DE102007056536A1

DE102007056536A1 - Kupplung für Federwellen von Rohrreinigungsmaschinen

Info

Publication number: DE102007056536A1
Application number: DE102007056536A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr.-Jur. Rothenberger
Original assignee: Rothenberger AG
Current assignee: Lehmann & Co Kg De GmbH
Priority date: 2007-11-23
Filing date: 2007-11-23
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2027-11-24
Also published as: DE102007056536B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit einer Achse A-A für Federwellen 13, 14 von Rohrreinigungsmaschinen mit formschlüssig miteinander verbindbaren Kupplungsteilen 1, 2 mit Grundkörpern 3, 4, von denen der eine eine Ausnehmung 15 und der andere einen hierzu paarungsfähigen Fortsatz 17 aufweist, und wobei jedes Kupplungsteil 1, 2 mit einem Gewindeabschnitt 11, 12 für die Verbindung mit einer der Federwellen 13, 14 versehen ist. Zur Lösung der Aufgabe, eine Kupplungskonstruktion der vorstehend beschriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, dass auf einen Schleifvorgang an den Enden der Federwellen 13, 14 verzichtet werden kann und dass keine Verletzungsgefahr für Bedienungspersonen entsteht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Grundkörper 3, 4 in Richtung auf die Federwellen 13 mit je einer die Achse A-A umgebenden Rampenfläche 21 versehen sind, die eine Anschlagfläche 22 einschließt, gegen die die zugehörige Federwelle 13, 14 zum Anschlag bringbar ist. Dabei ist es möglich, dass die Rampenfläche 21 eine axiale Grenzfläche eines Rampenrings 20 ist, der über den jeweiligen Gewindeabschnitt 11, 12 auf das Kupplungsteil 1, 2 aufschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit einer Achse für Federwellen von Rohrreinigungsmaschinen mit formschlüssig miteinander verbindbaren Kupplungsteilen mit Grundkörpern, von denen der eine eine Ausnehmung und der andere einen hierzu paarungsfähigen Fortsatz aufweist, und wobei jedes Kupplungsteil mit einem Gewindeabschnitt für die Verbindung mit einer der Federwellen versehen ist.
Derartige Federwellen sind seit langem bekannt. Sie bestehen aus einer hochelastischen Schraubenfeder aus hartem Stahl und dienen zur Beseitigung von Verunreinigungen und Verstopfungen und deren Ursachen in Rohrleitungen und Kanälen für Abwässer. Das freie Ende der Federwelle kann zu diesem Zweck über die gleiche Kupplung mit unterschiedlichen Werkzeugen bestückt werden wie Bohrer, Ringsägen, Schneidköpfe, Wurzelschneider, Schleuderketten, Federwerkzeugen aus der Gruppe gerade Bohrer, Keulenbohrer, Gelenk-Keulenbohrer, Rückholbohrer, Trichterbohrer, etc. Diese Werzeuge werden alsdann gleichfalls mit einem paarungsfähigen Kupplungsteil versehen, wie es für die Erfindung beschrieben ist.
Zum Antrieb dienen vornehmlich tragbare oder fahrbare Antriebsmaschinen mit ringförmigen Rotationskupplungen, durch die die Federwellen hindurch geführt werden und die einstellbare Drehzahlen und Drehmomente auf die Federwellen übertragen. Solche Maschinen besitzen z. T. auch formschlüssige Vorschub- und Rückzugseinrichtungen für die Federwellen.
Soweit dabei die Federwellen verlängert oder verkürzt werden sollen, dienen hierzu formschlüssigen Kupplungen mit zu den Federwellen koaxialen Hüllflächen, die der Bedingung genügen müssen, dass sie durch die Rotationskupplungen der Antriebsmaschinen hindurchführbar sind. Solche bekannten zweiteiligen Kupplungen besitzen zylindrische Grundkörper, von denen Gewindestutzen mit geringerem Durchmesser abstehen, auf die die Enden der Federwellen aufgeschraubt werden. Am Fuss der Gewindestutzen sind die Grundkörper mit konzentrischen Ringflächen versehen, auf denen die Enden der Federwellen zur Anlage kommen. Um dies zu ermöglichen, müssen die Enden der Federwellen durch Abschleifen mit gleichfalls radialen Stützflächen versehen werden. Die ist jedoch mit folgenden Nachteilen verbunden:
Die Schleifvorgänge sind personal- und zeitaufwändig und erzeugen Abrieb, und zwar sowohl an den Federwellen als auch – und das ganz beträchtlich – an den erforderlichen Schleifscheiben. Die üblichen Durchmesser der Kupplungen betragen 16–22 und 32 mm, die Durchmesser der Federwindungen 3–3,5–4–4,5–5 und 6 mm. Das führt zu erheblichen Schleifarbeiten und zu erheblichem Abrieb, so dass die Schleifscheiben sehr oft erneuert werden müssen. Besonders schwerwiegend ist dabei auch der spitzwinklige und messerscharfe Zuschliff am Ende der Federwelle nach Massgabe von deren Steigung. Bei einer Spreizung der Federwelle kann es bei und nach dem Aufschrauben auf das Gewinde der Kupplung zu gefährlichen Schnittverletzungen der Bedienungspersonen kommen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungskonstruktion der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend zu verbessern, dass auf den beschriebenen Schleifvorgang verzichtet werden kann und dass keine Verletzungsgefahr für Personen entsteht.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolg erfindungsgemäss dadurch, dass die Grundkörper in Richtung auf die Federwellen mit je einer die Achse umgebenden Rampenfläche versehen sind, die eine Anschlagfläche einschliesst, gegen die die zugehörige Federwelle zum Anschlag bringbar ist.
Durch die Erfindung wird diese Aufgabe in vollem Umfange gelöst und eine Kupplungskonstruktion der eingangs beschriebenen Gattung dahingehend verbessert, dass auf den beschriebenen Schleifvorgang verzichtet werden kann und dass keine Verletzungsgefahr für Personen entsteht. Der Schleifvorgang kann in einfacher Weise durch diametrales Abkneifen, Abscheren oder Abstanzen der Federwelle innerhalb einer der Windungen ersetzt werden, wodurch das Ende der Federwelle auf dem Umfang eine Art Stufe erhält. Diese wird auf geschickte Weise durch die hierzu komplementäre Rampenfläche mit dem Anschlag kompensiert.
Es ist im Zuge weiterer Ausgestaltungen der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn – entweder einzeln oder in Kombination –:

– die Rampenfläche eine axiale Grenzfläche eines Rampenrings ist, der über den jeweiligen Gewindeabschnitt auf das Kupplungsteil aufschiebbar ist,
– der Rampenring aus einem Metall oder aus einem Kunststoff besteht,
– die Steigung der Rampenfläche der Steigung der Gewindeabschnitte entspricht und wenn das axiale Mass der Anschlagfläche dem Durchmesser des Drahts der Federwelle entspricht,
– die Anschlagfläche radial zur Achse und parallel zu deren Längsrichtung ausgerichtet ist,
– zwischen den Grundkörpern und den Gewindeabschnitten zunächst je ein Zentrierkörper angeordnet ist, der zwischen sich und dem Grundkörper eine koaxiale Ringfläche für die Anlage des jeweiligen Rampenrings bildet, dessen Innendurchmesser dem Aussendurchmesser des Zentrierkörpers entspricht,
– der Rampenring mit dem zugehörigen Kupplungsteil verklebt ist,
– die Hüllflächen sämtlicher Kupplungsteile einschliesslich der Rampenringe in montiertem Zustand in einer gemeinsamen zylindrischen Hüllfläche liegen,
– die Kupplungsteile und die Rampenringe jeweils einstückig ausgebildet sind, und/oder, wenn
– eines der Kupplungsteile (1, 2) mit einem Werkzeug zum Reinigen von Rohrleitungen, Abwasser- und Kanalisationsrohren verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel und Varianten des Erfindungsgegenstandes und dessen Wirkungsweisen und weitere Vorteile werden nachfolgend anhand der 1 bis 4 näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung der Kupplungsteile in einer Seitenansicht,
2 eine Explosionsdarstellung des Kupplungsbereichs der 1 in teilweise montiertem Zustand mit Federwellen,
3 eine vergrösserte Darstellung eines der Rampenringe aus den 1 und 2 und
4 den Gegenstand von 3 in einer um 90 Grad gedrehten Stellung.
In 1 sind zwei paarungsfähige Kupplungsteile 1 und 2 dargestellt, die je einen Grundkörper 3 und 4 mit einer kreisförmigen Ringfläche 5 bzw. 6 besitzen. Im Zentrum dieser Ringflächen 5 und 6 befindet sich je ein zylindrischer Zentrierkörper 7 und 8, dem koaxial ein zylindrischer Zapfen 9 und 10 nachfolgt. Von jedem dieser Zapfen 9 und 10 geht – wiederum koaxial – ein Gewindeabschnitt 11 und 12 aus, dessen Profil der Innenkontur der Enden von sog. Federwellen 13 und 14 entspricht, die in 2 im Schnitt dargestellt sind und in Fachkreisen auch als "Reinigungsspiralen" bezeichnet werden.
Das Kupplungsteil 1 ist als feminines Teil ausgebildet und besitzt im Grundkörper 3 eine diametral durchgehende T-förmige Ausnehmung 15, von der eine Schrägfläche 16 mit radialer Komponente ausgeht. In komplementärer Weise ist das Kupplungsteil 2 ist als maskulines Teil ausgebildet und besitzt in axialer Richtung auf dem Grundkörper 4 einen T-förmigen Fortsatz 17, der in diametraler Richtung senkrecht zur Zeichenebene in die hierzu komplementäre Ausnehmung 15 einschiebbar ist.
Zur lösbaren Verrastung ist in einer Bohrung des Fortsatzes 17 ein axial federbelasteter Raststift 18 gelagert. Wiederum komplementär hierzu ist im Grundkörper 3 eine konzentrische Bohrung angeordnet, in die der Raststift 18 einrastet, sobald die koaxiale Lage der Kupplungsteile 1 und 2 nach dem Einschieben des Fortsatzes 17 hergestellt ist. Zur Aufhebung dieser Rastverbindung besitzt der Grundkörper 3 eine diametrale Bohrung, die hier nur durch eine Achse 19 angedeutet ist. Durch das radiale Einschieben eines Entriegelungsstiftes mit einer Keilfläche lässt sich die Verriegelung aufheben. Es versteht sich, dass die diametrale Bohrung mit der Achse 19 und die koaxiale Bohrung im Grundkörper 3 miteinander in Verbindung stehen. Soweit dies die paarungsfähigen Kupplungselemente 15 und 17 betrifft, sind diese Details Stand der Technik, so dass sich ein näheres Eingehen hierauf erübrigt.
