DE19806661C2

DE19806661C2 - Statorkupplung

Info

Publication number: DE19806661C2
Application number: DE1998106661
Authority: DE
Inventors: Hubert Zepf
Original assignee: Hengstler GmbH
Current assignee: Hengstler GmbH
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: DE19806661A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungselement in Form einer Statorkupplung, zwischen einem feststehenden Maschinenteil und einer Winkelmesseinrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist bekannt, dass bei Winkelmesseinrichtungen, deren Welle starr mit der An triebswelle verbunden ist, der Stator der Messeinrichtung mittels einer in axialer und radia ler Richtung nachgiebigen, in Drehrichtung jedoch starren Statorkupplung, mit einem orts festen Bauteil verbunden ist.

Eine Kupplung dieser Art ist zum Beispiel in der DE 195 34 063 A1 beschrie ben. Statorkupplungen dieser Art haben die Aufgabe, dass sie radiale und axiale Schwin gungen ausgleichen, die durch unvermeidbare Toleranzen in den mechanischen Teilen entstehen.

Korbartige Kupplungen nach dem Prinzip der DE 195 34 063 A1 und der DE 196 29 585 A1, haben die Nachteile, dass sie als aufwendiges Stanz-Biegeteil herge stellt werden müssen, einen großen Platzbedarf haben und schwierig zu montieren sind, weil sich die Befestigungselemente in axialer und radialer Richtung befinden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplung für Winkelmesseinrichtungen zu schaf fen, die einfach und preiswert herzustellen ist, eine lange Lebensdauer erreicht, verdrehfest und einfach zu montieren ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kupplung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine andere plane "Elastische Gehäusebefestigung" ist in der CH 606 854 beschrie ben. Zur Befestigung ist eine ringförmige Auflagefläche erforderlich, die bei der beschriebe nen Erfindung nicht notwendig ist. Ein erzielter Vorteil ist nämlich, dass nur zwei Auflageflä chen benötigt werden, die außerdem voneinander unabhängig sein können. Abweichungen dieser Auflageflächen zueinander werden von der Statorkupplung ausgeglichen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die ganze Kupplung in einer Ebene liegt, somit z. B. als Schnittteil, Ätzteil oder als mittels Laser geschnittenes Teil einfach und preiswert herzustellen ist, und die Winkelmessein richtung mit dieser Kupplung einfach und platzsparend montierbar ist.

Das in der EP 0 400 241 A1 beschriebene plane Befestigungsblech, bekommt erst durch eine aufwendige Verformung der drei Befestigungslaschen die Möglichkeit eines Ausglei ches axialer Abweichungen. Die Herstellung dieser Verformungen ist aufwendig, vor allem im Vergleich mit dem planen Schnittteil der Erfindung. Zusätzlich wird für die Unterbrin gung des Befestigungsbleches mit den erforderlich verformten Befestigungslaschen we sentlich mehr Platz benötigt, die beiden Befestigungsebenen sind deutlich voneinander beabstandet.

In der Praxis hat es sich gezeigt, dass beim Anbau von rotierenden Messwertauf nehmern die radialen Abweichungen und Spiele wesentlich geringer sind, als die axialen Spiele, die zum Beispiel von Gleitlagern herrühren.

Aus diesen Gründen ist die erfindungsgemäße Kupplung so ausgelegt, dass sie in axialer Richtung weicher ist, d. h. größere Spiele ausgleichen kann, als in radialer Richtung.

Die vorgesehenen langen kreisförmigen Segmente bieten gegenüber der in der CH 606 854 beschriebenen Gehäusebefestigung eine wesentlich erweiterte und von der Drehsteifigkeit entkoppelte Ausgleichsmöglichkeit axialer Abweichungen. Dazu erbringt die erreichte höhere Elastizität nur eine geringe axiale Kraftwirkung als Rückwirkung auf die Lager der verbundenen Wellen und dies ohne Verlust an Drehsteifigkeit.

