DE2747319B1

DE2747319B1 - Gelenkwelle bestehend aus zwei Kreuzgelenken

Info

Publication number: DE2747319B1
Application number: DE2747319A
Authority: DE
Inventors: Ditmar Klischat; Gerd Sehlbach
Original assignee: Gelenkwellenbau 4300 Essen GmbH; Gelenkwellenbau GmbH
Current assignee: Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1977-10-21
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1979-04-05
Also published as: US4203306A; JPS5462441A; SE432976B; DE2747319C2; GB2006393A; IT7807081V0; FR2406744B1; IT7807061V0; SE7810904L; IT1103048B; IT7805239A0; GB2006393B; FR2406744A1; JPS5627735B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkwelle, bestehend aus zwei Kreuzgelenken und einer beide miteinander kuppelnden Verbindungswelle, wobei die Verbindungswelle eine Vollwelle und eine auf der Vollwelle über ein Keilwellenprofil längeneinstellbare Hohlwelle und eine Einrichtung mit einer Spannmutter mit konischer Innenfläche, die mit einer entsprechenden Fläche des Klemmteils zusammenwirkt, zum axialen Feststellen der beiden Wellenteile gegeneinander aufweist.

Gelenkwellen dieser Art werden verwendet, um beispielsweise eine Maschine durch ein Antriebsaggregat zu verbinden (Walzwerke).

Es sind Gelenkwellen bekannt (beispielsweise GB-PS 1203245, GB-PS 1185624), deren Schiebeteile gegen eine Längenverschiebung durch einen Gummiring gegen axiale Bewegung gesichert werden. Nachteilig ist bei diesen Ausführungen, daß aufgrund des großen Kegelwinkels keine ausreichende Kontraktion erfolgen kann, so daß eine genaue Ermittlung der Axialkraft, die dieser Gummiring aufnehmen kann, sehr schwierig und ungenau ist. Nachteilig ist

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des weiteren, daß die axiale Fixierung lediglich in einem eng begrenzten Bereich angewendet werden kann, da an dem einen Ende der Vollwelle der Durchmesser der Keilwellenverzahnung größer ist als der Durchmesser der Vollwelle. Aus diesem Grunde ist eine Längenänderung nur möglich bis zum Beginn der Keilwellenverzahnung.

Darüber hinaus sind längenverstellbare Wellenkupplungen bekannt (DE-PS 1808076), bei denen ebenfalls ein elastischer Zwischenring durch Verwendung einer Klemmhülse eine axiale Fixierung erreicht wird. Diese Anordnung dient jedoch der Geräuschdämpfung, da Schwingungen innerhalb des Bewegungsspieles durch den elastischen Ring aufgenommen werden. Von dieser Klemmvorrichtung wird jedoch erwartet, daß geringe axiale Ausgleichsbewegungen der Wellenteile nicht vollständig unterbunden werden.

Des weiteren ist eine Gelenkwelle bekannt (DE-OS 2148285), bei der ebenfalls eine Axialfixierung gezeigt ist, bei der das innere Wellenteil Ringnuten besitzt, in die beim Anziehen einer Überwurfmutter ein radial federnder Ring eingreift. Eine derartige Ausbildung erfordert jedoch auf dem inneren Wellenteil eine umfangreiche Bearbeitung zur Herstellung der einzelnen Ringnuten. Eine Axialfixierung ist auch nur in dem Bereich möglich, in dem sich die Ringnuten befinden. Darüber hinaus läßt sich die Fixierung nur stufenweise d. h., in den entsprechenden Abständen, den die Ringnuten zueinander aufweisen, durchführen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Gelenkwelle mit einem Längenausgleich so zu gestalten, daß nach der Montage in den endgültigen Verwendungsbereich die Gesamtlänge einstellbar ist und danach keine Längenveränderung mehr möglich ist. Darüber hinaus soll eine Abdichtung gegenüber äußeren Einflüssen gewährleistet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Hohlwelle von einer Spannhülse umgeben ist, die mit ihrem einen Ende mit der die Vollwelle tragenden Gelenkgabel verbunden ist und auf deren freiem Ende eine Spannmutter aufschraubbar ist, und daß zwischen Spannmutter und Außenfläche der Hohlwelle ein Klemmring angeordnet ist, der mit seiner Bohrung auf der zylindrischen Außenfläche der Hohlwelle geführt ist und mit einer Stirnfläche an der Stirnfläche der Spannhülse und mit der kegeligen spitzwinkelig zur Mittelachse der Welle verlaufenden Außenfläche, an der entsprechenden Innenspannfläche der Spannmutter abgestützt ist.

