DE1221499B - Befestigung einer Nabe auf einer Welle - Google Patents

Description

• Befestigung einer Nabe auf einer Welle Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigung einer Nabe auf einer Welle mit einer kraftschlüssigen Verbindung, die aus einem normal zu seiner Berührungsfläche belasteten Abschnitt der Bohrung der Nabe und einem gegenüberliegenden gleicher Art belasteten Abschnitt der Welle besteht, und einer formschlüssigen, mit einem gezahnten, koaxial zur Welle angeordneten und mit einer Reihe von Zähnen in die Welle und mit einer zweiten Reihe von Zähnen in die Nabe eingreifenden Ring hergestellten Verbindung, die im Sinne des Kraftflusses parallel geschaltet sind und die gleichzeitig mit einer axialen Schraubverbindung gespannt werden.
• Es ist eine Kraft- und Formschlußverbindung bekannt, bei der die Nabe eine kegelige Bohrung aufweist, die auf einen korrespondierenden kegeligen Ansatz einer wellenartigen Scheibe paßt, wobei ferner die Nabe an ihrer vorderen Stirnseite eine radiale Stimverzahnung und eine Nut besitzt, welche eine Massivscheibe mit einer korrespondierenden Stimverzahnung und einer Nase eingreifen und beim Anziehen einer Knebelschraube die Nabe mit der wellenartigen Scheibe durch Kraft- und Formschluß befestigt sind zur übertragung von Drehmomenten. Diese bekannte Kraft- und Formschlußverbindung dient einem anderen Zweck, ist vielteilig und aufwendig und in der Herstellung teuer. Allein die Herstellung der radialen Stirnverzahnung in der Nabe und der Massivscheibe ist zeitraubend und teuer und es sind dazu Spezialmaschinen erforderlich. Hinzu kommen die vorspringenden Nasen der Massivscheibe und das Einpassen derselben in eine entsprechende Nut der wellenartigen Scheibe. Eine spielfreie Mitnehmerverbindung mit der bekannten Kraft- und Formschlußverbindung kann nur durch den Kraftschluß durch Reibung an den Kegelflächen erzielt werden, da die Mittel für die Formschlußverbindung auch bei genauester Herstellung ein Spiel aufweisen. Durch die Knebelspannschraube als Handspannung können nur kleine Anzugsmomente und somit auch nur geringe axiale Spannkräfte erzeugt werden, so daß hieraus resultierend für die Kraftschlußverbindung nur eine geringe Pressung auf den Kegelflächen besteht und demzufolge größere Drehmomente spielfrei nicht übertragen werden können.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Kraft- und Formschlußverbindung zur Befestigung einer Nabe auf einer Welle zu schaffen, die bei kleinster Abmessung und kleinem Platzbedarf absolut spielfrei ist, wesentlich größere Drehmomente überträgt, aus wenig Einzelteilen besteht und daher leicht und preisgünstig hergestellt werden kann.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der gezahnte Ring als Ringscheibe in Form eines Stanzteils aus hochfestem Stahl mit durchgeprägten kegelförmigen Mitnehmernasen ausgebildet ist, die in an sich bekannter Weise an der der Welle zugewandten Stirnseite der Ringscheibe angeordnet sind und mittels einer mittig am Wellenende angeordneten Spannschraube in die Stimseiten der Nabe und der Welle eindrückbar sind, wobei gleichzeitig die Nabe mit einem kegeligen Abschnitt der Bohrung auf einen korrespondierenden kegeligen Ansatz der Welle aufgepreßt ist. In einer weiteren Ausbildung der Ringscheibe weist dieselbe auf der der Spannschraube zugewandten Stirnseite in an sich bekannter Weise federnde Sicherungsnasen auf, die in eine achsparallele Riffelung des Kopfes der als Innensechskant# schraube ausgebildeten Spannschraube einrasten.
