DE2735002A1

DE2735002A1 - Kupplung

Info

Publication number: DE2735002A1
Application number: DE19772735002
Authority: DE
Inventors: Shuhei Aoki
Original assignee: Yoshida Kogyo KK
Current assignee: YKK Corp
Priority date: 1976-08-06
Filing date: 1977-08-03
Publication date: 1978-02-09
Also published as: JPS5323847U; HK25585A; SG18783G; GB1577804A; FR2360791B1; FR2360791A1

Description

LSEiWEBER & ZIMMERMANN

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. H. Leinweber Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky

Rosental 7 · D-MOO München

2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2603989 Telex 528191 lepatd Telegr.-Adr. Leinpat München

den J. AUjjHSt IyTY

Unser Zeichen

Z/II/otn - T'n;-i/2b31

YOSHIDA KÜGYÜ K.K., Tokyo / Japan

Kupplung

Die vorliegende juiriindung betrifft eine Kupplung cum endseitigen Verbinden zweier Wellen.

Nach dem Stand der Technik sind zahlreiche Bauarten von Wellenkupplungen bekannt, die ein Drehmoment und Axialkräfte übertragen können. Alle herkömmlichen Kupplungen sind aber im Aufbau verhältnismäßig kompliziert, und das Verbinden und Trennen der Wellen mit derartigen Kupplungen ist mühsam und zeitraubend. Dadurch wurde der Ein- und Ausbau, wie er z.B. bei der Montage und Reparatur von Maschinen erforderlich ist, in denen die Kupplungen verwendet werden, häufig verzögert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zu schaffen, mit der sich zwei Wellen rasch und einfach raitein-

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ander verbinden und von-einander trennen lasten. Die wellen-':ü_;;..iung üoii daüei eine verh;.'ltiiU.ni;'.:ji.; υΐη:/αο!ιο konstruktion l;v,weisen.

üino die;.on .,ni orderungen entsprechende uun^lung ist eriinäungsgeniüß gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Welle, ein uinsteckteil, das auf der ersten ^;..elle angeordnet ist und eine Zunge und eine mit der ersten ..eile koaxiale stange aiii weist, wobei die jtange mit einer ningnut versehen ist, ein Aufnahmeteil, das auf der zweiten ..eile angeordnet ist und 2'.:ei ini abstand voneinander angeordnete Klauen aufweist, die wit der Zunge in .uingriff bringbar sind, wobei die z./eite ..eile mi L einer koaxialen Bohrung zur Aufnahme der Stange versehen ist und t.iit mehreren öffnungen versehen ist, die uni die Bohrung herum angeordnet sind und mit dieser in Verbindung stehen, und wobei mehrere Verriegelungselemente vorgesehen sind, die in die Öffnungen lose eingesetzt sind und die in die .Bohrung teilweise hineinragen und aus dieser herausbewegt werden können, und eine Hülse, die auf der zweiten .-jeile Vi axial verschiebbar angeordnet ist, wobei die Hülse üit einer riinr. ichtung versehen ist, um die Verriegelungselemente teilweise in den öffnungen und teilweise in der liingnut zu halten, wenn die Stange vollständig in die Bohrung eingesetzt ist.

weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrück verwiesen wird, iüs zeigen:

i*'ig. 1 eine perspektivische Darstellung einer

erfindungsgemaßen Kupplung im getrennten Zustand,

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rig. 2 einen Längsschnitt ciurch die L'up-r.J.un·:; vor deren Verbindung, und

i''ig. ~j einen Längsschnitt durch die Kupplung nach de;.i Zusammenfügen.

i''ig. "I und 2 zeilen eine allgemein mit äor.i Bezugü^eic'-tcn 10 bezeichnete Kupplung zum endr>eiti_o;en Verbinden einer ernten und einer zweiten '..eile 11 und 12. Die ivupvlung 10 besteht aus einem am j-indbercich der ersten welle 11 angeordneten Ainsteckteil Vj und einem am iJndbereich der zweiten Welle 12 angeordneten Aufnahmeteil 14.

