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Paßverbindung für austauschbare Maschinenteile Die Erfindung bezieht
sich auf eine Paßverbindung zum gegenseitigen Sichern von zwei ineinandergeschobenen,
gegeneinander in Achsrichtung verschiebbaren sowie gegeneinander verdrehbaren austauschbaren
Maschinenteilen, insbesondere von einer in einem Gehäuse angeordneten Lagerbuchse
mittels eines Paßstiftes, der quer zur Achsrichtung in dem äußeren Maschinenteil
derart eingesetzt ist, daß er das innere Teil auf seinem Umfang anschneidet.
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Die Maschinenteile sind gegeneinander in dreifacher Hinsicht zu sichern.
Am wichtigsten ist dabei, daß die Maschinenteile in Achsrichtung festgelegt sind,
insbesondere wenn es sich um eine Lagerbuchse handelt, deren Lagerwelle ebenfalls
in Achsrichtung festgelegt sein soll. Da eine Lagerbuchse mit einem gewissen Lagerspiel
in dem Gehäuse angeordnet ist, läßt sich die Lage der beiden Maschinenteile in Querrichtung
nicht immer eindeutig festlegen. Zum anderen ist bei diesen Maschinenteilen eine
Sicherung gegen Verdrehen notwendig.
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Das bekannteste Mittel zum Verspannen einer Lagerbuchse in ihrem Gehäuse
ist ein Kegelstift, der im wesentlichen quer zur Längsbewegungsachse der Lagerbuchse
derart in das Gehäuse eingesetzt ist, daß er die Lagerbuchse auf ihrem Umfang anschneidet.
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Hierzu ist es erforderlich, daß die Bohrung für den Kegelstift bei
eingesetzter Lagerbuchse hergestellt und aufgerieben wird. Die notwendige gemeinsame
Bohrarbeit bei der Montage verhindert eine absolute Austauschbarkeit der Lagerbuchse.
Auch ein Nachstellen des Paßstiftes, wenn das Einbauspiel der Lagerbuchse sich irgendwie
vergrößert hat, ist bei Verwendung eines Kegelstiftes nicht ohne weiteres möglich.
Die Bohrung muß in solchen Fällen in der Regel neu aufgerieben werden, oder die
Lagerbuchse wird durch gewaltsames Eintreiben des Stiftes verformt. Die tragenden
Flächen für die Axialfixierung sind verhältnismäßig klein.
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Eine andere Befestigungsart einer Lagerbuchse im Gehäuse ist bekannt
als Buchse, die auf einer Seite mit einem Flansch versehen ist und wobei mittels
Zylinderpaßstift und Schrauben eine Befestigung erreicht wird. Der Flansch dient
nur zur Aufnahme von Zylinderpaßstiften, und die Verspannung in axialer Richtung
ist durch einen losen Ring auf der gegenüberliegenden Seite der Buchse vorzunehmen.
Diese Anordnung ist verhältnismäßig kostspielig und läßt darüber hinaus keinen Ausbau
der Buchse ohne Demontage irgendwelcher weiterer Maschinenteile zu, wenn diese dicht
im Bereich der Lagerbuchse angeordnet sind. Ferner ist eine Keilverbindung zwischen
einer Welle und einer Nabe bekannt, bei der der Querschnitt der Keilnutfläche in
der Welle im wesentlichen winkelförmig und der Querschnitt der Keilnutfläche in
der Nabe kreisbogenförmig ist. Der Keil ist in einer axial verlaufenden Nut der
beiden zu verbindenden Maschinenteile eingesetzt, und durch die Längsverschiebung
des Keiles wird eine kraftschlüssige Verbindung gegen Verdrehen geschaffen. Die
Verschneidungskante dieser Keilverbindung verläuft parallel zur Wellenachse, während
die kreisbogenförmige obere Fläche zu ihr geneigt angeordnet ist. Eine Sicherung
gegen Längsverschieben der beiden Maschinenteile ist nicht gewährleistet, und zum
anderen ist eine Austauschfähigkeit durch diese Verbindung nicht gegeben.
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Eine weitere Keilverbindung gegen Verdrehen ist für eine Fahrradkurbel
bekannt. Der mittels einer Schraube angezogene Keil liegt kraftschlüssig an einer
Schrägfläche der Welle an und verhindert im angezogenen Zustand, daß sich die Welle
gegenüber der Kurbelnabe verdreht. Eine Sicherung gegen Längsverschieben ist nicht
vorhanden.
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Ferner ist eine weitere Keilverbindung gegen Verdrehen und Längsverschieben
zweier ineinandergesteckter Maschinenteile bekannt: Eine formschlüssige Verbindung
ist durch Anziehen des Keiles allein in diesem Fall nicht gewährleistet. Wenn nicht
zusätzlich eines der Maschinenteile eine Axialbewegung begrenzende Anschlagfläche,
z. B. einen Wellenbund aufweist, ist eine Sicherung auch gegen Längsverschiebung
durch die Verbindung allein nicht gewährleistet.
