DE9016961U1 - Mit einer Welle klemmverbundene Nabe - Google Patents

Description

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Mit einer Welle klemmverbunde Nabe 19 143

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmverbindung einer Nabe mit einer Welle, wie sie insbesondere erfolgt, um die Nabe auf der Welle in achsialer Richtung in gewünschter Position festzulegen, aber auch um ein herstellungsbedingtes unvermeidbares Spiel einer achsial gezahnten Welle in der entsprechend gezahnten Bohrung der Nabe zu beheben und spielbedingten Verschleiß an Welle und Nabe zu vermeiden.

So ist es bekannt, die Nabe auf einem Teil ihrer achsialen Länge radial zu schlitzen und durch eine senkrecht zur Schlitzebene angeordnete Schraube die Nabenteile im Schlitzbereich gegeneinander zu spannen.

Bekannt ist es auch, radial in einer Achsialebene der Nabe angeordnete Schrauben vorzusehen, die einen Abschnitt der Bohrungswandung gegen die Welle drücken. Dieser klemmende Abschnitt ist bei einer bekannten Ausführung (DE-OS 28 30 198) von einer in eine Nut der Bohrung eingelegte Feder gebildet. Bei einer anderen bekannten Ausführung (DE-PS 25 18 774) ist dieser klemmende Abschnitt von einem bohrungsnahen Steg gebildet, der vor einem die Nabe längs durchsetzenden Schlitz, in welchem die die Spannschrauben aufnehmenden Gewindebohrungen auslaufen, gelegen ist, wodurch dem Nachteil der aus der DE-OS 14 00 398 bekannten Ausführung entgegengetreten wird.

Die vorbeschriebenen Lösungen sind nur anwendbar, wenn die Nabe zumindest teilweise freiliegt oder freigelegt werden kann, um Zugang zur Spannschraube oder den Spannschrauben zu haben. Verwendung und Gestaltung des mit der Nabe versehenen Maschinenelements stehen dem häufig entgegen.

Desweiteren ist eine auf einer Welle festklemmbare Nabe bekannt, die achsparallel angeordnete, also von der Stirnseite her

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zugängliche Spannschrauben, einen konischen Abschnitt zur Umlenkung der achsial gerichteten Spannkraft in zentralgerichtete, die Nabe einschnürende Klemmkräfte und einen die Nabe umgebenden, die radial nach außen gerichteten Reaktionskräfte zu den Klemmkräften aufnehmenden Ring aufweist. Mittels der Spannschrauben wird der innen konische Außenring zur Nabe auf deren konischem Abschnitt achsial verschoben und dadurch die Klemmung der Nabe auf der Welle bewirkt. Die erforderliche achsiale Spannkraft kann dadurch gering gehalten werden, daß der innere Nabenring längsgeschlitzt ist, wofür allerdings der Nachteil hinzunehmen ist, daß - wie bei den anderen bekannten Lösungen - tangential zum Teilkreis der Verzahnung wirkende Komponenten der Spannkraft auftreten. Ein grundsätzlicher Nachteil vorgenannter Ausführung besteht darin, daß die achsiale Lage des mit dem Außenring zur Nabe versehenen Maschinenelements nicht im voraus festgelegt werden kann.

Die Erfindung geht von letztgenanntem, den Gattungsbegriff des nspruchs 1 bildenden Stand der Technik aus, wobei es die Aufgabe der Erfindung ist, bei von einer Stirnseite der Nabe zu betätigenden Spannelementen eine vorausbestimmbare achsiale Fixierung des durch die Nabe auf der Welle zu klemmenden Maschinenelements zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Nabe an mindestens einer Stirnseite mit einem konzentrischen, ringförmigen Einstich versehen ist, der den der Einstichtiefe entsprechenden Nabenteil in eine zentral nach innen verformbare Innenwulst als konischen Abschnitt und eine formsteifere Außenwulst als Stützring aufteilt, und daß zwischen der Außenwulst und der Innenwulst zwei oder mehr, auf dem Einstichkreis gleichmäßig verteilte Keilkörper mit ihnen zugeordneten Spannschrauben angeordnet sind, wobei der ringförmige Einstich zumindest im Bereich der Keilkörper als sich zur Stirnfläche der Nabe erweiternde der Keilkörperform

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angepaßte Nut ausgebildet ist. Entsprechend der Zahl und der Verteilung der Keilkörper, die sich an der formsteifen Außenwulst abstützen, wird die Innenwulst örtlich zur Mitte gedrückt und so eine zentrische Klemmung der Nabe auf der Welle bewirkt.