Das Ainsteckteil 13 hat einen Lagerzylinder Vj, der in eine im üindbereich der welle 11 koaxial ausgebildete L oh rung 16 eingesetzt und mittels eines die V.eile 11 und den Zylinder Vj diametral durchsetzenden Stiftes 1? an der Welle 11 zur gemeinsamen Verdrehung mit lieser befestigt und gegen eine axiale Bewegung relativ zu der Welle 11 gesichert ist. An einem freiliegenden Ende des Lagerzylinders Vj ist ein zentraler zylindrischer Block 18 angeordnet, der im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Welle 11 aufweist. Der zylindrische Block 18 hat zwei einander diametral gegenüberliegende Aussparungen 19, 20, die zwischen sich eine von der V.'elle 11 abstehende axiale Zunge 21 begrenzen.

Die Zunge 21 trägt eine Stange 22, die zu dem zylindrischen Block 18 koaxial angeordnet und von der Meile 11 weg gerichtet ist. Die Stange 22 ist an ihrem Umfang mit einer Hingnut 23 versehen, wobei der Nutengrund einen kreisförmigen Querschnitt hat. Die Stange 22 hat ein abliegendes linde 24, deren Umfangsrand abgeschrägt ist.

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Da3 iOiinahmetcil 14 besteht aus zwei segmentartigen Klauen 2:>, 26, die ora Dndbereich der Welle 12 angeordnet sind und von diesem axial abstehen, wobei die Klauen 2'), 2b einander diametral gegenüberliegen, um zwischen sich einen Schlitz

27 au bilden. Die Klauen 2b, 2h sind zu den Aussparungen 19, 20 komplementär geformt. Wenn die Kupplung 10 zusammengefügt wird, dann werden die Klauen 2^lj, 26 demzufolge in den Aussparungen 19 bzw. 20 aufgenommen, wobei die Zunge 21 in den Schlitz 27 eng eingreift. Im Endbereich der Welle 12 ist eine lLlngliche Bohrung 28 koaxial angeordnet, v/ob ei die Bohrung 29 lllnger ist als die Stange 22. Die Bohrung 28 hat nüherungsweise den gleichen Durchmesser wie die Stange 22, so daß im wesentlichen kein radiales Spiel in der Bohrung 28 besteht, wenn die Stange 22 in die Bohrung 28 eingesetzt ist.

In einer die Bohrung 28 umgebenden itingwand 30 sind mehrere radiale Offnungen 29 in Umfausrichtung voneinander versetzt angeordnet. In die Öffnungen 29 sind mehrere Verriegölungseleraente, wie z.B. Stahlkugeln 31 lose eingesetzt, deren Durchmesser die Dicke der itingwand 30 übersteigt. Die Öffnungen 29 sind zu der Bohrung 28hin verjüngt, so daß die Kugeln 31 teilweise in die Bohrung 28 vorspringen können, aber in den Offnungen 29 gegen ein Hineinfallen in die Bohrung

28 zurückgehalten sind. Die Verriegelungselemente könnten auch von zurückziehbaren Kegelstiften gebildet v/erden, die in ihren verjüngten Enden in die Bohrung 28 hineinragen.

Eine Hülse 32 ist auf dem Endbereich der Welle 12 angeordnet und auf diesem vor und zurückverschiebbar.

Die Hülse 32 hat an dem von den Klauen 25, 26 der ¹JeIle 12 abgekehrten jinde eine innere ringförmige Ausnehmung 33,

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in der eine clic „c-lle ί- umgebende bchrLuiwendruckieder 3·'ΐ ungeordnet iüt. ...11 don don Klauen 2[·, 2ο zugekehrten ^nde der Hülse 32 ist eine weitere innere .iu^nehciung 31· ausgebildet. Die ,uisnehinung 31> dient als Hohlraum, um die Kugeln 3"' teii-A/eise aufzunehmen.

