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Dokumentenidentifikation DE102005010675A1 14.09.2006
Titel Verbindung für zwei Maschinenbauteile
Anmelder Battenfeld GmbH, 58540 Meinerzhagen, DE
Erfinder Füller, Klaus, Dipl.-Ing., 19061 Schwerin, DE
DE-Anmeldedatum 09.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005010675
Offenlegungstag 14.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.09.2006
IPC-Hauptklasse B29C 45/17(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B29C 45/64(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B29C 33/30(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F16B 5/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft einen Ring (1), bestehend aus mindestens zwei Ringsegmenten (2, 3) zum formschlüssigen Verbinden zweier Maschinenbauteile (4, 5) einer Spritzgießmaschine zur Kraftübertragung in einer Richtung mit mindestens je einer Anlagefläche (6, 7) für ein äußeres (4) und ein inneres (5) Maschinenbauteil.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Anlageflächen (6, 7) kegelartig sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Ring aus mindestens zwei Ringsegmenten zum formschlüssigen Verbinden zweier Maschinenbauteile einer Spritzgießmaschine zur Kraftübertragung in einer Richtung mit mindestens je einer Anlagefläche für ein äußeres und ein inneres Maschinenbauteil.

Ähnliche Lösungen sind im Stand der Technik bekannt, wobei diese sich auf kleinere Durchmesser mit kleineren Kräften beziehen. Es wird hier an Wellensicherungsringe sowie Sprengringe gedacht. Wellensicherungsringe sind in der Regel scharfkantig und weisen einen rechteckigen Querschnitt auf. Selbst derartige einfach geteilte Ringe haben eine hohe Kantenpressung und weisen eine erhöhte Biegebeanspruchung auf. Es ist daher bekannt, abgesetzte geteilte Ringe mit rechteckigem L-förmigem Querschnitt einzusetzen, um die Biegebeanspruchung zu reduzieren. Beide Ringformen führen jedoch zu Spannungsspitzen im Nutgrund der Welle, wodurch die Belastbarkeit der Welle reduziert wird.

Sprengringe sind nur mit relativ kleinen Querschnitten üblich, da sie bei Montage aufgebogen werden müssen. Dementsprechend sind sie auch nur für kleinere Übertragungskräfte geeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbindung zwischen einer runden Stange wie einer Säule, Zugstange oder Kolbenstange einer Spritzgießmaschine mit einem daran angeordneten Körper wie einer Werkzeugaufspannplatte oder einem Kolben zu schaffen, wobei die Verbindung platzsparend, kostengünstig und in einer Richtung hohe Kräfte aufnehmend sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen kegelartig ausgeführt sind. Bevorzugt kann die Vorrichtung nur in eine Richtung eine Kraft übertragen und weist für die Kraftübertragung mindestens zwei Anlageflächen auf.

Es wird also angestrebt, den Durchmesser des innenliegenden Teils möglichst gering zu halten und damit den Ring so zu gestalten, dass im Kerbgrund eine relativ geringe Spannungserhöhung durch die Kerbwirkung entstehen kann. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Radius im Nutgrund und ein Öffnungswinkel von beispielsweise 45° zwischen Nutgrund und Anlagefläche der Säule geschaffen wird. Folglich ist also vorgesehen, dass der Winkel der Anlageflächen zur Mittelachse zwischen 30° und 60° ist, wobei vorzugsweise eben die 45° gewählt werden. Bei einem Schnitt durch diese kegelartigen Anlageflächen sind die entstehenden Mantellinien gerade oder geringfügig gewölbt. Damit der Ring gut herstellbar ist, weist er mindestens eine zylindrische Fläche für die Aufnahme auf.

