DE3406681C2 - Laschenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Laschenkupplung für Antriebswellen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Laschenkupplungen dieser Art sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, z. B. aus der DE 76 12 271 U1. Solche Laschenkupplungen bestehen im wesentlichen aus zwei starren Kupplungsteilen, die durch tangential zur Drehachse angeordnete Laschen oder Laschenpakete in Form von Stahllamellen miteinander verbunden sind, wobei die Laschen an ihren Enden mittels Paßbolzen abwechselnd an dem einen und anderen starren Kupplungsteil kraftschlüssig befestigt sind. Bei der Kraftübertragung verhalten sich die Laschen in Umfangsrichtung drehsteif und in axialer Richtung biegeweich.

Als Folge der relativ hohen Zug- und Druckkräfte, denen die Laschen bei der Kraftübertragung ausgesetzt sind, ist es erforderlich, eine absolut spielfreie Befestigung der Laschen an den starren Kupplungsteilen sicherzustellen. Als Befestigungsmittel werden spezielle Paßbolzen eingesetzt. Eine solche Gestaltung stellt aber an die Fertigung extrem hohe Anforderungen, um unvermeidbare Teilungsfehler und Toleranzen in den Durchmessern so klein wie möglich zu halten. Wie die Praxis gezeigt hat, lassen sich diese Anforderungen nur durch die Verwendung spezieller Lehren bzw. besonders gestalteter Lehrenbohrwerke erzielen. Die Fertigung wird dadurch erheblich verteuert. Dennoch ergeben sich immer wieder Probleme beim Zusammenbau solcher Laschenkupplungen, da trotz genauer Fertigung beim Zusammentreffen von Teilen aus unterschiedlichen Fertigungsvorgängen die unvermeidbaren Toleranzen sich zur ungünstigen Seite hin addieren können und somit den Zusammenbau erheblich erschweren. Dies gilt vor allem für den nachträglichen Austausch von abgenutzten Teilen am Einsatzort.

Aus der US 40 19 345 ist eine Laschenkupplung bekannt, bei der zwei im axialen Abstand angeordnete Einzelkupplungen der vorgenannten Art durch eine Zwischenwelle verbunden sind. Um die Verbindungselemente leichter einsetzen und wieder entfernen zu können, sind bei dieser Laschenkupplung die Paßbolzen nicht direkt an den starren Kupplungsteilen gehalten, sondern an je einem Ringsegment. Die Ringsegmente ihrerseits enthalten an ihren Enden je eine Durchgangsbohrung für die Aufnahme von Kopfschrauben, die in Gewindebohrungen der starren Kupplungsteile einschraubbar sind. Wegen der Paßgenauigkeit der einzelnen Verbindungsteile treten bei dieser bekannten Laschenkupplung die gleichen Probleme wie bei der vorerwähnten Einzelkupplung auf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Elemente zur Befestigung der Laschen oder Laschenpakete an den starren Kupplungsteilen so zu gestalten, daß die eingangs geschilderten Probleme überwunden werden, d. h. die Verbindungselemente wie Bohrungen und Bolzen sollen mit den im Maschinenbau üblichen Fertigungsmethoden (ohne Lehren und spezielle Bohrwerke) herstellbar sein, ohne daß Einbußen in der Funktionstüchtigkeit in Kauf zu nehmen sind. Auch der Zusammenbau der Kupplungsteile und ebenso der nachträgliche Austausch von abgenutzten Teilen soll einfach durchführbar sein.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Laschenkupplung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Aufnahme der Schraubenbolzen zum Verspannen der Ringsegmente in den Ringsegmenten und/oder im jeweiligen Kupplungsteil Durchgangsbohrungen mit im Vergleich zum Schraubenbolzen größerem Durchmesser vorgesehen sind.