Zwischen den ringförmigen Ausnehmungen 3i und 31· ict ein mit der '.,'eile 12 in Gleitberührung stehender ringfür ε ige ι bieg 36 ausgebildet, der von einer Schulter 37 und einer geneigten Fläche ~5'ό begrenzt ist. Die Druckfeder 34 erstreckt sich zviischen der Schulter 37 und einem an der Welle 12 befestigten Sicherungsring 39. Die Hülse 32 v:ird demzufolge normalerweise zu den Klauen 2^lj, 26 hin gedrückt.

Kin an der Welle 12 befestigter Anschlagring ist zwischen den Klauen 2b, 26 und den Öffnungen 29 angeordnet.

Anstatt die Druckfeder 34 vorzusehen, kann die Hülse mit einem Innengewinde und die Jelle 12 mit einem Außengewinde versehen sein, in welchem Fall die Hülse 32 nach vorne zu den Klauen 25, 26 bewegt werden kann, wenn sie mit der Welle in Gewindeeingriff steht. Wahlweise können auch geeignete üastelemente, die z.B. federbelastete Kugeln zwischen der Hülse 32 und der Welle 12 vorgesehen sein, um die Hülse 32 in einer vorgeschobenen und einer zurückgezogenen Stellung auf öfer Welle 12 festzulegen.

^; Im Betrieb wird die Hülse 32 gegen die Kraft der Feder 34 von den Klauen 25, 26 zurückgezogen, bis die Ausnehmung 35 die Kugeln 31 in den Öffnungen 29 umgibt. Sodann wird die Stange 22 in die Bohrung 28 eingeführt. Während die Stange 22 eingeführt wird, stößt der abgeschrägte üand am

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iSnde 24 der Stange 22 cejen die Kugel 29, die teilweise in die Bohrung 20 hineinragen und drückt diese radial nach süßen in die Ausnehmung 35. Wenn die Stange 22 noch weiter eingeschoben v;ird, dann werden die Kugeln 31 seitlich verlagert and teilweise in der Ausnehmung 35 aufgenommen, ".,enn die Zunge 21 vollständig zwischen die Klauen 25, 2b eingesetzt ist, dann deckt sich die liingnut 23 der eingesetzten Stange mit den öffnungen 29.

'./enn die ./eilen 11, 12 in dieser Weise zusammengefügt sind, dann wird die Hülse 32 freigegeben, so daij sie sich unter der Vor Spannkraft der Druckfeder 34 nach vorne bewegen kann. Die fortschreitende Bewegung der Hülse 32 hat zur Folge, daß die geneigte Fläche 3£ die Kugeln 31 aus der Ausnehmung 35 heraus radial nach innen gegen die Stange 22 drückt. V/enn der Steg 36 über die Öffnungen 29 hinweg gleitet, dann werden die Ku-geln '}'' radial nach innen verlagert, wobei ihre aus den (jffnungen 29 vorspringenden Flächen in die iiingnut 23 mit kreisförmigem querschnitt eng eingreifen (Fig. 3). Die Bewegung der Hülse 32 unter der Vorspannkraft der Feder 30 wird angehalten, wenn die geneigte Fläche 58 mit dem Anschlagring 40 in Berührung kommt.

Die Wellen 11 und 12 werden demzufolge durch die Aupplung 10 endseitig miteinander verbunden. Durch die Zunge 21 und die Klauen 25, 26, die miteinander in Eingriff stehen, kann ein Drehmoment von einer Welle auf die andere Helle übertragen werden. Ferner kann eine Axialkraft übertragen werden, weil die Kugeln 31 teilweise in die Öffnungen 29 und teilweise in die üingnut 23 eingreifen, wobei die Kugeln 31 unter dem Steg 36 gegen eine radial nach außen gerichtete Bewegung festgelegt sind.

