DE102013000850A1

DE102013000850A1 - Kupplungsanordnung zur kraftschlüssigen Verbindung einer Welle mit der Kupplungsanordnung

Info

Publication number: DE102013000850A1
Application number: DE201310000850
Authority: DE
Inventors: Steffen Ludvik
Original assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Current assignee: SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2013-01-21
Publication date: 2014-07-24
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: DE102013000850B4

Abstract

Kupplungsanordnung zur kraftschlüssigen Verbindung einer Welle mit der Kupplungsanordnung, wobei die Kupplungsanordnung einen Kupplungsträger und einen zum Kupplungsträger drehbar gelagerten Ring aufweist, insbesondere wobei die Drehachse der Wellenachse gleicht, wobei Spannbacken am Kupplungsträger drehbar gelagert sind, wobei mit dem Ring Mitnehmerbolzen verbunden sind, wobei die Spannbacken jeweils eine Ausnehmung aufweisen, in die jeweils ein Mitnehmerbolzen eingreift, wobei der Berührbereich zwischen Spannbacken und Welle auf kleinerem Radialabstand zur Wellenachse angeordnet ist als die Mitnehmerbolzen und/oder als die Lagerung der Spannbacken angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung zur kraftschlüssigen Verbindung einer Welle mit der Kupplungsanordnung.
Es ist allgemein bekannt, dass zwei Wellen mittels einer Kupplungsanordnung verbindbar sind, wobei jede welle mit der Kupplungsanordnung verbunden wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung zur kraftschlüssigen Verbindung einer Welle mit der Kupplungsanordnung weiterzubilden, wobei verschiedene Wellendurchmesser aufnehmbar sein sollen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Kupplungsanordnung zur kraftschlüssigen Verbindung einer Welle mit der Kupplungsanordnung nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Kupplungsanordnung zur kraftschlüssigen Verbindung einer Welle mit der Kupplungsanordnung sind, dass die Kupplungsanordnung einen Kupplungsträger und einen zum Kupplungsträger drehbar gelagerten Ring aufweist, insbesondere wobei die Drehachse der Wellenachse gleicht,
wobei Spannbacken am Kupplungsträger drehbar gelagert sind,
wobei mit dem Ring Mitnehmerbolzen verbunden sind,
wobei die Spannbacken jeweils eine Ausnehmung aufweisen, in die jeweils ein Mitnehmerbolzen eingreift,
wobei der Berührbereich zwischen Spannbacken und Welle auf kleinerem Radialabstand zur Wellenachse angeordnet ist als die Mitnehmerbolzen und/oder als die Lagerung der Spannbacken angeordnet ist.
Von Vorteil ist dabei, dass verschiedene Wellendurchmesser aufnehmbar sind. Denn die Spannbacken sind drehbar gelagert und passen sich somit dem Außendurchmesser der Welle an.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Lagerbolzen zur Lagerung der Spannbacken vorgesehen, wobei die Lagerbolzen mit dem Kupplungsträger verbunden sind, insbesondere eingepresst verbunden sind,
wobei die Mitnehmerbolzen auf größerem Radialabstand zur Wellenachse angeordnet sind die Lagerbolzen. Von Vorteil ist dabei, dass ein drehbar gelagerter Hebel mittels der jeweiligen Spannbacke geschaffen ist. Auf diese Weise sind hohe Anpresskräfte bewirkbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Spannbacken am Kupplungsträger drehbar gelagert,
indem der jeweilige Spannbacken aufgesteckt ist auf einen jeweiligen Lagerbolzen, der verbunden ist mit dem Kupplungsträger,
insbesondere wobei der Lagerbolzen jeweils pressverbunden, insbesondere eingepresst ist in eine entsprechende Ausnehmung des Kupplungsträgers. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mitnehmerbolzen und/oder Lagerbolzen axial ausgerichtet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfach herstellbare Vorrichtung vorgesehen ist. Denn die Montagerichtung der Bolzen ist nun gleichartig.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der jeweilige Mitnehmerbolzen jeweils. pressverbunden, insbesondere eingepresst in eine entsprechende Ausnehmung des Rings. Von Vorteil ist dabei, dass eine tragfähige Verbindung einfach herstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die jeweilige Ausnehmung, in welche jeweils ein Mitnehmerbolzen eingreift, als Langloch ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass der Hebelarm sich während der Drehbewegung verändern darf.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Berührfläche zwischen Welle und Spannbacke einen nichtverschwindenden Winkel zur Ebene auf, welche die Achse des in die Spannbacke eingreifenden Mitnehmerbolzens und die Achse des Lagerbolzens enthält