Für die angestrebte Verbesserung reicht es aus, wenn die Laschen oder Laschenpakete wenigstens an einem ihrer Enden mit Hilfe je eines Ringsegments mit dem starren Kupplungsteil verbunden werden. Soweit die starren Kupplungsteile dabei aus einer inneren Nabe und einem äußeren Ringflansch gebildet sind, ist es vorteilhaft, die Ringsegmente am im Durchmesser größeren Kupplungsteil anzuordnen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer solchen Laschenkupplung besteht darin, daß verspannbare Ringsegmente lediglich am äußeren Kupplungsflansch vorgesehen sind, an dem ein zur Drehachse gerichteter freistehender Ringflansch mit Durchgangsbohrungen für Schraubenbolzen angeformt ist, daß an diesem Ringflansch auf den axial entgegengesetzten Seiten paarweise deckungsgleiche Ringsegmente anliegen und mittels Schraubenbolzen gegeneinander am Ringflansch verspannt sind und daß die Enden eines Paares aufeinanderfolgender Laschen zwischen je einem Paar Ringsegmente einliegen und an einem mit beiden Ringsegmenten verbundenen Paßbolzen gehalten sind.

Um den Umfang des Kupplungsflansches bei einer vorgegebenen Länge der Laschen möglichst klein zu halten, ist es vorteilhaft, im Ringflansch im Bereich der Paßbolzen von seiner inneren Umfangskante ausgehende Ausnehmungen vorzusehen, die die Konturen der am Paßbolzen angreifenden Laschenenden mit Spiel umgeben. Damit ist ein ausreichender Freiraum für die Laschenenden geschaffen, so daß die Mittelpunkte der Bohrungen der Paßbolzen einerseits und der Schraubenbolzen andererseits auf einer gemeinsamen Kreislinie angeordnet werden können.

Um eine gute Ausnutzung der vorhandenen Umfangsfläche zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Ringsegmente auf dem gesamten Umfang lediglich unter Freilassung eines kleinen Spaltes zwischen ihren jeweils voreinander stoßenden Stirnenden anzuordnen.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile beruhen darauf, daß die Durchgangsbohrungen für die Aufnahme der Schraubenbolzen zum Verspannen der Ringsegmente ein gewisses Spiel aufweisen, um so den Ringsegmenten während der Montage vorübergehend eine begrenzte Seitenbeweglichkeit zu ermöglichen. Dank dieser Seitenbeweglichkeit ist der Zusammenbau der paßgenau gearbeiteten Laschen problemlos durchführbar. Erst ganz zum Schluß, d. h. nachdem alle Laschen mit Hilfe der Paßbolzen mit den jeweiligen Ringsegmenten verbunden worden sind, werden nun durch Anziehen der Schraubenbolzen die Ringsegmente mit den starren Kupplungsteilen fest verspannt.

Für die Fertigung solcher Laschenkupplungen bietet die Erfindung den wesentlichen Vorteil, daß alle Paßbohrungen nach den bekannten einfachen Methoden mit den üblichen, nicht vermeidbaren Toleranzen hinsichtlich Durchmesser und Teilungsfehler hergestellt werden können. Die sich dabei zwangsläufig ergebenden Teilungsfehler und Toleranzen wirken sich beim Zusammenbau der Einzelteile nicht nachteilig aus, denn die vorhandenen Abweichungen können auf einfache Weise durch das bewußte Spiel in den Durchgangsbohrungen ausgeglichen werden. Erst durch das Verspannen der Ringsegmente mit dem starren Kupplungsteil wird im Gegensatz zu einer Laschenkupplung herkömmlicher Bauart, die nur über formschlüssige Verbindungen verfügt, eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Ringsegmenten und dem starren Kupplungsteil und damit eine drehsteife Verbindung der beiden Kupplungsteile geschaffen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 als Ausschnitt eine Stirnansicht einer Laschen­ kupplung nach der Erfindung,

Fig. 2 ebenfalls als Ausschnitt eine Stirnansicht des äußeren Kupplungsteils vor dem Zusammenbau,

Fig. 3 einen Axialschnitt der Laschenkupplung in der Ebene der Linie I-I der Fig. 1 in einem größeren Maßstab und

Fig. 4 einen Axialschnitt in der Ebene der Linie II-II der Fig. 1 ebenfalls in einem größeren Maßstab.

