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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zur Verbindung eines Lasthebemittels mit einer Last nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Lasthebemittel, die eine Handhabung von schweren Lasten, wie beispielsweise Motoren oder Getriebe, ermöglichen, sind häufig als mit einem Gewindefortsatz versehene Ringösen ausgebildet, die mittels des Gewindefortsatzes in eine entsprechend ausgebildete Bohrung eines Motoren- oder Getriebegehäuses eingedreht werden können, sodass anschließend ein Seil oder eine Kette mit der Ringöse verbunden und die Last mittels eines Krans angehoben und manipuliert werden kann.
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Insbesondere bei häufig zu wiederholenden Lasthebevorgängen, wie sie beispielsweise in der Serienfertigung von Motoren oder Getrieben vorkommen, erweist sich das Eindrehen und nachfolgende Ausdrehen der Lasthebemittel in die dafür an dem Gehäuse vorgesehenen Gewindebohrungen als sehr zeitaufwändig.
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Aus der
EP 3 192 765 A1 ist ein Lastgreifer bekannt, der einen in einem Kupplungskörper aufgenommenen Einsatz mit zwei Spreizsegmenten aufweist aufweist, die an radial außenliegenden Mantelflächen von Spreizkeilen Teilringflächen aufweisen, die bei einem Eingriff des Einsatzes in eine Aufnahmebohrung einer Last zur Übertragung einer Zugkraft an der Mantelfläche der Aufnahmebohrung anliegen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Anbringen bzw. Entfernen von Lasthebemitteln zu vereinfachen und somit eine Einsparung von Arbeitszeit bei der Handhabung von Lasten, wie beispielsweise in einer Serienproduktion hergestellten Motoren oder Getrieben, zu ermöglichen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kupplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
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Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung weist einen Kupplungskörper zur Verbindung mit dem Lasthebemittel und einen in dem Kupplungskörper aufgenommenen Gewindeeinsatz zur Verbindung mit der zu hebenden Last auf, wobei der Gewindeeinsatz ein im Gewindeeinsatz aufgenommenes Spreizmittel aufweist, wobei der Gewindeeinsatz zumindest zwei Spreizsegmente mit einem Kopfteil und einem Gewindeteil aufweist, wobei die Spreizsegmente mit ihren Innenseiten einen Aufnahmekanal zur Aufnahme des Spreizmittels begrenzen, wobei die Kopfteile der Spreizsegmente zusammen einen Kopfbund des Gewindeeinsatzes ausbilden, mit dem der Gewindeeinsatz in einer einen Stützabsatz aufweisenden Kopfbundaufnahme des Kupplungskörpers derart gehalten wird, dass die Gewindeteile aus einer Anschlagfläche des Kupplungskörpers herausgeführt sind, wobei das Spreizmittel eine am Kupplungskörper angeordneten Betätigungseinrichtung aufweist und in Längsrichtung des Gewindeeinsatzes verschiebbar im Aufnahmekanal angeordnet ist.
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Die erfindungsgemäße Kupplungsvorrichtung ermöglicht eine Verbindung des Kupplungskörpers mit der zu hebenden Last durch axiales Einführen der Gewindeteile des Gewindeeinsatzes in eine an der zu hebenden Last ausgebildete Aufnahmebohrung, wobei erst nach Aufspreizen der Spreizsegmente mittels eines in den Aufnahmekanal des Gewindeeinsatzes axial eingeschobenen Spreizmittels ein Kraftschluss und Formschluss zwischen dem Gewindeeinsatz und der zu hebenden Last hergestellt wird. Der Kupplungskörper kann dabei mit einem konventionellen Lasthebemittel versehen sein, also einer mit einem Gewindefortsatz versehenen Ringöse, die in den Kupplungskörper eingeschraubt ist, oder auch einstückig mit einem Lasthebemittel ausgebildet sein, sodass der Kupplungskörper selbst das Lasthebemittel ausbilden kann, etwa dadurch, dass der Kupplungskörper in einem Teilbereich als Ringöse ausgebildet ist.
