AT404060B - Kupplung zur verbindung einer kupplungshülse mit einem kupplungszapfen - Google Patents

Description

AT 404 060 B

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur lösbaren Verbindung einer Kupplungshülse mit einem Kupplungszapfen, wobei die Kupplunghülse eine Aufnahmebohrung aufweist, in welcher der Kupplungszapfen im gekuppelten Zustand einsitzt und welche zur Überführung in den gekuppelten Zustand in Richtung der Längsachse des Kupplungszapfens und der Kupplungshülse aufeinanderzu verstellbar sind und wobei Mittel 5 zum lösbaren Arretieren der Kupplungshülse zum Kupplungszapfen entgegen der Kuppelrichtung vorgesehen sind, die eine Sperrausnehmung mit einer Sperrfläche in der Außenfläche des Kupplungszapfens, einen Riegel, der eine mit der Sperrfläche zusammenarbeitende Riegelfläche aufweist und der mit seiner Riegelfläche in eine über die Wandung der Aufnahmebohrung der Kupplungshülse nach innen vorragende Sperrstellung oder eine aus der Aufnahmebohrung zurückgezogene Lösestellung bewegbar ist, sowie ein io federbelastetes Sperrelement umfaßt, welches den Riegel in der Sperrstellung verriegelt und welches durch Eingriff von außen in eine Freigabestellung überführbar ist.

Eine solche Kupplung ist in der US 43 92 759 beschrieben. Der Kupplungszapfen ist mit einem Vielkeilprofil und einer umlaufenden Nut versehen. Die Kupplungshülse weist eine entsprechende mit einem Vielkeilprofil versehene Bohrung auf. In der Wandung der Kupplungshülse ist radial verlaufend eine 75 abgestufte Bohrung eingebracht. In diese ist ein Riegel eingesetzt, der an seinem im Durchmesser kleineren Ende eine Riegelfläche aufweist, die mit der umlaufenden Nut des Kupplungszapfens zusammenarbeitet. Der Riegel ist nach Art eines Pilzes gestaltet, das heißt er weist nach außen hin einen vergrößerten Kopf auf, der in dem im Durchmesser vergrößerten Abschnitt der radial verlaufenden Bohrung einsitzt. Zwischen der Endfläche dieser Bohrungsstufe und der des vergrößerten Abschnittes des Riegels ist eine 20 Feder eingelegt, die den Riegel nach außen außer Eingriff zur Nut des Kupplungszapfens beaufschlagt. Auf der Kupplungshülse sitzt eine axial verschiebliche Hülse als Sperrelement auf, die von einer Feder in Richtung Sperrsteilung beaufschlagt wird und über eine Schrägfläche den Riegel zu seiner Eingriffstellung hin beaufschlagt. Um den Kupplungszapfen in die Kupplungshülse einschieben zu können, muß das Sperrelement soweit verschoben werden, daß der Riegel unter Federkraft nach außen wandern kann. In 25 dieser Stellung ist es möglich, das Sperrelement in Form der Hülse durch Verdrehen in seiner axialen Richtung an der Kupplungshülse festzulegen.

Die DE-AS 12 73 918 beschreibt eine Kupplung mit einer Kupplungshülse und einem Kupplungszapfen, welche zueinander korrespondierende und schräg zur Längsachse verlaufende Bohrungen aufweisen. In der Bohrung des Kupplungszapfens sitzt ein Riegel ein, der mittels eines federnden Gummielementes in eine 30 Eingriffsposition zur Bohrung der Kupplungshülse gedrängt wird. Er ist durch ein Werkzeug aus dieser Eingriffsposition gegen die Kraft des Gummipolsters in eine ausgerückte Position verstellbar. Ferner weist die Kupplungshülse eine Schrägfläche auf, welche beim Zusammenführen von Kupplungshülse und Kupplungszapfen den Riegel gegen die Kraft des Gummipolsters in die zurückgezogene Stellung zurückschiebt, um das Einkuppeln zu erleichtern. 35 Ferner ist im DE-GM 19 21 517 eine Kupplung beschrieben, bei der der an der anzutreibenden Walze angebrachte Kupplungszapfen einen vom Kreisquerschnitt abweichenden Rechteckquerschnitt mit einer teilweisen zylindrischen Außenfläche aufweist, mit welchem er drehfest in einer entsprechenden Aufnahmebohrung der Kupplungshülse aufgenommen ist. Die Kupplungshülse ist beispielsweise Teil einer Gelenkwelle, welche eine Längenveränderung zwischen ihren beiden Anschlußpunkten zuläßt, so daß durch Verkür-40 zung der Gelenkwelle die Kupplungshülse von dem Kupplungszapfen abgezogen werden kann. Umgekehrt kann durch Verlängerung der Gelenkwelle die Kupplungshülse in Auschieberichtung auf den Kupplungszapfen aufgeschoben werden. Ein solches Lösen der Verbindung ist beispielsweise zum Walzenwechsel bei einem Walzwerk erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zu schaffen, die eine in einer axialen Richtung 45 feste Verbindung zwischen dem Kupplungszapfen und der Kupplungshülse bewirkt, wobei diese Verbindung beim Aufschieben der Kupplungshülse auf den Kupplungszapfen oder Einschieben des Kupplungszapfens in die Kupplungshülse automatisch zu einer Arretierung führt. Dabei soll gewährleistet sein, daß eine spielfreie Sicherung der Verbindung im gekuppelten Zustand gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Riegel durch Federkraft zur Sperrsteilung so hin beaufschlagt ist und bei Freigabestellung des Sperrelementes durch Bewegung der Kupplungshülse und/oder des Kupplungszapfens entgegen der Kuppelrichtung in die Lösestellung und bei Aufhebung des Eingriffs wieder in die Sperrstellung gedrängt wird und daß die Achse der Bohrung zur Aufnahme des Riegels in einer Ebene mit der Längsachse der Aufnahmebohrung liegt und die Bohrungsachse die Längsachse mit einem spitzen Winkel schneidet, wobei sich der Winkel in Kuppelrichtung bei Bewegung 55 der Kupplungshülse auf den Kupplungszapfen zu öffnet.

