DE1855948U

DE1855948U - Verdrehsicheres verbindungselement zur befestigung von maschinenteilen auf wellen.

Info

Publication number: DE1855948U
Application number: DEH33736U
Authority: DE
Inventors: Martin Hausner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-12-14
Filing date: 1959-12-14
Publication date: 1962-08-02

Description

Betr. : Verdrehsicheres Verbindungselement zur

Befestigung von Maschinenteilen auf Wellen.

Anmelder : Martin H a u s n e r, Aulendorf/Wttbg.

Rosenstraße 2o

Die Erfindung bezieht sich auf ein ringförmiges Verbindungselement, welches eine in hohem Maße verdrehsichere Verbindung zwischen einer Welle und ein auf ihr zu befestigendem Maschinenteil schafft.
Entsprechend der Patentschrift 834 477 sind zur Befestigung von Maschinenteilen ringförmig gebogene Bänder aus gewelltem Stahlblech bekannt, bei denen die Wellen derart in einen glatten Blechstreifen eingepreßt sind, daß neben den Wellen an einem oder an beiden Rändern glatte Blechteile belassen werden.
Diese gewellten Stahlblechringe haben sich zur Übertragung kleinerer bis mittlerer Drehmomente und bei nicht zu großen Radialbelastungen gut bewährte Der Hauptgrund für die relativ begrenzte Belastbarkeit der gewellten Stahlblechringe dürfte sein, daß die Haftkraft u. a. auch von der Blechdicke abhängig ist. Bei größeren Blechdicken werden die eingepreßten Wellen zu steif und können sich nicht elastisch verformen.
Der vorliegenden Erfindung liegt zugrunde, diese Einschränkung zu beseitigen. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß die haftkräfte und die radiale Belastbarkeit nicht durch die elastische Verformbarkeit der in einem Blechring eingeprägten Wellen begrenzt sind, sondern, daß ein aus einem hart-bzw vergütbaren Stahlband größerer Dicke-etwa ab o, 5 mm-hergestellter Ring scharfkantige und in geringem Maße elastisch nachgebende, auf beiden Oberflächen angebrachte Vorsprünge aufweist, die beim Zusammenfügen einer Welle mit einem Maschinenteil sowohl auf der Welle als auch in der Bohrung, parallel zur Aufpreßrichtung verlaufende Kerben erzeugt, die mit der Wirkung einer Kerbverzahnung eine Verbindung herstellen, welche sowohl sehr hohe Drehmomente übertragen, als auch zufolge der größeren Blechdicke große Radialbelastungen aufnehmen kann.
Der Erfindungsgedanke besteht also darin, daß das vorstehend genannte, profilierte und ringförmig gebogene Stahlband-im Folgenden kurz als Profilbüchse bezeichnet-nicht nur als verbindendes Maschinenelement zwischen einer Welle und einem auf ihr zu befestigenden Maschinenteil wirkt, sondern während des Aufpreßvorganges als Werkzeug zur Herstellung der profilierten Oberfläche in der Bohrung und gegebenenfalls auch auf der Welle, dient* Die Erzeugung der Kerben während des Aufpressens ist ein spanabhebender Räumvorgang, der voraussetzt, daß die Erhöhungen und Vertiefungen der Profilbüchse so ausgebildet sind, daß sie als Räumzähne wirken und sich außerdem nur in geringfügiger Weise und im elastischen Bereich verformen Im allgemeinen wird man beim Zusammenfügen einer derartigen Profilbüchsen-Verbindung so vorgehen, daß der Räumvorgang im dem Flügelteil stattfindet, welches die härtere Oberfläche aufweist.