An dieser Stelle setzt nun die Erfindung ein: Jedem der Kupplungsteile 1 und 2 ist ein Rampenring 20 zugeordnet, dessen Einzelheiten anhand der 3 und 4 noch näher erläutert werden. Wesentliche Elemente sind hierbei eine äussere Rampenfläche 21 in Form eines Gewindegangs, dessen Steigung der Steigung der Windungen der Federwellen 13 und 14 in komprimiertem Zustand und der Steigung der Gewindeabschnitte 11 und 12 entspricht, was aus 2 ersichtlich ist. Die Rampenfläche 21 endet in einer Anschlagfläche 22, die parallel und radial zur Achse A-A verläuft und für die Anlage des abgekniffenen Endes der jeweiligen Federwelle 13 und 14 dient.
Ein weiteres Merkmal der Rampenringe 20 ist, dass der Rampenfläche 21 eine koaxiale und radiale Kreisringfläche 23 gegenüber liegt, deren Innendurchmesser "Di" so gewählt ist, dass der Rampenring 20 über die Gewindeabschnitte 11 und 12 und den jeweiligen Zentrierkörper 7 oder 8 geschoben werden kann und durch den jeweiligen Zentrierkörper 7 oder 8 derart zentriert wird, dass auch die zylindrischen Aussenflächen der Rampenringe 20 und der Grundkörper 3 und 4 miteinander fluchten. Alle Aussenflächen der Kupplung und der Federwellen liegen damit in einer gemeinsamen Zylinderfläche, was insofern von Bedeutung ist, als die Kupplungen mit den Federwellen durch Rotationsantriebe hindurch bewegt werden müssen und sich auch in Rohrleitungen mit Kniestücken und Abzweigungen nicht verhaken dürfen.
Die vorstehend beschriebenen Zusammenhänge werden besonders deutlich bei einer Betrachtung der 2, in der gleiche Bezugszeichen wie bisher beibehalten und fortgeschrieben werden. Die Rampenringe 20 sind bereits bis an die Ringflächen 5 und 6 herangeschoben und umgeben dadurch die Zentrierkörper 7 und 8. Die Enden der Federwellen 13 und 14 sind weitgehend auf die Gewindeabschnitte 11 und 12 aufgeschraubt, so dass beim Weiterdrehen in Linksrichtung die durch Scheren- oder Zangenschnitt gebildeten Enden der Federwellen an den Anschlagflächen 22 anstossen. Beim Weiterdrehen werden danach die Rampenringe 20 mitgedreht, wobei die axialen Anpresskräfte und damit die Reibungskräfte zunehmen, bis der Vorgang zum Stillstand kommt. Bereits hierbei entsteht ein erheblicher Reibungswiderstand gegen eine Rückwärtsdrehung der Federwellen 13 und 14, jedoch kann die Festigkeit durch Verkleben noch erheblich gesteigert werden. Es ist ersichtlich, dass das axiale Mass "La" der Anschlagflächen 22 dem Durchmesser des Drahts der Federwellen 13 und 14 entspricht.
Auch in den 3 und 4 werden die gleichen Bezugszeichen wie bisher verwendet und fortgeschrieben. 4 zeigt die Verhältnisse von Aussendurchmesser "Da" und Innendurchmesser "Di", aus denen sich auch die Wandstärke und das radiale Mass "w" der Anschlagfläche 22 ergeben. Der Innendurchmesser "Di" ist dabei so gewählt, dass sich die Rampenringe 20 auch über die Gewindeabschnitte 11 und 12 schieben lassen.
Je nach den Anforderungen können die Rampenringe 20 aus einem Metall oder aus einem Kunststoff wie z. B. aus Polyamid hergestellt werden. Aus 2 lässt auch ableiten, dass die Kupplungsteile 1 und 2 und der jeweilige Rampenring 22 einstückig hergestellt und ausgebildet sein können.
Bezugszeichenliste:

1: Kupplungsteil
2: Kupplungsteil
3: Grundkörper
4: Grundkörper
5: Ringfläche
6: Ringfläche
7: Zentrierkörper
8: Zentrierkörper
9: Zapfen
10: Zapfen
11: Gewindeabschnitt
12: Gewindeabschnitt
13: Federwelle
14: Federwelle
15: Ausnehmung
16: Schrägfläche
17: Fortsatz
18: Raststift
19: Achse
20: Rampenring
21: Rampenfläche
22: Anschlagfläche
23: Kreisringfläche
A-A: Achse
La: axiales Mass
Da: Aussendurchmesser
Di: Innendurchmesser
w: radiales Mass

Claims

Kupplung mit einer Achse (A-A) für Federwellen (13, 14) von Rohrreinigungsmaschinen mit formschlüssig miteinander verbindbaren Kupplungsteilen (1, 2) mit Grundkörpern (3, 4), von denen der eine eine Ausnehmung (15) und der andere einen hierzu paarungsfähigen Fortsatz (17) aufweist, und wobei jedes Kupplungsteil (1, 2) mit einem Gewindeabschnitt (11, 12) für die Verbindung mit einer der Federwellen (13, 14) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundkörper (3, 4) in Richtung auf die Federwellen (13) mit je einer die Achse (A-A) umgebenden Rampenfläche (21) versehen sind, die eine Anschlagfläche (22) einschliesst, gegen die die zugehörige Federwelle (13, 14) zum Anschlag bringbar ist.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampenfläche (21) eine axiale Grenzfläche eines Rampenrings (20) ist, der über den jeweiligen Gewindeabschnitt (11, 12) auf das Kupplungsteil (1, 2) aufschiebbar ist.
Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenring (20) aus einem Metall besteht.
Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenring (20) aus einem Kunststoff besteht.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der Rampenfläche (21) der Steigung der Gewindeabschnitte (11, 12) entspricht und dass das axiale Mass ("La") der Anschlagfläche (22) dem Durchmesser des Drahts der Federwelle (13, 14) entspricht.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (22) radial zur Achse (A-A) und parallel zu deren Längsrichtung ausgerichtet ist.
Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Grundkörpern (3, 4) und den Gewindeabschnitten (11, 12) zunächst je ein Zentrierkörper (7, 8) angeordnet ist, der zwischen sich und dem Grundkörper (3, 4) eine koaxiale Ringfläche (5, 6) für die Anlage des jeweiligen Rampenrings (20) bildet, dessen Innendurchmesser ("Di") dem Aussendurchmesser des Zentrierkörpers (7, 8) entspricht.
Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rampenring (20) mit dem zugehörigen Kupplungsteil (1, 2) verklebt ist.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllflächen sämtlicher Kupplungsteile (1, 2) einschliesslich der Rampenringe (20) in montiertem Zustand in einer gemeinsamen zylindrischen Hüllfläche liegen.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsteile (1, 2) und die Rampenringe (20) jeweils einstückig ausgebildet sind.
Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Kupplungsteile (1, 2) mit einem Werkzeug zum Reinigen von Rohrleitungen, Abwasser- und Kanalisationsrohren versehen ist.