DE3236926A1

DE3236926A1 - Ausrueckbare drehkupplung

Info

Publication number: DE3236926A1
Application number: DE19823236926
Authority: DE
Inventors: Kurt 2150 Buxtehude Neumann
Original assignee: Claudius Peters AG
Current assignee: Claudius Peters AG
Priority date: 1982-10-06
Filing date: 1982-10-06
Publication date: 1984-04-12
Also published as: IT8320409A0; FR2534333A1; FR2534333B1; US4564096A; ES270523Y; IT1161929B; DE3236926C2; ES270523U

Description

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Glawe, DeIfs, Moll & Partner - ρ 10574/82 - Seite X

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine ausrückbare Drehkupplung mit einem ersten, eine Einrichtung zur Verbindung mit einer Antriebseinrichtung aufweisenden Kupplungsflansch und einem zweiten, mit der anzutreibenden Welle zu verbindenden Kupplungsflansch, die koaxial und relativ zueinander drehbar und axial verschiebbar angeordnet sind und über mindestens eine exzentrische Eingriffsanordnung formschlüssig zusammenwirken, wenn sie mittels eines unnachgiebigen Schaltelements zusammengepreßt sind.

Bei manchen Drehkupplungen dieser Art wird verlangt, daß die Kupplung im geschlossenen Zustand spielfrei ist und die Kupplungsflanschen nach dem Lösen und nach einer im gelösten Zustand gegebenenfalls stattgefundenen Relativdrehung wieder in einer und derselben Winkelstellung zusammengeführt werden. Ein Beispiel dafür bilden die Drehkupplungen, die zwischen einem motorischen Stelltrieb und einem zu bewegenden und genau einzustellenden Stellglied, beispielsweise einem Schieber, angeordnet werden. Ein zu großes Spiel zwischen Stelltrieb und Stellglied würde in einem solchen Fall die Stellgenauigkeit beeinträchtigen und ständige Unruhe des Regelkreises bewirken. Die Kupplung zwischen Stelltrieb und Stellglied ist erforderlich, um beispielsweise beim Ausfall der Antriebsenergie oder bei Wartungsarbeiten am Stellglied die Betätigung von Hand zu ermöglichen. Dabei kann es erforderlich sein, daß mit Rücksicht auf die Regelungsaufgaben im eingerückten Zustand stets bestimmte geometrische Verhältnisse zwischen dem

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Stelltrieb und dem Stellglied gewährleistet sind. Bekannte Kupplungen dieser Art sind wegen der großen Genauigkeitsanforderungen an die speziell gestalteten Einzelteile sehr aufwendig, ohne das gesteckte Ziel stets ganz befriedigend zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei unaufwendiger Bauweise spielfrei ist und auch nach Relativdrehung der Kupplungsteile im ausgerückten Zustand nach dem Wiedereinrücken eine vorbestimmte Winkelstellung der Kupplungsteile zueinander gewährleistet«

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die die Kupplungsflanschen verbindende Eingriffsanordnung von einem Wälzkörper und zwei einander gegenüberstehenden Vertiefungen in den Kupplungsflanschen gebildet ist, von denen jede mit dem Wälzkörper über ein Paar von in Umfangsrichtung geneigten Flächen zusammenwirkt, und daß die Kupplungsflanschen durch eine Feder auch dann zusammengedrückt sind, wenn das unnachgiebige Schaltelement gelöst ist.

Zweckmäßigerweise wird wenigstens eine Vertiefung einer Eingriffsanordnung von einer Bohrung und das Wälzglied von einer Kugel gebildet, die vorteilhafterweise mit dem Rand der Bohrung zusammenwirkt. Das heißt, der Bohrungsdurchmesser ist geringer als der Kugeldurchmesser.

Der Neigungswinkel, der mit dem Wälzkörper zusammenwirkenden Flächen ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an einem der beiden Kupplungsflanschen wesentlich steiler

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als an dem anderen, was bei Verwendung von mit einer Kugel zusammenwirkenden Bohrungen zweckmäßigerweise durch ungleiche Bohrungsdurchmesser verwirklicht wird.,

Das Zusammenwirken des Wälzkörpers mit einem Paar von konkav geneigten Flächen an jedem Kupplungsflansch ergibt eine geometrisch eindeutige, spielfreie Zuordnung, wenn der Wälzkörper unter der Wirkung des die Kupplungsflanschen zusammenpressenden Schaltglieds in die beiderseitigen Vertiefungen gepreßt ist. Dadurch ist eine spielfreie Arbeitsweise der Kupplung gewährleistet. Wird das Schaltglied gelöst, so werden die Kupplungsflanschen gleichwohl durch die Federkraft noch zusammengedrückt. Jedoch können sie gegeneinander verdreht werden, wobei der Wälzkörper aus wenigstens einer der beiden Vertiefungen herausspringt. Bevor die Kupplung wieder geschlossen wird, werden die Kupplungsflanschen in die Ausgangslage zurückgeführt, die dadurch leicht gefunden werden kann, daß der Wälzkörper in der Art einer Indexpositionierung bei entsprechender Verdrehung der Kupplungsflanschen in die beiderseitigen Vertiefungen unter der Federwirkung zurückspringt und die Kupplüngsflanschen in dieser Stellung festhält. Wird das Schaltelement angezogen, wenn sich die beiden Kupplungsflanschen in dieser durch Indexwirkung gesicherten Stellung befinden, so ist Gewähr dafür gegeben, daß die Kupplung im eingerückten Zustand genau diejenigen geometrischen Verhältnisse wieder herstellt, die vor dem Ausrücken der Kupplung bestanden hatten.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kupplungsflansch