oder dass die Berührfläche gewölbt ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass ein sehr großer Bereich von Wellendurchmessern aufnehmbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der jeweilige Spannbacken axial durch einen Sicherungsring gesichert, der zumindest in axialer Richtung formschlüssig mit dem Lagerbolzen des Spannbackens verbunden ist,
insbesondere wobei der Spannbacken axial begrenzt ist mittels des Rings. Von Vorteil ist dabei, dass der Spannbacken axial gesichert ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Verdrehung des Rings relativ zum Kupplungsträger mittels einer Schraube bewirkbar, wobei ein Bolzen in einer Ausnehmung des Kupplungsträgers aufgenommen ist, wobei der Bolzen eine Querbohrung aufweist, die als Gewindebohrung ausgeführt ist, in welche die Schraube eingeschraubt ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Schraube die Verdrehung präzise steuerbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein weiterer Bolzen in einer Ausnehmung des Rings aufgenommen und drehbar gelagert, wobei der weitere Bolzen eine Querbohrung aufweist, durch welche die Schraube hindurchgeführt ist,
insbesondere wobei der Kopf der Schraube aufliegt auf dem weiteren Bolzen,
wobei der Innendurchmesser der Querbohrung im weiteren Bolzen größer ist als der Außendurchmesser des Gewindebereichs der Schraube und kleiner ist als der Außendurchmesser des Kopfes der Schraube. Von Vorteil ist dabei, dass der weitere Bolzen einerseits ein Auflager und andererseits ein Drehlager aufweist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ring eine radial durchgehende Ausnehmung auf, durch welche der weitere Bolzen hindurchragt und durch welche die Schraube hindurchragt. Von Vorteil ist dabei, dass eine Schraube durchführbar ist und den Ring gegenüber dem Kupplungsträger verdrehbar macht. Dabei bildet der Kopf der Schraube eine Begrenzung in Umfangsrichtung für die relative Verdrehung des Rings gegenüber dem Kupplungsträger.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird noch zusätzlich ein Federelement zwischen dem Kopf der Schraube und dem Ring vorgesehen, so dass der Ring beim Einschrauben der Schraube in den Bolzen in Umfangsrichtung und beim Herausschrauben der Schraube entgegen der Umfangsrichtung verdreht wird gegenüber dem Kupplungsträger.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Kupplungsträger im vom Ring überdeckten axialen Bereich an seiner Außenfläche eine Vertiefung auf, durch welche der Bolzen (20) hindurchfährt,
insbesondere wobei die Schraube in die Vertiefung hineinragt,
insbesondere wobei die Vertiefung radial gerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Kupplungsträger drehfest verbunden, insbesondere schraubverbunden ist, mit einer weiteren Welle. Von Vorteil ist dabei, dass der Kupplungsträger mit der weiteren Welle fest verbunden ist. Alternativ ist als Kupplungsträger auch die weitere Welle verwendbar.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 ist eine Schrägansicht der Kupplungsanordnung gezeigt.
In der 2 ist eine Explosionsansicht der Kupplungsanordnung gezeigt.
Mittels der Kupplungsanordnung ist eine Welle 9 mit einer in den Figuren nicht dargestellten Welle verbindbar, welche drehfest mit einem Kupplungsträger 1 verbunden ist, insbesondere schraubverbunden. Dabei dürfen die verwendbaren Wellen 9 Wellendurchmesser aus einem weiten Bereich von Wellendurchmessern aufweisen.