Dabei sorgt der Riegel dafür, daß die Kupplungshülse zum Kupplungszapfen entgegen der Aufschiebe-richtung gesichert ist. Damit kein unbeabsichtigtes Lösen eintreten kann, ist eine zusätzliche Sicherung durch das Sperrelement gegeben, das nur durch Eingriff von außen in eine Freigabestellung überführt 2

AT 404 060 B werden kann. Das Sperrelement nimmt automatisch beim Einrücken des Riegels seine Sicherungsposition ein, wenn der Riegel durch Federkraft in seine Sperrstellung eingerückt ist. Kräfte, die entgegen der Kuppelrichtung auf den Riegel einwirken, werden insbesondere spielfrei durch das Sperrelement in die Kupplungshülse eingeleitet. Dadurch wird ein Ausschlagen der Verbindung verhindert. Die Bohrung zur Aufnahme des Riegels ist bevorzugt unter einem Winkel von 45 * bis 55 * zur Länsachse angeordnet.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Riegel als Bolzen ausgebildet ist, der in einer Bohrung verschiebbar angeordnet ist, und daß eine Stirnfläche des Bolzens die Riegelfläche bildet.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Riegelfläche des Riegels die Längsachse der Aufnahmebohrung der Kuppiungshülse und die Sperrfläche der Sperrausnehmung die Längsachse des Kupplungszapfens jeweils mit gleich großen Winkeln schneiden, welche sich jedoch entgegen der vorgenannten Kuppelrichtung öffnen. Vorzugsweise sind die Winkel als spitze Winkel gestaltet und betragen zwischen 45 * und 55 *. Diese müssen so ausgelegt sein, daß ein leichtes Kuppeln möglich ist.

Wenn der Riegel als zylindrischer Bolzen ausgeführt ist, muß eine Sicherung gegen Verdrehung gegeben sein. Dazu kann beispielsweise der Riegel mit einer Nut in seiner Außenfläche versehen sein, in welche ein Führungsstift eingreift. Zur Sicherung der Sperrsteilung des Riegels ist dieser an seinem der Riegelfläche abgewandten Ende mit einer Sicherungsfläche versehen. Gegen diese legt sich das Sperrelement mit einer Gegenfläche an. Das Sperrelement wird bevorzugt durch eine Druckfeder mit seiner Gegenfläche in Anlage zur Sicherungsfläche gedrängt. Es stützt sich dann mit seiner Außenfläche an der Wandung der Ausnehmung, in der er es aufgenommen ist ab. Es nimmt nach Freigabe seine Sperrposition automatisch ein. Eine der beiden Flächen, vorzugsweise die Sicherungsfläche des Riegels, kann leicht ballig aus geführt sein, um Fertigungstoleranzen auszugleichen. Ferner ist in Bewegungsrichtung des Sperrelementes zur Sperrsteilung hin eine Wegreserve vorhanden, die einen Verschleiß ausgleicht. Somit ist gewährleistet, daß in Sperrstellung stets nur ein Kontakt von Sicherungsfläche und Gegenfläche gegeben ist. Vorzugsweise sind die Sicherungsfläche und die Gegenfläche so angeordnet, daß sich eine Selbsthemmung ergibt.

Als Alternative ist es auch möglich, auf eine spielfreie Verriegelung zu verzichten. In diesem Fall wird das Sperrelement durch seine Druckfeder bis zu einem festen Anschlag im Bohrungsgrund gedrückt, ohne dabei Kontakt zum Riegel zu haben. Bei axialer Verschiebung zwischen Kupplungszapfen und Kupplungshülse wird dann der Riegel zuerst ein Stück zurückgeschoben, bevor er an der Gegenstelle des Sperrelementes zur Anlage kommt, die Sperrwirkung der Kupplung bleibt erhalten. Die Sicherungsfläche des Sperrelementes kann in diesem Falle parallel zur Bohrungsachse stehen, da keine Anzugsreserve benötigt wird.

