DE2720878C3

DE2720878C3 - Coupling for connecting two machine elements suitable for transmitting torque

Info

Publication number: DE2720878C3
Application number: DE19772720878
Authority: DE
Inventors: Waldemar Dipl.-Ing. Armasow; Alfred 7080 Aalen Kraus; Hans Lindenthal
Original assignee: Voith Transmit GmbH
Current assignee: Voith Transmit GmbH
Priority date: 1977-05-10
Filing date: 1977-05-10
Publication date: 1979-10-25
Also published as: DE2720878A1; DE2720878B2

Description

Bei einer bekannten Kupplung (DE-AS 12 02074) nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 haben die beiden Kupplungshälften Stirnverzahnungen, die zum Übertragen des Drehmomentes dienen. Wenn diiü zu übertragende Drehmoment sehr hoch ist und wenig Raum zur Verfügung steht, dann ist es erforderlich, daß alle Zahnflanken der Stirnverzahnung an der Kraftübertragung teilnehmen. Hierzu muß die Stirnverzahnung mit äußerster Genauigkeit (Teilgeiiauigkeit) hergestellt werden, was sehr kostspielig ist. Die bei der bekannten Schnellkupplung zusätzlich erforderlichen Spannstückt-, welche die beiden Kupplungshälften in axialer Richtung miteinander verspannen, weisen dort zueinander geneigte Spannflächen auf; diese wirken mit entsprechenden, an den Kupplungshälften vorgesehenen kegeligen Ringflächen zusammen, die konzentrisch zur Kupplungsachse angeordnet sind.In a known coupling (DE-AS 12 02074) according to the preamble of claim 1 have the spur gears on both coupling halves, which are used to transmit the torque. If you too transmitted torque is very high and little space is available, then it is necessary that all tooth flanks of the spur gearing take part in the power transmission. To do this, the spur gear must be manufactured with extreme accuracy (partial accuracy), which is very expensive. The one at the well-known Quick coupling additionally required clamping piece, which the two coupling halves in the axial direction brace with each other, there have mutually inclined clamping surfaces; these work with corresponding, on the coupling halves provided conical annular surfaces concentric to the coupling axis are arranged.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung für hohe Drehmomente bei kleinem Bauvolumen zu schaffen, die einfach herstellbar ist. Dabei sollen die Vorteile der bekannten Kupplung (glatte Außenkontur durch Anordnung der Spannstücke im Inneren der Kupplung und leichte Zugänglichkeit der Gewinde, um hierdurch die Kupplung rasch lösen und schließen zu können) erhalten bleiben.The invention is based on the object of a clutch for high torques with a small structural volume to create that is easy to manufacture. The advantages of the known coupling (smooth outer contour by arranging the clamping pieces inside the coupling and easy access to the thread as a result, the clutch can be quickly released and closed).

Nach der erfindungsgemäßen Lösung ist zur Drehmomentübertragung keine Stirnverzahnung mehr erforderlich. Diese Funktion übernehmen zusätzlich zu der Aufgabe des axialen Verspannens der beiden Kupplungshälften die mit kegeligen Mantelflächen versehenen Spannstücke. Durch den Wegfall der Stirnverzahnung vereinfacht sich die Herstellung der Kupplung beträchtlich. Dazu trägt auch bei, daß die Spannstücke nunmehr im wesentlichen als Rotationskörper ausgebildet und somit ebenfalls einfach herstellbar sind. Auch das Einarbeiten der die Spannstücke aufnehmenden konischen Bohrungen in die Bunde kann ohne Schwierigkeiten mit der erforderlichen Genauigkeit durchgeführt werden, indem hierzu die beiden Kupplungshälften provisorisch miteinander verschraubt werden.According to the solution according to the invention, spur gearing is no longer required for torque transmission. This function takes on in addition to the task of the axial bracing of the two Coupling halves the clamping pieces provided with conical outer surfaces. With the elimination of the Front teeth simplify the manufacture of the coupling considerably. That the Clamping pieces are now essentially designed as a body of revolution and are therefore also easy to manufacture are. It is also possible to incorporate the conical bores that receive the clamping pieces into the collars can be performed without difficulty with the required accuracy by doing the two Coupling halves are temporarily screwed together.

Eine derartige Ausbildung ist grundsätzlich bekannt (US-PS 32 58 283), jedoch müssen dort bei jedem Zusammenfügen der beiden Kupplungshälften die konischen Spannstücke von außen eingesetzt und mittels einer ebenfalls von außen einführbaren Schraube mit den Kupplungshälften verspannt werden.Such a training is known in principle (US-PS 32 58 283), but there must be with each Assemble the two coupling halves and insert the conical clamping pieces from the outside be clamped to the coupling halves by means of a screw that can also be inserted from the outside.