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Dies trifft ebenfalls für die kraftschlüssige Verbindung zwischen
einem Hebel und einer quer dazu angeordneten Achse zu. Es ist Reibungssehluß zwischen
der Nutfläche des Hebels und der Keilfläche
der Achsen vorhanden,
wenn der Hebel durch eine Kontermutter verspannt ist. Im gelockerten Zustand ist
die Achse gegenüber dem Hebel in Längsrichtung zu bewegen.
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Zum anderen ist eine Paßstiftverbindung zur gegenseitigen Sicherung
von zwei ineinandergeschobenen, gegeneinander in Achsrichtung verschiebbaren Teilen
bekannt, bei der zwei Paßstifte quer zur Längsachse der beiden zu verbindenden Maschinenteile
angeordnet sind.
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Die beiden Paßstifte sind mit je einer geneigten Fläche versehen,
die miteinander einen Winkel bilden. Den Neigungsflächen der Paßstifte entsprechend
ist eines der Maschinenteile mit Nuten versehen, deren geneigte Flächen ebenfalls
miteinander einen Winkel bilden.
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Ein gegenseitiges Verschieben der zu verbindenden Maschinenteile bei
gleichzeitiger Verdrehsicherung ist durch diese Paßstiftverbindung unterbunden.
Es besteht jedoch der Nachteil, daß bei mehr als einem zu verwendenden Verbindungselement,
um eine Sicherung in mehrfacher Hinsicht zu bewirken, es ungemein schwierig zu lösen
ist, daß die beiden zu verbindenden Maschinenteile in Achsrichtung stets die gleiche
Lage zueinander einnehmen. Die jeweilige Stellung hängt davon ab, wie weit der eine
oder andere Paßstift in die Querbohrung hineinragt. Bis zur Festlage der beiden
Maschinenteile muß ein weiterer Paßstift eingesetzt werden. Je nach der Lage der
Paßstifte sind verschiedene Stellungen der beiden miteinander zu verbindenden Maschinenteile
möglich.
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Diese Verbindung kann zum anderen keine Austauschfähigkeit für sich
in Anspruch nehmen, wobei ferner durch den erhöhten Aufwand an Elementen und den
komplizierten Aufbau eine solche Paßstiftverbindung verhältnismäßig kostspielig
wird.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine formschlüssige Paßverbindung
zu schaffen, und zwar eine Paßverbindung nach Art eines tangential angeordnetenKegelstiftes,
beidemeineAustauschfähigkeit der zu verbindenden Maschinenteile gegeben ist, ohne
daß eine erneute gemeinsame Bearbeitung in den Formschluß erzeugenden Flächen vorgenommen
werden muß. Außerdem soll die Paßverbindung gleichzeitig die zu verbindenden Teile
gegen Längsverschiebung und Verdrehung sichern.
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Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck ein vorzugsweise zylindrischer
Paßstift verwendet, der an seinem, die Sicherung bewirkenden Teil zwei ebene, in
an sich bekannter Weise zueinander geneigte Flächen aufweist. Diese Neigungsflächen
bilden eine zur Stiftachse hin geneigte Verschneidungskante. Ein derartig ausgebildeter
Paßstift wird mit seinem Paßteil durch eine in den äußeren Maschinenteil einschraubbare
sicherbare Ringmutter in eine dem Neigungswinkel der beiden Paßstiftflächen zueinander
entsprechende Querkerbe am Umfang des inneren Maschinenteiles gedrückt.
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Hierdurch wird erreicht, daß ein einziger Paßstift eine Sicherung
in mehrfacher Hinsicht bewirkt, die Lage der beiden zu verbindenden Maschinenteile
ein. äeutig festlegt und dadurch eine Austauschbarkeit gewährleistet.
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Die Querkerbe im inneren Maschinenteil ist unabnängig vom zusammengesetzten
Zustand der zu verbindenden Maschinenteile herzustellen. Der Winkel der beiden geneigten
Flächen der Querkerbe hat nur mit dem Winkel der an dem Paßstift vorgesehenen Flächen
übereinzustimmen. So paßt der an sich runde Verbindungsstift mit seinen geneigten
Paßflächen sichernd in die Querkerbe des inneren Maschinenteiles und in die zylinderförmige
Bohrung des äußeren Maschinenteiles, gleichgültig, wie weit der Paßstift sich in
die zu verbindenden Maschinenteile einschieben läßt.
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Auf diese Weise ist es möglich, eine verhältnismäßig billige Verbindung
zum gegenseitigen Sichern gegen Verdrehen und Längsverschieben zweier ineinandergeschobener,
gegeneinander in Achsrichtung verschiebbarer und verdrehbarer Teile zu schaffen,
die eine echte Austauschbarkeit ohne nachträgliche gemeinsame Bearbeitung erlaubt.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist für eine Paßverbindung,
die durch eine Druckkraft auf das Paßteil erzielt wird, der Paßstift mit einem Bund
versehen, gegen den sich die in das äußere Maschinenteil einschraubbare Ringmutter
anlegt, wobei der die Ringmutter durchsetzende Teil des Paßstiftes mit einem Gewinde
zum Befestigen einer Hutmutter versehen ist, die sich im angezogenen Zustand gegen
das äußere Maschinenteil abstützt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nach
der Erfindung dargestellt und wie folgt näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine
Paßverbindung ;m I ängsschnitt und F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-Il in
Fig. 1.
