Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Spannverbindung.

Aus der DE 10 2005 031 839 C5 und der DE 10 2005 031 839 A1 ist eine Spannverbindung zwischen einer Welle und einer Hohlwelle bekannt.

Aus der DE 10 2011 013 887 A1 ist eine Klemmkupplung zur drehfesten Verbindung zweier drehenden Teile, vorzugsweise Welle und Nabe, bekannt.

Aus der DE 10 2016 221 310 A1 ist eine Klemmkupplung bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spannverbindung für einen Antrieb weiterzubilden, wobei eine hohe Dynamik des Antriebs erreichbar sein soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Spannverbindung nach den in Anspruch 1 oder 2 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Spannverbindung sind, dass sie einen Hohlwellenbereich,

eine in den Hohlwellenbereich zumindest teilweise eingeführte Welle,

eine Schraube, insbesondere Spannschraube, und

einen Spannring aufweist, wobei der Hohlwellenbereich einen Axialschlitz, insbesondere einen durch den

Hohlwellenbereich radial durchgehenden Axialschlitz, aufweist, wobei die Schraube ein Schraubgewinde und einen Schraubenkopf aufweist, insbesondere wobei der Schraubenkopf einen größten Durchmesser aufweist, welcher größer ist als der größte Durchmesser des Schraubgewindes, wobei der Hohlwellenbereich eine Abflachung, insbesondere also einen Bereich mit im

Vergleich zur radialer Wandstärke außerhalb des Bereichs verringerter radialer Wandstärke und/oder mit im Vergleich zur Wandstärke außerhalb des Bereichs verringertem Außenradius, aufweist, wobei die Schraube, insbesondere mit ihrem Schraubgewinde, zumindest teilweise an der Abflachung anliegt, wobei die Schraube beabstandet ist von der Welle, insbesondere von der Mantelfläche der Welle.

Von Vorteil ist dabei, dass die Schraube mittels der Abflachung den Spannring verdrehsichert. Denn die Schraube liegt an der Abflachung, also an einer radialen Vertiefung, an. Außerdem ist die Schraube in Bohrungen des Spannrings aufgenommen und daher formschlüssig mit dem Spannring verbunden.

Die Spannverbindung verbindet die Welle mit dem Hohlwellenbereich kraftschlüssig, insbesondere eine Rotorwelle mit einer Adapterwelle, welche ein eintreibendes

Verzahnungsteil eines Getriebes antriebt. Erfindungsgemäß ist eine möglichst hohe Dynamik des Antriebs erreichbar, weil die Spannverbindung eine geringe Masse und ein geringes Trägheitsmoment aufweist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Spannverbindung eine Madenschraube auf zur axialen Sicherung des Spannrings auf dem Hohlwellenbereich, wobei die Madenschraube in einer radial gerichteten Gewindebohrung schraubverbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Madenschraube in die Gewindebohrung eingeschraubt ist und somit an den Hohlwellenbereich anpressbar ist, so dass die axiale Sicherung des Spannrings mittels der Madenschraube gewährleistbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der von der Abflachung in Umfangsrichtung überdeckte Bereich, insbesondere Umfangswinkelbereich, den von dem Axialschlitz überdeckten Umfangswinkelbereich oder überlappt zumindest mit ihm, insbesondere wobei der von dem Axialschlitz überdeckte axiale Bereich den von der

Abflachung überdeckten axialen Bereich umfasst oder zumindest mit ihm überlappt. Von Vorteil ist dabei, dass die Stabilität des Hohlwellenabschnitts nur geringfügig verringert ist mittels der Abflachung, weil sie im Bereich des Schlitzes angeordnet ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Spannring eine Ausnehmung, insbesondere zum Auswuchten, angeordnet, welche von der Madenschraube und von der Schraube in

Umfangsrichtung beabstandet ist. Von Vorteil ist dabei, dass Unwucht verminderbar oder vermeidbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt der Schraubenkopf an einer Auflagefläche des Spannrings, insbesondere an einem ebenen Oberflächenbereich des Spannrings, an, wobei die radiale Außenkontur oder der radial äußere Rand des Spannrings die Auflagefläche linienhaft berührt oder zumindest an mehreren Punkten berührt. Von Vorteil ist dabei, dass möglichst wenig Masse im radial äußeren Bereich vorhanden ist. Denn zum Trägheitsmoment des Spannrings trägt der äußere Bereich einen sehr hohen Anteil bei. Durch Minimierung dieses äußeren Bereichs ist also ein geringes Trägheitsmoment erreichbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegt der Schraubenkopf an einer Auflagefläche des Spannrings, insbesondere an einem ebenen Oberflächenbereich des Spannrings, an, wobei der axiale Verlauf des größten Radialabstandes des Spanrings den Verlauf des größten Radialabstandes der Auflagefläche linienhaft oder zumindest an mehreren axialen Positionen berührt.