Zur Bewegung des Sperrelementes in die Freigabestellung ist dieses mit einem nach außen herausgeführten Betätigungsstift versehen. Der Betätigungsstift endet in einer Ausnehmung, beispielsweise in der Außenfläche der Kupplungshülse oder dann, wenn das Sperrelement einem besonderen Träger zugeordnet ist, in einer entsprechenden Ausnehmung des Trägers. Bevorzugt sind der Riegel und das Sperrelemnt einem solchen separaten Träger zugeordnet. Dieser ist in einem Durchbruch der Kupplungshülse aufgenommen. Dieser Durchbruch reicht von der Außenfläche der Kupplungshülse bis zur Aufnahmebohrung und kann abgesetzt sein, um die Befestigung des Trägers zu erleichtern.

In Ausgestaltung können mehrere Riegel und Sperrelemente um die Längsachse der Aufnahmebohrung verteilt der Kupplungshülse zugeordnet sein.

Es gibt zwei alternative Möglichkeiten der Festlegung von Kupplungshülse und Kupplungszapfen zueinander in Axialrichtung, nämlich eine Verbindung, die eine Relativbewegung zwischen beiden auch im gekuppelt und arretierten Zustand zuläßt und eine Anordnung, bei der keine Relativbewegung zwischen beiden möglich ist, sondern beide auch in Axialrichtung spielfrei zueinander gehalten werden.

Zur Erreichung einer schwimmenden Verbindung ist in Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Kupplungshülse und der Kupplungszapfen im gekuppelten Zustand zueinander entlang der Längsachse relativ bewegbar sind, wobei die Bewegung des Riegels in die Sperrstellung durch einen Anschlag begrenzt ist.

Die Stellbewegung kann dadurch begrenzt werden, daß die Kupplungshülse mit einem Axialanschlag für die Stirnfläche des Kupplungszapfens versehen ist, wobei zwischen beiden ein Freigang vorgesehen sein kann. Für den Fall, daß Kupplungshülse und Kupplungszapfen keine axiale Relativbewegung zueinander ausführen sollen liegt der Kupplungszapfen mit seiner Stirnfläche fest gegen den Axialanschlag der Kupplungshülse an.

Um insbesondere bei der Kuppelbewegung die Bewegung des Riegels in die aus der Aufnahmebohrung zurückgezogene Stellung zu erleichtern, ist vorgesehen, daß daß der Riegel an seinem der Sperrfläche abgewandten Teil seiner Stirnfläche eine Rolle trägt. Bei Bewegung der beiden Teile, nämlich Kupplungs- 3

AT 404 060 B hülse und Kupplungszapfen in Kuppelrichtung aufeinander zu, trifft der Kupplungszapfen zunächst auf die Rolle und bei weiterer Bewegung in Kuppelrichtung wälzt sich die Rolle auf dem Kupplungszapfen ab und verschiebt den Riegel in die zurückgezogene Position.

Schließlich ist vorgesehen, daß die Kupplungshülse mit Zentriermitteln zur Anbringung eines Werkzeuges zur Beaufschlagung des bzw. der Sperrelemente zu deren Bewegung in die Freigabestellung versehen ist.

Vorzugsweise ist das Werkzeug Bestandteil einer Vorrichtung zum Halten der Kupplungshülse für den Kuppel- bzw. Entkuppelvorgang z.B. beim Einsatz einer Kupplung nach der Erfindung bei Walzwerken.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und dessen Anwendung bei einer Gelenkwelle für ein Walzwerk ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt Fig. 1 eine Anordnung, bestehend aus einem Antrieb, einem Walzenständer, zwei Gelenkwellen, die zum Antrieb je einer Walze dienen, wobei beide über eine erfindungsgemäße Kupplung verbunden sind und diese sich in gekuppelter Stellung befinden, und einer Haltevorrichtung für die Gelenkwellen,

Fig. 2 eine Anordnung gemäß Figur 1 bei gelöster Kupplung,

Fig. 3 das Detail X gemäß Figur 1 in vergrößertem Maßstab, für eine Ausführung, bei der Kupplungshülse und Kupplungszapfen auch im gekuppelten Zustand eine Relatiwersteliung in Axialrichtung ausführen können,

Fig. 4 eine Vergrößerung des Details Y gemäß Figur 3 bei in gekuppelter Position befindlicher Kupplungshülse und Kuppiungszapfen,

Fig. 5 eine entsprechende Darstellung gemäß Figur 4, bei der sich jedoch die Kupplungshülse zur Lösestellung hin bewegt,

Fig. 6 eine alternative Ausbildung der Kupplung, bei der keine axiale Relativbewegung zwischen Kupplungshülse und Kupplungszapfen im gekuppelten Zustand möglich ist, und bei der zusätzlich zur Erleichterung des Kuppelvorganges dem Riegel eine Rolle zugeordnet ist und

