DE2914657C2 - Gestufte Hohlwelle mit Außenverzahnungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine gestufte Hohlwelle mit Außenverzahnungen nach dim Obe^ begriff des Anspruches 1. Es ist bekannt, ein- bzw. rre^! rstückige Wellen als Hohlkörper auszubilden. Es ist weitemin bekannt, diese Hohlkörper mit Verzahnungen durch Aufschweißung von Zahnkränzen oder Aufstecken oder Anschweißen von Kegelrädern mit Verzahnungen auf die Hohlkörperenden zu versehen.

Dies bringt neben aufwendigen zusätzlichen Verfahren eine erhebliche Störung des natürlichen Faserverlaufs in den Wandungen des Hohlkörpers und damit eine mechanische Schwächung mit sich.

Ein großer Nachteil bei den bekannten Hohlwellen ergibt sich dann, wenn partielle oder sich über den gesamten Umfang erstreckende Zahnkränze mit unterschiedlichen Durchmessern vorgesehen werden müssen, insbesondere wenn Zahnkränze mit Außenverzahnung mit im Vergleich zum Hohlwellendurchmesser kleineren Durchmessern vorzusehen sind. Man wird dann gezwungen sein, einzelne Hohiwellenstücke zusammenzusetzen, was wiederum neben zusätzlichen Fertigungsgängen zu einer erheblichen Störung des Faserverlaufs und damit zu einer Schwächung der Festigkeitswerte führen muß

Im allgemeinen werden derartige Wellen zur Übertragung von Drehmomenten aus massivem Material erstellt und die Welle spanabhebend bearbeitet für die unterschiedlichen Durchmesser und für die benötig- ten Außenverzahnungen. Im Zuge der allgemein angestrebten Energieeinsparung bedeutet eine Massivwelle ein höheres Gewicht'und damit einen höheren Energieverbrauch, ganz gleichgültig; ob es sich um treibende oder angetriebene Elemente handelt.

Über die genannten Nachteile hinaus sind bei den bekannten Hohlkörpern als drehmomentübertragende Wellen die Innendurchmesser an den Wellenenden größer oder gleich als die Durchmesser in dem Mittelbereich, wenn überhaupt unterschiedliche Durchmesser vorzusehen sind.

Es sind Hohlkörper als drehmomentübertragende Wellen bekannt, die nach einem Walzverfahren erstellt sind (CH-PS 3 76 955). Derartig, nach einem Walzverfahren erstellte Hohlkörper können jedoch nicht für geringe Wandstärken, beispielsweise V/andstärke weniger als 20% bezogen auf dan ursprünglichen Außendurchmesser, erstellt werden. Darüber hinaus weisen sie an den Bundstellen, bedingt durch das Herstellungsverfahren, einen ungünstigen geknickten Faserverlanf auf.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, gestufte Höhte eilen mit Außenverzahnungen zur Übertragung von Drehmomenten, insbesondere mit im Vergleich zu den Durchmessern in der Mittelzone kleineren Durchmessern an den Wellenenden, als Hohlkörper mit im wesentlichen gleichen Wandstärken auszuführen mit Ausbuchtungen in radialer Richtung, die sich in Längsrichtung über Teilbereiche erstrecken, wobei diese Wellen eine Gewichtsreduzierung gegenüber den herkömmlichen massiven Wellen um mindestens 80%, gegenüber nach einem Walzverfahren erstellten Hohlwellen um mindestens 40%, und einen optimalen Faserverlauf mit günstigen Festigkeitswerten aufweisen.

Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.

Beispielsweise besitzt eine Massivwelle ein Gewicht von 3,05 kg, während eine nach einem Innendruck umgeformte Hohlwelle lediglich ein Gewicht von 0,6 kg aufweist, bei einer Wandstärke von 3 mm entsprechend 7% des ursprünglichen Außendurchmessers. Dieselbe Hohlwelle bezogen auf eine hohlgebohrte Welle als Ausgangsmaterial mit einem Gewicht von 1,805 kg ergibt eine Gewichtseinsparung von 66%, ebenfalls bei einem Fertiggewicht von 0,6 kg bei einer Wandstärke von 3 mm entsprechend 7% des ursprünglichen Außendurchmessers.

Hohlkörper mit Wandstärken zwischen 5% und 20%, bezogen auf den ursprünglichen Außendurchmesser, sind bei optimalem Faserverlauf mit günstigen Festigkeitswerten nur nach einem Innendruckumform-Verfahren zu erstellen.

Diese enormen Gewichtseinsparungen von drehmomentübertragenden Wellen stellen neben der Materialersparnis auch einen geringeren Kraitbedarf, also eine Energieeinsparung dar.

Je nach Erfordernis erstrecken sich erfindungsgemäß die Ausbuchtungen über den gesamten oder über einen Teil des Umfanges des Hohlkörpers.

Vorteilhafterweise wird der Hohlkörper als drehmomentübertragende Welle einstückig ausgebildet

Nach einem weiteren Merkmal ist der Hohlkörper als drehmomentübertragende Welle aus zwei oder mehreren Einzelstücken zusammengesetzt insbesondere dann, wenn hierdurch eine Montageerleichterung oder günstigere Lagerhaltung und eine Reduzierung der Fertigungskosten bei gestiegenen Losgrößen sich ergibt Das Zusammenfügen der Einzelstücke kann in bekannter Weise durch Schweißung, Verschraubung, Bajqnettverankerung usw. erfolgen.

Nachfolgend wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. I die Ausbildung einer Hohlwelle mit Ausbuchtungen,

Fig.2 die Querschnittsansicht nach dem Schnitt I-I

der F ig. 1 und

Fi g. 3 die Querschnittsansicht nach dem Schnitt H-II der F ig. 1.

Die Fig. 1 zeigt die drehmomentübertragende Hohlwelle 1 mit Ausbuchtungen 2.

Die Fig.2 zeigt die Querschnittsansicht nach dem Schnitt H der Fig. 1 mit in diesem Beispiel gezeigter größter Durchmesserausbuchtung.

In der F i g. 3 ist die Querschnittsansicht des Schnittes IHI der Fig. 1 dargestellt. An dieser Stelle ist die Ausbuchtung im Durchmesser beispielsweise gering. Die Ausbuchtung von der Fig. 1 streckt sich über Teilbereiche 3. Die Außenverzahnung 4 ist in der F i g. 2 über einen Teilbereich des Umfangs ausgebildet

hierzu i Biait Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Gestufte Hohlwelle mit Außenverzahnungen zur Übertragung von Drehmomenten, insbesondere mit im Vergleich zu den Durchmessern in der Mittelzone kleineren Durchmessern an den Wellenenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (1) mit den Außenverzahnungen (4) durch Umformarbeiten als ein Hohlkörper ohne zerspanende Nachbearbeitung mit im wesentlichen glei- ι ο dien Wandstärken und ungestörtem optimalem Faserverlauf hergestellt ist, und daß die Außenverzahnungen (4) auf radialen Ausbuchtungen (2) der Hohlwelle angebracht sind.

2. Gestufte Hohlwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausbuchtungen (2) über den gesamten Umfang des Hohlkörpers (1) erstrekken.

3. Gestufte Hohlwelle nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ausbuchtungen (2) über einen Te:l dir Umfanges des Hohlkörpers (1) im wesentlichen mit segmentförmig ausgebildetem Querschnitt erstrecken.

4. Gestufte Hohlwelle nach einem oder mehreren dar vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (1) aus mindestens zwei einzeln gefertigten Hohlkörpern zusammengesetzt ist