Hierzu ist der Kupplungsträger aus einem Wellenteil gefertigt, also aus einem Rotationskörper. Dabei weist der Kupplungsträger 1 einen ersten axialen Bereich auf, in welchem der Außendurchmesser geringer ist als in einem zweiten axialen Beriech. Der zweite axiale Bereich ist als Flanschabschnitt bezeichenbar. An diesem der weiteren Welle zugewandten Flanschabschnitt weist der Kupplungsträger 1 Gewindebohrungen auf, so dass die weitere Welle, insbesondere beispielsweise mit einem an ihr vorgesehenen oder verbundenen Wellenflansch, schraubverbindbar ist.
Zur anderen axialen Seite hin gerichtet, bildet der erste axiale Bereich des Kupplungsträgers 1 einen Wellenstumpf, auf welchen der Ring 2 aufgeschoben ist.
Der mittels des Übergangs vom ersten zum zweiten axialen Bereich gebildete Absatz begrenzt den aufgeschobenen Ring 2 axial.
Somit ist der Ring 2 in axialer Richtung durch eine Durchmesserstufe des Kupplungsträgers 1 begrenzt.
Außerdem weist der Ring 2 eine radial durch den Ring 2 durchgehende Ausnehmung auf, durch die auch eine axial durch den Ring 2 durchgehende Ausnehmung 22, insbesondere Bohrung, hindurchgeht. Dabei ist ein Bolzen 21 in der axial durchgehenden Ausnehmung 22 aufgenommen und gelagert. Dieser Bolzen 21 ist somit drehbar gelagert im Ring 2, wobei die Drehachse parallel zur Wellenachsrichtung der Welle 9 ist.
Der Bolzen 21 dient nicht nur zur Bildung eines Drehgelenks für eine Schraube 7, welche durch eine Querbohrung des Bolzens 21 geführt ist sondern auch als Auflager für den Kopf der Schraube 7. Der Kopf der Schraube weist einen größeren Außendurchmesser auf als der Gewindebereich der Schraube. Somit begrenzt der Kopf die Schraube 7 bei der Einführung in die Querbohrung des Bolzens 21.
Im Kupplungsträger 1, insbesondere im ersten axialen Bereich des Kupplungsträgers 1, ist eine radiale Vertiefung vorgesehen, die sich nur über einen, vorzugsweise axial mittig angeordneten Teilbereich des ersten axialen Bereichs erstreckt. Dieser Vertiefungsbereich ist nach radial außen hin geöffnet und ermöglicht also ein Einführen der Schraube 7 in ungefähr tangentialer Richtung, also in Umfangsrichtung im Bereich der Vertiefung.
Im Kupplungsträger 1, insbesondere im ersten axialen Bereich des Kupplungsträgers 1, ist eine axial gerichtete Ausnehmung, insbesondere Bohrung, angeordnet, in welcher ein Bolzen 20 aufgenommen ist, der durch den Vertiefungsbereich hindurchragt und eine Querbohrung aufweist, die als Gewindebohrung ausgeführt ist.
Somit ist die Schraube durch den Bolzen 21 hindurchführbar, da dessen Querbohrung einen Innendurchmesser aufweist, der größer ist als der Gewindeberiech der Schraube 7 und kleiner ist als der Außendurchmesser des Kopfes der Schraube 7, und in die Querbohrung des Bolzens 20 einschraubbar mit ihrem entsprechenden Gewindeabschnitt.
Ab einer gewissen Einschraubtiefe liegt der Kopf der Schraube 7 auf dem als Auflager wirksamen, drehbar gelagerten Bolzen 21 auf und drückt den Ring 2 bei weiterem Einschrauben der Schraube 7 in Umfangsrichtung. Dabei ändert sich die Richtung der Schraubenachse um einen kleinen Winkelbetrag, wodurch eine entsprechend kleine ausgleichende Drehbewegung des Bolzens 21 um seine Drehachse bewirkt wird.