Die starren Kupplungsteile, d. h. die Kupplungsnabe und der äußere Kupplungsflansch sind mit 1 und 2 bezeichnet. Die Kupplungsnabe 1 ist aus zwei axial aneinanderliegenden und miteinander verspannten Teilen 3, 4 gebildet, wobei am Teil 3 ein Ringflansch 5 angeformt ist, der über den Umfang mit Abstand voneinander angeordnete Bohrungen 6 für die Aufnahme von Befestigungsschrauben aufweist. In den Teilen 3, 4 der Kupplungsnabe 1 sind über den Umfang verteilte achsparallele und miteinander fluchtende Bohrungen 7 enthalten, in die Verbundspannhülsen 8 eingesetzt sind, die der gegenseitigen drehfesten Verbindung der Teile 3, 4 dienen. Den Umfang der Teile 3, 4 bilden zwei deckungsgleiche Flansche 9, 10, die einen axialen Abstand voneinander haben, so daß ein umlau­ fender Zwischenraum vorhanden ist.

Der Kupplungsflansch 2 besteht aus einem äußeren Befestigungs­ flansch 2a mit einer Anzahl von achsparallelen Bohrungen 11 für das Einsetzen von Befestigungsschrauben zur Verbindung mit einem weiterführenden Drehteil. An diesem Befestigungs­ flansch ist ein zur Drehachse 12 der Laschenkupplung ge­ richteter, freistehender Ringflansch 13 angeformt, dessen axiale Stärke dem axialen Abstand zwischen den Innenflächen der Flansche 9,10 angepaßt ist.

Kupplungsnabe 1 und Kupplungsflansch 2 sind miteinander durch insgesamt sechzehn Laschen 14, 15 verbunden, wobei zum einen an der Kupplungsnabe 1 und zum anderen am Kupplungsflansch 2 jeweils zwei Laschen an einem gemeinsamen Paßbolzen 16 bzw. 17 angreifen. Die Flansche 9, 10 der Kupplungsnabe 1 ent­ halten für die Aufnahme der Paßbolzen 16 acht mit gleichem Abstand voneinander angeordnete achsparallele Bohrungen 18. In diese Bohrungen ist jeweils eine Paßhülse 19 eingesetzt, in denen die Paßbolzen 16 formschlüssig gehalten sind. Jeder Paßbolzen enthält an einem Ende einen Schraubenkopf und am anderen Ende ein Gewinde, auf dem eine Befestigungsmutter sitzt.

Die Laschen 14, 15 bestehen bei dem Ausführungsbeispiel aus je einer Einzellasche, z. B. aus Federstahl in einer Umriß form wie sie in Fig. 1 veranschaulicht ist. Durch Distanz­ scheiben 20 wird zwischen den beiden Laschen 14, 15 einer­ seits und in bezug auf die Innenfläche der Flansche 9, 10 ein vorgegebener Abstand eingehalten (vgl. Fig. 3 und 4).