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Im Maschinengehäuse l ist eine Lagerbuchse 2 zur Lagerung einer Welle
eingesetzt, die sowohl in axialer als auch in Querrichtung und gegen Verdrehen gesichert
sein soll. Der Paßstift gemäß der Erfindung weist auf seinem die Sicherung bewirkenden
Paßstück 3, welches in eine zylindrische Bohrung des Maschinengehäuses
1 eingesetzt ist, zwei abgeschrägte Flächen 3a auf. Diese beiden Flächen
bilden eine zur Stiftachse geneigte Verschneidungskante 3b. Vorzugsweise schließen
die beiden Flächen 3a einen Winkel von 90° zwischen sich ein, gemessen im Schnitt
senkrecht zur Verschneidungskante 3b. Dieser Winkel ist im Querschnitt durch das
Paßstück 3 in F i g. 2 erkennbar.
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Am Umfang der Lagerbuchse 2 ist gemäß F i g. 2 in Verbindung mit F
i g. 1 eine Querkerbe eingearbeitet, die dem Winkel der beiden Flächen 3a genau
entspricht. In diese Querkerbe legt sich das keilförmige Paßstück stets genau ein,
gleichgültig wie tief die Kerbe eingearbeitet ist bzw. wie weit der Paßstift in
seine Verbindung eingedrückt werden kann. Dies bedeutet zunächst, daß der Paßstift
beliebig nachgestellt werden kann. Das wesentliche ist aber, daß die Kerbe in der
Lagerbuchse nur hinsichtlich des Winkels der beiden die Einkerbung bildenden Flächen
stimmen muß; hinsichtlich der Tiefe der Einkerbung besteht keine Beziehung zu der
Bohrung des Paßstückes 3, wie es sonst bei einem kegeligen Paßstift der Fall ist.
Damit kann mit ein und demselben Paßstift jede Buchse 2 gesichert werden, die eine
dem Paßstift entsprechende winkelige Querkerbe aufweist. Dies bedeutet eine echte
Austauschbarkeit der Lagerbuchse 2 ohne gemeinsame Bearbeitung.
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Im Ausführungsbeispiel wird der Paßstift - wie gewöhnlich - in seine
Verbindung hineingedrückt. Hierzu dient eine Ringmutter 4, die in eine Bohrung des
äußeren Maschinengehäuses einschraubbar ist und sich gegen einen Bund des Paßstiftes
3 legt. Zur
Sicherung der Spannringmutter 4 gegen Lösen hat der
Stift an seinem durch die Ringmutter 4 hindurchtretenden Teil 3c ein Gewinde 3d,
auf das eine Art Hutmutter 5 aufgeschraubt wird. Diese Hutmutter dichtet bei angezogener
Spannringmutter 4 über eine Dichtung 6 die gesamte Paßverbindung gegen die Außenluft
ab. Wesentlicher ist aber, daß mit dem Anziehen der Hutmutter 5 der Bund des Stiftes
3 verstärkt gegen die Ringmutter 4 drückt, so daß sie sich nicht von selbst lösen
kann. Hutmutter 5 und Ringmutter 4 sind dadurch gewissermaßen wie Gegenmuttern Qegeneinander
verspannt. Hieraus folgt der besondere Effekt, daß die Ringmutter 4 gar nicht so
fest angezogen zu werden braucht, nämlich nur so weit, daß eine formschlüssige Sicherung
der miteinander zu verbindenden Teile über das Paßformstück 3 und die Querkerbe
erfolgt. Der notwendige Kraftschluß gegen Zurückweichen des Stiftes oder besser
gesagt gegen Verdrehung des Stiftes wird von den Gegenmuttern 4, 5 besorgt. Die
Folge dieser Eigenart ist, daß der Paßstift nicht so fest eingedrückt werden muß,
daß die Gefahr einer Deformierung der Lagerbuchse 2 besteht, wie es bei einem Kegelstift
mit seinem Reibungsschluß der Fall ist.
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Wird die Spannmutter 4 ganz gelöst, so kann mittels der Hutmutter
5 der Stift 3 gelöst werden, indem die Hutmutter dann gewissermaßen als Abdruckschraube
dient. Dies wäre notwendig, wenn die Flächen 3a irgendwie festsitzen.
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Beim Bohren der Bohrung 7 für den zylindrischen Paßstift 3 ist es
zweckmäßig, eine Buchse oder eine Welle in die für die Laufbuchse vorgesehene Bohrung
einzusetzen und mitzubohren, damit der Bohrer sich beim Eintritt in die große Querbohrung
nicht verläuft. Diese Buchse bzw. die eingesetzte Welle ist selbstverständlich dann
unbrauchbar.