ARRANGEMENT FOR LENGTHENING DRIVE SHAFTS

Abstract: 1. An apparatus for lengthening drive shafts, in particular shafts of the type for transmitting a rotary motion to rotation transducers for converting motion into pulse trains, wherein a shaft portion (13) can be screwed via a threaded extension integral with the latter into another shaft portion forming a counterpart (1), characterised in that mating surfaces (17, 17'), which are of different diameter and which are separated from one another, are provided in the connecting zone of the shaft portions (1, 13), wherein at least one threaded part (18) is provided interconnecting the mating surfaces, the inner diameter of which threaded part is the same as or greater than the diameter of the inner mating surface (17) and the outer diameter of which is the same as or less than the diameter of the outer mating surface (17').

Description: Anordnung zum Verlängern von Antriebswellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Verlängern von Antriebswellen, insbesondere von solchen zur Über- tragung einer Drehbewegung an Drehgeber zur Umwandlung von Bewegungen in Impulsfolgen, wobei ein Wellenstück in ein anderes, das Gegenstück bildende Wellenstück einschraubbar ist. Solche Drehgeber sind heutzutage bereits sehr weit verbreitet, wobei sie an verschiedenartigen Maschinen Anwendung finden. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass jede Maschine, an welcher ein derartiger Drehgeber anzubringen ist, einen anderen Aufbau aufweist, so dass die Drehgeber für die jeweilige Maschine speziell entwickelt werden müssen. Um einen Drehgeber universell anwendbar zu machen, muss er daher entsprechende Adaptierungsmöglichkeiten sufweisen, welche eine Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten ermöglichen. Insbesondere ist dabei wesentlich, dass die vom Drehgeber weggehende Welle eine entsprechende Länge, bzw. auch einen entsprechenden Durchmesser aufweist. Es ist bei anderen Maschinen, z.B. bei Textilmaschinen, bekannt, Wellen dadurch zu verlängern, dass ein Wellenstück an seinem einen Ende ein mit einem Innengewinde versehenes Sackloch aufweist, in welches ein mit Aussengewinde versehener Zapfen, der an dem anderen Wellenstück vorgesehen ist, einschraubbar ist. Bei entsprechend festem Anziehen der Gewindestücke wird damit eine axiale Verlängerung der Welle erzielt. Insbesondere bei den vorstehend geschilderten Drehgebern ist es erforderlich, dass die vom Drehgeber wegführende Welle nahezu absolut rund läuft. Dies deshalb, weil es sonst, z.B. bei einer Reibradkupplung, zu unterschiedlichen Reibungswerten führt, was zu Ungenauigkeiten bei der Übertragung der Drehbewegung führen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher es ermöglicht ist, eine axiale Yer ungerung der Welle zu erzielen, und zwar derart, dass der an die Welle des Drehgebers angesetzte Wellenteil koaxial mit der Welle des Drehgebers verläuft und solcherart trotz der fertigungsbedingten Passungstoleranzen rund läuft. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Verbindungsbereich der Wellenstücke in .;xlalrichtung voneinander getrennte Passflächen unterach.iedlicher Durchmesser vorgesehen sind, wobei zwischen den Passflächen wenigstens ein Gewindeteil vorgesehen ist, dessen Kerndurchmesser gleich oder grösser ist als der Aussendurchmesser der inneren Passflächen und- dessen Aussendurchmesser gleich oder kleiner ist als der Durchmesser der äusseren Passflächen. Dadurch wird erreicht, dass die zur gegenseitigen Abstützung der Wellenstücke dienenden Passflächen möglichst weit voneinander entfernt sind, wobei die innere Passfläche auf Grund ihres geringeren Durchmessers eine wesentlich geringere Schwächung des aufnehmenden Wellenstückes bewirkt. Ausserdem erfolgt die Abstützung über zwei möglichst weit voneinander entfernte Flächenstücke, wodurch die bereits angeführte genaue Halterung und Zentrierung des eingeschraubten