[go: up one dir, main page]

DE102006022154A1 - Shaft-hub e.g. rotary hub, arrangement for use in e.g. multi-axes industrial robot, has hub with recess sealed at side, that is turned towards shaft, in air-tight, so that shaft hub connection is sealed completely - Google Patents

Shaft-hub e.g. rotary hub, arrangement for use in e.g. multi-axes industrial robot, has hub with recess sealed at side, that is turned towards shaft, in air-tight, so that shaft hub connection is sealed completely Download PDF

Info

Publication number
DE102006022154A1
DE102006022154A1 DE200610022154 DE102006022154A DE102006022154A1 DE 102006022154 A1 DE102006022154 A1 DE 102006022154A1 DE 200610022154 DE200610022154 DE 200610022154 DE 102006022154 A DE102006022154 A DE 102006022154A DE 102006022154 A1 DE102006022154 A1 DE 102006022154A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hub
shaft
recess
connection
sealed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200610022154
Other languages
German (de)
Inventor
Joachim Markert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUKA Deutschland GmbH
Original Assignee
KUKA Roboter GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KUKA Roboter GmbH filed Critical KUKA Roboter GmbH
Priority to DE200610022154 priority Critical patent/DE102006022154A1/en
Publication of DE102006022154A1 publication Critical patent/DE102006022154A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/062Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces characterised by the geometry of the seat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/09Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces
    • F16D1/092Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping due to axial loading of at least one pair of conical surfaces the pair of conical mating surfaces being provided on the coupled hub and shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

The arrangement (1) has a hub (3) e.g. rotary hub, connected with a shaft (2), where the shaft has an end (2.1) that engages in a retainer. The retainer is arranged at an end (3.2) of the hub, where the end of the shaft is connected with the inner circumference section of a recess of the hub in a torque-proof manner. The recess of the hub is sealed at a side, that is turned towards the shaft, in an air-tight, so that a shaft hub connection (5) is sealed completely against the environment in an air-tight manner. An independent claim is also included for a method for connecting a shaft with a hub.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit wenigstens einer Welle und wenigstens einer mit dieser verbundenen Nabe, wobei ein Wellenende in eine an einem Ende der Nabe angeordneten Aufnahme eingreift und mittels einer Welle-Nabe-Verbindung zumindest entlang eines Außenumfangsabschnitts des Wellenendes drehfest mit zumindest einem Innenumfangsabschnitt der Ausnehmung der Nabe verbunden ist, wobei die der Welle abgewandte Seite der Ausnehmung im Wesentlichen luftdicht verschlossen ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf einen Roboter, welcher wenigstens einen mit einer solchen Anordnung ausgestatteten Antrieb aufweist, sowie ein Verfahren zum Verbinden einer Welle mit einer Nabe, wobei ein Wellenende derart in eine an einem Ende der Nabe angeordnete Ausnehmung eingefügt wird, dass es zumindest entlang eines Außenumfangsabschnitts des Wellenendes mittels einer Welle-Nabe-Verbindung drehfest mit zumindest einem Innenumfangsabschnitt der Ausnehmung der Nabe verbunden wird, wobei die der Welle abgewandte Seite der Ausnehmung im Wesentlichen luftdicht verschlossen wird.The The invention relates to an arrangement with at least one shaft and at least one hub connected thereto, one shaft end engages in a arranged at one end of the hub receptacle and by means of a shaft-hub connection at least along an outer peripheral portion the shaft end rotationally fixed with at least one inner peripheral portion the recess of the hub is connected, wherein the shaft facing away from the shaft Side of the recess is substantially hermetically sealed. The invention further relates to a robot, which at least has a drive equipped with such an arrangement, and a method of connecting a shaft to a hub, wherein a shaft end so arranged in one at one end of the hub Recess inserted that is, at least along an outer peripheral portion of the shaft end by means of a shaft-hub connection rotatably with at least one Inner peripheral portion of the recess of the hub is connected, wherein the side facing away from the shaft of the recess substantially airtight is closed.

Auf dem Gebiet des Maschinenbaus sind Welle-Nabe-Verbindungen weit verbreitet, um Drehmomente von einer Welle oder einer Achse auf eine rotierende Nabe zu übertragen. Insbe sondere in der Robotik finden diese beispielsweise Anwendung zur Verbindung von Motoren mit Übertragungselementen, z.B. Gelenkwellen, oder mit Getrieben. Dabei werden zumeist standardisierte Verbindungsarten, wie formschlüssige Verbindungen, beispielsweise eine Kerbverzahnung, oder kraftschlüssige Verbindungen mit Sicherheitselementen für einen Formschluss, beispielsweise ein Kegelsitz kombiniert mit einer Scheibenfeder, eingesetzt.On In the field of mechanical engineering, shaft-hub connections are widespread, to torques from a shaft or an axle to a rotating one Hub to transfer. In particular special in robotics, for example, find application for connecting motors with transmission elements, e.g. Cardan shafts, or with gears. These are usually standardized Types of connection, such as positive Connections, for example, a serration, or non-positive connections with security elements for a positive connection, for example a conical seat combined with a Woodruff key, inserted.

Problematisch an bekannten Welle-Nabe-Verbindungen ist insbesondere das Auftreten der sogenannten Tribokorrosion und hieraus resultierendem Passungsrost. Dabei kann bei sehr genau aneinander angepassten Bauteilen, wie einem Wellenprofil und einem Nabenprofil, aufgrund von Mikrobewegungen eine Zerstörung des Materials herbeigeführt werden. Dies hat im Extremfall ein Lösen der Welle-Nabe-Verbindung zur Folge, so dass beispielsweise die Wirkverbindung zwischen dem Antriebsmotor und einem Roboterarm eines Roboters unterbrochen wird und dieser ausfällt. Insbesondere bei formschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen können im Falle von Fluchtungsabweichungen, z.B. zwischen einer Motor- und Getriebewelle, Taumelbewegungen zwischen Wellen- und Nabenelement auftreten, wobei infolge der Relativbewegung zwischen diesen Elementen oberflächig Passungsrost entstehen kann, der in einer Auflösung des Formschlusses resultieren kann. Auch bei kraftschlüssigen Schrumpf- bzw. Pressverbindungen treten Relativbewegungen im Austrittsbereich der Welle aus der Nabe auf, wobei in diesem Fall das Auftreten von Passungsrost zu einer Kerbwirkung in der hochbelasteten Welle und schließlich zu einem Dauerbruch führen kann.Problematic in known shaft-hub connections in particular the occurrence the so-called Tribokorrosion and resulting fretting rust. This can be done with very precisely matched components, such as a wave profile and a hub profile due to micromotion a destruction of the material become. In extreme cases, this has a release of the shaft-hub connection entail, so that, for example, the operative connection between the Drive motor and a robot arm of a robot is interrupted and this one fails. Especially with positive locking Shaft-hub connections can be found in the Trap of misalignment, e.g. between a motor and Gear shaft, wobble between shaft and hub element occur, due to the relative movement between these elements superficially Passungsrost can arise, resulting in a resolution of the positive connection can. Even with non-positive shrinking or pressing connections occur relative movements in the exit area the shaft from the hub, in which case the occurrence of fretting corrosion to a notch effect in the highly loaded shaft and finally to cause a permanent break can.

Überwiegende Ursache des Passungsrostes ist ein Eintrag von oxidativ wirkendem Sauerstoff in die Welle-Nabe-Verbindung. Neben der Relativbewegung in dem Kontaktbereich von Nabe und Welle nehmen weitere Parameter Einfluss auf den Oxida tionsprozess, wie z.B. die Materialkombination der Welle und Nabe, die Oxidationsfreundlichkeit der Oberfläche, die Umgebungsatmosphäre, die Flächenpressung im Kontaktbereich oder die Reibverhältnisse. Dabei ist mit gängigen Fertigungsverfahren und bei wirtschaftlicher Fertigung der Welle-Nabe-Verbindung die Relativbewegung zwischen Welle und Nabe nicht vollständig zu vermeiden. Auch rostfreie Materialien bergen technische Nachteile und sind wirtschaftlich oft unrentabel.predominant Cause of the fit grid is an entry of oxidative acting Oxygen in the shaft-hub connection. In addition to the relative movement in the contact area of hub and shaft take other parameters Influence on the Oxida tion process, such. the material combination the shaft and hub, the surface oxidation-friendly, the Ambient atmosphere, the surface pressure in the contact area or the friction conditions. It is with common manufacturing processes and in economic production of the shaft-hub connection the Relative movement between shaft and hub not completely closed avoid. Also stainless materials contain technical disadvantages and are often economically unprofitable.