Die Spannverbindung verbindet die Welle mit dem Hohlwellenbereich kraftschlüssig, insbesondere eine Rotorwelle mit einer Adapterwelle, welche ein eintreibendes

Verzahnungsteil eines Getriebes antriebt. Erfindungsgemäß ist eine möglichst hohe Dynamik des Antriebs erreichbar, weil die Spannverbindung eine geringe Masse und ein geringes Trägheitsmoment aufweist. Die Außenkontur des Spannrings ist also derart gewählt, dass die Außenkontur der Auflagefläche formgebend ist. Die radial äußere Kontur der Auflagefläche definiert also die radial äußere Form des Rotationskörpers.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung gilt ein Abstand von weniger als zwei oder fünf Zehntel Millimeter als Berührung. Von Vorteil ist dabei, dass Fertigungs- und Sicherheitstoleranzen berücksichtigt sind. Somit ist diejenige Massenreduktion und Trägheitsmomentreduktion erreichbar, welche noch fertigbar ist und Sicherheit gewährleistet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der axiale Verlauf des größten Radialabstands des Spannrings einen konstanten Bereich auf, an welchen sich beidseitig jeweils ein gerundeter Bereich, insbesondere Kreisabschnitt, anschließt, an dessen vom konstanten Bereich abgewandter Seite sich jeweils ein linearer Bereich, insbesondere ein Bereich, bei dem der größte Radialabstand proportional zur axialen Position verläuft, anschließt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist, da die Konturbereiche mit konstanten, linearen oder kreisförmigen Verläufen einfach programmierbar sind in derjenigen

Werkzeugmaschine, mit welcher der Spannring herstellbar ist, insbesondere endbearbeitbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spannring ein Rotationskörper, dessen radial äußere Oberfläche mittels des axialen Verlaufs des größten Radialabstands vorgegeben ist, wobei der Rotationskörper Ausnehmungen aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung als Rotationskörper ermöglicht ist. Somit ist auch Unwucht vermeidbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Spannring einen radial und axial

durchgehenden Schlitz auf, wobei das Schraubgewinde zumindest teilweise in eine auf der von der Auflagefläche abgewandten Seite des Schlitzes des Spannrings angeordneten Gewindebohrung

eingeschraubt ist. Von Vorteil ist dabei, dass auf der ersten Seite des Schlitzes die

Auflagefläche angeordnet ist, an welcher sich der Schraubenkopf abstützt und auf der anderen Seite des Schlitzes die Gewindebohrung angeordnet ist, in welche das Schraubengewinde eingeschraubt ist. Die Auflagefläche ist eben und vorzugsweise parallel zum Schlitz, insbesondere zur Schlitzebene.

Wichtige Merkmale bei dem Antrieb sind, dass er eine Spannverbindung aufweist, wobei die Welle eine Rotorwelle eines Elektromotors ist und der Hohlwellenabschnitt drehfest mit dem eintreibenden Verzahnungsteil eines vom Elektromotor angetriebenen Getriebes verbunden ist.

Von Vorteil ist dabei, dass der Hohlwellenabschnitt ein Wellenbereich einer Adapterwelle ist, wobei der zugehörige Adapter zwischen Elektromotor und Getriebe angeordnet ist und drehfest mit dem eintreibenden Verzahnungsteil, insbesondere Ritzel, des Getriebes verbunden ist.

Das Trägheitsmoment des Spannrings ist erfindungsgemäß gering. Somit ist der Antrieb mit hoher Dynamik betreibbar.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen

Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In den Figuren 1 bis 6 ist ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt.

In den Figuren 7 bis 20 ist ein zweites erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt.

In der Figur 1 ist eine Schrägansicht einer ersten erfindungsgemäßen Spannverbindung in Schrägansicht in einer ersten Blickrichtung gezeigt.

In der Figur 2 ist die Spannverbindung aus einer anderen Blickrichtung gezeigt.

In der Figur 3 ist eine Seitenansicht der Spannverbindung mit Blickrichtung senkrecht zur Schraubenachse dargestellt.

In der Figur 4 ist ein zugehöriger Querschnitt gezeigt.