Wellenstückes erzielt wird. Vorteilhafterweise können die Passflächen Zylindermantelflächen sein, wobei an dem einzuschraubenden Wellenstück ein radial abstehender Passflansch vorgesehen ist, der in eingeschraubtem Zustand an dem äusseren Ende des anderen Wellenstückes satt aufliegt. Dadurch wird einerseits eine genaue Festlegung des Wellenstückes in radialer Richtung durch die Zylindermantelflächen erreicht, wobei Zylindermantelflächen fertigungstechnisch einfach und mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt werden können. Der radial abstehende Passflansch dient zusätzlich der genauen Einhaltung der vorgegebenen Wellenlänge, wobei überdies auf Grund der Reibung des Passflansches an dem äusseren Ende des anderen, also des aufnehmenden, Wellenstückes der Übertragung des Drehmoments bzw. der Drehbewegung dient. Zusätzlich können dabei die beiden Wellenstücke in zusammengeschraubtem Zustand durch eine Verdrehsicherung gegen unbeabsichtigtes Auseinanderschrauben gesichert sein, wobei die Verdrehsicherung vorzugsweise durch eine zwischen die vordere Endfläche des eingeschraubten Wellenstückes und dem Boden des den eingeschraubten Teil des einen Wellenstückes aufnehmenden Sackloches des andern Wellenstückes eingelegte Federzahnscheibe gebildet ist. Diese Federzahnacheibe dient dabei in herkömmlicher Weise zur Ausübung eines Druckes auf die Flanken der Gewindegänge, wobei zudem auch noch durch die Riefungen erreicht werden kann, dass es zu einem Verhaken der Riefungen, mit den aus der Ebene der Federzahnscheibe herausgebogenen Elemente kommt, was zusätzlich eine weitere Verdrehsicherung bewirkt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben, u.zw bei der Anwendung an einem Drehgeber zur Umwandlung von Bewegungen in Impulsfolgen. Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine mit der erfindungsgemässen Wellenanordnung versehenen Drehgeber, wobei im oberen und im unteren Teil dieser Figur unterschiedliche Varianten wiedergegeben sind. Fig. 2 zeigt im Detail den Verbindungsbereich zwischen den beiden Wellenstücken. Fig. 3 gibt im grösseren Detail die Verdrehsicherung zwischen den beiden Wellen wieder (Bereich X der Fig. 2). Die Fig. 4 bis 6 veranschaulichen die vielseitige Verwendbarkeit der erfindungsgemässen Anordnung, u.zw. dadurch , dass in die Welle des Drehgebers unterschiedlich ausgebildete Wellenstücke eingeschraubt sind, welche zum Anschluss an die zu überwachende Vorrichtung dienen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist mit 1 eine Welle bezeichnet, welche über Lagerungen 3 in einem Gehäuse 4 gehaltert ist. Die Lagerungen 3 der Welle 1 sind dabei über ein Lagerhalterungsscheibe 5 festgelegt, welche mittels Sicherungsschrauben 6 am Gehäuse 4 festgelet ist. An der der Lagerhalterung gegenüberliegenden Seite weist das Gehäuse 4 Ausnehmungen 8 auf, welche zur Aufnahme etwaiger Elektronikbauteile, eines Getriebes u. dgl. dient. Mit 9 ist ein Träger für solche Aufbauelemente bezeichnet. Weiters sind am Gehäuse 4 Halterungspfeiler 10 vorgesehen, welche gleichfalls für die Festlegung von elektronischen Bauteilen dienen. Wie der Fig. 1 entnehmbar, sind die vorstehend beschriebenen Teile, nämlich die Welle 1, die Lagerungen 3, das Gehäuse 4, die Lagerhalterungsscheibe 5, die Sicherungaschraube 6, die Ausnehmung 8 des Gehäuses 4 und der Träger 9 sowie die Halterungspfeiler 10 bei beiden in Fig 1 wiedergegebenen Ausführungsformen gleich ausgebildet. Die beiden in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiele unterscheiden sich somit lediglich hinsichtlich Adaptierungselemente, mittels welcher der vorstehend beschriebene Grundbauteil des Drehgebers an die jeweiligen Gegebenheiten anpassbar ist. Für diese Anpassbarkeit ist am Gehäuse 4 ein Adapterflansch 12 angebracht, welcher, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, bei den beiden Ausführungsvarianten unterschiedlich ausgebildet ist. Bei der in der unteren Hälfte