Zur Vermeidung von Tribokorrosion und hiermit einhergehendem Passungsrost ist es bekannt, einen Zentrierdurchmesser vor und/oder hinter den jeweiligen formschlüssigen Teilen der Welle-Nabe-Verbindung anzuordnen. Indes ist dabei trotz der hohen Fertigungskosten eine Relativbewegung im Bereich des Formschlusses und somit das Auftreten von Passungsrost nicht ausgeschlossen. Zum Ausgleich von Fluchtungsfehlern ist ferner der Einsatz von Kupplungen bekannt, die jedoch eine erhöhte Massenträgheit verursachen und somit die Leistungsfähigkeit der Anordnung bei der Kraftübertragung herabsetzen und zudem zusätzlichen Bauraum beanspruchen und kostenaufwändig sind.to Prevention of tribocorrosion and consequent fretting corrosion it is known, a centering diameter before and / or behind the respective form-fitting To arrange parts of the shaft-hub connection. However, it is still there the high manufacturing costs a relative movement in the field of positive engagement and thus the occurrence of fretting corrosion is not excluded. To the Compensation of misalignment is also the use of couplings known, however, an increased Cause inertia and thus the performance the arrangement in the power transmission reduce and also additional Take up space and are expensive.

Ferner werden im Stand der Technik Beschichtungen auf den Kontaktflächen, wie Spezialschmierstoffe oder Schmiermittel eingesetzt, deren Wirksamkeit jedoch aufgrund beschränkter Haltbarkeit zeitlich begrenzt ist und die überdies größtenteils einen erheblichen Mehrkostenaufwand beanspruchen.Further In the prior art, coatings on the contact surfaces, such as Special lubricants or lubricants used, their effectiveness however due to limited Durability is limited in time and, moreover, largely significant Claim additional costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung mit wenigstens einer Welle und wenigstens einer hiermit verbundenen Nabe der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Anordnung unter Vermeidung der oben genannten Nachteile auf einfache und kostengünstige Weise dahingehend weiterzubilden, um das Auftreten von Passungsrost wirksam zu verhindern, ohne die Betriebsfähigkeit der Anordnung zu beeinträchtigen, sondern diese vielmehr gegebenenfalls noch verbessern zu können.Of the Invention is therefore based on the object, an arrangement with at least a shaft and at least one hereby connected hub of the beginning mentioned type and a method for producing such Arrangement while avoiding the above-mentioned disadvantages to simple and cost-effective To further develop the way to the occurrence of fretting corrosion to effectively prevent, without affecting the operability of the arrangement, but rather, if necessary, to be able to improve them.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Ausnehmung der Nabe an ihrer der Welle zugewandten Seite im Wesentlichen luftdicht abgedichtet ist, so dass die Welle-Nabe-Verbindung im Wesentlichen gänzlich luftdicht gegen die Umgebung abgedichtet ist.In device technical terms, this object is ge in an arrangement of the above Type mentioned solved in that the recess of the hub is sealed on its side facing the shaft substantially airtight, so that the shaft-hub connection is substantially completely sealed airtight to the environment.

In verfahrenstechnischer Hinsicht sieht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ferner vor, dass die Ausnehmung der Nabe an ihrer der Welle zugewandten Seite im Wesentlichen luftdicht abgedichtet wird, so dass die Welle-Nabe-Verbindung im Wesentlichen gänzlich gegen die Umgebung abgedichtet wird.In procedural terms, the invention provides for the solution of this Task in a method of the type mentioned above further, that the recess of the hub on its side facing the shaft essentially sealed airtight, so that the shaft-hub connection essentially entirely sealed against the environment.

Durch die erfindungsgemäße Lösung kann das Auftreten von Passungsrost auf effektive Weise vermieden werden. Der die Tribokorrosion verursachende Sauerstoff kann nicht mehr von außen an die Welle-Nabe-Verbindung gelangen und bleibt gegebenenfalls auf die in der Ausnehmung der Nabe ursprünglich vorhandene Sauerstoffmenge beschränkt, wobei in jedem Fall kein Luftsauerstoff aus der Umgebung an die in der Ausnehmung der Nabe eingeschlossene Welle-Nabe-Verbindung nachströmen kann. Mit "luftdicht" im Sinne der Erfindung ist im übrigen eine im Wesentlichen gasdichte Verbindung angesprochen, die insbesondere für eine wirksame Barriere für das Oxidationsmittel Sauerstoff, auch in Form von Luftsauerstoff, sorgt.By the solution according to the invention can Occurrence of fretting corrosion can be effectively avoided. The tribo-corrosion-causing oxygen can no longer from the outside get to the shaft-hub connection and remains if necessary to the amount of oxygen originally present in the recess of the hub limited, where In any case, no atmospheric oxygen from the environment to those in the Recess of the hub trailing shaft-hub connection can flow. With "airtight" within the meaning of the invention is the rest addressed a substantially gas-tight connection, in particular for one effective barrier for the oxidizing agent oxygen, also in the form of atmospheric oxygen, provides.

Gemäß einer konstruktiv einfachen Ausgestaltung der Erfindung weist die im Wesentlichen luftdichte Abdichtung der Welle gegen die Nabe wenigstens ein Dichtungselement, wie einen Dichtungsring, auf, welches zwischen dem Außenumfang der Welle und dem Innenumfang der Nabe angeordnet. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn das Dichtungselement nachgiebig, insbesondere elastisch, ausgebildet ist, um für eine zuverlässige Dichtungsfunktion zu sorgen. Im einfachsten und preiswertesten Fall handelt es sich bei dem Dichtungselement um einen herkömmlichen O-Ring. Alternativ kann die Dichtung selbstverständlich auch durch Kleb- oder Dichtstoffe, wie Silikon etc., oder auf beliebige andere, als solche bekannte Weise realisiert sein. In verfahrenstechnischer Hinsicht wird vorzugsweise die im Wesentlichen luftdichte Abdichtung der Welle gegen die Nabe durch Einfügen wenigstens eines Dichtungselements, wie eines Dichtrings, zwischen denselben erzeugt, wobei selbstverständlich auch diesbezüglich die vorgenannten Alternativen in Betracht kommen.According to one structurally simple embodiment of the invention has the essence airtight sealing of the shaft against the hub, at least one sealing element, like a sealing ring, on which between the outer circumference the shaft and the inner circumference of the hub arranged. It can be advantageous if the sealing element compliant, in particular elastic, is designed to work for a reliable one To ensure sealing function. In the simplest and cheapest case the sealing element is a conventional one O-ring. Alternatively, the seal can of course also by gluing or Sealants, such as silicone, etc., or any other, known as such Be realized way. In terms of process engineering is preferred the substantially airtight sealing of the shaft against the hub Insert at least one sealing element, such as a sealing ring between produced the same, of course, in this regard, the the above alternatives.

In vorteilhafter Ausgestaltung kann dabei vorgesehen sein, dass das Dichtungselement mittels eines in der Ausnehmung der Nabe angeordneten, sich um deren Innenumfang erstreckenden Sitzes, wie einer Schulter, in Axialrichtung gehalten ist, und/oder dass das Dichtungselement mittels eines sich um einen Umfang der Welle erstreckenden Sitzes, wie einer Schulter, in Axialrichtung gehalten ist. Der beispielsweise in Form einer Schulter ausgebildete Sitz der Nabe und/oder der Welle kann/können im Wesentlichen stufenförmig ausgebildet oder von einer, insbesondere im Wesentlichen konstanten, Verjüngung gebildet sein, wobei im letztgenannten Fall darüber hinaus ein einfacheres Einführen des Wellenendes in die Ausnehmung der Nabe nach Art einer Fase erreicht werden kann.In Advantageous configuration can be provided that the Sealing element arranged by means disposed in the recess of the hub itself around its inner circumference extending seat, such as a shoulder, in Axialrichtung is held, and / or that the sealing element by means of a seat extending around a circumference of the shaft, such as a Shoulder, held in the axial direction. The example in shape A seat formed the shoulder of the hub and / or the shaft can / in Essentially step-shaped formed or formed by a, in particular substantially constant, taper In addition, in the latter case, a simpler Introduce reaches the end of the shaft in the recess of the hub in the manner of a chamfer can be.