In der Figur 5 ist eine weitere Seitenansicht der Spannverbindung mit Blickrichtung parallel zur Schraubenachse dargestellt.

In der Figur 6 ist ein Ausschnitt der Figur 5 vergrößert dargestellt.

In der Figur 7 ist ein zweiter Spannring 70 in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 8 ist eine zugehörige Seitenansicht dargestellt.

In der Figur 9 ist eine zugehörige Vorderansicht dargestellt.

In der Figur 10 ist ein Querschnitt des Spannrings 70 dargestellt.

In der Figur 1 1 ist der Spannring 70 aus einer anderen Blickrichtung dargestellt.

In der Figur 12 ist der Spannring 70 in Draufsicht dargestellt. In der Figur 13 ist eine Adapterwelle 3 in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 14 ist eine zugehörige Seitenansicht dargestellt.

In der Figur 15 ein Querschnitt der Adapterwelle 3 gezeigt.

In der Figur 16 ist die Spannverbindung in Schrägansicht dargestellt.

In der Figur 17 ist eine zugehörige Seitenansicht gezeigt.

In der Figur 18 ist ein zugehörigerer Querschnitt dargestellt.

In der Figur 19 ist eine Seitenansicht aus einer anderen Blickrichtung als Figur 17 dargestellt.

In der Figur 20 ist ein vergrößerter Ausschnitt dargestellt.

Wie in den Figuren 1 bis 6 dargestellt, weist die Spannverbindung eine Adapterwelle mit Hohlwellenabschnitt 3 auf.

Im Bereich des Hohlwellenabschnitts 3 sind axial gerichtete Schlitze angeordnet, welche nach außen münden, also nach außen offen ausgeführt sind. Diese Schlitze sind radial durchgehend ausgeführt. Insbesondere sind zwei Schlitze vorgesehen, welche sich diametral am Hohlwellenabschnitt gegenüberliegend angeordnet sind.

Auf diesen geschlitzten Hohlwellenbereich 3 der Welle, insbesondere Adapterwelle, ist ein Spannring 1 in axialer Richtung aufgeschoben.

Der Spannring 1 weist an seinem Umfang einen axial und radial durchgehenden Schlitz auf, welcher in Umfangsrichtung weniger ausgedehnt ist als in radialer und/oder in axialer Richtung. Eine Schraube 2, insbesondere Spannschraube, ist durch eine Bohrung geführt, welche senkrecht durch die Schlitzebene hindurchragt, also die Schraubenachse an der

Umfangsposition der Schlitzmitte tangential ausgerichtet ist.

In Umfangsrichtung beidseitig des Schlitzes sind Bohrungen im Spannring angeordnet, wobei die erste Bohrung in eine zum Schlitz parallel ausgerichtete Fläche, insbesondere

Auflagefläche für den Schraubenkopf der Schraube 2, eingebracht ist.

Diese erste Bohrung mündet in den Schlitz und die zweite Bohrung ist auf der von der ersten Bohrung abgewandten Seite angeordnet und als Gewindebohrung ausgeführt.

Das Schraubgewinde der Schraube 2 ist in diese Gewindebohrung eingeschraubt, so dass der Schraubenkopf auf die Auflagefläche drückt und auf diese Weise der Spannring 1 spannbar, insbesondere aufschrumpfbar auf den Hohlwellenabschnitt 3 ist.

Eine in den Figuren nicht gezeigte Welle ist in den Hohlwellenabschnitt 3 zumindest teilweise eingesteckt. Diese Welle überdeckt also einen axialen Bereich, welcher den vom Spannring 1 überdeckten axialen Bereich umfasst.

Somit ist durch Betätigen der Schraube 2, also Einschrauben in die Gewindebohrung, der Hohlwellenabschnitt 3 kraftschlüssig mit der Welle verbindbar.

Der Ringquerschnitt des Spannrings 1 ist nicht rechteckförmig, sondern an seiner Außenseite gerundet ausgeführt. Vom gedachten rechtecksförmigen Querschnitt ist also ausgehend vom größten Durchmesser dieses gedachten Rings Material weggenommen, so dass ein gerundeter Bereich 4 und eine sich daran anschließende Fase 5, insbesondere gerade und/oder lineare Fase 5, die äußere Oberfläche bilden.

Wie in Figur 4 ersichtlich, berührt der zum größten Außendurchmesser gehörige Kreis auf der Oberfläche des Spannrings 1 den äußeren Rand der Auflagefläche.