Der Ring 2 weist auch weitere axial durchgehende Ausnehmungen, insbesondere Bohrungen, auf zur Aufnahme von Mitnehmerbolzen 5.
Der jeweilige Mitnehmerbolzen 5 ist in der jeweiligen Ausnehmung pressverbunden mit dem Ring 2. Die Mitnehmerbolzen 5 sind in axialer Richtung ausgerichtet.
Der jeweilige Mitnehmerbolzen 5 greift in eine jeweilige Ausnehmung, insbesondere Langloch 6, einer jeweiligen Spannbacke 3 ein, die jeweils mit einer weiteren Ausnehmung auf einen Lagerbolzen 4 aufgesteckt und somit drehgelagert ist.
Der Mitnehmerbolzen 5 einer jeweiligen Spannbacke 3 ist radial beabstandet von dem zugehörigen Lagerbolzen 4. Beide Bolzen (4, 5) sind parallel ausgerichtet.
Der jeweilige Lagerbolzen 4 ist in eine jeweilige Ausnehmung des Kupplungsträgers 1 eingepresst. Dabei weist jeder Lagerbolzen 4 einen kleineren Radialabstand zur Wellenachse, also Achse der Welle 9, auf als der Ring 2, wobei die Lagerbolzen 4 zumindest teilweise auch denjenigen axialen Bereich überdecken, welcher vom Ring 2 überdeckt wird.
Die auf die Lagerbolzen 4 aufgesteckten Spannbacken 3 sind jeweils mittels eines Sicherungsrings in axialer Richtung begrenzt. Entgegen der axialen Richtung sind die Spannbacken 3 durch den Ring 2 begrenzt.
Die Mitnehmerbolzen 5 sind auf größerem Radialabstand angeordnet als die Lagerbolzen 4. Somit werden bei Drehen des Rings 2 die Spannbacken um die weiter radial innen angeordneten Lagerbolzen 4 gedreht, so dass die Spannbacken 3 gegen die Welle 9 gedrückt werden und diese somit klemmverbunden ist mit der Kupplungsanordnung.
Die Anlagefläche, also Mitnehmerfläche 8 weist zur Verbindungsebene, welche die Achse der Lagerbolzen 4 und die Achse der Mitnehmerbolzen 5 enthält, einen nicht verschwindenden Winkel auf. Somit ist ein großer Bereich von Wellendurchmessern der Welle 9 zulässig.
Der Berührbereich zwischen Spannbacke 3 und Welle 9 ist auf einem kleineren Radialabstand angeordnet als die Lagerbolzen 4.
Die Mitnehmerbolzen 5 ragen in die Langlöcher 6 ein, so dass bei der Drehbewegung die Mitnehmerbolzen 5 im Langloch verschoben werden.
Die Spannbacken 3 sowie der Kupplungsträger 1, der Ring 2 und die Bolzen (4, 5, 20, 21) sind vorzugsweise aus Stahl gefertigt.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die axiale Begrenzung des Rings 2 nicht durch eine Durchmesserstufe sondern durch ein anderes Mittel, wie beispielsweise Sicherungsring, welcher mit dem Kupplungsträger zumindest in axialer Richtung formschlüssig verbunden ist, beispielsweise in eine umlaufende Nut eingelegt ist.
Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist die Mitnehme Fläche gewölbt ausgeführt, so dass sogar ein noch weiterer Bereich von Wellendurchmessern einsetzbar. Insbesondere bei einer konvexen Kontur ist ein großer Bereich von Wellendurchmessern einsetzbar.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungsträger
2: Ring
3: Spannbacken
4: Lagerbolzen
5: Mitnehmerbolzen
6: Langloch
7: Schraube mit Schraubenkopf
8: Mitnehmerfläche
9: Welle
20: Bolzen mit Gewindebohrung
21: Auflagerteil, insbesondere als Gelenkteil
22: Bohrung

Claims

Kupplungsanordnung zur kraftschlüssigen Verbindung einer Welle mit der Kupplungsanordnung, wobei die Kupplungsanordnung einen Kupplungsträger und einen zum Kupplungsträger drehbar gelagerten Ring aufweist, insbesondere wobei die Drehachse der Wellenachse gleicht, dadurch gekennzeichnet, dass Spannbacken am Kupplungsträger drehbar gelagert sind, wobei mit dem Ring Mitnehmerbolzen verbunden sind, wobei die Spannbacken jeweils eine Ausnehmung aufweisen, in die jeweils ein Mitnehmerbolzen eingreift, wobei der Berührbereich zwischen Spannbacken und Welle auf kleinerem Radialabstand zur Wellenachse angeordnet ist als die Mitnehmerbolzen und/oder als die Lagerung der Spannbacken angeordnet ist.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lagerbolzen zur Lagerung der Spannbacken vorgesehen sind, wobei die Lagerbolzen mit dem Kupplungsträger verbunden sind, insbesondere eingepresst verbunden sind, wobei die Mitnehmerbolzen auf größerem Radialabstand zur Wellenachse angeordnet sind die Lagerbolzen
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spannbacken am Kupplungsträger drehbar gelagert sind, indem der jeweilige Spannbacken aufgesteckt ist auf einen jeweiligen Lagerbolzen, der verbunden ist mit dem Kupplungsträger, insbesondere wobei der Lagerbolzen jeweils pressverbunden, insbesondere eingepresst ist in eine entsprechende Ausnehmung des Kupplungsträgers.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmerbolzen und/oder Lagerbolzen axial ausgerichtet sind.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Mitnehmerbolzen jeweils pressverbunden, insbesondere eingepresst ist in eine entsprechende Ausnehmung des Rings.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Ausnehmung, in welche jeweils ein Mitnehmerbolzen eingreift, als Langloch ausgeführt ist.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührfläche zwischen Welle und Spannbacke einen nichtverschwindenden Winkel zur Ebene aufweist, welche die Achse des in die Spannbacke eingreifenden Mitnehmerbolzens und die Achse des Lagerbolzens enthält oder dass die Berührfläche gewölbt ausgeführt ist.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Spannbacken axial durch einen Sicherungsring gesichert ist, der zumindest in axialer Richtung formschlüssig mit dem Lagerbolzen des Spannbackens verbunden ist, insbesondere wobei der Spannbacken axial begrenzt ist mittels des Rings.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung des Rings relativ zum Kupplungsträger mittels einer Schraube bewirkbar ist, wobei ein Bolzen (20) in einer Ausnehmung des Kupplungsträgers aufgenommen ist, wobei der Bolzen (20) eine Querbohrung aufweist, die als Gewindebohrung ausgeführt ist, in welche die Schraube eingeschraubt ist.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Bolzen (21) in einer Ausnehmung des Rings aufgenommen und drehbar gelagert ist, wobei der weitere Bolzen (21) eine Querbohrung aufweist, durch welche die Schraube hindurchgeführt ist, insbesondere wobei der Kopf der Schraube aufliegt auf dem weiteren Bolzen (21), wobei der Innendurchmesser der Querbohrung im weiteren Bolzen (21) größer ist als der Außendurchmesser des Gewindebereichs der Schraube und kleiner ist als der Außendurchmesser des Kopfes der Schraube.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring eine radial durchgehende Ausnehmung aufweist, durch welche der weitere Bolzen (21) durchragt und durch welche die Schraube hindurchragt.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsträger im vom Ring überdeckten axialen Bereich an seiner Außenfläche eine Vertiefung aufweist, durch welche der Bolzen (20) hindurchfährt, insbesondere wobei die Schraube in die Vertiefung hineinragt, insbesondere wobei die Vertiefung radial gerichtet ist.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement zwischen dem Kopf der Schraube und dem Kupplungsträger angeordnet wird.
Kupplungsanordnung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsträger drehfest verbunden ist, insbesondere schraubverbunden ist, mit einer weiteren Welle.