Um relativ hohe Kräfte übertragen zu können ist vorgesehen, dass das innere und das äußere zu verbindende Maschinenbauteil Berührungsflächen aufweist, die zu den kegelartigen Anlageflächen des Ringes korrespondieren. Hierdurch wird ein Spiel zwischen den Bauteilen verhindert und per se ein Kippen bzw. ein Biegemoment verhindert. Damit diese Biegemomente weitestgehend ausgeschlossen werden ist vorgesehen, dass die Mittelsenkrechten der Mantellinien, oder bei geringfügiger Wölbung der Mantellinien die Senkrechte im Scheitelpunkt der Mantellinien, der Berührungsflächen des inneren und des äußeren zu verbindenden Maschinenbauteiles auf einer Linie liegen. Die übertragende Kraftkomponente liegt somit auf der gleichen Wirkungslinie wie die resultierende Gegenkraft. Liegen die Mittelsenkrechten nicht auf einer Wirkungslinie, wäre das System nicht im Gleichgewicht und es würde ein Biegemoment entstehen.

Weiterbildungsgemäß sind die kegelartigen Berührungsflächen des inneren und äußeren Maschinenbauteiles gleich groß. Hierdurch wird erreicht, dass die Flächenpressung der beiden Berührungsflächen weitestgehend identisch ist. Diese Ausführungsform eignet sich besonders bei der Verbindung von Teilen mit gleichen bzw. weitestgehend gleichen Materialfestigkeiten. Sollen Teile verbunden werden, bei denen unterschiedliche Materialfestigkeiten vorliegen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die kegelartigen Berührungsflächen des inneren und äußeren Maschinenbauteils unterschiedlich groß auszuführen, denn bei größerer Berührungsfläche des Teiles mit geringerer Materialfestigkeit wird die Last mehr verteilt und die Flächenpressung des Teiles mit geringer Materialfestigkeit reduziert.

Um eine möglichst geringe Kerbwirkung zu erreichen wird vorgeschlagen, dass die Mantellinie bei einem Schnitt durch die kegelartigen Anlageflächen mindestens an einem Ende in einen Radius übergeht.

Mit der vorgeschlagenen Lösung eines geteilten Ringes zur Verbindung von zwei Maschinenbauteilen wird eine kostengünstige Verbindung vorgeschlagen, mit der relativ hohe Kräfte in eine Richtung übertragen werden können, ohne dass ein aufwendiges Verbindungselement geschaffen werden muß.

In den nachfolgenden Zeichnungen wird schematisch die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

1 den Stand der Technik,

2 eine Zusammenbauzeichnung der Erfindung,

3 den Ring im einzelnen, und

4 einen Schnitt durch den Ring

In 1 ist der Stand der Technik dargestellt, wobei der eine Teil einen abgesetzten geteilten Ring mit L-förmiger Schittfläche, der andere Teil einen einfachen geteilten Ring oder Wellensicherungsring (rechteckige Schittfläche) sowie der dritte Teil die Ausführung mit einem Sprengring (runde Schnittfläche) darstellt.

2 zeigt die Erfindung in einer Zusammenbaudarstellung, wobei eine Kolbenstange, hier der Holm einer Spritzgießmaschine, als inneres Maschinenbauteil 5 mit einem Kolben, der beispielsweise in einer Werkzeugaufnahmeplatte angeordnet ist, als äußeres Maschinenbauteil 4 dargestellt wird. Die Kolbenstange 5 hat eine Berührungsfläche 12, die mit der Anlagefläche 6 des Ringes 1 korrespondiert. Die Kraftübertragung der auf die Kolbenstange 5 wirkenden Zugkraft F auf den Kolben 4 erfolgt von der Berührungsfläche 12, über die Anlagefläche 6 sowie 7 des Ringes 1 auf die Berührungsfläche 13 des Kolbens 4. Die Kolbenstange 5, der geteilte Ring 1 und der Kolben 4 sind mittels Spannring 18 und Schrauben miteinander verspannt. Damit ist auch in der Gegenrichtung eine Kraft übertragbar, die aber bei den meisten Anwendungsfällen wesentlich kleiner ist. Es ist daher kostensparend, wenn die Auslegung von Spannring 18 und Schrauben nur dieser kleineren Kraft entsprechend erfolgt.

Eine Detaildarstellung des Ringes ist aus der 4 zu entnehmen.