• Dadurch, daß die erfindungsgemäße Kraft-Formverschlußverbindung zur Befestigung einer Nabe auf einer Welle nur aus einer einfachen Ringscheibe in Form eines Stanzteils aus hochfestem Stahl mit durchgeprägten kegelförmigen Mitnehmernasen besteht, die in bekannter Weise mittels einer mittig am Wellenende angeordneten Spannschraube in die Stimseiten der Nabe und der Welle eindrückbar sind, wodurch gleichzeitig die Nabe mit einem kegeligen Abschnitt der Bohrung auf einen korrespondierenden kegeligen Ansatz der Welle als Kraftschlußverbindung gepreßt wird, steht eine sehr einfache, preiswerte und spielfreie Mitnehmerverbindung zur Durchleitung beachlicher Drehmomente zur Verfügung. Da die kegelförmigen Mitnehmernasen der Ringscheibe nur in die vorderen Stimseiten der Nabe und der Welle eingedrückt werden, wird jegliche Kerbwirkung vermieden und ein guter Spannungsverlauf der Welle erzielt. Der Kerbfaktor und die Werkstoffausnutzung entsprechen einer nicht durch Paßfeder oder Keil geschwächten Welle, so daß optimaler Leichtbau durchgefüluj, yverden kann. Mit den Mitteln der Erfindung können besonders vorteilhaft Naben und Wellen aus Werkstoffen geringerer Festigkeit, wie z. B. Grauguß, Leichtmetall, Kunststoff od. dgl. kraft- und formschlüssig spielfrei miteinander befestigt werden. Die in der Ringscheibe durchgeprägten Sicherungsnasen rasten in die achsparallele Riffelung des Kopfes der Innensechskantschraube ein und sichern diese gegen Lösen.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der gezahnte Ring als Mitnehmerscheibe ausgebildet, die zwei Reihen von gleichmäßig über den Umfang und mit radialein Abstand verteilt angeordnete kegelförmige Trichter aufweist, welche in vorbereitete korrespondierende ..Kegelbohrungen der Welle und der Nabe eingrc#lfen' und die-iii an sich bekannter Weise mitt. s Kegelkppfspannschrauben axial einspannbar sind. Diese Ausführungsforin einer spielfreien Mitnehmerverbindung nach der Erfindung ist besonders für größere Naben und Wellen zur Übertragung großer Drehmomente geeignet, wobei die Mitnehmerscheib6 aus hochfestem Stahl gleichzeitig als Anbohrlehre für die Kegelbohrungen in Nabe und Welle dient.
• Weist nach- einem weiteren Erfindungsgedanken die Ringscheibe vorzugsweise auf halber Breite eine umlaufende bogenförmige Sicke auf, deren eine Seitenwand an der Welle und deren andere Seitenwand in der Bohrung fest anliegt, so werden dadurch HersteRungstoleranzen. der- Welle und der Nabe spielfrei eliminiert.
• In einer Abwandlung der Erfindung ist der gezahnte Ring axial in zwei gleich große federelastische, im Querschnitt einer aufgeteilten bogenförnügen Sicke in entsprechende Ringe aus Federstahlblech: aufgeteilt, dessen äußere zylindrische Mantelflächen Aufrauhungen aufweisen und wobei die offenen Seiten der Pro-file einander zugekehrt eine Buchse aus Kunststoff umfassen, die in Verbindung mit einer axial angeordneten Spannschraube axial spannbar ist. Bei dieser Ausführungsforin der Mitnehmerverbindung gemaß der Erfindung wird nach erfolgter Spannung durch die axial angeordnete Spannschräube die Nabe auf ihrer ganzen Länge vorteilhaft auf der Welle spielfrei-kraft- und formschlüssig befestigt zur übertragung von Drehmomenten.