Die Dichtungsfunktion des zwischen der Welle und der Nabe, z.B. zwischen einer Schulter der Welle und einer solchen der Nabe, angeordneten Dichtungselements kann somit nicht nur radial, sondern alternativ oder zusätzlich auch axial gegen die Schulter des jeweiligen Elementes (Welle/Nabe) erfolgen, d.h. die jeweilige(n) Schulter(n) kann/können sowohl lediglich zur Positionsfestlegung des Dichtungselementes in Axialrichtung als auch zur tatsächlichen Ausbildung einer luftdichten Abgrenzung zwischen Nabe und Dichtungselement in axialer Richtung dienen. Das Dichtungselement kann in diesem Fall z.B. in axialer Richtung satt an die jeweilige – z.B. in Form einer Stufe oder einer Verjüngung ausgebildete – Schulter der Welle bzw. der Nabe anliegen.The Sealing function of between the shaft and the hub, e.g. between a shoulder of the shaft and one of the hub, arranged sealing element Thus, not only radially, but alternatively or additionally axially against the shoulder of the respective element (shaft / hub), i.e. the respective shoulder (s) can only be used for position fixing the sealing element in the axial direction as well as the actual Forming an airtight boundary between hub and sealing element serve in the axial direction. The sealing element can in this case e.g. in the axial direction fed to the respective -. in the form of a step or a rejuvenation trained - shoulder abut the shaft or the hub.

Während die Welle-Nabe-Verbindung selbst grundsätzlich praktisch beliebig, z.B. in Form einer kraft-, form- oder auch stoffschlüssigen Verbindung, ausgebildet sein kann, kann es in vielen Fällen erwünscht sein, wenn sie von einer Keilwellenverbindung oder einer Press- bzw. Klemmverbindung gebildet ist. Indes ist die Erfindung auf keine spezielle Verbindung zur drehfesten Kopplung der Welle mit der Nabe beschränkt.While the Shaft-hub-connection itself basically practically arbitrary, e.g. in the form of a positive, positive or cohesive connection formed It can be, in many cases he wishes when used by a splined connection or a compression or clamping connection is formed. However, the invention is not on any special connection for non-rotatable coupling of the shaft with the hub limited.

Um eine Verbesserung der dynamischen Laufeigenschaften der Antriebs- bzw. Getriebewelle zu erreichen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass in dem Hohlraum zwischen der Welle-Nabe-Verbindung und dem im Wesentlichen luftdichten Abschluss der Ausnehmung der Nabe an deren der Welle abgewandten Seite ein Überdruck gegenüber der Umgebung einstellbar ist. Herrscht in diesem Hohlraum der Ausnehmung der Nabe ein Überdruck, so hat dies den Vorteil, dass die Welle mit einer axial von der Nabe fort gerichteten Kraft beaufschlagt werden kann, welche infolge des inneren Überdruckes auf die in der Ausnehmung der Nabe befindliche Stirnseite des Wellenendes wirkt, um einen ruhigen Lauf zu gewährleisten. Dadurch kann beispielsweise ein sogenanntes "Anschmieren" eines mit der Welle üblicherweise in Verbindung stehenden Wälzkörpers, z.B. eines Lagers, vermieden werden. Der Effekt des "Anschmierens" tritt vornehmlich dann auf, wenn die Wälzkörper bei dynamischen Bewegungen aufgrund von Massenträgheit eine Gleitphase durchlaufen, bevor sie der Drehzahl der Welle folgen können, wobei der Effekt durch eine verhältnismäßig geringe spezifische Belastung des Wellenlagers begünstigt wird. Zum Erzielen einer derartigen axialen Vorspannung der Welle-Nabe-Verbindung zwischen Antriebsmotor und Welle infolge des auf letztere wirkenden Überdrucks in der Ausnehmung der Nabe ist bevorzugt ein Überdruck im Bereich von etwa 0,1 bar bis etwa 1 bar, z.B. von etwa 0,5 bar, vorgesehen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die verwendeten Motoren nur Axialkräften ausgesetzt sind, die einen motorenspezifisch zulässigen Bereich von Axialkräften nicht übersteigen. Bei einer maximal zulässigen Axialkraft von beispielsweise 40 N und einer Stirnfläche der Motorwelle von ca. 800 mm2 sollte der Überdruck 0,5 bar nicht übersteigen.In order to achieve an improvement in the dynamic running properties of the drive or transmission shaft, a development of the invention provides that in the cavity between the shaft-hub connection and the substantially airtight seal the recess of the hub on the side facing away from the shaft Overpressure relative to the environment is adjustable. If an overpressure prevails in this cavity of the recess of the hub, this has the advantage that the shaft can be acted upon by a force directed axially from the hub, which force acts on the end face of the shaft end located in the recess of the hub as a result of the internal overpressure to ensure a smooth running. As a result, for example, a so-called "greasing" of a rolling body commonly associated with the shaft, eg a bearing, can be avoided. The effect of "greasing" occurs primarily when the rolling elements undergo a sliding phase during dynamic movements due to inertia before they can follow the rotational speed of the shaft, the effect being favored by a relatively low specific load of the shaft bearing. To achieve such an axial bias of the shaft-hub connection between the drive motor and shaft as a result of acting on the latter overpressure in the recess of the hub is preferably an overpressure in the range of about 0.1 bar to about 1 bar, for example of about 0.5 bar, provided. In this way, it is ensured that the motors used are exposed only to axial forces that do not exceed a range of axial forces permissible for the engine. With a maximum permissible axial force of, for example, 40 N and an end face of the motor shaft of approx. 800 mm 2 , the overpressure should not exceed 0.5 bar.

Der Überdruck kann im Übrigen z.B. von Umgebungsluft oder einem in der Ausnehmung eingeschlossenen Inertgas oder einem andere Korrosionsinhibitor, wie einem z.B. flüssigen oder pastösen Schmierstoff, erzeugt sein.The overpressure can by the way e.g. ambient air or a trapped in the recess Inert gas or other corrosion inhibitor such as e.g. liquid or pasty lubricant, be generated.

Zur Erzielung eines Überdruckes in dem genannten Hohlraum der Ausnehmung der Nabe ist in verfahrenstechnischer Hinsicht vorzugsweise vorgesehen, dass während oder nach Einfügen der Welle in die Ausnehmung der Nabe in dem Hohlraum zwischen der Welle-Nabe-Verbindung und dem im Wesentlichen luftdichten Abschluss der Ausnehmung der Nabe an deren der Welle abgewandten Seite ein Überdruck gegenüber der Umgebung erzeugt wird.to Achieving overpressure in said cavity of the recess of the hub is in procedural It is preferably provided that during or after insertion of the Shaft into the recess of the hub in the cavity between the shaft-hub connection and the substantially airtight completion of the recess of the Hub on the side facing away from the shaft overpressure relative to the Environment is generated.

Dies kann beispielsweise mittels eines Verfahrens geschehen, welches die folgenden Schritte aufweist:

  • – Ineinanderfügen des Wellenendes und der Nabe in Axialrichtung, bis das Wellenende und die Nabe an wenigstens einem Dichtungselement im Wesentlichen luftdicht zur Anlage kommen;
  • – Erzeugen eines Überdrucks in der Ausnehmung durch weiteres Ineinanderfügen des Wellenendes in Axialrichtung, bis der gewünschte Überdruck in der Ausnehmung erreicht worden ist; und
  • – Festlegen der axialen Relativposition des Wellenendes bezüglich der Nabe.
This can be done, for example, by means of a method comprising the following steps:
  • - Joining the shaft end and the hub in the axial direction until the shaft end and the hub come to rest on at least one sealing element substantially airtight;
  • - Generating an overpressure in the recess by further joining the shaft end in the axial direction until the desired overpressure has been reached in the recess; and
  • - Determining the axial relative position of the shaft end with respect to the hub.

