-
Wellenkupplung
-
Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung zur Drehmomentübertragung
zwischen zwei koaxial angeordneten Wellen gleichen oder im wesentlichen gleichen
Durchmessers, mit einer eine konische Nantelfläche aufweisenden Kupplungshülse und
einer auf letztere aufschiebbaren und mit ihr verspannbaren Druckhülse mit konischer
Gegenfläche.
-
Um Drehmomente von einer Welle auf eine andere Welle, die im wesentlichen
den gleichen Durchmesser aufweist, zu übertragen, benutzt man zum Beispiel eine
Wellenkupplung der oben genannten Art. Eine solche Wellenkupplung ist zum Beispiel
aus der US-PS 3 865 497 bekannt. Die Kupplungshülse überlappt die beiden aneinanderstoßenden
Wellenenden jeweils etwa gleich weit.
-
Für die Drehmomentübertragung wird durch Aufschieben und Verspannen
der Druckhülse auf die beziehungsweise mit der Kupplungshülse eine Reibschlußverbindung
zwischen den beiden Wellenenden und der Kupplungshülse geschaffen. Es hat sich jedoch
gezeigt, daß dann, wenn die Durchmesser der beiden Wellenenden auch nur geringfügig
voneinander abweichen, nicht so hohe Drehmomente übertragen werden können wie bei
Wellen mit exakt gleichen Durchmessern. Als Grund hierfür wird angenommen, daß an
der Kante der Welle größeren Durchmessers eine extrem hohe Kantenpressung auftritt,
und daß dementsprechend die auf den Außenumfang der Welle kleineren Durchmessers
einwirkende Kraft für die Reibschlußverbindung relativ gering ist. Die Folge kann
sein, daß die Welle kleineren Durchmessers bei entsprechend hohen
Drehmomenten
in der Kupplungshülse rutscht. Dies kann auch dann geschen, wenn die unterschiedlichen
Wellendurchmesser noch in den Toleranzgrerlzen liegen.
-
Der Erfindung liegt die Aabe zugrunde, eine Wellenkupplung der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, daß auch bei Wellen mit etwas unterschiedlichen
Durchmessern eine gute Drehmomentübertragung gewährleistet ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Druckhülse
eine Außenumfangsnut aufweist.
-
Die Außenumfangsnut, die im Bereich der Wellen-Stoßstelle angeordnet
ist, vergrößert die radiale Elastizität der Druckhülse, so daß sich die auf beien
Seiten der Umfangsnut befindlichen Druckhülsenteile jeweils fest an die Kupplungshülse
anlegen können, so daß auch bei Wellen mit unterschiedlichen Durchmessern ein guter
Reibschluß gewährleistet ist. Die AußenumSangsnut wird etwa dort vorgesehen, wo
die beiden Wellenenden aneinanderstoßen beziehungsweise sich gegenüberstehen. Die
erfindungsgemäße Wellenkupplung ist praktisch nicht teurer als die eingangs erläuterte
bekannte Wellenkupplung, so daß ohne nennenswerten Mehraufwand an Material und Arbeitszeit
eine Wellenkupplung mit guter Drehmomentübertragung geschaffen wird.
-
Aus der FR-PS 1 361 776 ist eine Wellenkupplung für Wellen mit gleichem
Durchrnesser bekannt, die aus einer zwei konische Flächen aufweisenden Kupplungshülse
und zwei, auf jeweils einer konischen Fläche vorgesehenen Druckhülse mit jeweils
einer konischen Gegenfläche besteht, wobei die beiden Druckhülsen mittels Schrauben
verbunden sind. Zum Kuppeln der beiden Wellenenden werden die Druckhülsen gegeneinander
bewegt, so daß sie die Kupplungshülse über deren konische Mantelflächen gegen
die
Oberfläche der Wellen preßt. Dieser Druckschrift konnte der Fachmann jedoch keine
Anregung hinsichtlich der erfindungsgele ein Ausbildung einer Wellenkupplung entnehmen;
denn das Problem der schlechten Drehmomentübertragung bei etwas voneinander abweichenden
Wellendurchmessern ist in der erwähnten französischen Patentschrift überhaupt nicht
angesprochen. Darüber hinaus eignet sich die dort in Fig. 1 dargestellte Konstruktion
auch nicht besonders gut für die Verbindung zweier Wellen, die unterschiedlichen
Durchmesser besitzen. Es ist nämlich schwierig,. die nach Festklemmen der Kupplungshülse
von den Druckhülsen eingenommene Lage exakt vorherzusagen, weil beim Anziehen der
d Duckhülsen verbindenden Schrauben nicht genau vorausg*esagt werden kann, wie sich
die Druekhülsen auf den konischen Wantelflächen der Kupplungshülse bewegen. Darüber
hinaus ist die bekannte Kupplung- aufwendig, weil, zwei separate Druckhülsen vorgesehen
sind.
-
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Tiefe der Außenumfangsnut etwa 1/4 bis 1/3, yprzugsweise etwa 1/4, der Wandstärke.
der Druckhülse entspricht.