• Die verschiedenen Ausführungsformen der spielfreien Kraft- und Formschlußverbindung nach der Erfindung zur Befestigung von Naben auf einer Welle können gefettet oder auch tro- cken eingebaut werden, ohne daß dadurch das übertragbare Drehmoment beeinflußt -wird, wie dieses bei reinen Kraftverschlußverbindungen durch die stark schwankenden Reibungsverhältnisse der Fall ist. Auch die Montage und *Demontage der erfindungsgemäßen Kraft- und Formschlußverbindungen ist denkbar einfach und kann betriebssicher von Nichtfachleuten -ohne -Verwendung des sonst erforderlichen Drehmomentschlüssels für die Spannschraube durchgeführt werden. - - In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g., 1 die Ringscheibe in der hinteren Stimansicht, F i g# 2 einen Schnitt durch. die Ringscheibe gemäß Fig* - 1, - F ig. 3 die Vorderansicht der Ringscheibe, F ig"4 ein Einbaubeispiel der erfmdui#gsZemäßen Kraft- und , Formschlußverbindung - mit Ringscheibe nach, F igi, # bis 3 mit Nabe, Welle und Innensechskantsefiräube- in ie'm'-em teilweisen Aiialschnitt, F i g. 5 eine Kraft- und Formschlußverbindung nach der Erfindung für größere Wellen- und Nabenabmessungen mit Mitnelipierscheibe, die -zwei Reihen. von gleichmäßig über den,Umfang mit radialein Abstand verteilt aÜge'Ordnete-keg'elför-mig--e Thchter -aufweist, mit Kegelkopfspannschrauben, Welle und Nabe, sowie einem geschlitzten kegeligen Spannring in einem teilweisen axialeh Schnitt, F i g. 6 die Stimansicht gemäß F i g. 5, F i g. 7 die Ringscheibe mit einer umlaufenden bogenförmigen Sicke in einem axialen Schnitt, F i g. 8 die Stimansicht nach F i g. 7, F i g. 9 ein Einbaubeispiel der Ringscheibe gemäß F i g. 7 und 8 mit Welle, Nabe, Druckscheibe und Spannschraube in einem axialen Schnitt und - F i g. 10 ein Einbaubei#pi#I einer Kraft- Ünd Formschlußverbindung zur Befestigung einer Nabe - äÜf einer Welle, bestehend aus zwei gleich großen federelastischen, im Querschnitt einer aufgeteilten-bogen# förmigen Sicke entsprechenden Ringe n- mit zwischen-,geschalteter Kunststoffbuchse, mit Welle, Nabe und Spannschraube in einem axialen Schnitt.
• Die Kraft-Formverschlußverbindung zur' Befestigung einer Nabe auf einer Welle nach F i g. 1 bis 4 besteht aus der als Stanzteil ausgebildeten Ring' scheibe 1 aus hochfestem Stahl mit durchgeprägten kegelförmigen Mitnehmernasen 2, die zweireihig am Umfang an der der Welle 5 zugewandten Stirnseite der Ringscheibe 1 angeordnet sind, wobei die andere Stirnseite der Ringscheibe 1 zwei federnde Sicherungsnasen 3 aufweist, die in eine achsparallele Riffelung 6 a des Kopfes der Innensechskantschraube 6 einrasten. Nachdem die Nabe 4 mit ihrem kegeligen Abschnitt der Bohrung auf den korrespondierenden kegehgen Ansatz der Welle 5 aufgesteckt ist, wird die Ringscheibe 1 mit ihren kegelförmigen Mitnehmernasen 2 durch Anziehen der Innensechskantschraube 6 in die Stirnseiten der Nabe 4 und der Welle 5 eingedrückt, wobei gleichzeitig die Nabe 4 mit ihrem kegeligen Ab- schnitt der - Bohrung auf den kegeligen Ansatz der Welle 5 aufgepreßt wird, wodurch die Nabe 4 mit der Welle 5 kraft- und formschlüssig befestigt ist zur Übertragung von Drehmomenten. Die federnden Sicherungsnasen 3 der Ringscheibe 1 rasten in die achsparallele Riffelung 6 a des Kopfes der Innensechskantschraube 6 ein und sichern diese gegen Lösen.
• Die Kraft- und Forinschlußverbindung gemäß F i g. 5 und 6 besteht aus einer Mitnehnierscheibe 7 mit am Umfang mit radialem Abstand angeordneten kegelförmigen Trichtern 8-, welche in korrespondierende Kegelbohrungen 9 von Welle 10 und- Nabe 11 eingreifen und mittels Kegelkopfspann chrau en 12 mit der Welle 10 und der Nabe 11 spielfrei zusammenzuspannen sind. Die Welle 10 weist eine schwach eingedrehte Nut 10 a zur Aufnahme eines geschlitzten Ringes 13 mit kegeliger Außenfläche auf, welcher als spielfreie hintere Zentrierung der kegelig ausgedrehten Nabe 11 dient. Auch können mit dem geschlitzten kegehgen Ring 13 gleichzeitig Wälzlager oder andere Maschinenteile auf der Welle gegen axiale Verschiebung gesichert werden. Ferner ist es gegeben, einen geschlossenen kegeligen Ring aus einem hochelastischen Werkstoff in die Ringnut 10 a einspringen zu lassen.