Fig. 7 eine entsprechende Darstellung gemäß Figur 3, bei der sich zwischen den Kontaktflächen zwischen Riegel und Sperrelement Spiel befindet.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ein Antrieb 1 ersichtlich, der zum Antrieb der Walzen eines Walzenständers 2 dient. Zur Verbindung zwischen beiden ist eine Gelenkwelle 3 vorgesehen. Die Gelenkwelle 3 besteht aus den beiden im Abstand voneinander angeordneten Gelenken 4,5, die eine Abwicklung zwischen An- und Abtrieb zulassen, und dem Schiebeteil 6, das aus der Lageveränderung der Gelenkwelle resultierende Längenveränderungen ausgleicht. Ferner ist die Kupplungshülse 7, die an das Gelenk 5 angeschlossen ist, erkennbar, und die, wie aus Fig. 2 ersichtlich, zur Verbindung mit dem Kupplungszapfen 8 dient. Die Kupplungshülse 7 ist mit Arretiermitteln 10 versehen. Die Längsachse der Kupplungshülse ist mit 12 und die des Kupplungszapfens mit 13 bezeichnet. Zur Verbindung der Kupplungshülse 7 mit dem Kupplungszapfen 8 muß die Gelenkwelle eine Längenveränderung durch Bewegung des Gelenkes 5 nach rechts auf den Walzenständer 2 zu erfahren. Die Kuppelrichtung der Kupplungshülse 7 mit ihrer Längsachse 12 auf den Kupplungszapfen 8 mit der Längsachse 13 erfolgt in Richtung des Pfeiles N. Dabei werden Kupplungshülse 7 und Kupplungszapfen 8 so ausgerichtet, daß ihre Längsachsen 12 und 13 zu einer übereinstimmenden Lage kommen. Es ist auch möglich, daß die Walze mit dem Kupplungszapfen 8 eine Zustellbewegung auf die ortsfest gehaltene Kupplungshülse 7 zu ausführt. Zur Durchführung des Kuppel- bzw. Entkuppelvorganges dient auch eine Haltevorrichtung 52, die die Gelenkwelle 3 für diesen Vorgang abstützt und ferner ein Öffnungswerkzeug 46, das die Verriegelung der Kupplung löst.

Aus Fig. 3 ist im vergrößerten Maßstab erkennbar, daß die Gelenkwelle 3 ein Kreuzgelenk 5 umfaßt, dessen eine Gelenkgabel einen Flansch 9 trägt, an dem die Kupplungshülse 7 festgelegt ist. Die Kupplungshülse 7 weist an ihren dem Flansch 9 zu- und abgewandten Ende je einen Zentrierring 11,11a zur Zentrierung der Kupplungshülse 7 gegenüber dem Kupplungszapfen 8 auf, da dieser einen vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt aufweist. Diesem Querschnitt ist die Aufnahmebohrung 23 in der Kupplungshülse 7 angepaßt. Die Wandung der Aufnahmebohrung 23 ist mit 24 bezeichnet. Die Aufnahmebohrung 23 besitzt die Längsachse 12. Ferner ist die Kupplungshülse 7 in ihrer Außenfläche mit einer Zentriernut 14 zur Anbringung eines Zentrieransatzes eines Öffnungswerkzeuges versehen. Darüber hinaus ist erkennbar, daß in einem Durchbruch der Kupplungshülse 7 die Arretiermittel 10 angeordnet sind, die zur axialen Fixierung der Kupplungshülse 7 auf dem Kupplungszapfen 8 entgegen der Aufschieberich-tung dienen.

Der Kupplungszapfen 8 ist, wie aus den Fig. 4 bis 6 erkennbar, mit einer Sperrausnehmung 15 in seiner Außenfläche 17 bzw. 17a versehen. Die Sperrausnehmung 15 weist eine Sperrfläche 16 auf, die unter dem Winkel B von etwa 45 bis 55* zur Längsachse 13 des Kupplungszapfen 8 geneigt angeordnet ist und der sich entgegen der Kuppelrichtung N der Kupplungshülse 7 öffnet. 4

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Zum vorderen Ende hin ist der Kupplungszapfen 8 mit einer konisch verlaufenden Zentrierfläche 18 versehen. Im Bereich zwischen der Zentrierfläche 18 und der Sperrausnehmung 15, die als um den Kupplungszapfen 8 umlaufende Nut gestaltet sein kann, ist ein Abschnitt der Außenfläche vorhanden, der mit 17a bezeichnet ist. Der von der Zentrierfläche 18 entfernte Bereich der Außenfläche trägt das Bezugszeichen 17. Der Kupplungszapfen 8 ist mit seiner Außenfläche 17,17a in der Aufnahmebohrung 23 der Kupplungshülse 7 aufgenommen. Die Kupplungshülse 7 weist einen radialen Durchbruch 20 auf, der abgesetzt und in Draufsicht als Rechteck gestaltet sein kann. In diesen Durchbruch 20 sind die Arretiermittel 10 eingesetzt. Diese umfassen einen Träger 19, der durch Schrauben 22 an einer Stufenfläche des Durchbruches 20 verschraubt ist und in diesen radial von außen eingesteckt ist. Er reicht bis an die Wandung 24 der Aufnahmebohrung 23 heran. Er ist gegenüber der Außenfläche 21 der Kupplungshülse 7 versenkt angeordnet. In dem Träger 19 befindet sich eine schräg verlaufende Bohrung 27, deren Bohrungsachse 28 mit der Längsachse 12 der Kupplungshülse 7, die der der Aufnahmebohrung 23 entspricht, in einer Ebene liegt und diese unter einem Winkel A schneidet, der als spitzer Winkel mit etwa 45 bis 55· gestaltet ist. Der Winkel A öffnet sich in Kuppelrichtung N. Die Bohrung 27 ist ausgehend von der dem Kupplungszapfen 8 zugewandten Innenfläche als Sackbohrung gestaltet. In die Bohrung 27 ist ein Riegel 25 in Form eines zylindrischen Bolzens verschiebbar eingesetzt. Der Riegel 25 ist entlang der Bohrungsachse 28 verstellbar. Er ist auf seiner Außenfläche mit einer sich parallel zur Bohrungsachse 28 erstreckenden Nut 29 versehen, in welche ein Sicherungsstift 30, der in den Träger 19 eingesetzt ist, eingreift und den Riegel 25 gegen Verdrehung in der Bohrung 27 sichert. Darüber hinaus begrenzt der Sicherungsstift 30 in Verbindung mit der Nut 29 die Verlagerung des Riegels 25 nach innen in Richtung auf die Aufnahmebohrung 23.