-
Die so bemessene Außenumfangsnut läßt zwischen den beiden Druckhülsenteilen
noch einen Steg stehen, der ausreicht, um die gesaWte-Druckhülse beispielsweise
mittels einer an einem Ringflansch: der Kupplungshülse angreifenden Schraube festzuziehen.
-
Andererseits yer.leiht der durch die Außenumfangsnut gebildete Steg
der Druckhülse eine solche Elastizität, daß der in dem Bereich der Welle kleineren
Durchmessers liegende Abschnitt der Kupplungshülse relativ stark gegen die Wellenoberfläche
gepreßt wird, weilider betreffende Druckhülsenteil sich gut anpassen kann.
-
Eine außer den Schrauben nur aus zwei Teilen bestehende
Wellenkupplung
erhält man dann, wenn die Kupplungshülse einen Ringflansch besitzt, gegen den die
Druckhülse zum Beispiel mittels Schrauben oder hydraulisch auf die konische Mant6fläche
ziehbar ist. Trotz des einfachen Aufbaus gewährleistet die erfindungsgemäße Wellenkupplung,
daß große Drehmomente sicher und ohne Durchrutschen ar Kupplung übertragen werden
können.
-
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Radialschnittansicht einer auf
zwei Wellen gleichen Durchmessers sitzenden Wellenkupplung, und Fig. 2 die in Fig.
1 dargestellte Wellenkupplung zur Verbindung zweier Wellen, die einen unterschiedlichen
Durchmesser aufweisen.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Wellenkupplung 1 besteht aus einer die
aneinanderstoßenden Enden zweier Wellen 2 und 3 gleichen Durchmessers etwa gleich
weit überlappenden Kupplungshülse >i mit einern J<ingflansch 5 und einer auf
einer konischen Mantelfläche t der Kupplungshülse 4 verspannten Druckhülse 7.
-
Die Druckhülse 7 wird mittels durch eine strichpunktierte Linie A
angedeuteter Schrauben im Ringflansch 5 in Fig. 1 nach rechts gezogen, so daß die
Gegenfläche 8 der Druckhülse 7 auf der konischen Mantelfläche 6 der Kupplungshülse
gleitet und hierbei die Kupplungshülse 4 gegen die Oberflächen der Wellen 2 und
3 preßt. Hierdurch ergibt sich eine reibschlüssige Verbindung zwischen den Wellen
2 und 3 sowie der Kupplungshülse 4.
-
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel haben die Wellen 2 und 3
identischen Durchmesser, so daß ihrR Oberflächen ebenso wie die Innenfläche. der
Kupplungshülse 4 auf demselben Zylindermantel liegen.
-
Anders gelagert ist der in Fig. 2 skizzierte Fall, bei dem die Wellen
12 und 13 unterschiedliche Durchmesser auSweisen, Der burchmesser del Welle 13 ist
etwas kleiner als dorjenigo der Welle 12. Man nacht sich leicht klar, daß an der
Kante 10 der Welle 12 eine erhchte Kantenpressung vorliegt. Diese Kantenpressung
ist jedoch durch die Außenumfangsnut 9 in der Druckhülse 7 wesentlich geringer ausgeprägt
als bei den früher üblichen Wellenkupplungen dieser Art. Die sich über den gesamten
Umfang der Druckhülse 4 erstreckende Außenumfangsnut 9 beläßt zwischen den beiden
Druckhülsenteilen 7a und 7b einen relativ dünnen Steg 11, der bei diesem Ausführungsbeispiel
etwa 1/4 der Wandstärke der Druckhülse in radialer Richtung entspricht.
-
Zwischen den beiden Wellen 12 und 13 erkennt man einen Bereich am
Ende der Welle 13, der nicht mit der Kupplungshülse 4 in Berührung steht, und wo
demzufolge keine Drehmomentübertragung stattfindet. Dieser Flächenbereich ohne Drehmomentübertragung
ist jedoch dank der Außenumfangsnut 9 nur relativ gering. Wäre die Außenumfangsnut
9 nicht vorgesehen, so hätte nur das äußere Ende der Kupplungshülse Lt Kontakt mit
der Oberfläche der Welle 13, so daß eine wesentlich schlechtere Drehmomentübertragung
erfolgen würde.
-
In der Zeichnung erkennt män weiterhin, daß die Außenumfangsnut 9
etwa dort angeordnet ist, wo die beiden Wellenenden zusammenstoßen.
-
Die Wellenkupplung besteht vorzugsweise aus Stahl.
-
Grundsätzlich kann jedoch die derart ausgebildetehElenkupplung je
nach Anwendungsfall auch aus Kunststoff bestehen.
-
Es versteht sich, daß die Durchmesser der miteinander zu verbindenden
Wellen nicht zu stark voneinander abweichen können, weil dann keine ausreichende
Drehmomentübertragung mehr möglich ist. Die oben angesprochenen Probleme bei Wellen
mit unterschiedlichen Durchmessern können bereits dann auftreten, wenn die Wellendurchmesser
lediglich aufgrund der Fertigungstoleranzen voneinander abweichen.
-
Leerseite