Die Erzeugung des Überdrucks kann folglich ausschließlich während des Einfügens der Welle in die Ausnehmung der Nabe erfolgen, wobei der Überdruck insbesondere durch Kompression des infolge der erfindungsgemäßen Abdichtung zwischen Welle/Nabe eingeschlossenen Gasraums bei (weiterem) Einschieben der Welle in die Nabe erzeugt werden kann. Das verbleibende Hohlraumvolumen wird dabei zweckmäßig so gewählt, dass der entstehende Überdruck keine unzulässig hohen Axialkräfte auf die Welle/Nabe ausüben kann und z.B. ein Überdruck in der Größenordnung von 0,5 bar erzielt wird.The Generation of overpressure can therefore exclusively while of insertion the shaft made in the recess of the hub, wherein the pressure in particular by compression of the seal according to the invention gas space enclosed between the shaft / hub when (further) pushed in the shaft can be generated in the hub. The remaining void volume is suitably chosen so that the resulting overpressure not inadmissible high axial forces on the shaft / hub exercise can and e.g. an overpressure in the order of magnitude of 0.5 bar is achieved.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Erzeugung des Überdrucks entweder durch Einbringen eines Fluides, wie eines Inertgases, Luft oder auch eines Schmierstoffes als Korrosionsinhibitor bzw. als reibungsmindernder Zusatz oder dergleichen, in den Hohlraum erfolgt. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass der Hohlraum zwischen der Welle-Nabe-Verbindung und dem im Wesentlichen luftdichten Abschluss der Ausnehmung der Nabe an deren der Welle abgewandten Seite mittels eines luftdicht verschließbaren Kanals mit der Umgebung korrespondiert, wobei der Kanal an eine Druckgasquelle, vorzugsweise mit ei nem Inertgas oder auch Luft etc., anschließbar ist, um den Hohlraum unter Druck zu setzen.alternative or additionally can be provided that the generation of the overpressure either by introducing a fluid, such as an inert gas, air or even a lubricant as a corrosion inhibitor or as a friction-reducing additive or like, into the cavity. In this case can be provided be that the cavity between the shaft-hub connection and the essentially airtight completion of the recess of the hub their side facing away from the shaft by means of an air-tight sealable channel corresponds to the environment, wherein the channel to a compressed gas source, preferably with egg nem inert gas or air, etc., can be connected, to pressurize the cavity.

Der im Wesentlichen luftdichte Abschluss der Ausnehmung der Nabe an deren der Welle abgewandten Seite kann beispielsweise durch ein an der Nabe festgelegtes, separates Teil gebildet sein, welches beispielsweise luftdicht auf das der Welle abgewandte Ende der Ausnehmung aufgepresst oder andersartig montiert sein kann. Bei dem separaten Teil kann es sich z.B. um ein Maschinenteil, wie in Form eines Robotergliedes, handeln. Alternativ kann die Nabe selbstverständlich auch einen einstückig mit dieser ausgebildeten Verschluss aufweisen, die Ausnehmung folglich in Form eines Sacklochs ausgebildet sein.Of the essentially airtight completion of the recess of the hub whose side facing away from the shaft, for example, by a be formed on the hub fixed, separate part, which for example, airtight on the shaft remote from the end of the recess can be pressed or otherwise mounted. In the separate Part can be e.g. around a machine part, such as in the form of a robot link, act. Alternatively, the hub can of course also a one-piece with this have trained closure, the recess thus in shape be formed of a blind hole.

Im Übrigen betrifft die Erfindung auch einen Roboter, insbesondere einen mehrachsigen Industrieroboter, mit wenigstens einem Antrieb, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass der Antrieb wenigstens eine Anordnung der vorgenannten Art aufweist. Derartige, oft sechsachsige Industrieroboter umfassen üblicherweise ein auf einem Sockel drehbar angeordnetes Karussell, eine hierauf schwenkbar angeordnete Schwinge mit einem an letzterer wiederum schwenkbar festgelegten Roboterarm, der endständig eine z.B. um drei Achsen bewegbare Roboterhand trägt.Otherwise it concerns the invention also a robot, in particular a multi-axis Industrial robot, with at least one drive, which thereby is characterized in that the drive at least one arrangement of having the aforementioned type. Such, often six-axis industrial robots usually include a carousel rotatably mounted on a pedestal, one on top pivotally arranged rocker with a turn on the latter pivotally fixed robotic arm which terminates a e.g. around three axes carrying movable robot hand.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, anhand derer sich weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben. Dabei zeigen:following the invention with reference to preferred embodiments with reference closer to the drawings explains on the basis of which there are further advantages and features of the invention. Showing:

1 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung mit einer radial zur Wellenachse wir kenden Luftabdichtung des Nabeninnenraums zwischen Welle und Nabe; 1 a schematic sectional view of an embodiment of a shaft-hub connection according to the invention with a radially to the shaft axis we kenden air seal of the hub interior between the shaft and hub;

2 eine Detailansicht der in 1 dargestellten Welle-Nabe-Verbindung mit einer alternativen Ausgestaltung der Luftabdichtung des Nabeninnenraums, welche in dem an die Nabe angrenzenden Bereich eine axiale Dichtungswirkung und in dem an der Welle anliegenden Bereich eine Dichtungswirkung mit einer Axial- und Radialkomponente bezüglich der Wellenachse aufweist; 2 a detailed view of in 1 illustrated shaft-hub connection with an alternative embodiment of the air seal of the hub interior, which in the region adjacent to the hub has an axial sealing effect and in the region adjacent to the shaft has a sealing effect with an axial and radial component with respect to the shaft axis;

3 eine Detailansicht der in 1 dargestellten Welle-Nabe-Verbindung mit einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Luftabdichtung des Nabeninnenraums, durch welche sowohl in dem an die Nabe als auch von dem an die Welle anschließenden Bereich eine rein axiale Dichtungswirkung gebildet ist; 3 a detailed view of in 1 illustrated shaft-hub connection with a further alternative embodiment of the air seal of the hub interior, through which a purely axial sealing effect is formed both in the adjoining the hub and of the shaft to the shaft region;

4 eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung, welche einen luftdicht verschließbaren Kanal zwischen dem Innen- und Außenraum der Nabe aufweist; und 4 a schematic sectional view of another embodiment of a shaft-hub connection according to the invention, which has a hermetically sealable channel between the inner and outer space of the hub; and

5 eine schematische Schnittdarstellung einer Welle-Nabe-Verbindung, in der die Vorteile der Erfindung den Problemen herkömmlicher Welle-Nabe-Verbindungen gegenübergestellt sind. 5 a schematic sectional view of a shaft-hub connection, in which the advantages of the invention are compared to the problems of conventional shaft-hub connections.

Die 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 1, bei welcher das zylindrische Ende 2.1 einer Welle 2 im Innenraum einer Ausnehmung I einer im Wesentlichen rohrförmigen Nabe 3 entlang der Innenwand 3.1 derselben mittels einer Welle-Nabe-Verbindung 4 befestigt ist. Eine derartige Welle-Nabe-Verbindung 4 kann sowohl formschlüssig als auch kraft- oder stoffschlüssig oder auch in einer Kombination dieser Ausführungen gebildet sein. Die Nabe 3 weist ein offenes Ende 3.2 zur Aufnahme des Wellenendes 2.1 sowie ein luftdicht abgeschlossenes Ende 3.3 auf, welches sich an dem der Welle 3 entgegengesetzten Ende der Nabe 2 befindet. Der luftdichte Verschluss des Endes 3.3. ist im vorliegenden Fall durch Aufpressen desselben auf eine Achse 5 eines Roboterarms (nicht dargestellt) gebildet, wobei ein Endabschnitt der Achse 5 in einem Bereich I.3 des Innenraums I eintritt und diesen Bereich I.3 vollständig ausfüllt. Somit setzt sich der Innenraum I der Nabe 3 aus einem Fügebereich I.1 zur Aufnahme der Welle 2, einem Eintrittsbereich I.3 der Achse 5 und einem dazwischen angeordneten, z.B. mit Luft gefüllten Hohlraum I.2 zusammen.The 1 shows an embodiment of an arrangement according to the invention 1 in which the cylindrical end 2.1 a wave 2 in the interior of a recess I of a substantially tubular hub 3 along the inner wall 3.1 the same by means of a shaft-hub connection 4 is attached. Such a shaft-hub connection 4 can be formed both positively and non-positively or cohesively or in a combination of these versions. The hub 3 has an open end 3.2 for receiving the shaft end 2.1 and an airtight end 3.3 which is on the shaft 3 opposite end of the hub 2 located. The airtight closure of the end 3.3 , is in the present case by pressing the same on an axis 5 a robot arm (not shown), wherein an end portion of the axle 5 enters a region I.3 of the interior I and completely fills this region I.3. Thus, the interior I of the hub 3 from a joint area I.1 for receiving the shaft 2 , an entry region I.3 of the axis 5 and an interposed, for example, filled with air cavity I.2 together.