Bei der Ausgestaltung nach den Fig. 3,4 und 5 ist eine Relativbewegung zwischen dem Kupplungszapfen 8 und der Kupplungshülse 7 auch im gekuppelten Zustand vorgesehen. Dabei ist die Länge der Nut 29 so getroffen, daß die Bewegung des Riegels 25 nach innen zur Sperrsteilung hin derart begrenzt ist, daß der Riegel 25 nicht in dem Grund der Sperrausnehmung anliegt. Der Riegel 25 läuft mit dem Anschlag 50 seiner Nut 29 gegen den Sicherungsstift 30. Es ist ein axialer Abstand zwischen der Stirnfläche 49 des Kuppiungszapfens und dem Axialanschlag 48 der Kupplungshülse gegeben, so daß in der Größenordnung des Abstandes zwischen beiden eine Relativverschiebung von Kupplungshülse 7 und Kupplungszapfen 8 ausgeführt werden kann. Die Sperrausnehmung 15 hat in axialer Richtung eine entsprechende Weite aufzuweisen, um den nötigen Freigang der der Riegeifläche 26 des Riegels 25 abgewandten Fläche zu der der Sperrfläche 16 gegenüberliegenden Fläche der Sperrausnehmung 15 zu gewährleisten.

Bei der Ausbildung gemäß Fig. 6 weist die Kupplungshülse 7 eine in eine zentrale Bohrung eingesetzte Büchse mit einem Kragen auf, welcher einen Axialanschlag 48 besitzt, gegen den sich die Stirnfläche 49 des Kupplungszapfens 8 axial abstützt. Ferner weist in diesem Fall der Riegel 25 an seinem der Riegeifläche 26 abgewandten Abschnitt seiner Stirnfläche eine Rolle 51 auf.

Diese ist auf einer die Verschiebeachse des Riegels 25 mit Abstand rechtwinklig kreuzenden Achse drehbar am Riegel 25 gelagert.

Bei der Ausbildung nach den Fig. 3 bis 6 weist der Riegel 25 eine Bohrung 32 auf, in weiche eine Druckfeder 31 eingesetzt ist, die sich mit einem Ende in der als Sackbohrung gestalteten Bohrung 32 des Riegels 25 und mit ihrem anderen Ende gegen den Boden der als Sackbohrung gestalteten Bohrung 27, in der der Riegel 25 aufgenommen ist, abstützt. Die Feder 31 drängt den Riegel 25 in eine nach innen verschobene Position, in welcher er sich mit seiner zur Aufnahmebohrung 23 hin vorgesehenen Riegeifläche 26 in die Bohrung 23, d.h. über die Bohrungswandung 24 radial nach innen vorsteht. Angrenzend an die Riegeifläche 26 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bis 5 eine Öffnungsfläche 34 vorgesehen, die im verriegelten Zustand von Kupplungshülse 7 und Kupplungszapfen 8 sich im Abstand zum Grund der Sperrausnehmung 15 befindet. Die Riegeifläche 26 ist unter einem Winkel B von 45 bis 55* zur Längsachse 12 der Kupplungshülse 7 angeordnet, welcher sich entgegen der Kuppelrichtung N öffnet, bei der die Kupplungshüise 7 auf den Zapfen 8 aufgeschoben wird, und welcher größenmäßig dem Winkel entspricht, unter dem die Sperrfläche 16 zur Längsachse 13 des Kupplungszapfens 8 angeordnet ist. Bei der Ausführungsform nach Figur 6 ist die Öffnungsfläche 34 durch die Rolle 51 ersetzt. Für die Ausführung nach Fig. 4 bis 6 gilt, daß der Riegel 25 an seinem der Riegeifläche 26 abgewandten Ende mit einer Sicherungsfläche 33 versehen ist, die mit einem Sperrelement 35 zusammenarbeitet. Das Sperrelement 35 ist in einer Ausnehmung 40 des Trägers radial verschiebbar geführt. Das Sperrelement 5 weist auf seiner Außenfläche 53 eine zur Sicherungsfläche 33 des Riegels 25 korrespondierende Gegenfläche 36 auf. Das Sperrelement 35 besitzt ferner einen nach radial außen gerichteten Betätigungsstift 37, der durch eine Führungsbohrung 41 nach außen geführt ist und in eine Ausnehmung 39 hineinragt. Der Betätigungsstift 37 endet mit seiner Betätigungsfläche 38 vor der Kontur, die durch die Außenfläche 21 der Kupplungshülse 7 gebildet wird. Er steht also nicht Uber diese radial über. Das 5