Es bestanden zunächst Bedenken dagegen, bei der erfindungsgemäßen Kupplung Spannstücke zu verwenden, die zum Schließen der Kupplung von außen nach innen in die konischen Bohrungen hineingezogen werden müssen. Diese Ausführung macht es nämlich erforderlich, in dem innenliegenden Bund zum axialen Durchführen des Gewindebolzens (bzw. der Gewindeso bolzen) Ausnehmungen vorzusehen, die die Stabilität des innenliegenden Bundes zu verringern scheinen. In der Tat hat das Hineinziehen der Spannstücke in die konischen Bohrungen zur Folge, daß sich der innenliegende Bund merklich aufweitet. Dadurch wird aber der zusätzliche Vorteil erzielt, daß sich der innenliegende Bund beim Schließen der Kupplung besonders satt an den außenliegenden Bund anlegt. Man erzielt hierdurch eine spielfreie und besonders stramm sitzende Zentrierung; trotzdem können bei der Herstellung der Einzelteile verhältnismäßig grobe Fertigungstoleranzen zugelassen werden, so daß der Herstellungsaufwand gering bleibt. Es kann sogar ein Reibschluß zwischen den Bunden erzielt werden, der bis zu einem gewissen Grade an der Drehmomentübertragung teilnimmt.There were initially concerns about using clamping pieces in the coupling according to the invention, which are drawn into the conical bores from the outside to the inside to close the clutch Need to become. This design makes it necessary in the inner collar to the axial Implementation of the threaded bolt (or the threaded bolt) to provide recesses that increase stability of the inner covenant seem to decrease. In fact, pulling the clamping pieces into the conical bores result in the inner collar noticeably expanding. But this becomes the An additional advantage is that the inner collar is particularly tight when the clutch is closed applies the outer collar. This results in a centering that is free of play and is particularly tight; nevertheless, relatively rough manufacturing tolerances can occur in the manufacture of the individual parts are approved, so that the manufacturing costs remain low. There can even be a frictional connection between the collars can be achieved, which takes part in the torque transmission to a certain extent.

Es können z. B. drei oder vier kegelige Spannstücke, gleichmäßig am Umfang der Kuppung verteilt, vorgesehen werden. Vorzugsweise werden jedoch, wie bei den bekannten Kupplungen, nur zwei Spannstücke verwen-It can e.g. B. three or four tapered clamping pieces, evenly distributed around the circumference of the coupling, are provided will. However, as with the known couplings, only two clamping pieces are preferably used.

det, so daß nur ein einziger Gewindebolzen erforderlich ist, der sich in radialer Richtung durch die Kupplung erstreckt und zwei gegenläufige Gewinde aufweistdet, so that only a single threaded bolt is required, which extends in the radial direction through the coupling extends and has two opposing threads

Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kupplung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Durch die Maßnahme des Anspruches 2, die an sich aus der US-PS 32 58 283 bekannt ist, wird CdS Einführen der einen Kupplungshälfte in die andere wesentlich erleichtert, weil schon zu Beginn des Eingreifens eine Vorzentrierung bewirkt wird, ohne daß hierzu weitere besondere Maßnahmen getroffen werden müssen. Das Merkmal, daß die beiden Kupplungshälften gegenseitig zentriert sind, ist grundsätzlich aus der DE-AS 12 02 074 bekanntPreferred configurations of the coupling according to the invention are described in the subclaims. By the measure of claim 2, which is known from US-PS 32 58 283, CdS insertion of one coupling half into the other is made much easier, because a pre-centering is effected at the beginning of the engagement without further special measures must be taken. The feature that the two coupling halves are mutually centered is basically known from DE-AS 12 02 074