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Wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Innenseiten der Spreizsegmente einen konischen Aufnahmekanal ausbilden, und das Spreizmittel zumindest abschnittsweise keilförmig oder konisch zur Anlage gegen die Innenseiten der Spreizsegmente ausgebildet ist, können besonders große Kräfte über die Kupplungsvorrichtung übertragen werden.
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Wenn die Kopfteile der Spreizsegmente zur Ausbildung des Kopfbundes jeweils einen Keilabsatz mit konvexer Oberfläche aufweisen, und der Stützabsatz zur Aufnahme des Kopfbundes in der Kopfbundaufnahme des Kupplungskörpers konisch ausgebildet ist, wird der Kopfbund nicht nur formschlüssig sondern darüber hinaus bei Einwirkung einer Traglast auch kraftschlüssig in der Kopfbundaufnahme gehalten.
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Vorzugsweise ist der Kupplungskörper mehrteilig ausgebildet mit einer Innenhülse zur Aufnahme des Gewindeeinsatzes und einer Außenhülse zur Verbindung mit dem Lasthebemittel.
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Vorzugsweise ist der Kupplungskörper als Kupplungsgehäuse ausgebildet ist, und die Betätigungseinrichtung ist außerhalb des Kupplungsgehäuses angeordnet.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn das Spreizmittel über eine Mitnehmereinrichtung mit seinem innerhalb des Kupplungsgehäuses angeordneten Betätigungsende mit der außerhalb des Kupplungsgehäuses angeordneten Betätigungseinrichtung verbunden ist, sodass ein einfache und sichere Bedienung der Kupplungsvorrichtung ermöglicht wird.
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Wenn die Außenhülse einen radial inneren, einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Betätigungsendes des Spreizmittels begrenzenden Anschlagbund aufweist, der zur Ausbildung der Kopfbundaufnahme gegenüberliegend dem Stützabsatz der Kopfbundaufnahme angeordnet ist, dient die Außenhülse in Kombination mit der Innenhülse einerseits zur Ausbildung der Kopfbundaufnahme; andererseits ist durch Trennung von Außenhülse und Innenhülse eine bei Bedarf einfache Demontage der Kupplungsvorrichtung möglich; beispielsweise um den Gewindeeinsatz leicht austauschen zu können. Dies erweist sich insbesondere dann als Vorteil, wenn ein Gewindeeinsatz gegen einen anderen Gewindeeinsatz mit einem abweichenden Gewindedurchmesser ausgetauscht werden soll.
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Eine einfache Montage oder Demontage der Kupplungsvorrichtung ist insbesondere dann möglich, wenn die Innenhülse und die Außenhülse über eine Gewindeverbindung miteinander verbunden sind.
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Eine besonders einfache Montage der Kupplungseinrichtung wird möglich, wenn die Spreizsegmente mittels einer Verbindungseinrichtung derart zusammengehalten werden, dass sie in ihrer Relativanordnung zur Ausbildung des Gewindeeinsatzes definiert sind.
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Weiterhin erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn zur Ausbildung der Verbindungseinrichtung eine ringförmige Halteeinrichtung vorgesehen ist, die in einer durch Nutsegmente in den Spreizsegmenten gebildete Umfangsnut des Gewindeeinsatzes angeordnet ist.
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Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn die Halteeinrichtung als ein vorzugsweise als O-Ring ausgebildetes elastisches Spannmittel ausgebildet ist, das neben einem formschlüssigen einen kraftschlüssigen Sitz zwischen den Spreizsegmenten und dem Kupplungskörper ermöglicht.
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Vorzugsweise ist die Umfangsnut in einem zwischen den Keilabsätzen der Kopfteile und den Gewindeteilen der Spreizsegmente angeordneten Zwischenbund ausgebildet, der in einem zwischen dem Stützabsatz und der Anschlagfläche angeordneten zylindrischen Bohrungsabschnitt des Kupplungskörpers aufgenommen ist.