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Sperrelement 35 ist ferner mit einer Sackbohrung 43 versehen, in welcher eine Druckfeder 44 einsitzt, die mit ihrem anderen Ende gegen einen in die Ausnehmung 40 eingeschraubten Verschluß 42 abgestützt ist und das Sperrelement 35 nach außen drängt, so daß seine Gegenfläche 36 in Anlage zur Sicherungsfläche 33 gehalten wird. Es ist erkennbar, daß die Sicherungsfläche 33 und die Gegenfläche 36 unter einem solchen Winkel (kleiner 5 *) bezogen auf die Verschiebeachse des Sperrelementes 35 angeordnet sind, daß sich Selbsthemmung ergibt. In Fig. 4 ist erkennbar, daß sich der Riegel 25 mit seiner Riegelfläche 26 gegen die Sperrfläche 16 der Sperrausnehmung 15 des Kupplungszapfens 8 abstützt, so daß die Kupplungshülse 7 entgegen der Kuppelrichtung N gegen Abzug von dem Kupplungszapfen 8 gesichert ist. Kräfte, die auf den Riegel 25 entgegen der Kuppelrichtung N einwirken, werden spielfrei über die Sicherungsfläche 33 auf die Gegenfläche 36 des Sperrelementes 35 über dessen Außenfläche 53 in den Träger 19 eingeleitet. Entweder die Sicherungsfläche 33 oder die Gegenfläche, bevorzugt jedoch die Sicherungsfläche, ist ballig ausgeführt, so daß ein Toleranzausgleich gegeben ist. Ferner ist gewährleistet, daß dann, wenn der Riegel 25 mit seiner Sicherungsfläche 33 sich gegen die Gegenfläche 36 des Sperrelementes 35 abstützt, genügend Bewegungsfreiheit des Sperrelementes 35 gegenüber dem Ende der als Sackbohrung ausgeführten Ausnehmung 40, in der das Sperrelement 35 aufgenommen ist, vorhanden ist.

Zum Lösen der Verbindung dient ein Öffnungswerkzeug 46, das, um die Zuordnung zur Kupplungshülse 7 zu erleichtern, mit einem Zentrieransatz 47 versehen ist, der in Eingriff zu einer Zentriemut 14 in der Außenfläche 21 der Kupplungshülse 7 bringbar ist. Das Öffnungswerkzeug 46 trägt einen radial verschiebbaren Betätigungsbolzen 45, der bei Positionierung des Zentrieransatzes 47 des Öffnungswerkzeuges 46 in der Zentriemut 14 in seiner Lage mit dem Betätigungsstift 37 übereinstimmt und dessen Betätigungsfläche 38 bei Verschiebung beaufschlagt, so daß das Sperrelement 35 aus der in Figur 4 dargestellten Position in die in figur 5 dargestellte Position radial nach innen verlagert wird, wobei die Gegenfläche 36 sich von der Sicherungsfläche 33 wegbewegt, so daß die Sicherung des Riegels 25 aufgehoben ist. Durch Verschieben der Kupplungshülse 7 entgegen der Kuppelrichtung N verschiebt sich der Riegel 25 gegen die Kraft der Feder 31 in eine zurückgezogene Position. Der Riegel 25 gleitet mit seiner Riegelfläche 26 an der Sperrfläche 16 der Sperrausnehmung 15 des Kupplungszapfens 8 auf. Diese Bewegung erfolgt so lange, bis die Öffnungsfläche 34 auf dem Abschnitt 17a der Außenfläche zur Anlage kommt und die Kupplungshülse 7 den Kuppiungszapfen 8 verlassen kann. Sobald die Bewegung soweit erfolgt ist, daß der Bereich der Zentrierfläche 18 erreicht ist, wird der Riegel 25 wieder durch die Kraft der Feder 31 in eine nach innen verlagerte Position verschoben, in der eine Sperrfläche 26 über die Wandung 24 der Aufnahmebohrung 23 nach innen vorsteht. Beim Kuppeln erfolgt die Bewegung umgekehrt. Die Zentrierfläche 18 verschiebt beim Aufschieben der Kupplungshülse 7 auf den Kupplungszapfen 8 den Riegel 25 in die zurückgezogene Position, bis die Sperrausnehmung 15 erreicht ist und der Riegel 25 unter der Kraft der Feder 31 wieder nach innen verlagert wird. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 6 wälzt sich die Rolle 51 auf der Zentrierfläche 18 ab, so daß eine Kraft auf den Riegel 25 ausgeübt wird, die diesen in die zurückgezogene Position verschiebt, bis die Sperrausnehmung 15 erreicht ist und der Riegel 25 ebenfalls unter der Kraft der Druckfeder 31 wieder nach innen verlagert wird. Danach wird das Sperrelement 35 durch Ausfahren des Betätigungsbolzens 48 freigegeben und das Sperrelement 35 legt sich mit seiner Gegenfläche 36 an der Sicherungsfläche 33 des Riegels 25 zu dessen Sicherung in der Sperrstellung an. Dies verläuft bei einer Ausgestaltung nach den Figuren 3 bis 5 soweit, bis der Anschlag 50 der Nut 29 des Riegels 25 gegen den Sicherungsstift 30 zur Anlage kommt. Bei der Ausführung gemäß Figur 6 erfolgt die Verschiebung des Riegels 25 nach innen nur so lange, bis zwischen der Kupplungshülse 7 und Kupplungszapfen 8 bezüglich der Anschläge, die durch den Axialanschlag 48 und die Stirnfläche 49 gebildet sind, eine feste Anlage gegeben ist. In jedem Fall endet die nach innen gerichtete Bewegung des Riegels 25 bevor das Ende der Nut 29 zur Anlage gegen den Sicherungsstift 30 kommen kann. Anschließend wird das Öffnungswerkzeug 46 entfernt. Das Öffnungswerkzeug 46 kann beispielsweise Bestandteil einer Haltevorrichtung 52 sein, welche die Kupplungshülse 7, wenn sie Teil einer Gelenkwelle ist, hält, um den Kuppelvorgang bzw. Entkupplungsvorgang vornehmen zu können. Bei Walzwerksantrieben ist eine solche Haltevorrichtung 52 vorgesehen, die dann, wenn ein Walzenwechsel vorgenommen wird, die Gelenkwelle, die eine solche Kupplungshülse nach der Erfindung trägt, zu stützen (siehe Fig. 1 und 2).