• Die Spanneinrichtu.ng gemäß F i R.. 7 und 8 best#Iit aus einer Riiigscheibe 1 init am Umfan angeordnäen 9.. # - ; .. # Mitnehmerna' sen. 2. In- der radialzn - Kreismitte weist die Ringscheibe'zu*sätHich em'e'umlaufende federelastischebogenförtäigeSiükela.auf#"Fig,9.zeigtdie Spanneinrichtung gemäß F i g. 7 und 8 zwischen einer Welle 14 und einer Nabe 15. Mit einer Innensechskantschraube 16 undi.,einer. #zwis#hengeschalteten Druckscheibe 17 wird die Ringscheibe 1 mit den kegelförmigen Mitnehmernasen 2 spielfrei und formschlüssig in die Welle 14 und in die Nabe 15 zur Durchleitung von Drehmomenten eingedrückt. Die umlaufende federelastische bogenförmige Sicke 1 a der Ringscheibe 1 ist nach der Montage mit Vorspannung zwischen der Welle 14 und einer vorbereiteten Sackbohrung 15 a der Nabe 15 eingespannt und ergibt eine spielfreie Zentrierung. Ein Sicherungsring 18 dient als Anschlagbegrenzung für die Nabe 15.
• Gemäß dem Einbaubeispiel nach F i g. 10 sind zwischen einer abgesetzten Welle 21 und einer Nabe 22 zwei im Querschnitt bogenförmige Ringe 19 unter Zwischenschaltung einer Kunststoffbuchse 20 eingesetzt. Bei axialer Beaufschlagung der Ringe durch eine Spannschraube 23 in Verbindung mit einer Druckscheibe 24 werden die aufgerauhten zylindrischen Mantelflächen 19 a der bogenförmigen Ringe 19 mit der Kunststoffbuchse 20 gegen Welle und Nabenbohrung gepreßt, so daß eine spielfreie Verbindung zur Übertragung von Drehmomenten erzielt wird.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Befestigung einer Nabe auf einer Welle mit einer kraftschlüssigen Verbindung, die aus einem normal zu seiner Berührungsfläche belasteten Abschnitt der Bohrung der Nabe und einem gegenüberliegenden gleicher Art belasteten Ab- schnitt der Welle besteht, und einer formschlüssigen, mit einem gezahnten, koaxial zur Welle angeordneten und mit einer Reihe von Zähnen in die Welle und mit einer zweiten Reihe von Zähnen in die Nabe eingreifenden Ring hergestellten Verbindung, die im Sinne des Kraftflusses parallel geschaltet sind und die gleichzeitig mit einer axialen Schraubverbindung gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der gezahnte Ring als Ringscheibe(1) in Form eines Stanzteils aus hochfestem Stahl mit durchgeprägten kegelförmigen Mitnehmernasen (2) ausgebildet ist, die in an sich bekannter Weise an der der Welle (5) zugewandten Stirnseite der Ringscheibe (1) angeordnet sind und mittels einer mittig am Wellenende angeordneten Spannschraube (6) in die Stirnseiten der Nabe (4) und der Welle eindrückbar sind, wobei gleichzeitig die Nabe mit einem kegeligen Abschnitt der Bohrung auf einen korrespondierenden kegeligen Ansatz der Welle aufgepreßt ist. ' 2.
2. Befestigung einer Nabe auf einer Welle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (1) auf der der Spannschraube (6) zugewandten Stirnseite in an sich bekannter Weise federnde Sicherungsnasen (3) aufweist, die in eine achsparallele Riffelung (6a) des Kopfes der als Innensechskantschraube (6) ausgebildeten Spannschraube einrasten. 3. Befestigung einer Nabe auf einer Welle mit einer kraftschlüssigen Verbindung, die aus einem normal zu seiner Berührungsfläche belasteten Abschnitt der.