Aus fertigungstechnischen Gründen und aus Gründen einer rationellen Lager- und Ersatzteilhaltung ist es von Vorteil, die Keilkörper als konische Rundbolzen auszubilden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist hierzu ein sich zur Stirnfläche erweiternder V-förmiger Einstich vorgesehen, der den im Einstichsbereich gelegenen Nabenteil in eine außen konische Innenwulst und eine innen konische Außenwulst gleicher Konizität unterteilt und eine die Rundbolzen als Keile aufnehmende Querschnittsbemessung aufweist. Anstelle der Ausbildung des Einstichs als umlaufende Keilnut besteht auch die Möglichkeit - und dies ist ein weiteres Merkmal der Erfindung auf dem Einstichmittenkreis in gleichmäßiger Verteilung den Einstich erweiternde konische Bohrungen zur Aufnahme der konischen Rundbolzen vorzusehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Nabe an beiden Stirnflächen mit einem ringförmigen Einstich gleicher Größe und von einer einen Steg zwischen den Einstichen belassenden Tiefe zu versehen. Zweckmäßig ist es, Keilkörper in den beiden Einstichen sich paarweise gegenüberliegend vorzusehen und in gleicher Verteilung den Steg zwischen den Einstichen durchsetzende Bohrungen zur Aufnahme von die Keilkörper paarweise gegeneinander spannende Schrauben vorzusehen, so daß die gegenüberliegenden Keile eines Paares von einer Stirnseite her gemeinsam gespannt werden können.

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Die Innenwulste der Naben können der örtlich begrenzten Krafteinwirkung der Keile durch partielle Einschnürung leicht nachgeben. Dennoch kann es sich empfehlen, die Innenwulst bzw. jede Innenwulst mit radialen Schlitzen in gleicher Zahl wie die der Keilkörper bzw. Keilkörperpaare jedoch um die halbe Teilung versetzt zu diesen zu versehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind den Zeichnungen zu entnehmen, die in

Fig. 1 in einem Achsialschnitt und in Fig. 2 in einer Stirnansicht als Anwendungsbeispiel eine Kupplung darstellen, wozu der Nabenteil der Kupplung

als Ausschnitt in größerem Maßstab in Fig. 3 in dem der Fig. 1 entsprechenden Achsailschnitt und

in
Fig. 4 in der der Fig. 2 entsprechenden Stirnansicht dargestellt ist. In

ist wiederum im Achsialschnitt und in in Stirnansicht eine Abwandlung und in im Achsialschnitt und in

in Stirnansicht eine weitere Abwandlung, jeweils vergleichbar in Darstellung und Maßstab den Fig. 3 und 4, dargestellt. Ein weiteres Ausführungsbeispiel

ist in
Fig. 9 im Ausschnitt eines Achsialschnittes dargestellt.

Die in den Fig. 1 und 2 und in Ausschnitten in den Fig. 3 und 4 dargestellte elastische Kupplung besteht aus einem beispielsweise an ein nicht dargestelltes Schwungrad angeflanschten Ring 1, der mit einer Innenverzahnung 2 versehen ist, in die eine elastische, mit einer Außenverzahnung 3 versehene Kupplungsscheibe 4 eingreift. Diese aus einem Elastomer