Wie aus Figur 5 und 6 ersichtlich, berührt der gerundete Bereich 4 einen Kreisabschnitt der Auflagefläche. Dies ist insbesondere aus dem unteren Bereich der Figur 6 ersichtlich.

Ebenso sind die Fasen 5 direkt an die kreisrunde Auflagefläche angelegt. Insgesamt ist also die radial äußere Kontur des Spannrings 1 derart gewählt, dass die

Auflagefläche an ihrem äußeren Rand berührt wird und dieser Rand kreisförmig ist

entsprechend dem Durchmesser des Schraubenkopfes der Schraube 2.

Der zylindrisch geformte Schraubenkopf liegt also auf der Auflagefläche mit seiner Unterkante auf. Der gerundete Bereich 4 und die Fase 5 berühren daher diesen äußersten von der Unterkante des Schraubenkopfes noch berührten Bereich der Auflagefläche.

Bei der praktischen Ausführung des Spannrings ist noch ein Aufmaß vorhanden, so dass der gerundete Bereich 4 und/oder die Fase 5 einen Abstand zur Unterkante des Schraubenkopfes zwischen einem und fünf Zehntel Millimeter aufweisen. Die Auflagefläche ist also unwesentlich größer ausgeführt, so dass noch ein Sicherheitsabstand eingehalten ist, insbesondere

Sicherheit gegen Bruch.

Der gerundete Bereich 4 ist näherungsweise als Abschnitt eines modifizierten Torus mit Ellipsenförmigem Ringquerschnitt ausführbar. Daran schließen sich dann axial beidseitig die fasen 5 an. Bevorzugt sind diese Fasen linear ausgeführt und somit als jeweils ein

Kreiskegelstumpf.

Die beiden Kegelstümpfe sind an den Abschnitt des modifizierten Torus jeweils stetig und/oder differenzierbar, insbesondere also glatt, angeschlossen. Der Spannring ist dabei symmetrisch zu derjenigen Ebene ausgeführt, welche den größten Außendurchmesser des Spannrings enthält, insbesondere also durch die axiale Mitte des Spannrings geht. Die axiale Richtung ist dabei parallel zur Normalenrichtung dieser Ebene.

Wie in Figur 4 ersichtlich, ist eine Madenschraube 20 in eine radial gerichtete, radial durchgehende Gewindebohrung eingeschraubt, wobei die Madenschraube 20 auf den

Hohlwellenbereich 3 drückt. Auf diese Weise ist eine axiale Sicherung erreicht.

Die Schraube 2 liegt an einer am Schlitz des Hohlwellenbereichs 3 sich anschließenden Abflachung 130 des Hohlwellenbereichs 3 an. Der auch in den Figuren 13 und 14 näher dargestellte Hohlwellenabschnitt 3 des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels ist gleichartig ausgeführt, da hier jeweils dieselbe welle verwendet ist.

Wie aus Figur 13 und 14 ersichtlich, ist der Hohlwellenabschnitt 3 in dem von der Abflachung 130 in Umfangsrichtung überdeckten Umfangswinkelbereich mit einer nicht konstanten Wandstärke ausgeführt, so dass die Schraube 2 - wie in Figur 4 gezeigt - in den vom

Hohlwellenabschnitt 3 radial überdeckten Bereich eindringt, da sie tangential an der

Abflachung, also an dem Hohlwellenabschnitt 3, anliegt.

Auf diese Weise ist der Spannring 1 mittels der Schraube 2 an der Abflachung 130 des Hohlwellenabschnittes 3 in Umfangsrichtung verdrehgesichert.

Die Abflachung 130 ist bis zur Schlitzmündung, also zum axialen Ende des

Hohlwellenabschnitts 3 ausgeführt. Daher ist der Spannring 1 zusammen mit der Schraube 2 bei der Herstellung auf den Hohlwellenabschnitt 3 aufschiebbar. Die Schraube 2 wird dann erst nach dem Aufschieben weiter eingeschraubt, um die kraftschlüssige Verbindung zu bewirken.

Wie in den Figuren 13 bis 15 deutlich gezeigt, ist der Schlitz 130 des Hohlwellenbereichs 3 axial länger ausgeführt als die Abflachung 130. Der von der Abflachung 130 axial überdeckte Bereich ist also in dem von dem Schlitz in axialer Richtung überdeckten axialen Bereich enthalten oder von diesem umfasst.

Als axialer Anschlag für den Spannring 1 weist der Hohlwellenbereich 3 einen Absatz auf, an welchem der Spannring 3 mit seiner Seitenfläche anliegt. Figur 14 zeigt diesen Absatz.