Bei der Ausführung gemäß Fig. 7 ist zwischen der Gegenfläche 36 des Riegels 25 und der Sicherungsfläche 33 des Sperrelementes 35 ein Spiel 54 vorhanden. Der Riegel 25 schlägt dabei durch seine Feder 31 beaufschlagt mit dem Anschlag 50a seiner Nut 29 an den Sicherungsstift 30 an, während das Sperrelement 35 durch seine Druckfeder 44 beaufschlagt mit seiner Stirnfläche 56 am Boden 55 der Ausnehmung 40 anschlägt. Beim Verschieben des Kupplungszapfens 8 in Aufschieberichtung N wird der Riegel 25 durch die Sperrfläche 16 der Sperrausnehmung 15 über seine Riegelfläche 26 entlang seiner Längsachse 28 so weit verschoben, bis er mit seiner Gegenfläche 36 an die Sicherungsfläche 33 des 6

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Sperrelementes 35 anschlägt und somit seine weitere Bewegung verhindert wird. Die Gegenfläche 36 verläuft parallel zur Verschiebeachse des Sperrelementes 35.

Bezugszeichenliste 1 Antrieb 2 Walzenständer 3 Gelenkwelle 4,5 Gelenk 6 Schiebeteil 7 Kupplungshülse 8 Kupplungszapfen 9 Flansch 10 Arretiermittel 11,11a Zentrierring 12,13 Längsachse 14 Zentriernut 15 Sperrausnehmung 16 Sperrfläche 17,17a Außenfläche 18 Zentrierfläche 19 Träger 20 Durchbruch 21 Außenfläche der Kupplungshülse 22 Schraube 23 Aufnahmebohrung 24 Wandung der Aufnahmebohrung 25 Riegel 26 Riegelfläche 27 Bohrung 28 Bohrungsachse 29 Nut 30 Sicherungstift 31 Feder 32 Bohrung 33 Sicherungsfläche 34 Öffnungsfläche 35 Sperrelement 36 Gegenfläche 37 Betätigungsstift 38 Betätigungsfläche 39 Ausnehmung 40 Ausnehmung 41 Führungsbohrung 42 Verschluß 43 Bohrung 44 Feder 45 Betätigungsbolzen 46 Öffnungswerkzeug 47 Zentrieransatz 48 Axialanschlag 49 Stirnfläche 50 Anschlag 51 Rolle 52 Haltevorrichtung 53 Außenfläche 54 Spiel zwischen Sicherungsfläche 33 und Gegenfläche 36 55 Boden der Ausnehmung 7

Claims (17)