Durch die im Anspruch 4 beschriebene Ausführung der kegeligen Spannstücke kann das Schließen der Kupplung mit der beschriebenen Aufweitung des innenliegenden Bundes erleichtert werden. Da nämlich von jedem Spannstück der sehr steif e'isgebildete Bodenteil in die konische Bohrung des innenliegenden Bundes eingreift und der wesentlich leichter deformierbare Schalenteil des Spannstückes in die konische Bohrung des außenliegenden Bundes, wird folgendes erreicht: Beim Schließen der Kupplung durch Verschieben der Spannstücke erfolgt die oben beschriebene Deformation des innenliegenden Bundes im wesentlichen nur durch den Bodenteil der Spannstücke. Da der außenliegende Bund wesentlich steifer sein muß (und auch tatsächlich ist) als der innenliegende Bund, wird das Hineinziehen der Spannstücke dadurch wesentlich erleichtert, daß sich der Schalenteil der Spannstücxe etwas deformieren kann. Mit anderen Worten: Die oben beschriebene Deformierbarkeit des innenliegenden Bundes kann besser genutzt werden, wenn sich der in den außenliegenden Bund eingreifende Schalenteil der Spannstücke in entsprechender Weise elastisch verformen kann.By the design of the tapered clamping pieces described in claim 4, the closing of the Coupling can be facilitated with the described expansion of the inner federal government. Namely there from each clamping piece the very stiff bottom part into the conical bore of the inner one Federal engages and the much more easily deformable shell part of the clamping piece in the conical Bore of the outer collar, the following is achieved: When the clutch is closed by moving it of the clamping pieces, the above-described deformation of the inner collar essentially takes place only through the bottom part of the clamping pieces. Since the outer collar has to be much stiffer (and actually is) than the inner collar, the pulling in of the clamping pieces becomes essential facilitates that the shell part of the clamping pieces can deform a little. In other words: the ones above The deformability of the inner collar described can be better used if the in the outer collar engaging shell part of the clamping pieces elastically deform in a corresponding manner can.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. In it shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung, ao F i g. 1 shows a longitudinal section through a coupling, loc

F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie II —Il der Fig. 1,F i g. 2 shows a cross section along line II-II of FIG. 1,

Fig. 3 einen Teillängsschnitt entsprechend Fig. 1, jedoch im gelösten Zustand der Kupplung,3 shows a partial longitudinal section corresponding to FIG. 1, but in the released state of the coupling,

Fig.4 einen Querschnitt nach Linie IV-IV der F i g. 3.4 shows a cross section along line IV-IV of F i g. 3.

Die dargestellte Kupplung umfaßt im wesentlichen eine erste Kupplungshälfte 11 mit einem Hohlwellenansatz oder »Bund« 21, eine zweite Kupplungshälfte 12 ebenfalls mit einem Bund 22, ferner zwei eine kegelige Mantelfläche aufweisende Spannstücke 13,14 und einen so sich in radialer Richtung durch die Kupplung erstrekkenden Gewindebolzen 15 mit gegenläufigen Gewinden und je einem Sechskantansatz 9 an seinen beiden Enden. Der Gewindebolzen 15 ist in einem Lagerstück 8 gelagert, das im Zentrum der Kupplung angeordnet und an der zweiten Kupplungshälfte 12 befestigt ist. Die beiden Sechskantansätze 9 sind zum Verdrehen des Gewbdebolzens 15 von außen zugänglich. Hierdurch können die Spannstücke in radialer Richtung nach außen oder nach innen bewegt werden zi/m Lösen bzw. zum Schließen der Kupplung.The coupling shown essentially comprises a first coupling half 11 with a hollow shaft extension or "collar" 21, a second coupling half 12 also with a collar 22, also two clamping pieces 13, 14 having a conical outer surface and one extending in the radial direction through the coupling Threaded bolt 15 with opposing threads and a hexagon socket 9 at both ends. The threaded bolt 15 is mounted in a bearing piece 8 which is arranged in the center of the coupling and fastened to the second coupling half 12. The two hexagonal projections 9 are accessible from the outside for turning the threaded bolt 15. As a result, the clamping pieces can be moved outwards or inwards in the radial direction to release or close the clutch.

Der Bund 21 der ersten Kupplungshälfte 11 ist im Durchmesser kleiner als der Bund 22 der zweiten Kupplungshälfte 12, so daß die beiden Bunde teleskopartig ineinanderfügbar sind. Zur Aufnahme der beiden Spannstücke 13 und 14 weisen die Bunde zwei konische Bohrungen auf. Diese werden zweckmäßig im zusammengebauten Zustand der beiden Kupplungshälften eingearbeitet. Hierzu werden die beiden Kupplungshälften vorübergehend mit Schrauben verbunden, die bei 20 angedeutet sind.The collar 21 of the first coupling half 11 is smaller in diameter than the collar 22 of the second Coupling half 12 so that the two collars can be telescoped into one another. To accommodate the two Clamping pieces 13 and 14, the collars have two conical bores. These are expedient in the assembled State of the two coupling halves incorporated. To do this, the two coupling halves temporarily connected with screws, which are indicated at 20.