Die 3 zeigt den Ring im Einzelnen, wobei deutlich die zwei Ringsegmente 2 und 3 zu erkennen sind. Jedes der Ringsegmente 2 und 3 hat eine Anlagefläche 7, die zu dem äußeren Maschinenbauteil 4 korrespondiert. In der Schnittdarstellung dieses Ringes, wie in 4 zu sehen, weist die innere Anlagefläche 6 eine Mantellinie 14 auf. Gleiches gilt für die äußere Anlagefläche 7, die eine Mantellinie 15 zeigt. Die beiden Mantellinien 14 und 15 sind in dieser Schnittdarstellung Geraden. Sie könnten aber auch eine leichte Wölbung oder Bombierung aufweisen. Jede dieser Mantellinien 14 und 15 hat eine Mittelsenkrechte 10 und 11. Erfindungsgemäß liegen beide Mantelsenkrechten auf einer gemeinsamen Linie. Damit ist gewährleistet, dass jede auf die Anlagefläche übertragene Kraftkomponente eine auf gleicher Wirkungslinie korrespondierende Gegenkraft aufweist und somit ein Kippmoment, oder wie hier Biegemoment, vermieden wird. Sind die Mantellinien 14 und 15 als gewölbte Linien, also in der Schnittdarstellung als Bogen ausgeführt, ist es erforderlich, damit sich in analoger Weise die Kräfte gegeneinander aufheben und keine Biegemomente entstehen, dass die jeweils ermittelte Senkrechte im Scheitelpunkt des Bogens beider Mantellinien auf der gleichen Wirkungslinie, sprich Linie, liegt.

Aus der 4 ist ebenfalls zu entnehmen, dass die Mantellinie 14 oder 15 jeweils in einen Radius 16 bzw. 17 übergeht, um die Kerbspannung zu verringern. Weiterhin ist in 4 zur Verdeutlichung der Winkel &agr; angegeben, der den Winkel zur Anlagefläche 6 definiert.

1Ring 2erstes Ringssegment 3zweitens Ringssegment 4äußeres Maschinenbauteil 5inneres Maschinenbauteil 6innere Anlagefläche von 1 7äußere Anlagefläche von 1 8Mantellinie von 12 9Mantellinie von 13 10Mittelsenkrechte von 14 11Mittelsenkrechte von 15 12Berührungsfläche von 5 13Berührungsfläche von 4 14Mantellinie von 6 15Mantellinie von 7 16Radius zur 14 17Radius zur 15 18Spannring &agr;Winkel

Anspruch[de]
  1. Vorrichtung aus einem Ring (1), bestehend aus mindestens zwei Ringsegmenten (2, 3) zum formschlüssigen Verbinden zweier Maschinenbauteile (4, 5) einer Spritzgießmaschine zur Kraftübertragung in einer Richtung mit mindestens je einer Anlagefläche (6, 7) für ein äußeres (4) und ein inneres (5) Maschinenbauteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageflächen (6, 7) kegelartig sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragung nur in eine Richtung erfolgen kann und zwei Anlageflächen für die Kraftübertragung erforderlich ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (&agr;) der Anlageflächen (6, 7) zwischen 30° und 60°, vorzugsweise bei 45° liegt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantellinien (14, 15) bei einem Schnitt durch die kegelartigen Anlageflächen (6, 7) gerade oder nur geringfügig gewölbt sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das innere (5) und das äußere (6) zu verbindende Maschinenbauteil Berührungsflächen (12, 13) aufweist, die zu den Anlageflächen (6, 7) korrespondieren.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelsenkrechten (10, 11) der Mantellinien (8, 9) oder bei geringfügiger Wölbung der Mantellinien (8, 9) die Senkrechte im Scheitelpunkt der Mantellinie (8, 9) der Berührungsflächen (12, 13) des inneren (5) und des äußeren (6) zu verbindenden Maschinenbauteiles auf einer Linie liegen.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelartigen Berührungsflächen (12, 13) des inneren (5) und äußeren (13) Maschinenbauteiles gleich groß sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelartigen Berührungsflächen (12, 13) des inneren (5) und äußeren (13) Maschinenbauteiles unterschiedlich groß sind.
  9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantellinien (14, 15) bei einem Schnitt durch die kegelartigen Anlageflächen (6, 7) mindestens an einem Ende in einen Radius (16, 17) übergehen.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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