Am - in radialer Richtung gesehen - äußeren Ende sind die Laschen 14, 15 jeweils paarweise in gleicher Weise mit einem Paßbolzen 17 und einer Paßhülse 21 verbunden. Die Paßbolzen sind hier jedoch nicht im Kupplungsflansch 2 selbst, sondern an je einem Paar Ringsegmenten 22 angeordnet. Alle Ringseg­ mente 22 sind untereinander gleich. Sie enthalten an ihren Enden je zwei achsparallele Bohrungen 23 für die Aufnahme von Schraubenbolzen 24, die auf ihrem Gewindeende eine Mutter tragen. Der Ringflansch 13 enthält eine gleiche An­ zahl von Bohrungen 25, die im Durchmesser gegenüber dem Durchmesser der Schraubenbolzen 24 vergrößert, d. h. mit einem vorgegebenen Spiel ausgebildet sind. Die Paßbolzen 17 und die Paßhülsen 21 sind in den Ringsegmenten 22 in mitti­ gen Bohrungen 26 formschlüssig gehalten.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, sind im Bereich der äußeren Enden der Laschen 14,15 im Ringflansch 13 von der inneren Umfangskante ausgehende Ausnehmungen 27 enthalten, die etwa den Umrißkonturen der Laschenenden unter Einhaltung eines ausreichenden Spaltes angepaßt sind. Dieser Spalt ist so zu bemessen, daß bei den zu erwartenden Relativbewegungen des Kupplungsflansches 2 gegenüber der Kupplungsnabe 1 Be­ rührungen zwischen den Laschen 14, 15 und dem Ringflansch 13 nicht auftreten können.

Beim Zusammenbau einer solchen Laschenkupplung werden zu­ nächst alle Paßbolzen 16, 17 ordnungsgemäß verschraubt und erst hiernach die Muttern der Befestigungsschrauben 24 an­ gezogen, womit die kraftschlüssige Verbindung der Laschen 14, 15 mit dem äußeren Kupplungsflansch 2 hergestellt wird.

Claims (5)

1. Laschenkupplung mit wenigstens einer Kupplungsnabe und einem äußeren Kupplungsflansch, bei der zur Übertragung des Drehmoments zwischen Nabe und Flansch Laschen oder Laschenpakete mit endseitigen Bohrungen etwa tangential angeordnet sind, deren Enden mit je einem Kupplungsteil verbunden sind, bei der je zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Laschen oder Laschenpakete an einem gemeinsamen Paßbolzen gehalten sind und bei der die Paßbolzen einzeln an wenigstens einem Ringsegment befestigt sind, die mit dem jeweiligen Kupplungsteil mittels Schrauben verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß für die Aufnahme der Schraubenbolzen (24) zum Verspannen der Ringsegmente (22) in den Ringsegmenten (22) und/oder im jeweiligen Kupplungsteil (1 bzw. 2) Durchgangsbohrungen mit im Vergleich zum Schraubenbolzen (24) größerem Durchmesser vorgesehen sind.

2. Laschenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß verspannbare Ringsegmente (22) lediglich am äußeren Kupplungsflansch (2) vorgesehen sind, an dem ein zur Drehachse (12) gerichteter freistehender Ringflansch (13) mit Durchgangsbohrungen (25) für Schraubenbolzen (24) angeformt ist, daß an diesem Ringflansch (13) auf den axial entgegengesetzten Seiten paarweise deckungsgleiche Ringsegmente (22) anliegen und mittels Schraubenbolzen (24) gegeneinander am Ringflansch (13) verspannt sind und daß die Enden eines Paares aufeinanderfolgender Laschen (14, 15) zwischen je einem Paar Ringsegmente (22) einliegen und an einem mit beiden Ringsegmenten (22) verbundenen Paßbolzen (17) gehalten sind.

3. Laschenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (13) im Bereich der Paßbolzen (17) von seiner inneren Umfangskante ausgehende Ausnehmungen (27) aufweist, die die Konturen der am Paßbolzen (17) angreifenden Laschen (14, 15) mit Spiel umgeben.

4. Laschenkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der Bohrungen (23, 25) für die Paßbolzen (17) und für die Schraubenbolzen (24) auf einer gemeinsamen Teilkreislinie liegen.

5. Laschenkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsegmente (22) unter Freilassung eines kleinen Spaltes zwischen ihren jeweils voreinanderstoßenden Stirnenden auf dem gesamten Umfang des Ringflansches (13) angeordnet sind.