Das Aufpressen ist auf zweierlei Arten möglich : a) entweder wird die Profilbüchse-gegen axiale Verschiebung gesichert-in die Bohrung eingelegt und die Welle in sie hineingepreßt, oder b) die Profilbüchse wird-wiederum gegen axiale Verschiebungen gesichert auf die Welle aufgelegt und letztere dann in die Bohrung eingepreßt-Im Fall a) findet der Räumvorgang zwischen Profilbüchse und Welle statt, dh.h. die Kerben werden durch die nach innen vorstehenden zahnartigen Vertiefungen der Profilbüchse auf der Welle erzeugt, während sich die nach außen vorstehenden Ehehungen in die Bohrung eindrücken.
Im Fall b) findet der Räumvorgang zwischen Frofilbüchse und Bohrung statt, d. h. die Kerben werden in die Bohrung eingezogen und die Eindrücke werden auf der Welle erzeugt.
Man wird also bei unterschiedlichen Werkstoffhärten das Eindrücken immer im weicheren und das Räumen im härteren Material vornehmen. Voraussetzung ist selbstverständlich, daß auch das härtere Material immer noch spanabhebend bearbeitbar ist.
Wenn beispielsweise eine Stahlwelle mit einem Maschinenteil aus Leichtmetall verdrehsicher zu verbinden ist, dann wird nach a) die Profilbüchse in die Bohrung @ eingelegt und die Welle in sie hineingepreßt. Auf diese Weise entsteht während des Aufpressens gleichzeitig in der weicheren Bohrungsoberfläche das eingedrückte und in der härteren Wellenoberfläehe das eingezogene Kerbzahnprofil.
Bei gleich harten Werkstoffen wird verständlicherweise das eingedrückte Profil weniger tief als das geräumte Profil sein* Für derartige Fälle wird vorgeschlagen, daß man das Räumprofil in der Bohrung vorsieht und das Drückprofil auf der Welle mit einem einfachen Rollwerkzeug aufwalzt, wobei das Xerbzahnprofil und seine Teilung, der Profilbüchse und dem des Rollwerkzeuges Übereinstimmen muß.
Die Ausbildung der Erhöhungen und Vertiefungen in der Profilbüchse kann auf verschiedene Arten erfolgen und soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben werden Fig. 1 zeigt das erste Ausführungsbeispiel in der Draufsicht als noch ebenes aber bereits profiliertes Band.
Fig. 2 zeigt das gleiche Band in der Vorderansicht.
Fig. 3 zeigt das gleiche Band in der Seitenansicht. in Fig. 4 und 5 stellen Schnitte an den Fig. 1 angedeuteten Schnittlinien A-B und C-D dar.
Fig 6 stellt das zur Büchse gerundete Stahlband des ersten Ausführungsbeispieles dar* Fig. 7 ist die Draufsicht und Einzeldarstellung eines Vor. sprunges ebenfalls nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
Fig. 8 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel in der Draufsicht wiederum als noch nicht gerundetes aber bereits profiliertes Band.
Fig. 9 zeigt das gleiche Band in der Vorderansicht.
Fig. 10 zeigt das gleiche Band in der Seitenansicht.
Fig. 11 und 12 stellen Schnitte an den in Figur 8 angedeuteten Schnittlinien E-F und G-H dar, Fig* 13 stellt das zur Büchse gerundete Stahlband des zweiten Ausführungsbeispieles dar.