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hergestellte Kupplungsscheibe 4 ist durch Vulkanisation mit einer Nabe 5 und über diese mit einer nicht dargestellten Welle verbunden. Bei dieser Naben-Wellen-Verbindung ist zur Drehmomentübertragung die Welle als Zahn- oder Vielkeilwelle und die Bohrung 6 der Nabe 5 mit einer korrespondierenden Innenverzahnung 7 versehen. Durch die Forderung nach steter Wiederholbarkeit und leichter Lösbarkeit der Verbindung ist ein Spiel zwischen Welle und Nabe 5 bedingt. Um die Nabe 5 achsial zur Welle festzulegen und um das Spiel zwischen Welle und Nabe 5 zu beseitigen, welches sonst zu einem Ausschlagen der Verbindung führen würde, ist die Nabe 5 auf der Welle spielfrei festzuspannen. Hierzu ist die Nabe 5 an ihrer Stirnfläche 8 mit einem ringförmigen Einstich 9 versehen. Dieser Einstich 9 teilt den Teil der Nabe 5, der durch die Tiefe T des Einstichs 9 bestimmt ist, in eine zentral nach innen verformbare Innenwulst 10 und eine formsteifere Außenwulst 11 auf. Die außen an ihrer Fläche 1Ok konische Innenwulst 10 und die innen an ihrer Fläche 11k konische Außenwulst 11 sind von gleicher, aber entgegengesetzter Konizität, so daß ein sich zur Stirnfläche 8 hin symmetrisch erweiternder Einstich 9 besteht. Eingesetzt in diesen Einstich 9 sind gleichmäßig verteilt - in dem Ausführungsbeispiel drei Spannbolzen 12 eingesetzt, die jeweils mit diametralen Mantellinien zum einen an der Fläche 10k der Innenwulst 10 und zum anderen an der Fläche 11k der Außenwulst 11 anliegen. In der Fig. 4 ist einer der Spannbolzen 12 nicht dargestellt (entfernt), um eines der Gewindelöcher 13 in der Stirnansicht zeigen zu können, die in gleicher Verteilung wie die Spannbolzen

12 in den Steg 14 eingebracht sind, der über die Tiefe T des Einstichs 9 hinaus an der Nabe 5 verbleibt. In die Gewindelöcher

13 sind Schrauben 15 eingesetzt, durch die die Spannbolzen 12 in den Einstich 9 hineingedrückt werden und so als Keile zwischen der Außenwulst 11 und der Innenwulst 10 wirken. Die formsteife Außenwulst 11 dient hierbei den Spannbolzen 12 als

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Stütze, während die Innenwulst 10 dem Druck der Spannbolzen elastisch ausweicht unter partieller, zentral nach innen gerichteter Verformung, wie in Fig. 4 durch die von den Druckstellen ausgehenden Pfeile verdeutlicht ist. In den Verformungsbereichen der Innenwulst 10 wird somit die in der Bohrung 6 einliegende, nicht dargestellte Welle von der Nabe 5 konzentrisch eingeklemmt. Obgleich dies in der Regel nicht erforderlich ist, kann zur Verringerung des Verformungswiderstands der Innenwulst 10 und der von den Schrauben 15 zur ausreichenden Klemmung der Welle in der Nabe 5 aufzubringenden Spannkraft sowie zur Verteilung der wirkenden Klemmkraft auf einen größeren Umfangsabschnitt in der Bohrung 6, die Innenwulst 10 durch Schlitze 16, die durch einen Fräser 17 in gleicher Zahl und Verteilung wie die Spannbolzen 12 und Gewindelöcher 13 jedoch um eine halbe Teilung versetzt eingebracht werden können, unterbrochen werden.

Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4. Die Abwandlung besteht darin, daß auf dem Einstichmittenkreis den Einstich 9'erweiternde konische Bohrungen 18 vorgesehen sind, die die Innenwulst 10 mit Kegelmantelsektoren 18i und die Außenwulst 11 mit Kegelmantelsektoren 18a anschneiden. Dadurch erhalten die Spannbolzen 12 eine flächige Anlage statt der liniaren Anlage im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 und sind somit zur Aufbringung größerer Spanndrücke geeignet.

