DE102009034643A1

DE102009034643A1 - Steckbare Kupplung

Info

Publication number: DE102009034643A1
Application number: DE102009034643A
Authority: DE
Inventors: Lothar Faust
Original assignee: UEV UEBERLASTSCHUTZ U VERBINDUNGSSYSTEME GmbH; Uev Ueberlastschutz U Verbindungssysteme GmbH
Current assignee: UEV UEBERLASTSCHUTZ U VERBINDUNGSSYSTEME GmbH; Uev Ueberlastschutz U Verbindungssysteme GmbH
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2029-07-25
Also published as: DE102009034643B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine steckbare Kupplung für den Anbau an Ausgleichselementen zum präzisen und verdrehsteifen Übertragen rotatorischer Leistung zwischen zwei Wellen, welche eine neu erfundene Steckverbindung besitzt, die den Kraftfluss von den Berührflächen (3) der Stecknabe (1) für die Mantelflächen der Zylinderstifte (5), welche im Steckring (4) reib- und formschlüssig fixiert sind, auf den selbigen überträgt, während die zylindrischen Zentrierflächen (2) und (6) eine einfache Montage und Demontage der Steckverbindung ermöglichen, so dass die Verbindung mit einer sehr geringen Montagekraft gefügt und getrennt werden kann, wobei eine asymmetrische Anordnung der Verbindungselemente eine reproduzierbare, winkelsynchrone Verbindung gewährleistet.

Description

Stand der Technik/Fundstellen:
Auf dem Markt sind bereits verschiedene Arten von steckbaren Kupplungen verfügbar, die komplett aus Metall, oder auch in Verbindung mit Kunststoffen insbesondere Elastomeren hergestellt werden.
Steckbare Kupplungen bieten den Vorteil, dass sie einfach montiert und demontiert werden können. Die Notwendigkeit Welle-Welleverbindungen an schwer erreichbaren Stellen in Maschinen herzustellen rechtfertigt deren Zweck und Vielfalt.
Die Steckverbindung wird bei vielen steckbaren Kupplungen durch das Vorspannen eines Elastomerzwischenstücks realisiert, wobei nur geringe Verdrehsteifigkeiten erzielt werden können. Es werden aber auch Steckkupplungen angeboten, welche eine verdrehsteifere Steckverbindung realisieren sollen. Varianten dieser Steckkupplungen sind in den Schriften EP 1740840 B1 und JP 2000087993 zu finden.
Problem:
Zwar gibt es bereits verschiedene Varianten von steckbaren Kupplungen, jedoch erreichen steckbare Kupplungen mit Elastomereinsätzen bei vielen Anwendungen nicht die geforderte Verdrehsteifigkeit. Um steckbare, präzise und verdrehsteife Kupplungen zu realisieren, wurden spezielle Verzahnungs-Verkeilungs-Systeme entwickelt, welche zum Teil mit sehr großem Aufwand gefertigt werden müssen, um die geforderte, hohe Genauigkeit zu erreichen. Konuselemente,
welche zwar eine einfachere Montage ermöglichen, sich aber auch verkeilen können, und deshalb keine einfache Demontage zulassen, sind sicherlich nicht die Optimallösung. Die getrennte Fertigung von Innen- und Außenring lassen zwar bei großer Fertigungsgenauigkeit eine nahezu präzise Verbindung zu, eine gute Verdrehsteifigkeit wird jedoch nur durch das Verkeilen der Elemente erreicht, wodurch die Demontage erschwert oder gar unmöglich wird.
Aufgabe:
Es soll eine steckbare Kupplung entwickelt werden, die als präzise Welle-Welleverbindung eingesetzt werden kann, und deren Steckverbindung mit möglichst geringen Montagekräften gefügt und getrennt werden kann, um angebaute Ausgleichselemente frei von Kräften zu halten, welche durch diese beschädigt werden könnten. Um eine präzise Steckverbindung zu erreichen, müssen die Kupplungspartner passend zueinander gefertigt werden, beispielsweise durch Verbohren und Verstiften der Kupplungshälften in einer Einspannung. Zudem soll sich die Steckverbindung wirtschaftlich, und ohne größeren technischen Aufwand, herstellen lassen.
Lösung:
Dieses Problem wird durch die in Patentanspruch 1 beschriebene, steckbare Kupplung, welche über eine neuartige Steckverbindung verfügt, gelöst.
Die erfundene, steckbare Kupplung, überträgt den Kraftfluss präzise von den Berührflächen (3) der Stecknabe (1), über die Mantelflächen der Zylinderstifte (5) welche im Steckring (4) reib- und formschlüssig fixiert sind, auf den selbigen. Die zylindrischen Zentrierflächen (2) und (6) ermöglichen eine einfache Montage und Demontage der Steckverbindung, so dass diese mit einer geringen Montagekraft gefügt und getrennt werden kann. Durch eine asymmetrische Anordnung der Verbindungselemente wird zudem eine reproduzierbare und winkelsynchrone Verbindung gewährleistet. Die steckbare Kupplung kann direkt an Ausgleichselemente angebaut werden (vgl. 1, 2, 3).
Erreichte Vorteile:
Die steckbare Kupplung kann mit einer sehr geringen Montagekraft montiert und demontiert werden, so dass angebaute Ausgleichselemente frei von zerstörenden Kräften bleiben.
Die steckbare Kupplung kann an schwer erreichbaren Stellen etwa innerhalb von Maschinen zusammengefügt werden.
Montagearbeiten werden durch den Einsatz der steckbaren Kupplung vereinfacht.
Die Kupplung kann auch an gut erreichbaren Stellen eingesetzt werden, etwa dort, wo Antriebe zum Zwecke von Wartungsarbeiten regelmäßig zerlegt werden müssen, um die Montagezeiten zu verkürzen.
Es wird eine winkelsynchrone Steckverbindung erzeugt, so dass keine Winkeländerung zwischen der An- und Abtriebswelle durch das Trennen und Fügen der Steckverbindung verursacht werden.
Die Art der Steckverbindung kann besonders wirtschaftlich gefertigt werden.
Die Präzision der Steckverbindung wird durch eine paarweise Fertigung der Komponenten und durch ein spezielles Abbohrverfahren gewährleistet.
Ausführungsbeispiele:
In der Zeichnung (2) ist die Erfindung der Beschreibung entsprechend dargestellt. Die Abbildung zeigt wie die steckbare Kupplung, an einem Metallbalg angebaut werden kann.
Die steckbare Kupplung kann auch an andere Arten von Ausgleichselementen angebaut werden, etwa an Federstegelemente, Membranen, Federscheiben oder ähnliche Wellenversatz ausgleichende Ausgleichselemente.
Die steckbare Kupplung gemäß der Ansprüche 1 bis 8 kann in verschiedenen Baugrößen und Ausführungen hergestellt und damit den Randbedingungen des Anwenders angepasst werden.
Die im Steckring (4) befestigten Zylinderstifte (5) können alternativ auch in der Stecknabe (1) befestigt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1740840 B1 [0003]
- JP 2000087993 [0003]