An dem sich zur ihrem offenen Ende 3.2 erstreckenden Endabschnitt 3.5 weist die Nabe 3 eine radial angeordnete, in Richtung der Umgebung bzw. des Außenraums A der Nabe 3 weisende Schulter 3.3 auf. Letztere grenzt einen im Wesentlichen in seinem Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Welle 2 entsprechenden Hauptabschnitt 3.4 der Nabe 3 von dem Endabschnitt 3.5 ab, wobei auch der Endabschnitt 3.5 der Nabe 3 einen im Wesentlichen konstanten, jedoch größeren Innendurchmesser im Vergleich zu dem Hauptabschnitt 3.4 besitzt.At that to its open end 3.2 extending end portion 3.5 has the hub 3 a radially arranged, in the direction of the environment or of the outer space A of the hub 3 pointing shoulder 3.3 on. The latter borders essentially in its inner diameter the outer diameter of the shaft 2 corresponding main section 3.4 the hub 3 from the end portion 3.5 where also the end section 3.5 the hub 3 a substantially constant, but larger inner diameter compared to the main portion 3.4 has.

Die Welle 2 weist in ihrem Eintrittsabschnitt 2.3 in den Innenraum der Ausnehmung I am offenen Ende 3.2 der Nabe 3 einen Bereich mit konstantem, im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Endabschnitts 3.5 der Nabe 3 entsprechenden Außendurchmesser auf, dessen Umfang in Richtung des Innenraums I in einen sich verjüngenden Schulterabschnitt 2.2 mündet, an welchen sich das Wellenende 2.1 anschließt. Auf diese Weise greift das Wellenende 2.1 in die Ausnehmung I der Nabe 3 ein, wobei zwischen der Schulter 2.2 der Welle 2 und der Schulter 3.3 der Nabe 3 ein Hohlraum 6 gebildet ist.The wave 2 points in its entry section 2.3 in the interior of the recess I at the open end 3.2 the hub 3 a region of constant, substantially the inner diameter of the end portion 3.5 the hub 3 corresponding outer diameter, the circumference in the direction of the interior I in a tapered shoulder portion 2.2 opens at which the shaft end 2.1 followed. In this way, the shaft end engages 2.1 in the recess I of the hub 3 one, being between the shoulder 2.2 the wave 2 and the shoulder 3.3 the hub 3 a cavity 6 is formed.

In dem Hohlraum 6 ist ein – vorzugsweise elastischer – Dichtungsring 7 derart angeordnet, dass dieser einerseits in Axialrichtung entlang seiner in 1 unteren Seite 7.4 an die Schulter 3.3 der Nabe 3, andererseits in Radialrichtung entlang seiner Innenseite 7.1 an das Endstück 2.1 der Welle 2 und entlang seiner Außenseite 7.3 an den Endabschnitt 3.5 der Nabe 3 angrenzt. Dabei ist der Dichtungsring 7 in Radialrichtung zwischen dem Endstück 2.1 der Welle 2 und dem Endabschnitt 3.5 der Nabe 3 derartig eingepresst, dass in diesem radialen Anschlussbereich eine luftdichte Abdichtung zwischen dem Außenraum A und der Welle-Nabe-Verbindung 4 im Innenraum I der Nabe 3 gebildet ist. Jene kann insbesondere mittels einer bleibenden radialen Verformung des Dichtungsrings 7 bewirkt sein. Somit wird insbesondere auch ein Druckausgleich zwischen einem im Innenraum I der Nabe 3 herrschenden Überdruck und dem Außenraum A unterbunden.In the cavity 6 is a - preferably elastic - sealing ring 7 arranged such that this one hand in the axial direction along its in 1 lower side 7.4 to the shoulder 3.3 the hub 3 on the other hand, in the radial direction along its inside 7.1 to the tail 2.1 the wave 2 and along its outside 7.3 to the end section 3.5 the hub 3 borders. Here is the sealing ring 7 in the radial direction between the tail 2.1 the wave 2 and the end section 3.5 the hub 3 pressed in such a way that in this radial connection area an airtight seal between the outer space A and the shaft-hub connection 4 in the interior I of the hub 3 is formed. This can in particular by means of a permanent radial deformation of the sealing ring 7 be effective. Thus, in particular, a pressure equalization between a in the interior I of the hub 3 prevailing overpressure and the outside space A prevented.

Die 2 zeigt eine Detailansicht der in 1 dargestellten Anordnung, wobei in alternativer Ausgestaltung der Dichtungsring 7 in dem Hohlraum 6 derart platziert ist, dass dieser nur entlang seiner Unterseite 7.4 an die Schulter 3.3 der Nabe 3 und an seiner Oberseite 7.2 an die Schulter 2.2 der Welle 2 angrenzt und dazwischen eingepresst ist. Dadurch ist eine Luftabdichtung in axialer Richtung zur Nabe 3 und eine auf einem Konus verlaufende Luftabdichtung zur Welle 2 bewirkt, wobei letztere sowohl eine Radial-, als auch eine Axialkomponente aufweist. Auch hierbei kann eine radiale bzw. axiale Verformung des Dichtungsrings 7 erfolgen.The 2 shows a detail view of in 1 illustrated arrangement, wherein in an alternative embodiment of the sealing ring 7 in the cavity 6 placed so that this only along its bottom 7.4 to the shoulder 3.3 the hub 3 and at its top 7.2 to the shoulder 2.2 the wave 2 adjoins and is pressed in between. This is an air seal in the axial direction to the hub 3 and a conical air seal to the shaft 2 causes, the latter having both a radial, and an axial component. Here too, a radial or axial deformation of the sealing ring 7 respectively.

Die 3 zeigt eine der 2 entsprechende Detailansicht der in 1 dargestellten Anordnung in einer weiteren Alternative zur Ausgestaltung der Luftabdichtung. Dabei nimmt im Gegensatz zu 2 die Schulter 2.2 der Welle 2 einen stufenförmigen Verlauf an, so dass durch den an diese Stufe angepressten Dichtungsring 7 eine Luftabdichtung zur Welle 2 ausschließlich in Axialrichtung bewirkt werden kann.The 3 shows one of the 2 corresponding detail view of in 1 illustrated arrangement in a further alternative to the design of the air seal. It takes in contrast to 2 the shoulder 2.2 the wave 2 a stepped course, so that by the pressed-on this stage sealing ring 7 an air seal to the shaft 2 can be effected only in the axial direction.

Die 4 zeigt eine Weiterbildung der in 1 wiedergegebenen Anordnung. Dabei ist ähnlich wie bei der in 3 gezeigten Detailansicht der Schulterabschnitt 2.2 der Welle 2 durch eine Stufe gebildet, gegen welche ein Distanzring 8 anliegt, durch welchen eine Kraftübertragung in axialer Richtung und dadurch ein Einquetschen des mit dem Distanzring 8 in Kontakt stehenden Dichtungsrings 7 mit einer daraus resultierenden Luftabdichtung erfolgt. Durch adäquate Gestaltung des Anpressbereichs des Distanzrings 8 an den Dichtungsring 7 kann auch hier eine axiale und radiale Luftabdichtung bewirkt werden.The 4 shows a further education in 1 reproduced arrangement. It is similar to the in 3 Shown detail view of the shoulder section 2.2 the wave 2 formed by a step against which a spacer ring 8th is applied, through which a power transmission in the axial direction and thereby squeezing the with the spacer ring 8th in contact with the sealing ring 7 With a resulting air seal takes place. By adequate design of the contact pressure of the spacer ring 8th to the sealing ring 7 can also be effected here an axial and radial air seal.

