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Befestigung von Naben auf Wellen Die Erfindung betrifft die Befestigung
von Naben auf Wellen durch axiales Zusammenpressen einer zwischen Nabe und Welle
eingesetzten, in sich federnden Hülse, deren Wanddicke durch das Zusammenpressen
vergrößert wird. Bisher sind hierfür zum Teil Hülsen aus plastischem Stoff, insbesondere
aus Gummi, verwendet worden. Diese haben den Nachteil, daß sie bei starken Torsionsbeanspruchungen
beschädigt werden können und bei längerer Aufrechterhaltung des axialen Druckes
zu fließen beginnen, so daß ein Kraftabfall eintritt und eine gleichbleibende Übertragung
des Drehmoments nicht gewährleistet ist. Ferner ist es bekannt, die Hülse aus einer
Anzahl von einzelnen mit konischen Flächen aneinanderliegenden und geschlitzten
Federringen herzustellen, so daß die übereinandergeschobenen Ringe bei einem auf
sie wirkenden axialen Druck teils erweitert, teils enger zusammengedrückt werden
und die Gesamtanordnung sich um die Welle od. dgl. zusammenziehen und gegen die
Bohrung des sie umschließenden Teils spreizen läßt.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß die Hülse aus zwei ineinanderliegenden
Schraubenfedern besteht, deren Berührungsflächen so angeordnet sind, daß die Wanddicke
der Federhülse durch die in der Längsrichtung erfolgende Zusammenpressung der Hülse
vergrößert wird und dadurch die beiden Teile miteinander fest verbunden werden.
Hierdurch gestaltet sich gegenüber der vorerwähnten bekannten Anordnung mit geschlitzten
Einzelringen die Herstellung sowie die Montage und die Demontage der Verbindung
wesentlich einfacher. Weiterhin werden bei axialer Zusammenpresseng
die
einzelnen Windungen der Schraubenfedern in tangentialer Richtung elastisch verspannt
und können daher geringe, z. B. durch Temperaturschwankungen bedingte Dimensionsveränderungen
der Nabe ohne eine erhebliche Schwächung ihres Griffes vertragen, während geschlitzte
Ringe durch eine axiale Kraft sehr wenig in tangentialer Richtung verspannt werden
und einen fast unelastischen Griff auf die Nabe und die Welle ausüben, so daß geringe
Dimensionsveränderungen der Nabe die Stärke des Griffes der geschlitzten Ringe ungünstiger
beeinflussen. Ferner kann die aus Schraubenfedern bestehende elastische Hülse mit
einer erheblichen Rückstoßkraft gebaut werden, wodurch die Verbindung der Welle
mit der Nabe in erheblichem Maße selbstlösend gemacht wird, wohingegen geschlitzte
Ringe eine sehr geringe Rückstoßkraft haben und die Verbindung daher nicht so leicht
lösbar ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen
veranschaulicht.
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Fig. I ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform der elastischen
Hülse in ausgedehntem oder freiem Zustand; Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die
fest zusammengepreßte Hülse; Fig. 3 ist eine Stirnansicht der Hülse nach Fig. 2;
Fig. 4 veranschaulicht im Längsschnitt die Anordnung der elastischen Hülse auf einer
Welle in zusammengepreßtem Zustand, in welchem sie die umgebende Bohrung erfaßt;
Fig. 5 veranschaulicht im Längsschnitt die elastische Hülse in einer Radnabe, in
welcher sie eine glatte Welle erfaßt; Fig.6 ist ein Längsschnitt durch eine andere
Ausführungsform; Fig.7 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform in
ungespanntem Zustand, und Fig. 8 zeigt die Ausführungsform nach Fig. 7 in gespanntem
Zustand.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. I besitzt die elastische Hülse eine
äußere Schraubenfeder 2 mit dreieckigem Querschnitt. Die Grundfläche 3 des Dreiecks
bildet die äußere Zylinderfläche der Hülse, während die abgeflachte Spitze 4 annähernd
im Innendurchmesser der voll ausgedehnten Hülse liegt. Die Kanten 5 an den Enden
der Grundfläche 3 sind so abgeflacht, daß sie mit den Kanten der benachbarten Windungen
zur Anlage kommen, wenn die Hülse fest zusammengepreßt ist. Die Hülse i besitzt
ferner eine innere Schraubenfeder 6 mit einem vorzugsweise gleichen dreieckigen
Querschnitt wie bei der äußeren Feder 2, so daß beide Federn aus Stäben oder Drähten
gleichen Querschnitts gewickelt werden können. Die Grundflächen 7 der inneren Schraubenfeder
bilden die zylindrische Innenfläche der elastischen Hülse I, während die abgeflachten
Spitzen 8 annähernd im Außendurchmesser der voll ausgedehnten Hülse liegen.