Claims

Steckbare Kupplung zur verdrehsteifen Übertragung rotatorischer Leistung in Verbindung mit verdrehsteifen Ausgleichssystemen wie beispielsweise Metallbälgen, Federscheiben, Federstegen, Membranen oder ähnlichen Ausgleichselementen, welche den Versatz zweier nicht fluchtender Wellen ausgleichen können, und mit der neu erfundenen steckbaren Kupplung eine verdrehsteife, steckbare Präzisions-Ausgleichskupplung entstehen lassen, die sich dadurch kennzeichnet, dass diese den Kraftfluss von den Berührflächen (3) der Stecknabe (1) über die Mantelflächen der Zylinderstifte (5), welche im Steckring (4) reib- und formschlüssig fixiert sind, auf den selbigen überträgt, während die zylindrischen Zentrierflächen (2) und (6) eine einfache Montage und Demontage der Steckverbindung ermöglichen, so dass die Verbindung mit einer geringen Montagekraft gefügt und getrennt werden kann, wobei die Zylinderstifte als Mitnahmekörper in der Stecknabe oder im Steckring fixiert sind, und gleich oder unterschiedlich weit in der Stecknabe oder im Steckring als formschlüssige Drehmoment-Mitnehmer angebracht sind und dass empfindliche Ausgleichselemente wie beispielsweise Metallbälge (7), an deren Ende gewöhnliche Anbaunaben (8) angebracht sind, beim Fügen oder Trennen der Kupplung frei von zerstörenden Kräften bleiben, wobei eine asymmetrische Anordnung der Verbindungselemente eine reproduzierbare, winkelsynchrone Verbindung gewährleisten, und durch eine paarweise Abbohrfertigung der Stecknabe und des Steckrings eine sehr präzise und hochgenau steckbare Kupplung erreicht wird (vgl. 1, 2, 3).
Steckverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderstifte (5) entlang den zylindrischen Führungsflächen (2) und (6), angeordnet sind, wobei die Zylinderstifte auf differierenden oder gleichen Radien bezüglich des Kupplungsmittelpunktes angebracht sein können, so dass die Zylinderstifte, welche sich in den Bohrungen des Steckrings befinden mindestens 5% und höchstens 95% vom Werkstoff des Steckrings umschlossen sind und diese reibschlüssig im Steckring (4) oder in der Stecknabe (1) fixiert sind (vgl. 1, 2, 3).
Steckverbindung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wie in 1 dargestellten, im Steckring (4) befestigten Zylinderstifte (5), alternativ auch an der Stecknabe (1) fixiert sein können oder auch teilweise auf den Steckring (4) und teilweise auf der Stecknabe (1).
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfluss von den Mantelflächen der Zylinderstifte (5) übertragen wird, wobei diese frei von Scheerspannungen quer zu ihrer Längsachse und frei von Biegespannungen bleiben.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Kraftübertragung eingesetzten Zylinderstifte asymmetrisch angeordnet sind, und somit eine winkelsynchrone Steckverbindung ermöglichen (vgl. 1).
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der zur Kraftübertragung eingesetzten Zylinderstifte mindestens drei, und höchstens elf ist, wobei hauptsächlich etwa 5 Zylinderstifte eingesetzt werden.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung durch die kurzen, zylindrischen Führungsflächen mit einer geringen Montagekraft gefügt und getrennt werden kann, so dass keine zerstörenden Kräfte auf angebaute Ausgleichselemente wirken.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die präzise und verdrehsteife Art der Steckverbindung durch eine paarweise Abbohrfertigung der Stecknaben (1) und der Steckringe (4) gewährleistet wird.