Diametral gegenüberliegende zur Schraube 2 ist eine Materialrücknahme, also Ausnehmung 40, ausgeführt, so dass der Spannring 2 samt Schraube 2 möglichst wenig Unwucht aufweist, insbesondere als ausgewuchtet ist.

Die Madenschraube 20 zur axialen Sicherung ist in Umfangsrichtung von dem von der Schraube 2 überdeckten Umfangswinkelbereich beabstandet, insbesondere um mehr als 70°. Die Madenschraube 20 zur axialen Sicherung ist in Umfangsrichtung von dem von der

Ausnehmung 40 überdeckten Umfangswinkelbereich beabstandet, insbesondere um mehr als 30°.

Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist bei dem in den Figuren 16 bis 20 gezeigten Ausführungsbeispiel der Spannring 70 anders geformt als der Spannring 1 des ersten

Ausführungsbeispiels. Die Welle nach Figur 13 bis 15 wird bei beiden Ausführungsbeispielen gleichartig verwendet.

Wie in Figur 16 und Figur 20 deutlich gezeigt, weist der Spannring 70 mittig, also im Bereich der Symmetrieebene, einen ebenen Verlauf 74 auf, ist also hohlzylindrisch ausgebildet. Axial beidseitig schließt sich daran jeweils ein gerundeter Verlauf 73 an, insbesondere also ein Kreisringabschnitt, und daran ein wiederum eine gerade Fase 72, also ein Kreiskegelstumpf.

Nach axial außen ist daran ein weiterer gerundeter Bereich 71 angeschlossen, also wiederum ein Kreisringabschnitt.

Zwar kommen diese Bereiche der Auflagefläche des Schraubenkopfes sehr nahe, jedoch sind Abstände hierzu vorhanden. Im ebenen Verlauf 74 liegt nur ein tangentialer Berührbereich 202 vor.

Ein tangentialer Berührbereich 200 ist auch zwischen Fase 72 und Auflagefläche des

Schraubenkopfes vorhanden.

Jedoch ist ein deutlich erkennbarer Überstand 201 zwischen dem gerundeten Bereich 73 und der Auflagefläche erkennbar.

Vorteil bei der Herstellung dieser Ausführung nach Figur 16 bis 20 ist die einfache Fertigung, da nur Kreisradien und gerade Fasen notwendig sind, also keine komplizierten Freiformen.

Erfindungsgemäß ist die Spannverbindung also mit Spannring und Schraube ausgeführt, wobei der Schraubenkopf der Schraube auf einer ebenen Auflagefläche am Spannring anliegt. Die radiale Außenkontur des Spannrings ist radial derart möglichst klein gewählt, dass der durch die radiael Außenkontur defininerte Oberflächenbereich des Spannrings die Auflagefläche Inienhaft oder zumindest an mehreren Stellen berührt. Berührung ist dabei nur mit einer Genauigkeit von fünf Zehntel Millimeter definiert. Die Schraube liegt an einer Abflachung der Hohlwelle an, so dass die Abflachung zusammen mit der Schraube die axiale Sicherung des Spannrings an der Hohwelle bewirkt. Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Ausnehmung 40 statt durch einen kreissekantenförmigen Abschnitt gemäß Figur 18 bevorzugt durch eine oder mehrere, axiale oder radiale Bohrungen.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt des Absatzes in Figur 14 als axialer Anschlag das Ende der Abflachung beim Aufschieben des Spannrings 1 auf den Hohlwellenbereich 3 als axialer Anschlag für den Spannring 1 verwendet, da an diesem Ende die Schraube 2 in axialer Richtung an dem Ende der Abflachung, also an dem Bereich zunehmender Wandstärke des Hohlwellenabschnitts 3, anliegt.

Bezugszeichenliste

1 Spannring

2 Schraube

3 Hohlwellenabschnitt, insbesondere einer Adapterwelle

4 gerundeter Verlauf

5 gerade, insbesondere lineare, Fase

20 Madenschraube

40 Ausnehmung

70 Spannring

71 gerundeter Verlauf

72 gerade, insbesondere lineare, Fase

73 gerundeter Verlauf

74 ebener Verlauf

130 abgeflachter Bereich

140 Absatz

200 tangentialer Berührbereich zwischen Fase 72 und Auflagefläche des Schraubenkopfes

201 Überstand

202 tangentialer Berührbereich zwischen ebenem Verlauf 74 und Auflagefläche des Schraubenkopfes