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Wenn der Gewindeeinsatz in einem Übergangsbereich zwischen den Gewindeteilen und den Kopfteilen eine in einer Umfangsnut aufgenommene, in axialer Richtung elastische Anschlageinrichtung aufweist, derart, dass die Anschlageinrichtung sich unmittelbar angrenzend an die Anschlagfläche außerhalb des Kupplungskörpers befindet, ermöglicht diese Anschlageinrichtung bei einem Einführen der Gewindeteile des Gewindeeinsatzes in eine an der Last ausgebildete Aufnahmebohrung bei Annäherung der Anschlagfläche an den Bohrungsrand der Aufnahmebohrung den Ausgleich eines axialen Spiels, das notwendig ist, um sicherzustellen, dass bei einem Einführen des Gewindeeinsatzes in die Aufnahmebohrung und Anlage des Bohrungsrands gegen die Anschlageinrichtung eine Relativanordnung zwischen dem Gewindegang des Gewindeeinsatzes und dem Gewindegang des Gewindes der Aufnahmebohrung die Gewindegänge wie bei einer Schraubverbindung tatsächlich ineinandergreifen.
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Um ein Einführen des Gewindeeinsatzes in die Aufnahmebohrung zu erleichtern, kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, den Gewindeeinsatz bzw. die Gewindeteile des Gewindeeinsatzes so auszubilden, dass sich nach dem Aufspreizen des Gewindeeinsatzes ein zum freien Ende des Gewindeeinsatzes hin konisch zulaufendes Gewinde ergibt.
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Zur Ausbildung der Betätigungseinrichtung kann eine auf dem Kupplungskörper axial verschiebbare Betätigungshülse vorgesehen sein, die durch eine sich axial erstreckende Ausnehmung im Kupplungskörper mit dem Betätigungsende des Spreizmittels verbunden ist, sodass gleichzeitig mit der Handhabung der Kupplungsvorrichtung allein durch Fortsetzung der Bewegung zum Einführen des Gewindeeinsatzes in die Aufnahmebohrung der Last nach Anlage der Anschlagfläche des Kupplungskörpers am Bohrungsrand der Aufnahmebohrung in Folge der fortgeführten axialen Zustellbewegung der Betätigungshülse die gewünschte Verriegelung des Gewindeeinsatzes bzw. der Gewindeteile des Gewindeeinsatzes in der Aufnahmebohrung erfolgt.
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Vorzugsweise ist der Gewindeeinsatz am Kopfbund mit einer radial innen angeordneten Spreizeinrichtung versehen, derart, dass am Kopfbund eine Einführöffnung zur Einführung des Spreizmittels definiert ist, sodass sichergestellt ist, dass beim Einführen des Spreizmittels in den entsprechend konisch ausgebildeten Aufnahmekanal des Gewindeeinsatzes keine unnötigen Widerstände auftreten.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Spreizeinrichtung als Federring ausgebildet ist.
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Weiterhin ist es im Interesse einer möglichst kompakten Ausgestaltung der Kupplungsvorrichtung vorteilhaft, wenn das Spreizmittel als Spreizdorn ausgebildet ist.
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Wenn darüber hinaus der Spreizdorn an seinem Umfang mit einer Rasteinrichtung zur verrastenden Anordnung mit der Spreizeinrichtung versehen ist, wobei die Rasteinrichtung vorzugsweise aus einer Umfangsnut gebildet ist, erfolgt bei Erreichung des gewünschten Nenn-Gewindedurchmessers des Gewindeeinsatzes eine formschlüssige Verriegelung zwischen dem Spreizdorn und dem Gewindeeinsatz, die einerseits sicherstellt, dass ein gewünschter Nenndurchmesser des Gewindes des Gewindeeinsatzes erreicht wird und zudem eine zusätzliche Sicherung der Relativanordnung des Spreizdorns im Aufnahmekanal des Gewindeeinsatzes ermöglicht.
