DE102012207783B4

DE102012207783B4 - Balgkupplung

Info

Publication number: DE102012207783B4
Application number: DE102012207783.9A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ploetz
Original assignee: ABP-ANTRIEBSTECHNIK GmbH
Current assignee: ABP-ANTRIEBSTECHNIK GmbH
Priority date: 2012-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: DE102012207783A1

Abstract

Balgkupplung (1) mit einer führenden Kupplungshülse (2) und einer geführten Kupplungshülse (3), wobei die Kupplungshülsen (2, 3) jeweils eine Hülsenwellenseite (2W, 3W) und eine Hülsenkupplungsseite (2K, 3K) aufweisen, wobei die Hülsenwellenseiten (2W, 3W) jeweils an einem Ende zweier miteinander zu kuppelnden Wellenenden drehfest angeordnet sind, wobei die Kupplungshülsen (2, 3) an den Hülsenkupplungsseiten (2K, 3K) jeweils eine kreisringförmige Hülsenflanschfläche (2F, 3F) aufweisen, wobei die zueinander zugewandten Hülsenflanschflächen (2F, 3F) zueinander komplementäre Zähne (4Z) einer Stirnverzahnung aufweisen, welche im zusammengeführten Zustand der Kupplungshülsen (2, 3) eine drehfeste und spielfreie Kupplung zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Wellenenden gewährleisten, wobei diese Kupplung wieder lösbar ist, wobei die geführte Kupplungshülse (3) zwischen der Hülsenwellenseite (3W) und der Hülsenkupplungsseite (3K) einen zylindrischen Faltenbalg (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die führende Kupplungshülse (2) an der Hülsenkupplungsseite (2K) ein kegelförmiges Führungselement (6) aufweist, dessen Grundfläche (6G) mittig innerhalb der kreisringförmigen Hülsenflanschfläche (2F) ansetzt und dessen Führungs-Mantelfläche (6M) über die Zähne (4Z) hinaus in Richtung der geführten Kupplungshülse (3) verläuft, so dass im zusammengeführten Zustand der Kupplungshülsen (2, 3) das sich verjüngende Ende (6E) des Führungselements (6) innerhalb der geführten Kupplungshülse (3) liegt, wobei die Führungs-Mantelfläche (6M) des Führungselements (6) und eine zu der kreisringförmigen Hülsenflanschfläche (3F) nach innen abgewinkelte konische Führungs-Innenringfläche (6F) so miteinander korrespondieren, dass die ineinandergreifenden Zähne (4Z) an den Hülsenflanschflächen (2F, 3F) drehformschlüssig zueinander ausgerichtet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Balgkupplung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Balgkupplungen, insbesondere Metallbalgkupplungen, sind seit langem allgemein bekannt. Sie dienen zur drehsteifen Kupplung zweier nicht genau fluchtenden Wellen, zum Ausgleich von axialen, angularen und radialen Verlagerungen der Wellen zueinander. Dazu ist zumeist ein flexibler Metallbalg jeweils an seinen zwei Enden mit einer Kupplungsnabe fest verbunden, beispielsweise durch Schraub-, Schweiß- oder Klebeverbindungen, wobei die erste Kupplungsnabe fest mit einer antreibenden Welle und die zweite Kupplungsnabe fest mit einer abtreibenden Welle verbunden sind.
Diese geläufige Art von Balgkupplungen hat den Nachteil, dass die Kupplungsverbindungen nicht lösbar und/oder steckbar sind.
Die DE 20020455 U1 , von der die Erfindung ausgeht, offenbart eine Balgkupplung, die sowohl einen flexiblen Faltenbalg als auch zwei lösbar miteinander verbundene Kupplungsmuffen bzw. Kupplungshülsen aufweist, nämlich eine führende Kupplungshülse und eine geführten Kupplungshülse. Die Kupplungshülsen weisen jeweils eine Hülsenwellenseite und eine Hülsenkupplungsseite auf. Die Hülsenwellenseiten sind jeweils an einem Ende zweier miteinander zu kuppelnden Wellenenden drehfest angeordnet. Die Kupplungshülsen weisen an den Hülsenkupplungsseiten jeweils eine kreisringförmige Hülsenflanschfläche auf. Die zueinander zugewandten Hülsenflanschflächen verfügen über zueinander komplementäre Drehformschlusselemente, insbesondere Zähne einer Stirnverzahnung, welche im zusammengeführten Zustand der Kupplungshülsen eine drehfeste und spielfreie Kupplung zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Wellenenden gewährleisten. Diese Kupplung ist wieder lösbar. Die geführte Kupplungshülse weist zwischen der Hülsenwellenseite und der Hülsenkupplungsseite einen zylindrischen Faltenbalg auf.
Allerdings erfordert diese Bauart beim Zusammenstecken der Balgkupplung eine zielgenaue Zueinanderführung der Kupplungsmuffen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Balgkupplung bereitzustellen, bei der die oben genannten Nachteile im Stand der Technik vermieden werden.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Balgkupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die führende Kupplungshülse an der Hülsenkupplungsseite ein kegelförmiges Führungselement aufweist, dessen Grundfläche mittig innerhalb der kreisringförmigen Hülsenflanschfläche ansetzt und dessen Führungs-Mantelfläche über die Drehformschlusselemente hinaus in Richtung der geführten Kupplungshülse verläuft, so dass im zusammengeführten Zustand der Kupplungshülsen das sich verjüngende Ende des Führungselements innerhalb der geführten Kupplungshülse liegt, wobei die Führungs-Mantelfläche des Führungselements und eine zu der kreisringförmigen Hülsenflanschfläche nach innen abgewinkelte konische Führungs-Innenringfläche so miteinander korrespondieren, dass die ineinandergreifenden Drehformschlusselemente an den Hülsenflanschflächen drehformschlüssig zueinander ausgerichtet sind.