Die Außenmantelfläche des innenliegenden Bundes 21 und die Innenmantelfläche des außenliegenden Bundes 22 sind leicht kegelig geformt, so daß das Einführen der ersten in die zweite Kupplungshälfte erleichtert wird. Im übrigen ist Voraussetzung für die Einführbarkeit der eisten in die zweite Kuppiungshälfte, daß der innenliegende Bund zumindest für den Gewindebolzen 15 (gegebenenfalls auch noch für nach innen ragende Verlängerungen 18 der Spannstücke 13 und 14) Ausnehmungen 23 aufweist, die von den konischen Bohrungen in Achsrichtung bis zum Ende des Bundes durchgehen (siehe F i g. 4). Zur gegenseitigen Zentrierung der beiden Kupplungshälften 11 und 12 ist an den Enden der beiden Bunde 21 und 22 je ein Zentrierflächenpaar 25, 26 und 27, 28 vorgesehen. Entsprechend der obenerwähnten kegeligen Form der Bunde weist das eine Zentrierflächenpaar 25, 26 einen kleineren Durchmesser auf als das andere Zentrierflächenpaar 27,28.The outer circumferential surface of the inner collar 21 and the inner circumferential surface of the outer one Federal 22 are slightly conical, so that the introduction of the first into the second coupling half is facilitated. In addition, it is a prerequisite for the insertability of the last in the second coupling half, that the inner collar at least for the threaded bolt 15 (possibly also for after internally protruding extensions 18 of the clamping pieces 13 and 14) has recesses 23, which of the Go through the conical holes in the axial direction to the end of the collar (see Fig. 4). To mutual Centering of the two coupling halves 11 and 12 is at the ends of the two collars 21 and 22 each Centering surface pair 25, 26 and 27, 28 are provided. Corresponding to the above-mentioned conical shape of the Collars, one pair of centering surfaces 25, 26 has a smaller diameter than the other pair of centering surfaces 27.28.

Die beiden Spannstücke 13 und 14 sind kelchartig geformt; d. h. sie haben einen die Gewindebohrung umfassenden Bodenteil 16 und einen Schalenteil 17. Die Wanddicke des Bodenteils ist aber etwa um das Zweibis Dreifache größer als die Wanddicke des Schalenteils, um hierdurch, wie oben beschrieben, den Kraftaufwand für das Einziehen der Spannstücke zu verringern.The two clamping pieces 13 and 14 are shaped like a cup; d. H. they have a threaded hole comprehensive bottom part 16 and a shell part 17. The wall thickness of the bottom part is about two to three Three times greater than the wall thickness of the shell part, as a result of which, as described above, the expenditure of force for pulling in the clamping pieces.

Um das Lösen der Kupplung zu erleichtern, ist an der Verlängerung 18 der Spannstücke 13 und 14 eine schräge Angriffsfläche 19 vorgesehen. Diese wirkt mit einer geneigten Gegenfläche 29 zusammen, die an einer in die erste Kupplungshälfte 11 eingesetzten Scheibe 30 vorgesehen ist.In order to facilitate the release of the coupling, on the extension 18 of the clamping pieces 13 and 14 is a inclined attack surface 19 is provided. This cooperates with an inclined counter surface 29, which on a Disk 30 inserted into first coupling half 11 is provided.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Coupling for connecting two coaxially arranged machine elements suitable for transmitting torque, ζ. Β. two shafts, with two coupling halves, on each of which an annular projection is formed, and with several (preferably two) arranged inside the coupling, remaining there when the coupling is released and engaging the conical surfaces of the projections when the coupling is closed, which are movable in the radial direction by means of at least one threaded bolt rotatably mounted in one coupling half, characterized in that the projections are designed as collars (2Ϊ, 22) which extend in the axial direction and which can be telescoped into one another and which are concentric to the threaded bolt (15) and conical have bores tapering towards the coupling axis, into which the clamping pieces (13, 14), which have corresponding conical lateral surfaces, can be inserted, and that the inner collar (21) has recesses (23) which extend from the conical bores in the axial direction to the end of the covenant and its width at least equal to the major diameter of the threaded bolt (15).

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the outer circumferential surface of the inner Federal (21) and the inner circumferential surface of the outer collar (22) a predominantly have a conical shape.

3. Coupling according to claim 2 with mutually centered coupling halves, characterized in that the two coupling halves (11, 12) have two pairs of centering surfaces (25/26, 27/28) which have different diameters and one of which is at the end of the inner collar (21) and the other is arranged at the end of the outer collar (22).

4. Coupling according to one of claims 1 to 3, characterized in that the two conical Clamping pieces (13, 14) are cup-shaped and have a thick-walled one that encompasses the threaded hole Bottom part (16) and, in contrast, a shell.iteil formed with a smaller wall thickness (• 7) have.

5. Coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the one Coupling half (12) held clamping pieces (13, 14) in the direction of the coupling axis each one Have extension (18) on which an inclined surface (19) is provided, which is used to release the coupling interact with correspondingly inclined mating surfaces (29) of the other coupling half (11), the width of the recess (23) in the inner collar (21) then being at least equal to that The diameter of the extension (18) is.