Ferner ist bei der in 4 gezeigten Anordnung das luftdicht verschlossene Ende 3.6 der Nabe 3 einstückig mit der Achse 5 des Roboterarms ausgebildet. Dabei ist die Achse 5 im Innern von einem Kanal 9 durchsetzt, welcher eine Luftab- bzw. -zufuhr von dem bzw. in den Innenraum I der Nabe 3 in den bzw. aus dem Außenraum A ermöglicht. Der Kanal 9 ist an seinem freien Ende mit einem luftdichten Verschlussmechanismus 10 versehen. Dadurch wird eine bedarfsweise Be- bzw. Entlüftung des Innenraums I der Nabe 3 und insbesondere eine Regulierung eines im Innenraum I befindlichen Überdrucks möglich.Furthermore, at the in 4 shown arrangement, the hermetically sealed end 3.6 the hub 3 integral with the axle 5 formed of the robot arm. Here is the axis 5 inside of a canal 9 permeated, which a Luftab- or supply of the or in the interior I of the hub 3 in and out of the outer space A allows. The channel 9 is at its free end with an airtight closure mechanism 10 Mistake. As a result, if necessary ventilation of the interior of the hub I 3 and in particular a regulation of an overpressure located in the interior I possible.

Die 5 illustriert die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung (links) im Vergleich zu einer herkömmlichen Welle-Nabe-Verbindung (rechts). Dabei ist in einer schematischen Schnittdarstellung eine Welle-Nabe-Verbindung 4 zwischen einer Welle 2 und eine Nabe 3 dargestellt, die z.B. von einem kraftschlüssigen Pressverbund oder einem stoffschlüssigen Kleb- oder Schweißverbund gebildet sein kann. An dem in 5 rechten Randbereich ist die Verbindung gemäß dem Stand der Technik direkt dem in der Umgebung A befindlichen Luftsauerstoff ausgesetzt. Dieser kann in kleinste Unebenheiten und Unvollkommenheiten der Verbindung zwischen der Welle 2 und der Nabe 3 eindringen, wodurch Tribokorrosion mit einem hieraus resultierenden Passungsrost 11 auftritt. Die Tribokorrosion entsteht bei Vorhandensein von Luftsauerstoff durch eine Relativbewegung, z.B. infolge Umlaufbiegung einer radial belasteten, drehenden Welle oder infolge wechselnder Torsionsbelastung aufgrund Drehrichtungsumkehr der Welle. Der in 5 linke Randbereich der Welle-Nabe-Verbindung 4 ist erfindungsgemäß mittels eines Dichtungsrings 7 von dem im Außenraum A befindlichen Luftsauerstoff abgegrenzt, wodurch die Bildung von Passungsrost zuverlässig eingedämmt ist.The 5 illustrates the advantages of the arrangement according to the invention (left) compared to a conventional shaft-hub connection (right). In this case, in a schematic sectional view of a shaft-hub connection 4 between a wave 2 and a hub 3 represented, for example, may be formed by a non-positive compression composite or a cohesive adhesive or welding composite. At the in 5 Right edge region, the connection according to the prior art is directly exposed to the located in the environment A atmospheric oxygen. This can be in the smallest bumps and imperfections of the connection between the shaft 2 and the hub 3 penetrate, causing tribo-corrosion with a resulting fretting corrosion 11 occurs. The tribo-corrosion arises in the presence of atmospheric oxygen by a relative movement, eg due to rotational deflection of a radially loaded, rotating shaft or due to changing torsional load due to reversal of direction of the shaft. The in 5 left edge area of the shaft-hub connection 4 is according to the invention by means of a sealing ring 7 delimited by the oxygen present in the outer space A, whereby the formation of fretting corrosion is reliably contained.

Nachfolgend ist ein erfindungsgemäßes Verfahren beispielhaft anhand der in der 2 veranschaulichten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung erläutert.Below is a method according to the invention by way of example in the 2 illustrated embodiment of an inventive arrangement explained.

In einem ersten Schritt wird das Endstück 2.1 der Welle 2 durch das offene Ende 3.2 der Nabe 3 vom Außenraum A in den Fügebereich I.1 des Innenraums I der Nabe 3 eingeführt und entlang des Endabschnitts 3.5 der Nabe 3 in den Innenraum I bewegt. Dabei entweicht der aus dem Hohlraum I.2 des Innenraums I verdrängte Luftsauerstoff vollständig in den Außenraum A durch den umfänglich zwischen Welle 2 und Nabe 3 verlaufenden Hohlraum 6.In a first step, the tail is 2.1 the wave 2 through the open end 3.2 the hub 3 from the outside space A into the joining area I.1 of the interior I of the hub 3 introduced and along the end portion 3.5 the hub 3 moved into the interior I. In the process, the atmospheric oxygen displaced from the cavity I.2 of the interior I escapes completely into the exterior space A through the circumference between the shaft 2 and hub 3 extending cavity 6 ,

In einem zweiten Schritt wird das Endstück 2.1 der Welle 2 entlang des Hauptabschnitts 3.4 der Nabe 3 weiter in den Fügebereich I.1 des Innenraums I bewegt. Der in dem sich verkleinernden Hohlraum I.2 des Innenraums I der Nabe komprimierte Luftsauerstoff kann entlang der Welle-Nabe-Verbindung 4 und über den Hohlraum 6 bis zu einem vollständigen oder partiellen Druckausgleich in den Außenraum A austreten, bis der Dichtungsring 7 schließlich in Kontakt mit der Schulter 2.2 der Welle 2 gelangt.In a second step, the tail is 2.1 the wave 2 along the main section 3.4 the hub 3 moved further into the joint area I.1 of the interior I. The compressed in the decreasing cavity I.2 of the interior of the hub I air oxygen can along the shaft-hub connection 4 and over the cavity 6 leak to a complete or partial pressure equalization in the outer space A, until the sealing ring 7 finally in contact with the shoulder 2.2 the wave 2 arrives.

In einem dritten Schritt wird der verjüngende Schulterabschnitt 2.2 der Welle 2 weiter gegen den Dichtungsring 7 angepresst, so dass der Dichtungsring 7 sowohl in Radialals auch in Axialrichtung verformt wird. Dabei wird eine vollständige Luftabdichtung des Hohlraums I.2 in dem Innenraum I.2 erzeugt, so dass – wenn sich das Volumen des Innenraums I.2 infolge weiteren Einführens der Welle 2 in die Ausnehmung I der Nabe 3 verkleinert – der Innendruck in dem Hohlraum I.2 ansteigt.In a third step, the tapered shoulder section 2.2 the wave 2 continue against the sealing ring 7 Pressed so that the sealing ring 7 deformed both in radial and in axial direction. In this case, a complete air seal of the cavity I.2 is generated in the interior I.2, so that - if the volume of the interior I.2 due to further insertion of the shaft 2 in the recess I of the hub 3 reduced - the internal pressure in the cavity I.2 increases.

Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform des Dichtungsrings 7 mit einer radialen Dichtungswirkung kann die Luftabdichtung des Innenraums bereits bei einem radialen Quetschen des Dichtungsrings 7 durch das Endstück 2.1 der Welle 2 erfolgen, bevor dieses in dem zweiten Schritt tiefer in die Ausnehmung I der Nabe 3 eingeführt wird. Folglich kann in diesem Fall bereits ein Druckanstieg in dem Hohlraum I.2 erfolgen, bevor das Wellenendstück 3.1 die vorgesehene Position in dem Fügebereich I.1 erreicht hat.At the in 1 shown embodiment of the sealing ring 7 with a radial sealing effect, the air seal of the interior can already at a radial crushing of the sealing ring 7 through the tail 2.1 the wave 2 take place before this in the second step deeper into the recess I of the hub 3 is introduced. Consequently, in this case, an increase in pressure in the cavity I.2 already take place before the shaft end 3.1 has reached the intended position in the joint area I.1.

Zusätzlich kann in einem vierten Schritt der Innendruck des Hohlraums I.2 durch eine Ent-/Belüftungseinrichtung 9, 10, wie sie in der in 4 dargestellten Anordnung gezeigt ist, auf einen gewünschten Wert reguliert werden.In addition, in a fourth step, the internal pressure of the cavity I.2 by a vent / aeration device 9 . 10 as they are in the 4 shown arrangement to be regulated to a desired value.