1. AT 404 060 B 56 Stirnfläche des Sperrelementes A,B Winkel N Aufschieberichtung Patentansprüche 1. Kupplung zur lösbaren Verbindung einer Kupplungshülse (7) mit einem Kupplungszapfen (8), wobei die Kupplunghülse (7) eine Aufnahmebohrung (23) aufweist, in welcher der Kupplungszapfen (8) im gekuppelten Zustand einsitzt und welche zur Überführung in den gekuppelten Zustand in Richtung der Längsachse (13) des Kupplungszapfens (8) und der Kupplungshülse (7) aufeinanderzu verstellbar sind und wobei Mittel (10) zum lösbaren Arretieren der Kupplungshülse (7) zum Kupplungszapfen (8) entgegen der Kuppelrichtung vorgesehen sind, die eine Sperrausnehmung (15) mit einer Sperrfläche (16) in der Außenfläche (17) des Kupplungszapfens (8), einen Riegel (25), der eine mit der Sperrfläche (16) zusammenarbeitende Riegelfläche (26) aufweist und der mit seiner Riegelfläche (26) in eine über die Wandung (24) der Aufnahmebohrung (23) der Kupplungshülse (7) nach innen vorragende Sperrsteilung oder eine aus der Aufnahmebohruhg (23) zurückgezogene Lösestellung bewegbar ist, sowie ein federbelastetes Sperrelement (35) umfaßt, welches den Riegel (25) in der Sperrsteilung verriegelt und welches durch Eingriff von außen in eine Freigabestellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) durch Federkraft zur Sperrstellung hin beaufschlagt ist und bei Freigabesteilung des Sperrelementes (35) durch Bewegung der Kupplungshülse (7) und/oder des Kupplungszapfens (8) entgegen der Kuppelrichtung (N) in die Lösestellung und bei Aufhebung des Eingriffs wieder in die Sperrstellung gedrängt wird und daß die Achse (28) der Bohrung (27) zur Aufnahme des Riegels (26) in einer Ebene mit der Längsachse (12) der Aufnahmebohrung (23) liegt und die Bohrungsachse (28) die Längsachse (12) mit einem spitzen Winkel (A) schneidet, wobei sich der Winkel (A) in Kuppelrichtung (N) bei Bewegung der Kupplungshülse (7) auf den Kupplungszapfen (8) zu öffnet.
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) als Bolzen ausgebildet ist, der in einer Bohrung (27) verschiebbar angeordnet ist, und daß eine Stirnfläche des Bolzens die Riegelfläche (26) bildet.
3. 3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegeifläche (26) des Riegels (25) die Längsachse (12) der Aufnahmebohrung (23) der Kupplungshülse (7) und die Sperrfläche (16) der Sperrausnehmung (15) die Längsachse (13) des Kupplungszapfens (8) jeweils mit gleich großen Winkeln (B) schneiden, welche sich jedoch entgegen der vorgenannten Kuppelrichtung (N) öffnen.
4. 4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel (B) als spitze Winkel gestaltet sind.
5. 5. Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) bei Ausbildung als Zylinder in der Bohrung (27) gegen Verdrehung gesichert ist.
6. 6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) an seinem der Riegelfläche (26) abgewandten Ende mit einer Sicherungsfläche (33) versehen ist, die zur Abstützung gegen eine Gegenfläche des Sperrelementes (35) dient.
7. 7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (35) durch eine Druckfeder (44) in Sperrsteilung gedrängt wird und sich bei Anlage des Riegels (25) mit seiner Sicherungsfläche (33) an der Gegenfläche (36) mit seiner Außenfläche (53) in einer Ausnehmung (40), in der es aufgenommen ist, abstützt. 8 AT 404 060 B
8. 8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (35) einen nach außen aus der Kupplungshülse (7) herausgeführten Betätigungsstift (37) umfaßt.
9. 9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstift (37) in einer Ausnehmung (39) endet.
10. 10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) und das Sperrelement (35) einem separaten Träger (19) zugeordnet sind, der in einem Durchbruch (20) der Kupplungshülse (7) aufgenommen ist.
11. 11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Riegel (25) und Sperrelemente (35) um die Achse (12) der Aufnahmebohrung (23) verteilt der Kupplungshülse (7) zugeordnet sind.
12. 12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (7) und der Kupplungszapfen (8) im gekuppelten Zustand zueinander entlang der Längsachse relativ bewegbar sind, wobei die Bewegung des Riegels (25) in die Sperrstellung durch einen Anschlag (50) begrenzt ist.
13. 13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (7) mit einem Axialanschlag (48) für die Stirnfläche (49) des Kupplungszapfens (8) versehen ist.
14. 14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) die Kupplungshülse (7) zum Kupplungszapfen (8) in einer Relativposition hält, bei der der Kupplungszapfen (8) mit seiner Stirnfläche (49) in Anlage zum Axialanschlag (48) der Kupplungshülse (7) ist.
15. 15. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) an seinem der Sperrfiäche (26) abgewandten Teil seiner Stirnfläche eine Rolle (51) trägt.
16. 16. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (7) mit Zentriermitteln (45) zur Anbringung eines Werkzeuges (46) zur Beaufschlagung der/des Sperrelemente/s (35) zur Freigabestellung hin versehen ist.
17. 17. Kupplung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (46) Bestandteil einer Vorrichtung (52) zum Halten der Kupplungshülse (7) für den Kuppel- bzw. Entkuppelvorgang ist. Hiezu 7 Blatt Zeichnungen 9