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fest mit einer Welle verbunden ist, auf der der erste Kupplungsflansch in Axialrichtung und Umfangsrichtung beweglich gelagert ist. Die Welle ist mit einem Gewinde für eine als Schaltelement für den ersten Kupplungsflansch dienende Mutter versehen. Die Feder ist als Druckfeder ausgeführt und umgibt die Welle zwischen dem ersten Kupplungsflansch und der Mutter. Am Ende der Welle kann eine Handhabe zum Drehen des zweiten Kupplungsflanschs bei gelöster Kupplung vorgesehen sein, beispielsweise eine gesicherte Hutmutter.

Man erkennt ohne weiteres, daß Feinpassungen bei der Fertigung der erfindungsgemäßen Kupplung kaum erforderlich sind. Wenn beispielsweise zwei oder drei Eingriffsanordnungen am Umfang vorgesehen sind, die jeweils aus einer Kugel und einem Bohrungspaar bestehen, wird die Relativlage der Kupplungsflanschen zueinander im eingerückten Zustand ausschließlich durch die Lage der Bohrungen zueinander bestimmt. Ungenauigkeiten der Lagerung der Kupplungsscheiben auf der Welle wirken sich nicht aus. Ebenso wenig haben Durchmessertoleranzen bei den in den Eingriffsanordnungen verwendeten Bohrungen oder Durchmessertoleranzen bei den Kugeln Konsequenzen für die Eingriffsgenauigkeit. Erforderlich ist lediglich, daß die beiderseitigen Bohrungen einander genau gegenüberliegen. Die Bohrungen können mit handelsüblichen, gehärteten Buchsen ausgestattet werden. Auch für die übrigen Komponenten können weitgehend billige Normteile verwendet werden statt kostspieliger Sonderformen. Schließlich hat die Erfindung den Vorteil, daß die Kupplung äußerst platzsparend ausgeführt werden kann und daß die Drehhandhabe zum Drehen des abgetriebenen Teils

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bei ausgerückter Kupplung nicht wie bei vorbekannten Ausführungen radial von der Kupplung absteht, sondern am Ende axial vorsteht. Dadurch ist es möglich, das vorgeschriebene Schutzgehäuse auch dann an seinem Platz zu belassen, wenn die Kupplung gelöst und von Hand gedreht werden soll. Es hat sich nämlich gezeigt, daß anderenfalls die Anbringung des Schutzgehäuses häufig leichtfertigerweise unterlassen wird.

Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel erläutert, das in der einzigen Figur der Zeichnung in einem Längsschnitt veranschaulicht ist.

Auf der Welle 1 eines Schiebers, die gleichzeitig die Abtriebswelle der Kupplung darstellt, ist der zweite Kupplungsflansch 2 aufgeschweißt. Die Schweißverbindung kann gewählt werden, weil sämtliche übrigen, gegebenenfalls zu wartenden Kupplungsteile auf der Seite des freien Wellenendes von diesem Kupplungsflansch angeordnet sind und daher der Flansch 2 bei der Wartung der Kupplung auf der Welle 1 belassen werden kann. Er trägt am Umfang einen mit Spitze versehenen Kerbstift 3, der die jeweilige Stellung der Kupplung anzeigt und als Anschlag dienen kann.

Die Welle 1 ragt über den zweiten Kupplungsflansch 2 in der Zeichnung nach rechts hinaus und trägt axial beweglich und drehbeweglich den ersten Kupplungsflansch 4, der am Umfang fest mit einem Hebel 5 verbunden ist, an welchem der motorische Stellantrieb angreift.

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An zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen enthalten die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Flanschen 2 und 4 Bohrungen 6, die durch Einpressen handelsüblicher, gehärteter Bohrbuchsen 7 verstärkt sind. Die im ersten Flansch 4 befindlichen Bohrungen 6 sind etwas größer im Durchmesser als diejenigen des zweiten Flansche 2, aber dennoch etwas kleiner als der Durchmesser der jeweils zwischen zwei Bohrungspaaren 6 gehaltenen Stahlkugel 8. Die Ränder 9 der Bohrungen 6 wirken mit der zugehörigen Kugel über Schrägflächen zusammen, die von der Kugeloberfläche gebildet sind und deren Neigung bestimmt wird durch das Verhältnis der Kugel- und Bohrungsdurchmesser. Da die Bohrungsdurchmesser auf der Seite des ersten Kupplungsflanschs 4 größer sind als bei dem anderen, werden die Kugeln darin bei einer relativen Umfangsverdrehung der Flanschen gegeneinander festgehalten, während sie aus den Bohrungen des zweiten Kupplungsflanschs herausspringen.