Bei der Abwandlung nach den Fig. 7 und 8 werden anstelle der konischen Spannbolzen Keilkörper 19 verwendet, die Sektoren eines Ringes mit konischem Mantel und konischer Bohrung bilden. Zur Ausbildung der korrespondierenden Keilnutflächen 2Oi (innere Keilnutflächen) und 20a (äußere Keilnutflächen) ist

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der Einstich 9'' im Bereich dieser Keilnutflächen 20a, 2Oi etwas verengt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 dadurch, daß beide Stirnflächen 8 und 8' mit einem Einstich 9 bzw. 9''' versehen sind. In den Einstichen 9 und 9''' liegen sich zu Paaren Spannbolzen 21 und 22 gegenüber, von denen die Spannbolzen 21 mit einer Gewindebohrung und die Spannbolzen 22 mit einer Durchgangsbohrung versehen und durch eine Schraube 23 gegeneinander spannbar sind. Der Steg 24, der mit Durchgangslöchern 26 zur Aufnahme der Schrauben 23 versehen ist, befindet sich hier zwischen den Einstichen 9 und 9''' von der jeweiligen Tiefe T'. Der besondere Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß sich über die Länge der Nabe zwei Reihen von Klemmstellen ergeben.

Claims (6)

PATENTANWÄLTE HEMMERICH -!MtuIUEfl '. PRESSE.-'BCLLNIEIER · MEY · VALENTIN -8- Schutzansprüche 19 T43

1. Mit einer Welle klemmverbundene Nabe, die mindestens einen konischen Abschnitt zur Umlenkung einer achsial ausgeübten Spannkraft in zentralgerichtete, die Nabe einschnürende Klemmkräfte und einen die Nabe umgebenden, die radial nach außen gerichteten Reaktionskräfte zu den Klemmkräften aufnehmenden Ring aufweist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Nabe (5) an mindestens einer Stirnfläche (8) mit einem konzentrischen, ringförmigen Einstich (9) versehen ist, der den der Einstichtiefe (T) entsprechenden Nabenteil in eine zentral nach innen verformbare Innenwulst (10) als konischen Abschnitt und eine formsteifere Außenwulst (11) als Stützring aufteilt, und daß zwischen der Außenwulst (11) und der Innenwulst (10) zwei oder mehr, auf dem Einstichkreis gleichmäßig verteilte Keilkörper (12,19,21,22) mit ihnen zugeordneten Spannschrauben (15,23) angeordnet sind, wobei der ringförmige Einstich (9) zumindest im Bereich der Keilkörper (12,19,21,22) als sich zur Stirnfläche (8) der Nabe (5) erweiternde der Keilkörperform angepaßte Nut ausgebildet ist.

2. Klemmnabe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der ringförmige Einstich (9) sich zur Stirnfläche (8) erweitert und den ihm zugeordneten Nabenteil in eine außen konische Innenwulst (10) und eine innen konische Außenwulst (11) gleicher Konizität unterteilt und, daß als Keilkörper mit der Konizität von Innen-und Außenwulst (10,11) ausgebildete Spannbolzen (12) vorgesehen sind.

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3. Klemmnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Einstichmittenkreis den Einstich (9') örtlich erweiternde konische Bohrungen (18) vorgesehen sind zur Aufnahme von konischen Spannbolzen (12) entsprechender Konizität als Keilkörper.

4. Klemmnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe an beiden Stirnflächen (8,8') mit einem ringförmigen Einstich (9,9''') gleicher Größe von einer einen Steg (24) zwischen den Einstichen (9,9''') belassenden Tiefe (T') versehen ist.

5. Klemmnabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Keilkörper (21,22) in den beiden Einstichen (9,9'") sich paarweise gegenüberliegen und in gleicher Verteilung den Steg (24) zwischen den Einstichen (9,9''') durchsetzende Bohrungen (26) zur Aufnahme von die Keilkörper (21,22) paarweise gegeneinander spannende Schrauben (23) vorgesehen sind.

6. Klemmnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwulst (10) bzw. jede Innenwulst mit radialen Schlitzen (16) in gleicher Zahl wie die der Keilkörper (12,19] bzw. Keilkörperpaare (21,22) jedoch um die halbe Teilung versetzt zu diesen versehen ist.