Bei dam in den Fig. 1-7 in starker Vergrößerung dargestellten

Ausführungsbeispiel sind in ein Stahlband 1 abgewinkelte

Schnitte 2 eingestanzt. Die Fig. 7 zeigt, daß der längere Schenkel 3 des Winkelschnittes 2 in einem sehr spitzen Winkel # zur späteren Profilbüchsenachse 4 verläuft, während der kürzere Schenkel 5 mit dem längeren Schenkel 3 einen Winkel ß < 9o Grad bildet. Die Winkelschnitte 2 sind sowohl genau fluchtend hintereinander angeordnet, als auch ihr Abstand x voneinander gleich ist. Letzterer bestimmt in der gerundeten Profilbüchse die Teilung der profilerzeugendene Vorsprünge.
Während des Stanzvorganges werden die Viinkelschnitte leicht

durchgedrückt, sodaß die vorstehendenEcken6B« Mm zahnformige

Schneiden bilden, die in der fertigen Profilbüohse beim Aufpressen-je nach dem, ob sie nach außen oder nach innen vorstehen-auf der Welle oder in der Bohrung die Kerben erzeugen, welche ein, Verdrehen der zusammengefügten Zeile wirksam verhindern.
Es ergibt sich aus dem Fertigungsverfahren, daß der Rücken der ausgestanzten Winkelschnitt von der Schnittfläche aus gesehen, in beiden Richtungen schräg nach hinten abfällt. Damit hat man die Freiwinkel, die notwendig sind, um eine spanabhebende Wirkung der zahnförmigen Schneide des Winkelschnittes zu erzeugen.
Bei der in Fig. 8-13 dargestellten Ausführungsform sind in ein Stahlband 7 dreieckförmige Schnitte 8 eingestanzt, die eine besonders hohe Standfestigkeit gegeg radiale und tangentiale Belastungen aufweisen. Auch der Rücken dieses Dreieckigen Schneidenprofiles fällt schräg nach hinten ab, sodaß seine spanabhebende Wirkung gewährleistet ist.
Um bei wechselnder Beanspruchung in beiden Drehriohtungen gleich verdrehsicher zu wirken, wird man bei der Ausführung nach lig. 1-7 die Anordnung der winkelschnitte so wählen, daß in radialer Reihenfolge gesehen, jeweils zwei steile und zwei flache Profilflanken einander zugekehrt sind, wie es aus der zeichnerischen Darstellung erkennbar ist.
Bei der Ausführung nach Fig 8-13 ergibt sich aus dem Herstellungsverfahren die Möglichkeit, die Zahnform so auszubilden, daß der Flankenwinkel auf beiden Seiten gleich ist Damit ist auch die Verdrehsicherheit in beiden Richtungen gleich groß.
Die dargestellten und beschriebenen Formen von Profilerzeugenden Erhöhungen und Vertiefungen sind zwei von mehreren möglichen Ausführungen. Um zu niedrigen Fertigungskosten zu kommen, wurden hier nur Formen beschrieben, welche sich spanlos herstellen lassen. Für besondere Zwecke sind selbstverständlich Profilbüchsen denkbar, bei denen die vorspringenden Zähne spanabhebend heraus-ruder an der Schneidfläche nachgearbeitet sind.
Es ist ferner vorgesehen, daß die Vorsprünge für das eingedrückte Profil anders ausgebildet sein können, als die Vorsprünge, welche das geräumte Profil erzeugen. Beispielsweise ist eine Kombination der beiden beschriebenen und dargestellten Ausführungsf@or-

mendenkbar.
Obwohl der vorstehend beschriebenen Erfindung der Gedanke zugrundeliegt, durch den Härtenunterschied zwischen dem Werkstoff der Profilbüchse und dem der zu verbindenden Maschinenteile, eine Profilierung der Bohrung-bzw Wellenoberflãche zu erzeugen, kann das erfindungsgema-ße Maschinenelement auch angewandt werden, wenn eines oder beide zusammenzufügenden Teile, also entweder die Welle oder die Bohrung oder beide Teile eine gehärtete Oberfläche aufweisen. Zwar können dann keine so großen Umfangskräfte übertragen werden, wie bei nicht gehärteten Oberflächen der zu verbindenden Maschinenteile, aber bei entsprechender Ausbildung der eingestanzten Vorsprünge und Vertiefungen kann auch eine Verbindung von Maschinenteilen mit gehärteten Oberflächen mit großen Radialkräften belastet werden, weil die beim Zusammenfügen sich verformenden Vorsprünge infolge ihrer großen Federsteife, große Anpreßkräfte erzeugen.
Auf diese Weise ist es z.B. möglich, Wälzlager-Außenringe in Bohrungen oder Wälzlager-Innenringe auf Wellen festzusetzen.

Claims

;- Anspruche

' !. RingfSriss, aus eifern härtbaren Stahlblech hergestellteo Verbindungselement ssur verdrensichcren Verindng von hellen mit ßchinenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß seine Oberflächen profilierte Vorspringe anweisen, die während dee ZusammenfUgene auf der Uelle oder in der Bohrungoder in beiden 2eilen ein leiehartiges Gegen- Bohruw oder rt en- pro erzeugen und dadurch eine kra : ftschluseige Verbin- dtin, c zwischen den Teilen herstolleni, 8 VerbiMungaelement nach Anspruch 1, dayoh gekennzeich- net, das die profilierten Vorspränge ähne darstellen, die beim Zusammenfegen von lle sit na-schinenteilea. Z/k einerseits in der Oberfläche des einen der suaaMNeBüsenden Teile. Kerben auf spanabhebende Vielee erreugent während eie auf der Oberfläche des anderen der zusammenfügenden Teile spanlos geformte Vertiefungen eindrücken. 3* TerbiMunaelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß seine profilierten Vorspränge auf oder in einem der zusammenz"fUgenden Teile ein gleichartiges Gegenprofil af spanabhebende eise eraegen und das Profilin oder af des anderen der zusasmenzufagenden Teile-mit einen Wersoug beliebiser Art in bekannter Ueise gefertigt-bereits vor dem Zusammenfügen vorhanden ist.

4. Verbindungselement nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die zahnartigen Vorsprünge entweder durch ihre Anordnung oder durch ihre Form Kerben oder Eindrücke erzeugen, deren Profil geeignet ist, auch bei wechselnder Beanspruchungsrichtung gleich verdrehsicher zu wirken.