Axial schließt sich an den ersten Kupplungsflansch 4 auf der Welle 1 die Druckfeder 10 an, die über die Scheibe 11 von der Mutter 12 beaufschlagt ist, welche auf dem Gewinde 13 eines Ansatzes der Welle 1 verschraubbar ist. Die freie Verschraubungsstrecke wird begrenzt durch eine Hutmutter 14, die auf das Ende des Wellenendes aufgeschraubt und mit einer Drehsicherung versehen ist.

In der dargestellten Lage ist die Mutter 12 fest nach links in der Zeichnung geschraubt und preßt dadurch die Kugeln 8 fest zwischen die Ränder 9 der in den Kupplungsflanschen 2 und 4 befindlichen Bohrungen 6. Die Flanschen sind dadurch

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formschlüssig und spielfrei miteinander verbunden. Wird die Mutter 12 nach rechts bis zur Hutmutter 14 verschraubt, so wird der erste Kupplungsflansch 4 zwar durch die Feder 10 noch gegen den zweiten Kupplungsflansch gedrückt, so daß zunächst die dargestellte Lage der beiden Flanschen der Kugeln erhalten bleibt. Jedoch kann man durch Angriff eines Schraubenschlüssels an der Hutmutter 14 die Welle 1 und damit den zweiten Kupplungsflansch 2 manuell verdrehen. Dabei können die Kugeln 8 unter entsprechender Verschiebung des ersten Kupplungsflanschs 4 gegen die Wirkung der Feder 10 aus den Bohrungen 6 des zweiten Kupplungsflanschs 2 herausgleiten.

Soll die Kupplung wieder geschlossen werden, wird die Welle 1 manuell gedreht, bis die Kugeln 8 wieder einrasten. Anschließend wird die Mutter 12 nach links geschraubt, um den Kupplungszustand zu sichern.

Man erkennt, daß die Kupplung ohne weiteres mit einem Schutzgehäuse versehen werden kann, das axial offen ist und daher ohne Entfernung die Betätigung der Kupplung erlaubt .

Claims

( 1.)Ausrückbare Drehkupplung mit einem ersten, eine Einrichtung zur Verbindung mit einer Antriebseinrichtung aufweisenden Kupplungsflansch und einem zweiten, mit der anzutreibenden Welle zu verbindenden Kupplungsflansch, die koaxial und relativ zueinander drehbar und axial verschiebbar angeordnet sind und über mindestens eine exzentrische Eingriffsanordnung formschlüssig zusammenwirken, wenn sie mittels eines unnachgiebigen Schaltelements zusammengepreßt Sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Exngriffsanordnung von einem Wälzkörper (8) und zwei einander gegenüberstehenden Vertiefungen (6) in den Kupplungsflanschen (2, 4) gebildet ist, von denen jede mit dem Wälzkörper (8) über ein Paar von in Umfangsrichtung geneigten Flächen (9) zusammenwirkt,

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und daß die Kupplungsflanschen (2, 4) durch eine Feder (10) auch dann zusammengedrückt sind, wenn das unnachgiebige Schaltelement (12) gelöst ist.
2. Drehkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Vertiefung einer Eingriffsanordnung von einer Bohrung (6) und das Wälzglied von einer Kugel

(8) gebildet ist.
3. Drehkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (8) mit dem Rand (9) der Bohrung zusammenwirkt.
4. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der mit dem Wälzkörper zusammenwirkenden Flächen (9) an einem (4) der Kupplungsflanschen wesentlich steiler ist als an dem anderen (2).
5. Drehkupplung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Vertiefungen von Bohrungen (6) gebildet sind, deren Rand mit einer Kugel (8) als Wälzkörper zusammenwirkt und die ungleichen Durchmesser haben.
6. Drehkupplung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kupplungsflansch (2) fest mit einer Welle (1) verbunden ist, auf der der erste Kupplungsflansch (4) in Axial- und Umfangsrichtung beweglich gelagert ist und die mit einem Gewinde (13) für eine als Schaltelement für den ersten Kupplungsflansch (4) vorgesehene Mutter (12) versehen ist, wobei die

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Feder (10) als Druckfeder die Welle (1) zwischen dem ersten Kupplungsflansch (4) und der Mutter (12) umgibt.
7. Drehkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Welle (1) eine Handhabe (14) zum Drehen des zweiten Kupplungsflanschs (2) bei gelöster Kupplung vorgesehen ist.