3. Bohrung der Nabel und einem > gegenüberliegenden gleicher Art be . lasteten # Absigen, schnitt mit der einem Welle, besteht, gezahnten, und koaxial einer formschlüs- zur Welle angeordneten und mit einer Reihe von Zähnen in die Welle und mit einer zweiten Reihe von Zähnen in die Nabe eingreifenden Ring hergestellten Verbindung, die im Sinne des Kraftflusses parallel geschaltet sind und die gleichzeitig mit einer axialen Schraubverbindung gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der gezahnte Ring als Mitnehmerscheibe (7) ausgebildet ist, die zwei Reihen von gleichmäßig über den Umfang und mit radialem Abstand verteilt angeordnete kegelförmige Trichter (8) aufweist, welche in vorbereitete korrespondierende Kegelbohrungen (9) der Welle (10) und der Nabe (11) eingreifen und in an sich bekannter Weise mittels Kegelkopfspannschrauben (12) axial einspannbar sind, wobei gleichzeitig die Nabe mit einem kegeligen Abschnitt der Bohrung auf einen korrespondierenden kegeligen Ansatz der Welle aufgepreßt ist.
4. 4. Befestigung einer Nabe auf einer Welle mit einer kraftschlüssigen Verbindung, die aus einem normal zu seiner Berührungsfläche belasteten Abschnitt der Bohrung der Nabe und einem gegenüberliegenden gleicher Art belasteten Ab- schnitt der Welle besteht, und einer formschlüssigen, mit einem gezahnten, koaxial zur Welle angeordneten und mit einer Reihe von Zähnen in die Welle und mit einer zweiten Reihe von Zähnen in die Nabe eingreifenden Ring hergestellten Verbindung, die im Sinne des Kraftflusses parallel geschaltet sind und die gleichzeitig mit einer axialen Schraubverbindung gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der gezahnte Ring als Ringscheibe (1) in Form eines Stanzteils aus hochfestem Stahl mit durchgeprägten kegelförmigen Mitnehmernasen (2) ausgebildet ist, die in an sich bekannter Weise an der der Welle (5) zugewandten Stirnseite der Ringscheibe angeordnet sind und mittels einer mittig am Wellenende angeordneten Spannschraube (6) in die Stirnseite der Nabe (4) und der Welle eindrückbar sind, wobei die Ringscheibe (1) vorzugsweise auf halber Breite eine umlaufende bogenförmige Sicke (la) aufweist, deren eine Seitenwand an der Welle und deren andere Seitenwand in der Bohrung fest anliegt und dadurch den Kraftschluß, herstellt. 5. Befestigung einer Nabe auf einer Welle mit einer kraftschlüssigen Verbindung, die aus einem normal zu seiner Berührungsfläche belasteten Abschnitt der Bohrung der Nabe und einem gegenüberliegenden gleicher Art belasteten Ab- schnitt der Welle besteht, und einer formschlüssigen, mit einem gezahnten, koaxial zur Welle angeordneten und mit einer Reihe von Zähnen in die Welle und mit einer zweiten Reihe von Zähnen in die Nabe eingreifenden Ring hergestellten Verbindung, die im Sinne des Kraftflusses parallel geschaltet sind und die gleichzeitig mit einer axialen Schraubverbindung gespannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der gezahnte Ring axial in zwei gleich große federelastische, im Querschnitt einer bogenförmigen Sicke entsprechende Ringe (19) aus Federstahlblech -- aufgeteilt ist, dessen äußere zyliÜdrische M.antelflächen (19a) Aufrauhungen aufweisen und wobei die offenen Seiten der Profile einander zugekehrt eine Buchse (20) aus Kunststoff um- fassen, die in Verbindung mit einer axial angeordneten Spannschraube (23) radial spannbar, ist.
5. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Ni."594 484; deutsche Auslegeschrift Nr. 1110 476; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1836 829; französische Patentschrift Nr. 508 454; USA.-Patentschrift Nr. 1040 788.