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Nachfolgend wird anhand der Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Kupplungsvorrichtung vor Einführung und Verriegelung in eine Aufnahmebohrung einer Last;
- 2 die in 1 dargestellte Kupplungsvorrichtung nach erfolgter Einführung und Verriegelung in der Aufnahmebohrung.
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Eine in 1 dargestellte Kupplungsvorrichtung 10 weist als Hauptbestandteile einen hier als Kupplungsgehäuse ausgebildeten Kupplungskörper 11, einen Gewindeeinsatz 12 und ein hier als Spreizdorn ausgebildetes Spreizmittel 13 auf. Der Kupplungskörper 11 ist im vorliegenden Fall zweiteilig ausgeführt, mit einer Außenhülse 14 und einer über eine Gewindeverbindung 15 mit der Außenhülse 14 verschraubten Innenhülse 16.
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Die Innenhülse 16 und die Außenhülse 14 bilden zusammen eine Kopfbundaufnahme 17 aus, mit einem in der Innenhülse 16 ausgebildeten konischen Stützabsatz 18 und einem gegenüberliegend dem Stützabsatz 18 angeordneten Anschlagbund 19 der Außenhülse 14, der gleichzeitig einen unteren Rand eines in der Außenhülse 14 ausgebildeten Aufnahmeraums 20 ausbildet. Zwischen dem Anschlagbund 19, gegen den die Innenhülse 16 mit einem Anschlagrand 46 anliegt, und dem Stützabsatz 18 ist ein Kopfbund 31 des Gewindeeinsatzes 12 in Richtung der Längsachse des Gewindeeinsatzes 12 axial fixiert aufgenommen.
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Wie 1 zeigt, weist der Gewindeeinsatz 12 im vorliegenden Fall vier Spreizsegmente 21 auf, von denen in den 1 und 2 lediglich zwei Spreizsegmente 21 dargestellt sind. Die Spreizsegmente 21 weisen jeweils einen Kopfteil 22 mit einem Keilabsatz 23 auf, wobei die Kopfteile 22 zusammen den Kopfbund 31 des Gewindeeinsatzes 12 ausbilden, der in der Kopfbundaufnahme 17 aufgenommen ist. Anschließend an den Kopfteil 22 weisen die Spreizsegmente 21 ein Übergangsstück 24 auf, wobei die Übergangsstücke 24 zusammen einen Zwischenbund 25 ausbilden und an die Übergangsstücke 24 anschließend jeweils ein Gewindeteil 26 ausgebildet ist, die zusammen ein Gewinde 27 des Gewindeeinsatzes 12 bilden.
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Um einen Zusammenhalt der im vorliegenden Fall vier Spreizsegmente 21, die zusammen den Gewindeeinsatz 12 ausbilden, auch unabhängig von der Anordnung des Gewindeeinsatzes 12 im Kupplungsgehäuse 11, also beispielsweise bei der Montage des Gewindeeinsatzes 12 im Kupplungskörper 11, zu gewährleisten, sind die Spreizsegmente 21 in ihren Übergangsstücken 24 mit Nutsegmenten 28 versehen, die zusammen eine Umfangsnut 29 im Zwischenbund 25 ausbilden, welche zur Aufnahme einer hier als O-Ring ausgebildeten elastischen Verbindungseinrichtung 30 dient.
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Die Spreizsegmente 21 begrenzen mit ihren Innenseiten 32 einen nach unten konisch zulaufenden Aufnahmekanal 33 des Gewindeeinsatzes 12, der zur Aufnahme des konisch nach unten zulaufend ausgebildeten Spreizmittels 13 dient. Im Bereich des Kopfbunds 31 ist der Gewindeeinsatz 12 mit einem Federring 34 versehen, der in auf den Innenseiten 32 ausgebildeten Nutsegmenten 35 aufgenommen ist und den Gewindeeinsatz 12 im Bereich des Kopfbunds 31 zur Definition einer Einführöffnung 36 des Aufnahmekanals 33 aufspreizt. Darüber hinaus wirkt der Federring 34 einem Lockern des zwischen den Spreizsegmenten 21 gebildeten Verbundes entgegen.