11
Welle-Nabe AnordnungShaft-hub arrangement
22
Wellewave
2.12.1
Wellenendstückshaft end
2.22.2
Schulterabschnitt der Welleshoulder portion the wave
2.32.3
Eintrittsabschnitt der Welleentry section the wave
33
Nabehub
3.13.1
NabeninnenwandHub inner wall
3.23.2
offenes Ende der NabeRestricted End of the hub
3.33.3
Schultershoulder
3.43.4
Hauptabschnitt der Nabemain section the hub
3.53.5
Endabschnitt der Nabeend the hub
3.63.6
abgeschlossenes Ende der Nabecompleted End of the hub
44
Welle-Nabe VerbindungShaft-hub connection
55
Achseaxis
66
radialer Hohlraum um den Wellenumfangradial Cavity around the shaft circumference
77
Dichtungsringsealing ring
7.1, 7.37.1 7.3
Ober-, Unterseite des Dichtungsringstop, Bottom of the sealing ring
7.2, 7.47.2 7.4
Innen-, Außenseite des DichtungsringsInside-, outside of the sealing ring
88th
Distanzringspacer
99
Luftabführleitungair discharge
1010
Verschlussmechanismuslocking mechanism
1111
Passungsrostfretting
II
Innenraum der Nabeinner space the hub
AA
Außenraum der Nabeouter space the hub

Claims (14)

Anordnung mit wenigstens einer Welle (2) und wenigstens einer mit dieser verbundenen Nabe (3), wobei ein Wellenende (2.1) in eine an einem Ende (3.2) der Nabe (3) angeordneten Aufnahme (2) eingreift und mittels einer Welle-Nabe-Verbindung (4) zumindest entlang eines Außenumfangsabschnitts des Wellenendes (2.1) drehfest mit zumindest einem Innenumfangsabschnitt der Ausnehmung (21) der Nabe (3) verbunden ist, wobei die der Welle (2) abgewandte Seite der Ausnehmung (2) im Wesentlichen luftdicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (I) der Nabe (3) an ihrer der Welle (2) zugewandten Seite im Wesentlichen luftdicht abgedichtet ist, so dass die Welle-Nabe-Verbindung (5) im Wesentlichen gänzlich luftdicht gegen die Umgebung (A) abgedichtet ist.Arrangement with at least one shaft ( 2 ) and at least one hub connected thereto ( 3 ), whereby a shaft end ( 2.1 ) into one at one end ( 3.2 ) the hub ( 3 ) arranged receptacle ( 2 ) and by means of a shaft-hub connection ( 4 ) at least along an outer peripheral portion of the shaft end ( 2.1 ) rotatably with at least one inner peripheral portion of the recess ( 21 ) the hub ( 3 ), whereby that of the shaft ( 2 ) facing away from the recess ( 2 ) is substantially hermetically sealed, characterized in that the recess (I) of the hub ( 3 ) at her of the wave ( 2 ) facing side is sealed substantially airtight, so that the shaft-hub connection ( 5 ) is substantially completely airtight sealed against the environment (A). Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen luftdichte Abdichtung der Welle (2) gegen die Nabe (3) wenigstens ein Dichtungselement (7), wie einen Dichtungsring, aufweist, welches zwischen dem Außenumfang der Welle (2) und dem Innenumfang der Nabe (3) angeordnet ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that the substantially airtight seal of the shaft ( 2 ) against the hub ( 3 ) at least one sealing element ( 7 ), such as a sealing ring, which between the outer circumference of the shaft ( 2 ) and the inner circumference of the hub ( 3 ) is arranged. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (7) mittels eines in der Ausnehmung (I) der Nabe (3) angeordneten, sich um deren Innenumfang erstreckenden Sitzes, z.B. einer Schulter (3.3), in Axialrichtung gehalten ist.Arrangement according to claim 2, characterized in that the sealing element ( 7 ) by means of a in the recess (I) of the hub ( 3 ), extending around its inner circumference extending seat, for example a shoulder ( 3.3 ) is held in the axial direction. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (7) mittels eines sich um einen Umfang der Welle (2) erstreckenden Sitzes, z.B. einer Schulter (2.2), in Axialrichtung gehalten ist.Arrangement according to one of claims 2 or 3, characterized in that the sealing element ( 7 ) by means of a around a circumference of the shaft ( 2 ) extending seat, eg a shoulder ( 2.2 ) is held in the axial direction. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz (3.3) der Nabe (3) und/oder der Sitz (2.2.) der Welle (2) im Wesentlichen stufenförmig ausgebildet oder von einer, insbesondere im Wesentlichen konstanten, Verjüngung gebildet ist/sind.Arrangement according to claim 3 or 4, characterized in that the seat ( 3.3 ) the hub ( 3 ) and / or the seat ( 2.2 .) the wave ( 2 ) is substantially stepped or formed by a, in particular substantially constant, taper is / are. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum (I.2) zwischen der Welle-Nabe-Verbindung (4) und dem im Wesentlichen luftdichten Abschluss der Ausnehmung (I) der Nabe (3) an deren der Welle (2) abgewandten Seite ein Überdruck gegenüber der Umgebung (A) einstellbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the cavity (I.2) between the shaft-hub connection ( 4 ) and the substantially airtight completion of the recess (I) of the hub ( 3 ) at the shaft ( 2 ) facing away from an overpressure relative to the environment (A) is adjustable. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Überdruck von Umgebungsluft oder einem in der Ausnehmung (I) eingeschlossenen Inertgas oder einem anderen Korrosionsinhibitor, wie einem Schmierstoff, erzeugt ist.Arrangement according to claim 6, characterized that the overpressure ambient air or an inert gas trapped in the recess (I) or another corrosion inhibitor, such as a lubricant, is generated. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gekennzeichnet, dass der Hohlraum (I.2) zwischen der Welle-Nabe-Verbindung (4) und dem im Wesentlichen luftdichten Abschluss der Ausnehmung (I) der Nabe (3) an deren der Wel le (2) abgewandten Seite mittels eines luftdicht verschließbaren Kanals (9, 10) mit der Umgebung (A) korrespondiert.Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cavity (I.2) between the shaft-hub connection ( 4 ) and the substantially airtight completion of the recess (I) of the hub ( 3 ) at whose the Wel le ( 2 ) facing away by means of a hermetically sealable channel ( 9 . 10 ) corresponds to the environment (A). Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen luftdichte Abschluss der Ausnehmung (I) der Nabe (3) an deren der Welle (2) abgewandten Seite durch ein an der Nabe (3) festgelegtes, separates Teil gebildet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the substantially airtight completion of the recess (I) of the hub ( 3 ) at the shaft ( 2 ) facing away by a at the hub ( 3 ) fixed, separate part is formed. Roboter, insbesondere mehrachsiger Industrieroboter, mit wenigstens einem Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb wenigstens eine Anordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.Robots, in particular multi-axis industrial robots, with at least one drive, characterized in that the drive at least one arrangement according to one the claims 1 to 9. Verfahren zum Verbinden einer Welle (2) mit einer Nabe (3), wobei ein Wellenende (2.1) derart in eine an einem Ende (3.2) der Nabe (3) angeordnete Ausnehmung (I) eingefügt wird, dass es zumindest entlang eines Außenumfangsabschnitts des Wellenendes (2.1) mittels einer Welle-Nabe-Verbindung (5) drehfest mit zumindest einem Innenumfangsabschnitt der Ausnehmung (I) der Nabe (3) verbunden wird, wobei die der Welle (2) abgewandte Seite der Ausnehmung (I) im Wesentlichen luftdicht verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (I) der Nabe (3) an ihrer der Welle (2) zugewandten Seite im Wesentlichen luftdicht abgedichtet wird, so dass die Welle-Nabe-Verbindung (4) im Wesentlichen gänzlich luftdicht gegen die Umgebung (A) abgedichtet wird.Method for connecting a shaft ( 2 ) with a hub ( 3 ), whereby a shaft end ( 2.1 ) into one at one end ( 3.2 ) the hub ( 3 ) arranged recess (I) is inserted so that it at least along an outer peripheral portion of the shaft end ( 2.1 ) by means of a shaft-hub connection ( 5 ) rotatably with at least one inner peripheral portion of the recess (I) of the hub ( 3 ), whereby that of the shaft ( 2 ) facing away from the recess (I) is substantially hermetically sealed, characterized in that the recess (I) of the hub ( 3 ) at her of the wave ( 2 ) facing side is sealed substantially airtight, so that the shaft-hub connection ( 4 ) is substantially completely airtight sealed against the environment (A). Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Ineinanderfügen des Wellenendes (2.1) und der Nabe (3) in Axialrichtung, bis das Wellenende (2.1) und die Nabe an wenigstens einem Dichtungselement (7) im Wesentlichen luftdicht zur Anlage kommen; – Erzeugen eines Überdrucks in der Ausnehmung (I) durch weiteres Ineinanderfügen des Wellenendes (2.1) in Axialrichtung, bis der gewünschte Überdruck in der Ausnehmung erreicht worden ist; und – Festlegen der axialen Relativposition des Wellenendes (2.1) bezüglich der Nabe (3).Method according to claim 11, characterized by the following steps: - joining of the shaft end ( 2.1 ) and the hub ( 3 ) in the axial direction until the shaft end ( 2.1 ) and the hub on at least one sealing element ( 7 ) come to be substantially airtight to the plant; Generating an overpressure in the recess (I) by further joining the shaft end ( 2.1 ) in the axial direction until the desired overpressure has been reached in the recess; and - Determining the axial relative position of the shaft end ( 2.1 ) with respect to the hub ( 3 ). Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des Überdrucks ausschließlich während des Einfügens der Welle (2) in die Ausnehmung (I) der Nabe (3) erfolgt.A method according to claim 12, characterized in that the generation of the overpressure exclusively during the insertion of the shaft ( 2 ) in the recess (I) of the hub ( 3 ) he follows. WEG Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung eines Überdrucks in der Ausnehmung (I) durch Einbringen eines Fluides, wie eines Inertgases, Luft oder dergleichen, in den Hohlraum (I.2) erfolgt.WEG method according to claim 11 or 12, characterized characterized in that the generation of an overpressure in the recess (I) by introducing a fluid, such as an inert gas, air or Like, into the cavity (I.2) takes place.
DE200610022154 2006-05-12 2006-05-12 Shaft-hub e.g. rotary hub, arrangement for use in e.g. multi-axes industrial robot, has hub with recess sealed at side, that is turned towards shaft, in air-tight, so that shaft hub connection is sealed completely Withdrawn DE102006022154A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610022154 DE102006022154A1 (en) 2006-05-12 2006-05-12 Shaft-hub e.g. rotary hub, arrangement for use in e.g. multi-axes industrial robot, has hub with recess sealed at side, that is turned towards shaft, in air-tight, so that shaft hub connection is sealed completely