der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist der Adapterflansch 12 mittels einer Befestigungsschraube 29 gehaltert. Die Welle 1 ist mittels eines Wellenstückes 13 in Axialrichtung verlängerbar, u.zw. derart, dass in der Welle 1 an der den zu überwachenden Maschinenteil zugewandten Ende ein Sackloch 20 vorgesehen ist, welches zwei zylindrische Passflächen 17, 17' aufweist, zwischen denen sich ein Gewindeteil 18 befindet. Der Kerndurchmesser des Gewindeteils 18 ist dabei gleich oder grösser dem Durchmesser der inneren zylindrischen Passfläche 17 und der Aussendurchmesser des Gewindeteils 18 ist dabei gleich oder kleiner dem Durchmesser der äusseren Passfläche 17'. Das in die Welle 1 einzuschraubende Ende des Wellenstückes 13 ist dabei analog als Gegenstück aufgebaut. Grundsätzlich ist dabei festzustellen, dass der Durchmesser der äusseren Passfläche etwa zwei Drittel des Aussendurchmessers des Endes der Welle 1 beträgt, wobei das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der einzelnen Passflächen bzw. des Gewindeteiles etwa 1:1 beträgt. An dem dem Ende der Welle abgewandten Ende der äusseren Passfläche 17' weist die Welle 13 einen radial abstehenden Pass flansch 19 auf, der sich bei eingeschraubtem Wellenstück 13 am Ende der Welle 1 abstützt. Die Grösse der aneinanderliegenden Fläche des radialen Pass flansches 19 an dem Ende der Welle 1 richtet sich dabei nach dem zu übertragenden Drehmoment, da es in der Regel ausreicht, wenn durch den Reibungsschluss zwischen Passflansch 19 und dem Ende der Welle 1 das eingeschraubte Wellenstück 13 in der Welle 1 festgelegt ist. Die Passfläche zwischen dem Passflansch 19 und dem Ende der Welle 1 kann dabei genau in Radialebene liegen, kann aber auch konisch verlaufen, also den Mantel eines Kegelstumpfes bilden. In Abwandlung der dargestellten Ausführungsvariante könnte auch eine der beiden Passflächen 17 oder 17' konisch ausgebildet sein, wobei die andere Passfläche dann nach wie vor zylindrisch verbleibt. Dadurch könnte der Passflansch 19 und die zugehörigen Passflächen eingespart werden. Das Gewinde des Gewindeteils 18 kann dabei je nach vorwiegend benützter Drehrichtung entweder rechts oder linksgängig sein, wobei es ein oder mehrgängig ausgebildet sein kann. Um ein selbsttätiges Auseinanderschrauben der Wellen 1 und 13 sicher zu verhindern wird bei vorliegender Ausführungsform zwischen dem Boden des Sackloches 20 und dem eingeschraubten Ende der Welle 13 eine Zahnscheibe 22 eingelegt. Wie in Fig. 3 wiedergegeben, sind an den zur Anlage an die Zahnscheibe 22 bestimmten Flächen der Wellen 1 bzw. der Welle 13 Riefungen 23 vorgesehen, deren Teilung bei der dargestellten Ausführungsvariante der Teilung der Zähne der Zahnscheibe 22 entspricht. Dabei können die Flanken, welche sich an den Zähnen der Zahnscheibe 22 abstützen um einen Winkel geneigt verlaufen, um ein Auseinanderschrauben der beiden Wellen 1 und 13 zu ermöglichen ohne die Zahnscheibe zu zerstören. Die Teilung der Riefung 32 könnte natürlich auch unterschiedlich zu der Teilung der Zahnscheibe 22 sein, wodurch eine noch feiner Einrastbarkeit und Einstellbarkeit ermöglicht ist. Anstelle der wiedergegebenen Sicherungsvariante mit Hilfe der Sicherungsscheibe 22 könnte in nicht dargestellter Weisei auch eine Druckschraube im Inneren der Welle 13 vorgesehen sein, welche sich am Boden der Bohrung 20 abstützt und so das Gewinde des Gewindeteiles 18 kontert. Es könnte natürlich auch ein quer verlaufender Sicherungsbolzen die beiden inneinandergeschraubten Wellen gegen ein Verdrehen sichern. Schliesslich könnte das Gewinde des Gewindeteils 18 selbstsichernd ausgebildet sein, was ebenfalls ein unbeabsichtigtes Herausschrauben der Welle 13 aus der Welle 1 verhindert. Um die Welle l beim Einschrauben bzw. Herausschrauben des Wellenstückes 13 gegen Verdrehen sichern zu können, sind an der Welle Schlüsselansatzflächen 21 vorgesehen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist bei dem im oberen Teil der genannten Figur wiedergegebenen Ausführungsbeispiel in die Ausnehmung 8 ein Getriebe 16 eingesetzt, welches mittels einer Schraube 15 im Gehäuse 4 festgelegt ist. Es handelt sich dabei um ein herkömmliches Zahnradgetriebe, welches Je nach Erfordernissen ausgebildet ist. Eine nähere Beschreibung des Getriebes dürfte sich somit erübrigen. Das Getriebe wird über eine drehfest mit der Welle 1 verbundene gezahnte Antriebshülse 14 angetrieben, welche gleichzeitig die Codescheibenauflage 11 bildet. Es handelt sich dabei bei der im oberen Teil der Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsvariante um eine solche, welche für sogenannte Multiturn-Anwendungen dient. Die im unteren Teil wiedergegebene Ausführungsvariante ist für eine sogenannte Singleturn-Anwendung vorgesehen. An der Abtriebswelle 16' des Getriebes sind weitere Codescheiben drehbar gelagert, um eine genauere Ermittlung des Drehwertes zu erlangen. Die Lagerungen 3 der Welle l können im Gehäuse 4 ist durch eine Mutter 24 vorgespannt und spielfrei eingestellt, welche durch eine Sicherungsscheibe 25 gegen Verdrehen gesichert ist 27 ist ein Abstreifring, welcher das Eindringen von Staub oder sonstigen Verunreinigungen in die Lagerungen 3 verhindern soll. Zum gleichen Zweck ist das Getriebe 16 mit einer Abdeckhaube 28 geschlossen. Aus dem vorstehend geschilderten Aufbau des Erfindungsgegenstandes ist erkennbar, dass der Grundbauteil, nämlich die Welle 1, die Lagerung 3 das Gehäuse 4 samt der zugehörigen Sicherungen der Lagerungen 3 im Gehäuse unverändert bleiben kann, unabhängig davon, ob der Drehgeber als Singlturnoder Multiturn-Drehgeber eingesetzt werden soll. Auch hinsichtlich des Aufbaues der zu überwachenden Einrichtung ist weitestgehend eine Adaptierung in einfacher Weise dadurch möglich, dass der auf das Gehäuse 4 aufgeschraubte Adaptirungsflansch 12 entsprechend variiert werden kann. Auch die Länge bzw. die Stärke und Ausbildung der Anschlusswelle ist durch Einsetzen eines entsprechenden Wellenstückes 13 den jeweiligen Gegebenheiten einfach anpassbar.

Claims: Patentansprüche 1. Anordnung zum Verlängern von Antriebswellen, insbesondere von solchen zur Übertragung einer Drehbewegung an Drehgeber zur Umwandlung von Bewegungen in Impulsfolgen, wobei ein Wellenstück in ein anderes, das Gegenstück bildende Wellenstück einschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbindungsbereich der Wellenstücke (1, 13) in Axialrichtung voneinander getrennte Passflächen ( 17,17t) unterschiedlicher Durchmesser vorgesehen sind, wobei zwischen den Passflächen wenigstens ein Gewindeteil (18) vorgesehen ist , dessen Kerndurchmesser gleich oder grösser ist als der Durchmesser der inneren Passflächen (17) und dessen Au Bendurchmesser gleich oder kleiner ist als der Durchmesser der äusseren Passflächen (17'). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Passflächen (17#17') Zylindermantelflächen sind, wobei an dem einzuschraubenden Wellenstück (13) ein radial abstehender Passflansch (19) vorgesehen ist, der in eingeschraubtem Zustand an dem äusseren ¯Ende des anderen Wellenstückes (1) satt anliegt. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Rekennzeichnet, dass die beiden Wellenstücke (1, 13) in zusammengeschraubtem Zustand durch eine Verdrehsicherung gegen unbeabsichtigtes Auseinanderschrauben gesichert sind, wobei die Verdrehsicherung vorzugsweise durch eine zwischen die vordere Endfläche des eingeschraubten Wellenstückes (13) und dem Boden des den eingeschraubten Teil des Wellenstückes (13) aufnehmenden Sackloches (20) des anderen Wellenstückes (1) eingelegte Federzahnscheibe (22) gebildet ist, und wobei gegebenenfalls die zur Anlage an die Federzahnscheibe bestimmten Flächen Riefungen (23) aufweisen.

Inventors: SCHLOGL, LEOPOLD, Schlögl, Leopold
Applicants: SCHLOEGL LEOPOLD
Application year: 1987
Main classification: F16D1
IPC codes: G01P3