten und/oder eine ungewollte -\ Entspannung auftritt,, sind an und in dem Innenring 2 und der Nabe 13 Begrenzungsanschlage als Ringleisten vorgesehen. Die Stärke und
Dicke der Spannscheibe 3 ist durch die Wahl des Werkstoffes und/ode Werkstoffanhäufung so ausgelegt, daß ein/Aufweifen und eine Dehnung der Spannscheibe ganz oder weitgehend vermieden ist.

Ein weiteres Erfindungsmerkinal ist darin zu sehen, daß die Druckringe 1 in ihrem Querschnitt nicht nur spiegelbildlich gleich gestaltet sind, sondern auch axialsymmetrisch ausgebildet sind.

Durch die Führung des Druckmediums über die Druckmittelkanäle 7 u«1 sowie die Berührungsflächen zwischen den Druckringen 1 und dem
Innenring 2 und der Spannscheib-i 3 zum Druckraum 5 wird als zusätzlicher Vorteil ein direktes Gleiten von Stahl auf Stahl vermieden ur ) somit die Gefahr eines Fressens ausgeschaltet.

•· IfIl

Claims

SAS-S79/87 Ansprüche

1. Hydraulisch beaufschlagbare und spannbare Schrumpfscheibe für die reibungsschlüssige Drehverbindung einer Nabe mit einer Welle, bei welcher auf einem doppelkonischen Innenring gegenüberliegend zwei Druckringe verschieb-und verspannbar geführt sind, wobei zwischen diesen Druckringen der Druckraum der Hydraulik angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Druckringe (1)· zueinander im Querschnitt spiegelbildlich gleich und an ihren von dem konischen Innenring (2) abgewandten Außenfläche, d.h. zylindrischen ELäche, zylindrisch gestaltet

g , ^ sind, ferner Bohrungen (7) als Druckmittelkanäle besitzen und eine Spannscheibe (3) als Widerlager die Druckringe (1) voll und am ganzen Umfang von außen umgreifend angebracht ist, und

b) daß der Anschluß und Einlaß (9) für das Druckmedium im Außenmantel der Spannscheibe (3) vorgesehen und an seinem Boden in zvrei in der Spannscheibe (3) schräg verlaufende Druckmittel- · kanäle (10) rundet und geteilt ist, die

c) ihrerseits mi'' den ebenfalls geneigt in den Druckringen (1) angebrachten Druckmittelkanälen (7) korrespondierend und derart anschließen, daß der ITuß des Druckmediums über diese Druckmittelkanäle (10 u.7) zu den inneren und äußeren Anlage-und Gleitflächen der Druckringe (1) und über diese in den Druck-

( ) raum (5) gesteuert ist.

2. Hydraulische Schrumpfscheibe nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichn et, daß die Austrittsöffnungen der vom Einlaßkanal (9) abgezweigten Druckmittelkanäle (10) im Anschluß und Übergang zu den Druckmittelkanälen (7) in den Druckringen (1) so lang bemessen sind, wie der Verschiebe-, Spann- und Gleitweg der Druckringe (1) vorgegeben ist.

&bgr; Hydraulische Schrumpfscheibe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen als Druckmittelkanäle (7) in den Drackringen (1) derart ausgelegt und angebracht sind, daß die Einflußöffnungen an der zylindrischen Jläche jedes Druckringes (1) näher zur äußeren Stirnseite als zum Druckraum (5) und die zu den konischen ELäehen des Innenringes (2) mündenden Ausflußöffnungen der Druckmittelkanäle (7) näher zum Druckraum (5) vorgesehen sind.

4» Hydraulische Schrumpfscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekenn zeichnet, daß die iiintritts- und AustrittsÖffnungen der Druckmittelkanäle (7) in den Druckringen (1) als Rinnen (6) gestaltet sind, die auf der zylindrische!] Außenfläche und konischen Innenfläche ringsherum verlaufen.

5. Hydraulische Schrumpfscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Druckringen (1) die Gleitflächen nach außen absichernde Dichtungselemente in Form von O-Ringen angeordnet sind.

6. Hydraulische Schrumpfscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spannscheibe (3) an deren Innenfläche ein Zentriervorsprung (4) als !•eiste angebracht ist.

") 7. Hydraulische Schrumpfscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlastungsventil und/oder die Ablaßöffnung (11) für das Druokmedium in einem der Druckringe (1) horizontal liegend angebracht ist und zu dem Druckraum (5) direkt anschließend angeordnet ist.

8. Hydraulische Schrumpfs cheibe nacli den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulik und/oder die Spannstellung der Druckringe (1) zum Zwecke der Termeidung gegen ungewolltes Lösen zusätzlich mit einer hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Arretierung ausgerüstet

*■* 3

9» Hydraulische Schrumfscheibe nach den Ansprüchen 1 Ms 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die mit einander
korrespondierenden konisch Verlaufenden Flächen der Druökringe (1)
und des Innenringes (2) steil geneigt und ansteigend ausgelegt sind*

10. Hydraulische Schrumpfscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 9 , I dadurch gekennzeichnet, daß die Spannscheibe (3§ in ihrer Dicke und Stärke durch Werkstoffauswahl und/öder Werkstöff-f anhäufung zum Zwecke der Vermeidung eines viLufweitehs und/oder einer * Dehnung verstärkt ausgebildet ist. ^;

11. Hydraulische Schrumpfscheibe nach den Ansprüchen 1 bis 1Ö ,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (13) und ; der innenring (2) mit seitlichen Begrentungsanschlagen und Ring- | schultern versehen sind. I

12. Hydraulische Schrumpfscheibe nach ä&A Ansprüchen 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckringe (1) zu einander nicht nur im Querschnitt spiegelbildlich sondern auch
axialsymmetrisch ausgebildet sind.