Eine derart gestaltete Balgkupplung hat die vorteilhafte Funktion, dass beim Zusammenstecken der zwei Kupplungshülsen die führende Kupplungshülse mit dem kegelförmigen Führungselement, welches in Richtung der gegenüberliegenden geführten Kupplungshülse weit über die Stirnverzahnung der führenden Kupplungshülse hinausragt, die geführte Kupplungshülse mit dem Faltenbalg zunächst „einfängt” und dass bei weiterem Zusammenführen der Kupplungshülsen aufgrund der Kegelform des Führungselements die zueinander zugewandten Hülsenflanschflächen mit den zueinander komplementären Zähnen der Stirnverzahnung passgenau zusammengeführt werden, die Balgkupplung also blindsteckbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das kegelförmige Führungselement ein gerader Kegelstumpf. Dadurch ist eine passgenaue Zusammenführung der kreisringförmigen Hülsenflanschfläche am besten gewährleitet. Bei besonderen Einbausituationen wäre es auch denkbar, das Führungselement mit einem schiefen Kegelstumpf auszustatten, beispielsweise um die geführte Kupplungshülse auch bei größeren axialen Verlagerungen der Wellen zueinander „einzufangen”. Bei einer Ausführung des Führungselements als spitzer Kegel würde sich dieser „Einfangradius” auch vergrößern, allerdings bietet sich die Form eines Kegelstumpfes schon allein aus fertigungstechnischen Gründen an bzw. aufgrund der Durchbohrung des Kegelstumpfes.
Die vorteilhafte Weiterbildung, dass das kegelförmige Führungselement mittig eine Durchbohrung aufweist, verursacht eine Gewichtsreduzierung der führenden Kupplungshülse. Denkbar wäre auch, dass so der Weitertransport eines Mediums in hohl ausgeführten Wellen durch die Balgkupplung ermöglicht wird.
Um sicherzustellen, dass die Balgkupplung torsionssteif wirkt und die Drehmomente spielfrei von der antreibenden zur abtreibenden Welle übertragen werden, ist der zylindrische Faltenbalg drehsteif ausgebildet und an seinen Enden drehfest mit der geführten Kupplungshülse befestigt.
Eine drehsteife Ausbildung des Faltenbalgs wird am besten dadurch erreicht, wenn dieser aus Metall gefertigt ist, insbesondere aus einem Metallblech. Der Faltenbalg kann dabei ein- oder mehrwandig ausgestaltet sein. Ein weiterer Vorteil eines metallischen Werkstoffes ist die Temperaturbeständigkeit, so dass der Metallbalg auch bei Hitze seine Torsionssteifigkeit entsprechend der jeweiligen Anforderungen behalten kann.
Zur weiteren Sicherstellung einer torsionssteifen und spielfreien Drehmomentübertragung von der antreibenden zur abtreibenden Welle ist sowohl die führende Kupplungshülse als auch die geführte Kupplungshülse durch Klemmung, insbesondere mittels Schrauben, mit dem jeweiligen Wellenende verbunden. Durch korrespondierende Formschlusselemente, beispielsweise durch Längsnuten am Wellenende, die auf der Wellenaußenseite parallel zur Wellenachse verlaufen und die mit Längsnuten auf der Kupplungshülseninnenseite an der Hülsenwellenseite korrespondieren, kann diese Verbindung zusätzlich verstärkt werden.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Figuren, in denen beispielhaft bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. In den Zeichnungen zeigen:
1 zeigt eine Schnittansicht der blindsteckbaren Balgkupplung im zusammengesteckten Zustand,
2a eine Profilansicht der blindsteckbaren Balgkupplung im zusammengesteckten Zustand,
2b eine Profilansicht der führenden Kupplungshülse separat und
2c eine Profilansicht der geführten Kupplungshülse separat.
In 1 sind die führende Kupplungshülse 2 und die geführte Kupplungshülse 3 der Balgkupplung 1 im zusammengesteckten Zustand dargestellt. Ebenso zeigt die 2a die Kupplungshülsen 2, 3 im zusammengesteckten Zustand. Bei der separaten Darstellung der Kupplungshülsen 2, 3 in den 2b bzw. 2c ist das kegelförmige Führungselement 6 besonders gut zu erkennen. Das Führungselement 6 ist an der führenden Kupplungshülse 2 angeordnet. Der Kegel des Führungselements 6 ist mittig mit einer Durchbohrung 6D versehen. Auf Grund der Durchbohrung des Kegels 6D entsteht ein Kegelstumpf, dessen Deckfläche beispielsweise durch Entgraten der Bohrungsaustrittsöffnung einen Kreisring bildet. Dieser Kreisring stellt das Ende 6E des Führungselements 6 dar. Die Grundfläche 6G des kegelförmigen Führungselements 6 ist in der 1 erkennbar. Die zur Mantelfläche 6M des kegelförmigen Führungselements 6 korrespondierende Führungs-Innenringfläche 6F ist in der 2c erkennbar. Diese Führungs-Mantel- und Führungs-Innenringflächen 6M, 6F stellen sicher, dass beim Zusammenstecken der Kupplungshülsen 2, 3 die Hülsenflanschflächen 2F, 3F an den Hülsenkupplungsseiten 2K, 3K so zusammengeführt werden, dass die Drehformschlusselemente 4 bzw. die Zähne der Stirnverzahnung 4Z passgenau ineinander greifen. Der Faltenbalg 5 ist an seinen zwei Enden drehfest mit der geführten Kupplungshülse 3 verbunden. Zur Drehmomentenübertragung von der antreibenden zur abtreibenden Welle (hier nicht dargestellt) sind die Kupplungshülsen 2, 3 an ihren Hülsenwellenseiten 2W, 3W mittels Klemmung durch jeweils mindestens einer Schraube 7 an den Wellenenden befestigt.
Bezugszeichenliste