Liegen durch unvorhergesehene Toleranzen die Befestigungsflächen vom Stator des Messwertaufnehmers und dem feststehenden Maschinenteil nicht in einer Ebene, so kön nen diese Toleranzen einfach durch einlegen von Unterlagscheiben am Stator oder Ma schinenflansch ausgeglichen werden. Die Genauigkeit und Lebensdauer der Messeinrich tung wird dadurch erhöht, weil sie ohne Vorspannung montierbar ist.

Bei einem größeren Höhenversatz können die Laschen (5 und 5') auch gekröpft wer den.

Aufgrund der einfachen Form der Kupplung ist es möglich die Kupplung aus Metall oder Kunststoff herzustellen.

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Messeinrichtung mit Kupplung in der Draufsicht

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Messvorrichtung mit Kupplung, teilweise im Schnitt

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Kupplung in der Draufsicht

Fig. 4 eine Ausführungsvariante einer Kupplung mit einer 120°-Teilung

Eine in Fig. 1 dargestellt Winkelmesseinrichtung (1) ist mittels Schrauben (2) mit der Statorkupplung (3) lösbar verbunden. Die Kupplung (3) besitzt eine Aussparung (4), welche die Messeinrichtung (1) zentrisch aufnimmt. Mit zwei sich gegenüberliegend angeordneten Laschen (5 und 5'), die zur Justierung der Messeinrichtung (1) gegenüber einem festste henden Teil, mit Langlöchern (6 und 6') versehen sind, wird die Kupplung (3) wie in Fig. 2 zu sehen ist, mittels Schrauben (7 und 7') am Flansch (8) einer Antriebseinrichtung (9) be festigt. Die gegenüberliegende Anordnung der Laschen (5 und 5') ist ein Beispiel. Bei ent sprechender Ausgestaltung, die nicht dargestellt ist, ist es möglich die Laschen (5 und 5') in einem anderen Winkel als 180° anzuordnen. Weiterhin ist es in nicht gezeigter Weise mög lich, die Anzahl der Laschen zu erhöhen. Die in Fig. 1 und 3 gezeigte Kupplung (3) ist einstückig als flaches Stanzteil ausgebildet und aus einem Material wie zum Beispiel Fe derstahl hergestellt.

Bei reduzierten Anforderungen ist es auch möglich die Kupplung (3) aus Kunststoff oder einem glasfaserverstärkten Kunststoff herzustellen.

Die Kupplung (3) weist einen Außenring (10) auf, an dem vorzugsweise unter einem Winkel von 180° radiale Stege (11) angeformt sind, die einen auf Abstand gehaltenen Zwi schenring (12) tragen. Am Zwischenring (12) sind wiederum zu den Stegen (11) um 90° versetzte Stege (13) angeformt, die den Innenring (14) tragen. Am Innenring (14) ist die Messeinrichtung (1) befestigt. Erfindungsgemäß ist es nicht erforderlich die Stege (11) und (13) unter einem Winkel von 180° anzuordnen, die zueinander um 90° versetzt sind. Es sind auch andere Teilungen möglich, zum Beispiel 120° mit einem Versatz von 60°.

Der Außenring (10) und der Innenring (14) sind im wesentlichen stabil. Die radialen Stege (11 und 13), in Verbindung mit den kreisförmigen Segmenten (16 bis 18), sind leicht elastisch, was erfindungsgemäß und funktionsgerecht bewirkt, dass die Kupplung (3) in axialer Richtung weich, in radialer Richtung etwas steif und in Drehrichtung steif, d. h. unverdrehbar ist. Durch entsprechende Dimensionierung der Stege (11) und (13) sowie der Kreissegmente (16 bis 18) lässt sich die Elastizität in den verschiedenen Richtungen beein flussen.

In Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Fig. 1 gezeigten Winkel messeinrichtung (1) dargestellt. Mit den Schrauben (7 und 7') ist die Kupplung (3) am Flansch (8) der Antriebseinrichtung (9) befestigt. Die Bohrung (20) in der Antriebswelle (21) nimmt die Welle (22) der Messeinrichtung (1) auf. Die seitliche Öffnung (23) ermöglicht die Montage anderer Wellenkupplungen.

Die Fig. 3 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Kupplung (3) in einer anderen Ausfüh rungsvariante (3'). Die Laschen (5 und 5') aus Fig. 1 sind verkürzt, damit die Kupplung (3') platzsparend an die Antriebseinrichtung angepasst werden kann.

Die Langlöcher (26 und 26') ergeben einen großen Justierbereich zwischen der Kupplung (3'), mit daran befestigter Messeinrichtung (1), und der Antriebseinrichtung (9).

Die Fig. 4 zeigt eine Variante einer Kupplung (3'). Am Aussenring (31) sind drei um 120° versetzte radial nach innen ragende Stege (32 bis 34) angeformt, die den Zwischen ring (35) tragen. Am Zwischenring (35) sind wiederum Stege (36 bis 38) angeformt, die zu den Stegen (32 bis 34) um 60° versetzt sind und einstückig mit dem Innenring (39) verbun den sind. Im Innenring (39) befinden sich die Bohrungen (40 bis 42), die zur Befestigung der Winkelmesseinrichtung (1) dienen. Die Befestigung der Messeinrichtung (1) an den verschiedenen Ausführungen der Kupplung (3 und 3') ist nicht auf schrauben beschränkt. Es sind weitere Befestigungsarten, wie zum Beispiel nieten, kerben oder kleben möglich.

Claims

1. Statorkupplung (3) mit Befestigungselementen zur drehsteifen, jedoch in axialer und radialer Richtung nachgiebiger Verbindung einer Winkelmesseinrichtung (1) mit einer Antriebseinrichtung (9), wobei die Wellen der Antriebseinrichtung (9) und der Win kelmeßeinrichtung (1) starr miteinander verbunden sind und die Statorkupplung (3) einteilig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorkupplung (3) in einer Ebene lie gend einen Außenring (10) mit ersten Befestigungselementen (5, 6, 5', 6') aufweist, an dem mindestens zwei nach innen zeigende erste Stege (11) angeformt sind, die einen Zwischenring (12) tragen, an dem wieder mindestens zwei nach innen zeigen de, um einen bestimmten Winkel zu den ersten Stegen (11) versetzte zweite Stege (13) angeformt sind, die einen Innenring (14) mit zweiten Befestigungselementen zur drehsteifen Befestigung der Winkelmesseinrichtung (1) tragen.

2. Statorkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (10) einen gleichförmigen Querschnitt aufweist, an dem zwei oder mehr in einem beliebi gen Winkel zueinander versetzte, in einer Ebene liegende oder abgekröpfte Befesti gungslaschen (5, 5') zur Befestigung an einem feststehenden Teil (8) der Antriebs einrichtung (9) aufweisen.

3. Statorkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen asym metrischen Außenring besitzt, an dem zumindest eine in einer Ebene liegende oder abgekröpfte Befestigungslasche zur Befestigung an einem feststehenden Teil der Antriebseinrichtung (9) angeformt ist.

4. Statorkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungslaschen (5, 5') kreisbogenförmige Langlöcher (6, 6') aufweisen, zur Justierung der Winkelmesseinrichtung (1) gegenüber dem feststehenden Teil der An triebseinrichtung (9).

5. Statorkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Stege (13) am Innenring (14) gegenüber den ersten Stegen (11) am Außenring (10) um den halben Winkel der Stegteilung versetzt sind.

6. Statorkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorkupplung (3) aus Metall oder aus Kunststoff als Spritzgussteil herstellbar ist.

7. Statorkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorkupplung (3) aus in einer Ebene liegenden Segmenten aufgebaut ist, die von konzentrischen Kreisen abweichen.