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Die Steigungen der beiden ineinanderliegenden Federn sind vorzugsweise
so gewählt, daß die Windungen einer Feder nicht gegen die benachbarten Windungen
der anderen Feder über die Gesamtlänge der unbelasteten Hülse andrücken. Die Steigungen
der beiden Federn sind jedoch vorzugsweise so verschieden, daß sie an ihren. Enden
zusammenhalten, so daß die unbelastete Hülse eine leicht zu handhabende, zusammenhaltende
Einheit bildet, wie das die Zeichnung deutlich erkennen läßt.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten voll zusammengedrückten Zustand liegen
die abgeflachten Kanten der Dreiecksquerschnitte beider Federn gegeneinander an.
In dieser Stellung kann eine zusätzliche Preßkraft die Wandstärke der Hülse nicht
mehr vergrößern. Der Außendurchmesser der Hülse liegt in dieser, praktisch nicht
vorkommenden Stellung außerhalb der in Betracht kommenden Bohrungsdurchmesser und
der Innendurchmesser innerhalb der in Betracht kommenden Wellendurchmesser der herzustellenden
Verbindungen. Die Enden der vollständig zusammengepreßten Hülse bilden Flächen,
die senkrecht zur Achse liegen. Sind jedoch diese Enden im unbelasteten ausgedehnten
Zustand der Hülse als zur Achse senkrechte Grundflächen ausgebildet, dann nehmen
sie in zusammengepreßtem Zustand der Hülse eine leicht abweichende Richtung ein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 liegt eine Radnabe 9 gegen die
Schulter Io einer Triebwelle II über einen Ring I2 an. Der Ring 12 liegt außerdem
gegen das eine Ende der Hülse I an, während das andere Ende der Hülse durch eine
Sechskantmutter 13 zusammengepreßt wird, die auf dem Gewindeende I4 der Welle
Io verschraubbar ist. Durch Anziehen der Mutter 13 wird die Wandstärke der
Hülse I vergrößert, so daß die Nabe 9 fest mit der Welle Io verbunden wird.
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Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist die elastische
Hülse I in der Bohrung eines Ritzels 15 auf einer glatten Welle 16 angebracht. Das
eine Ende der Hülse I liegt gegen eine Lippe 17 an, welche von der Bohrung 18 des
Ritzels 15 nach innen vorsteht, während das andere Ende der Hülse gegen eine Gewindebuchse
i9 zur Anlage kommt, die mit einem Sechskant 2o versehen ist und die "glatte Welle
16 umschließt. Wird die Buchse i9 in das mit Gewinde versehene Ende der Bohrung
18 eingeschraubt, dann vergrößert, sich die Wandstärke der Hülse i, so daß die Welle
16 mit dem Ritzel 15 verbunden wird. Diese Verbindung kann dadurch aufgehoben werden,
daß die Buchse i9 herausgeschraubt wird, da in diesem Falle .die Wandstärke der
elastischen Verbindung abnimmt und das Ritzel von der Welle frei geht.
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Es ist darauf hinzuweisen, daß die Federn der Hülse i linksgängig
sind, so d.aß das Feststellen der Gewindemutter oder -buchse unterstützt wird, die
für das Zusammenpressen der Hülse dient und Rechtsgewinde besitzt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.6 besitzen die ineinanderliegenden
Schraubenfedern einen kreisförmigen Querschnitt. Die äußere Schraubenfeder 21 besteht
aus einer einzigen Wicklung, während
die innere Schraubenfeder
in Teile 22 und 23 unterteilt ist. Eine derartige Unterteilung, die auch bei anderen
Ausführungsformen vorgenommen werden kann, hat den Zweck, die Reibung zwischen den
sich ausdehnenden Windungen der äußeren Schraubenfeder 2I und den sich zusammenziehenden
Windungen der inneren Schraubenfedern 22 und 23 zu vermindern.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 besitzt die elastische Hülse die
Gestalt eines Schraubengewindes, welches aus zwei Schraubenfedern 24 und 25 gleicher
Ausführung besteht, die nach Art der beiden Seiten eines Schraubengewindes gegeneinanderliegen
und dem Querschnitt der Hülse etwa das Aussehen eines Stapels von reihenförmig verbundenen
Tellerfedern geben. Fig. 7 zeigt die Hülse in unbelastetem Zustand. Wird die Hülse
gemäß Fig. 8 zusammengepreßt, indem eine seitliche Kraft die Federn 24 und 25 zusammendrückt,
so nimmt der Winkel zwischen den Streifen der entgegengesetzt verlaufenden Federn
ab und entsprechend die Wandstärke der Hülse zu, so daß sie zur Verbindung einer
Welle mit einer Nabe oder einem anderen Werkstück befähigt wird.