Vorteilhaft ist, durch die Verwendung eines Klemmringes mit einem im spitzen Winkel verlaufenden Außenkegel, daß eine große radial wirkende Anpreßkraft erreicht werden kann. Dies ermöglicht einen Einsatz auch im Schwermaschinenbau, da hier große Axialkräfte aufzufangen sind.

Darüber hinaus ist die Anwendung der Klemmvorrichtung über den gesamten Bereich der Längenver-Schiebung anwendbar, da die Angriffsfläche für den Klemmring die zylindrische Außenfläche der Hohlwelle ist, so daß die Keilwellenverzahnung, die im Inneren der Hohlwelle verläuft, das Prinzip der Erfindung nicht hindert. Die Abdichtung des Profils erfolgt durch die dafür vorgesehene Spannhülse, den Klemmring sowie durch die Dichtung in der dafür vorgesehenen Spannmutter.

Zur genauen Vorausbestimmung der Klemmvor-

richtung, so daß gewährleistet ist, daß die Axialkräfte aufgenommen werden können und daß eine rechnerische Ermittlung des Systems ohne weiteres möglich ist, ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß der Klemmring aus Metall, insbesondere Stahl besteht.

Um zu erreichen, daß nur geringe Verformungskräfte aufzubringen sind und zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß der Klemmring axial geschlitzt ist.

Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Wandstärke des Teiles der Spannmutter, der mit Gewinde versehen ist, größer ist als die des Mittelteils.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Spannhülse sich unter Drehmoment verformt. Die aufgebrachten Torsionskräfte verspannen den verjüngten Teil der Spannhülse so lange, bis das Spiel in der Keilwellenverzahnung überwunden ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß das Drehmoment von einem Gelenkabschnitt über die Keilwellenverzahnung auf den anderen Gelenkwellenabschnitt übertragen wird. Es ist ausgeschlossen, daß das Drehmoment über die Klemmvorrichtung geleitet wird.

Zur Verbesserung der Dichtwirkung gegen Wasser- und Schmutzanfall und damit zur Verhinderung von Korrosion und Verschleiß ist vorgesehen, daß die Spannmutter auf ihrer Innenfläche eine ringförmig verlaufende Nut zur Aufnahme einer Dichtung aufweist.

Um ein Lösen der Spannmutter zu verhindern, ist vorgesehen, daß die Spannmutter ein Sicherungselement aufweist. Zur Sicherung der Spannmutter ist eine Kontermutter vorgesehen, die aus herstellungsgemäß einfachen Gründen mit dem gleichen Gewinde versehen ist, wie es für die Spannmutter notwendig ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindungsind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Gelenkwelle in Gesamtansicht, teils geschnitten,

Fig. 2 einen Ausschnitt der in Fig. 1 gezeigten Gelenkwelle in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Klemmring, wie er in Fig. 2 verwendet wird, als Einzelteil.

Die in Fig. 1 gezeigte Gelenkwelle umfaßt zwei koaxiale Gelenkwellenabschnitte 1 und 2, die an ihren äußeren Enden Kreuzgelenke 3 und 4 tragen. Der Gelenkwellenabschnitt 1 ist an seinem inneren Ende als Vollwelle 5 und der Gelenkwellenabschnitt 2 als Hohlwelle 6 ausgebildet. Über eine Keilwellenverzahnung 7 sind Vollwelle 5 und Hohlwelle 6 miteinander undrehbar, jedoch axial verschiebbar verbunden.

In Fig. 2 ist ohne weiteres zu erkennen, daß die Vollwelle 5 über die Keilwellenverzahnung 7 mit der Hohlwelle 6 längenverschiebbar verbunden ist. Das Drehmoment, welches vom Kreuzgelenk 3 auf das Kreuzgelenk 4 übertragen werden soll, wird über die Keilwellenverzahnung 7 geleitet. Um eine Klemmvorrichtung zu erhalten, ohne daß der Längenausgleich verhindert wird, ist am Gelenkwellenabschnitt 1, d. h. derjenige Abschnitt, der die Vollwelle 5 trägt, eine Spannhülse 8 befestigt. Die Spannhülse 8 ist in einem Abstand zur Vollwelle 5 koaxial um diese angeordnet und an ihrer Gelenkgabel durch beispielsweise Schweißen, mit dieser fest verbunden. Die Spannhülse 8 besitzt auf ihrem Au-

ßenumfang, an dem dem entgegengesetzten Gelenkwellenabschnitt zugewandten Ende ein Außengewinde 9 zur Aufnahme einer Spannmutter 10. Diese Spannmutter 10 wird mit einem entsprechenden Gegengewinde auf die Spannhülse 8 aufgeschraubt und durch eine Kontermutter 11 gesichert. Zwischen der Stirnfläche 12, der Spannhülse 8 und der kegeligen Innenfläche 13 der Spannmutter 10, ist ein Klemmring 14 aufgenommen. Dieser Klemmring 14 ist mit seiner Innenbohrung auf der Außenfläche der Hohlwelle 6 aufgenommen und ist zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen axial geschlitzt. Die Spannmutter 10 besitzt darüber hinaus an ihrem der Stirnfläche 12 der Spannhülse 8 abgewandten Ende eine Nut 15, in die eine Dichtung 16 eingelegt wird, zur Verhinderung, daß von außen Schmutz, Wasser oder sonstige Gegenstände in die Klemmvorrichtung eindringen können. Die Dichtung 16 dichtet ebenfalls gegenüber der Hohlwelle 6 ab.