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In einem Übergangsbereich zwischen dem Zwischenbund 25 und dem Gewinde 27 des Gewindeeinsatzes 12 sind die Spreizsegmente 21 mit weiteren Nutsegmenten 37 versehen, die zusammen eine Umfangsnut 38 ausbilden, die zur Aufnahme einer elastischen Anschlageinrichtung 39 dient, welche im vorliegenden Fall ebenso wie die Verbindungseinrichtung 30 aus einem O-Ring gebildet ist. Wie an Hand der Darstellung in 1 deutlich wird, bewirkt die radial innere Abstützung der Spreizsegmente 21 gegeneinander im Bereich des Kopfbunds 31 und die Anordnung der hier als O-Ring ausgebildeten elastischen Anschlageinrichtung 39, die von radial außen auf die Spreizsegmente 21 wirkt, eine Verjüngung des aus den Spreizsegmenten 21 gebildeten Gewindes 27, solange das Spreizmittel 13 noch nicht so weit in den Aufnahmekanal 33 eingeführt ist, dass eine radiale Spreizkraft auf die Spreizsegmente 21 im Bereich deren Gewindeteile 26 wirkt.
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In der in 1 dargestellten Einführkonfiguration der Kupplungsvorrichtung 10, in der, wie vorstehend ausgeführt, das Gewinde 27 des Gewindeeinsatzes 12 zum Gewindeende hin konisch verjüngt ist, besteht zwischen dem Spreizmittel 13 und den Spreizsegmenten 21 des Gewindeeinsatzes 12 noch kein Eingriff und eine mit einem Betätigungsende 40 des Spreizmittels 13 im vorliegenden Fall durch eine Koppelstange 41 verbundene, hier als Betätigungshülse und radial außen auf der Außenhülse 14 verschiebbar angeordnete Betätigungseinrichtung 42 ist in ihrer oberen Stellung angeordnet. Zur Betätigung der Kupplungsvorrichtung erfolgt eine axiale Verschiebung des Spreizmitttels 13 in Richtung der Längsachse des Gewindeeinsatzes 12, wobei die Koppelstange 41 durch diametral in der Außenhülse 14 ausgebildete Langlöcher 43 bewegt wird, sodass ausgehend von der in 1 dargestellten Einführkonfiguration das in eine Aufnahmebohrung 47 zum Gewindeende hin konisch verjüngte Gewinde 27 wie in 2 dargestellt durch das in den Aufnahmekanal 33 eindringenden Spreizmittel 13 radial nach außen aufgespreizt wird und in der in 2 dargestellten Verriegelungskonfiguration der Kupplungsvorrichtung 10 den Nenndurchmesser eines im vorliegenden Fall der Gewindebohrung entsprechenden Regelgewindes annimmt.
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Während der Überführung des Gewindes 27 in die in 2 dargestellte Verriegelungskonfiguration ist die Anschlageinrichtung 39 sandwichartig zwischen einer Anschlagfläche 44 der Innenhülse 16 und einem Bohrungsrand 45 aufgenommen, sodass bei Ausübung einer leichten axialen Anpresskraft auf den Kupplungskörper 11 in Richtung des Bohrungsrands 45 ein in jedem Fall ausreichender Versatz zwischen dem Gewindegang der Aufnahmebohrung 47 und dem Gewindegang des Gewindeeinsatzes 12 hergestellt werden kann, um einen sowohl form- als auch kraftschlüssigen Eingriff zwischen den Gewindegängen zu gewährleisten, sodass ein in eine Aufnahmebohrung 48 der Außenhülse 14 eingeschraubtes, hier nicht näher dargestelltes Lasthebemittel zum Anheben der Last L benutzt werden kann.