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1,'enn die v/ellen H und 12 voneinander getrennt v/erden sollen, dann wird die Hülse wieder zurückgezogen, um den LJtog 36 von den Kugeln 3I abzuziehen, die dann in die Ausnehmung 3:3 ausv/eichen können. Sodann wird die Stange 22 aus der Bohrung 28 herausgezogen. Wenn die iiingnut 23 mit den öffnungen 29
außer Deckung gebracht wird, dann werden die Kugeln 31 sanft und ohne wesentlichen Widerstand radial nach außen verlagert, bis sie aus der Bohrung 2c herausbewegt und teilweise in den Öffnungen 29 und teilweise in der Ausnehmung -jj,- angeordnet sind,

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Claims

Patentansprüche :

1. Kupplung, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite ./eile (u und 12), ein Llinatecktoil 03), das auf der ersten Welle (11) angeordnet ist und eine Zunge (21) und eine mit der ersten Helle koaxiale Stange (22) aufweist, wobei die Stange (22) mit einer iiingnut (23) versehen ist, ein ^ufnahmeteil (14), das auf der zweiten './eile (12) angeordnet ist und zwei im Abstand voneinander angeordnete Klauen (25, 26) aufweist, die mit der Zunge (2-1) in Eingriff bringbar sind, wobei die zweite Welle (12) mit einer koaxialen Bohrung (2G) zur Aufnahme der Stange (22) versehen ist und mit mehreren Offnungen (29) versehen ist, die um die Bohrung (2u) herum ungeordnet sind und mit dieser in Verbindung stehen, und wobei mehrere Verriogelungselemente (31) vorgesehen sind, die in die öffnungen (29) lose eingesetzt sind und die in die Bohrung (26) teilweise hineinragen und aus dieser herausbewegt werden können, und eine Hülse (32), die auf der zweiten ',/eile (12) axial verschiebbar angeordnet ist, wobei die Hülse mit einer Einrichtung (36) versehen ist, ua die Verriegelungselemente (3 0 teilweise in den öffnungen (29) und teilweise in der Ringnut (23) zu halten, wenn die Stange (22) vollständig in die Bohrung (20) eingesetzt ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die Verriegelungselemente aus Stahlkugeln (31) bestehen, die einen die Länge der öffnungen (29) übersteigenden Durchmesser haben, wobei die öffnungen (29) zu der Bohrung (28) hin zunehmend enger werden, um die Kugeln in den öffnungen gegen ein Herausfallen in die Bohrung (2b) zurückzuhalten, und daß die Hülse (32) eine ringförmige Ausnehmung (33) zur teilweisen Aufnahme der Kugeln aufweist.

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3. kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (2;:) ein freien Ende (24) hat, deron rrnic.n ;s nmd abgeschrägt ist.

4. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ningnut (23) einen üogenfürtnigen ,uercohnitt hai.

I. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scliraubendruckfeder auf der zweiten ..el-Le (12) angoordnet ist, welche die Hülse normalerweise· derart belastet, daß die Halteeinrichtung (3b) die Verriegelun,;selei:iente (^i) teilweise in den öffnungen (29) und teilueise in der .uingnut (23) hält.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (32) mit einer ringförmigen ,jisnehraung (33) versehen ist und daß die Feder (34) in der /lusnehrnunj (33) ungeordnet ist und sich zwischen einer die /lusnehnung teilweise begrenzenden Schulter (37) und eineu aui der zv/oiten '.,'eile (12) befestigten Sicherungsring (39) abstützt.

7. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch oinen auf der zweiten !felle (12) befestigten Anschlagring (4⁽J), wobei die halleinrichtung aus einem ringförmigen .jteg (5o) besteht, dor πι it der zweiten './eile (12) in Gleitberührung steht und der mit dem /mschlagring (40) in Eingriff bringbar ist.

ü, Kupplung nach ijispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste welle (11) eine koaxiale Bohrung (16) aufweist, daß das ilinsteckteil (13) einen in der Bohrung (16) angeordneten und an der ersten welle (11) betätigten Lager zylinder (i: )

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i-. ι aßt und daß die stance (22) an der Zunge (21) abgestützt

9. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (2^, 26) im ^u er schnitt als Kreissegmente ausgebildet sind, nvi zwischen sich einen Schlitz zu begrenzen, und da:'3 die Zunge (21) zu dein Schlitz komplementär geformt ist.

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