Der Klemmring 14 ist in Fig. 3 als Einzelteil gezeigt. Er besitzt eine zylindrische Bohrung 17, die in etwa dem Außendurchmesser der Hohlwelle 6 entspricht. Seine Außenfläche 18 ist kegelig und arbeitet mit der entsprechenden kegeligen Innenfläche 13 der Spannmutter 10 zusammen. Die am größten Außendurchmesser angebrachte Stirnfläche 19 des Klemmringes 14 dient als Abstützfläche gegenüber der Stirnfläche 12 der Spannhülse 8. Um zu gewährleisten, daß lediglich geringe Verformungskräfte durch die entsprechende kegelige Innenfläche 13 der Spannmutter 10 auf die Außenfläche 18 des Klemmringes 14 aufzubringen sind, ist dieser mit einer axial über die gesamte Außenfläche des Klemmringes 14 verlaufenden Nut

20 versehen.

Durch den Anzug der Spannmutter 10 wird auf dem Klemmring 14 eine radial erzeugte Kraft aufgebracht, die den Längenausgleich der Gelenkwelle einerseits durch die radial wirkende Anpreßkraft des Klemmringes 14 und andererseits durch die sich an der Stirnfläche 12 der Spannhülse 8 abstützenden Kraft fixiert. Damit wird nach Einbau der Gelenkwelle und der Ausrichtung der Längenausgleich festgestellt, so daß nunmehr der Betriebszustand erreicht worden ist. Damit während des Betriebes das Drehmoment tatsächlich über die Keilwellenverzahnung 7 von der Hohlwelle 6 auf die Vollwelle 5 übertragen wird, ist die Spannhülse 8 in ihrem Mittelteil 21 verjüngt. Hierdurch ist gewährleistet, daß eventueiies Spiel in der Keilwellenverzahnung 7 durch diesen verjüngten Teil

21 der Spannhülse 8 aufgefangen werden kann, denn die aufgebrachten Torsionskräfte während der Drehmomentübertragung verspannen den verjüngten Mittelteil 21 der Spannhülse 8 so lange, bis das Spiel in der Keilwellenverzahnung 7 überwunden ist.

	Bezugszeichenliste
1	Gelenkwellenabschnitt
2	Gelenkwellenabschnitt
3	Kreuzgelenk
4	Kreuzgelenk
5	Vollwelle
6	Hohlwelle
7	Keilwellenverzahnung
8	Spannhülse
9	Außengewinde der Spannhülse
10	Spannmutter
11	Kontermutter

Claims

Patentansprüche:

1. Gelenkwelle, bestehend aus zwei Kreuzgelenken und einer beide miteinander kuppelnden Verbindungswelle, wobei die Verbindungswelle eine Vollwelle und eine auf der Vollwelle über ein Keilwellenprofil längeneinstellbare Hohlwelle und eine Einrichtung mit einer Spannmutter mit konischer Innenfläche, die mit einer entsprechenden Fläche des Klemmteils zusammenwirkt, zum axialen Feststellen der beiden Wellenteile gegeneinander aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (6) von einer Spannhülse (8) umgeben ist, die mit ihrem einen Ende mit der die Vollwelle (5) tragenden Gelenkgabel verbunden ist und auf deren freiem Ende eine Spannmutter (10) aufschraubbar ist, und daß zwischen Spannmutter (10) und Außenfläche der Hohlwelle (6) ein Klemmring (14) angeordnet ist, der mit seiner Bohrung (17) auf der zylindrischen Außenfläche der Hohlwelle (6) geführt ist und mit einer Stirnfläche (19) an der Stirnfläche (12) der Spannhülse (8) und mit der kegeligen spitzwinkelig zur Mittelachse der Welle verlaufenden Außenfläche (18), an der entsprechenden Innenspannfläche der Spannmutter (10) abgestützt ist.

2. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (14) aus Metall, insbesondere Stahl besteht.

3. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmring (14) axial geschlitzt ist.

4. Gelenkwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Teiles der Spannhülse (8), der mit Gewinde (9) versehen ist, größer ist als die des Mittelteils (21).