1: Balgkupplung
2: Kupplungshülse, führende
2W: Hülsenwellenseite
2K: Hülsenkupplungsseite
2F: Hülsenflanschfläche
3: Kupplungshülse, geführte
3W: Hülsenwellenseite
3K: Hülsenkupplungsseite
3F: Hülsenflanschfläche
4: Drehformschlusselemente
4Z: Zähne einer Stirnverzahnung
5: Faltenbalg
6: kegelförmiges Führungselement
6G: Grundfläche
6M: Führungs-Mantelfläche
6E: Führungselement-Ende
6F: Führungs-Innenringfläche
6D: Durchbohrung
7: Schraube

Claims

Balgkupplung (1) mit einer führenden Kupplungshülse (2) und einer geführten Kupplungshülse (3), wobei die Kupplungshülsen (2, 3) jeweils eine Hülsenwellenseite (2W, 3W) und eine Hülsenkupplungsseite (2K, 3K) aufweisen, wobei die Hülsenwellenseiten (2W, 3W) jeweils an einem Ende zweier miteinander zu kuppelnden Wellenenden drehfest angeordnet sind, wobei die Kupplungshülsen (2, 3) an den Hülsenkupplungsseiten (2K, 3K) jeweils eine kreisringförmige Hülsenflanschfläche (2F, 3F) aufweisen, wobei die zueinander zugewandten Hülsenflanschflächen (2F, 3F) zueinander komplementäre Zähne (4Z) einer Stirnverzahnung aufweisen, welche im zusammengeführten Zustand der Kupplungshülsen (2, 3) eine drehfeste und spielfreie Kupplung zur Drehmomentübertragung zwischen den beiden Wellenenden gewährleisten, wobei diese Kupplung wieder lösbar ist, wobei die geführte Kupplungshülse (3) zwischen der Hülsenwellenseite (3W) und der Hülsenkupplungsseite (3K) einen zylindrischen Faltenbalg (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die führende Kupplungshülse (2) an der Hülsenkupplungsseite (2K) ein kegelförmiges Führungselement (6) aufweist, dessen Grundfläche (6G) mittig innerhalb der kreisringförmigen Hülsenflanschfläche (2F) ansetzt und dessen Führungs-Mantelfläche (6M) über die Zähne (4Z) hinaus in Richtung der geführten Kupplungshülse (3) verläuft, so dass im zusammengeführten Zustand der Kupplungshülsen (2, 3) das sich verjüngende Ende (6E) des Führungselements (6) innerhalb der geführten Kupplungshülse (3) liegt, wobei die Führungs-Mantelfläche (6M) des Führungselements (6) und eine zu der kreisringförmigen Hülsenflanschfläche (3F) nach innen abgewinkelte konische Führungs-Innenringfläche (6F) so miteinander korrespondieren, dass die ineinandergreifenden Zähne (4Z) an den Hülsenflanschflächen (2F, 3F) drehformschlüssig zueinander ausgerichtet sind.
Balgkupplung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kegelförmige Führungselement (6) ein gerader Kegelstumpf ist.
Balgkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kegelförmige Führungselement (6) mittig eine Durchbohrung (6D) aufweist.
Balgkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Faltenbalg (5) drehsteif ausgebildet und an seinen Enden drehfest mit der Kupplungshülse (3) befestigt ist.
Balgkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Faltenbalg (5) ein Metallbalg ist.
Balgkupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (2, 3) an der Hülsenwellenseite (2W, 3W) mit wenigstens einer Schraube (7) durch Klemmung mit dem Wellenende drehfest verbunden ist.