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610022154 DE102006022154A1 (en) 2006-05-12 2006-05-12 Shaft-hub e.g. rotary hub, arrangement for use in e.g. multi-axes industrial robot, has hub with recess sealed at side, that is turned towards shaft, in air-tight, so that shaft hub connection is sealed completely

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006022154A1 true DE102006022154A1 (en) 2007-11-15

Family

ID=38580007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610022154 Withdrawn DE102006022154A1 (en) 2006-05-12 2006-05-12 Shaft-hub e.g. rotary hub, arrangement for use in e.g. multi-axes industrial robot, has hub with recess sealed at side, that is turned towards shaft, in air-tight, so that shaft hub connection is sealed completely

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006022154A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016209819B3 (en) * 2016-06-03 2017-06-22 Magna powertrain gmbh & co kg Shaft-hub connection
EP4331782A1 (en) 2022-08-31 2024-03-06 fruitcore robotics GmbH Robot comprising an elastic element for a shaft-hub connection
DE202022003075U1 (en) 2022-08-31 2024-09-16 Fruitcore Robotics Gmbh Robot with an elastic element for a shaft-hub connection

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3577746A (en) * 1969-01-29 1971-05-04 Gen Electric Self-contained lubrication system for high speed drive shaft coupling
GB1482886A (en) * 1975-01-06 1977-08-17 Caterpillar Tractor Co Splined couplings
DE9408542U1 (en) * 1994-05-26 1994-07-28 J.M. Voith Gmbh, 89522 Heidenheim Drive unit
DE29617396U1 (en) * 1996-10-07 1996-11-21 Ströter Antriebstechnik GmbH, 40549 Düsseldorf Drive unit
DE69401050T2 (en) * 1993-12-09 1997-04-17 Mono Pumps Ltd Rotor and flexible drive shaft unit
DE19702682A1 (en) * 1997-01-25 1998-07-30 Agco Gmbh & Co Axis and / or angular misalignment compensating drive connection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3577746A (en) * 1969-01-29 1971-05-04 Gen Electric Self-contained lubrication system for high speed drive shaft coupling
GB1482886A (en) * 1975-01-06 1977-08-17 Caterpillar Tractor Co Splined couplings
DE69401050T2 (en) * 1993-12-09 1997-04-17 Mono Pumps Ltd Rotor and flexible drive shaft unit
DE9408542U1 (en) * 1994-05-26 1994-07-28 J.M. Voith Gmbh, 89522 Heidenheim Drive unit
DE29617396U1 (en) * 1996-10-07 1996-11-21 Ströter Antriebstechnik GmbH, 40549 Düsseldorf Drive unit
DE19702682A1 (en) * 1997-01-25 1998-07-30 Agco Gmbh & Co Axis and / or angular misalignment compensating drive connection

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016209819B3 (en) * 2016-06-03 2017-06-22 Magna powertrain gmbh & co kg Shaft-hub connection
US10378592B2 (en) 2016-06-03 2019-08-13 Magna powertrain gmbh & co kg Shaft-hub connection
EP4331782A1 (en) 2022-08-31 2024-03-06 fruitcore robotics GmbH Robot comprising an elastic element for a shaft-hub connection
DE202022003075U1 (en) 2022-08-31 2024-09-16 Fruitcore Robotics Gmbh Robot with an elastic element for a shaft-hub connection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69809322T2 (en) Threaded connector for pipes
DE3739220C2 (en) Sealing device for a clutch with a freewheel
DE102004048079C5 (en) Connecting arrangement between a shaft journal and a constant velocity joint with gland
DE10209963B4 (en) Ventilation device for a constant velocity joint
DE3132364C1 (en) Bearing arrangement of a wheel hub which can be driven via a constant-velocity rotary joint
DE102011018853A1 (en) universal joint
DE3424923A1 (en) TENSION TEST
DE102006006441B4 (en) Joint arrangement with sealing means and device for assembling the sealing means
DE102020117721B3 (en) Wheel bearing unit for a motor vehicle
DE102013113895B4 (en) expansion chuck
EP2297490A1 (en) Sealing ring and device and method for installing a sealing ring
DE102015006023B4 (en) Gearbox with a driving shaft mounted in a flange part by means of a bearing and a coupling sleeve
DE102009018373B4 (en) Seal for sealing a constant velocity joint
DE20116358U1 (en) Ball joint
DE102016113687A1 (en) Internally toothed ring gear for a stress wave transmission
DE102006022154A1 (en) Shaft-hub e.g. rotary hub, arrangement for use in e.g. multi-axes industrial robot, has hub with recess sealed at side, that is turned towards shaft, in air-tight, so that shaft hub connection is sealed completely
EP1186820B1 (en) Device for forming a non-detatchable connection between a pipe end and a connector
DE10020641B4 (en) Sealing device and universal joint with use of the sealing device
DE102016007495B4 (en) Constant velocity joint with integral inner joint part and method for producing such a constant velocity joint
DE102019134040A1 (en) Cleaning device
EP3839299B1 (en) Radial shaft seal, bellows flange and assembly method for same
DE102013004059A1 (en) A planetary gear and method for connecting a ring gear of a planetary gear with a customer interface flange for flexible custom mating dimensions and using a planetary gear
EP2991884A1 (en) Shaft arrangement with flexible spacer unit
DE102011104058B4 (en) Connection arrangement between a cardan shaft and a gearbox
DE2925412A1 (en) Sealing ring for pipe joint - has inward projection which cooperates with stiff retainer ring to hold sealing ring still while inner pipe is inserted

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal