DE3545651A1 - Kupplung mit einer nabe zum uebertragen eines drehmoments auf eine welle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit einer Nabe zum Über­ tragen eines Drehmomentes auf eine Welle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Kupplungen sind beispielsweise aus der DE-OS 29 23 902 bekannt.

Wird diese Kupplungsbauart für einen Anwendungsfall gewählt, bei dem die Nabe häufig von der Welle abgezogen werden muß, so wird der Wellenstummel vorzugsweise leicht konisch ausgeführt, um Verschleiß und Riefenbildung auf den sich berührenden Ober­ flächen an Welle und Nabe möglichst zu vermeiden. Auch aus­ tauschbare Hülsen auf dem Wellenzapfen sind zu diesem Zweck bekannt.

Die Erfinder haben erkannt, daß es nach einem Abscheren des Verschlußstopfens zu einem axialen Abwandern der Nabe in Rich­ tung zum Wellenende hin kommen kann, insbesondere wenn Gelenk­ wellen mit Längsverschiebbarkeit zum Antrieb dienen. Dieses Abrutschen ist unerwünscht, denn die Nabe kann über das Wellen­ ende hinaus wandern und Schäden verursachen, insbesondere bei Großmaschinen, wie z.B. Walzwerken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs beschriebenen Gattung derart zu gestalten, daß die Nabe nach dem Abscheren des Verschlußstopfens axial gehalten wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruches 1 gelöst. Zur Funktion einer Kupplung dieser Gattung gehört ein Organ, das drehfest mit der Welle verbunden ist und bei Überschreitung eines zulässigen Drehmoments sowie einer relativen Verdrehung gegenüber der Nabe durch Abbrechen des Verschlußstopfens eine Entlastung der unter Druck stehenden Kammer innerhalb der Nabe eine Kraftschlußunterbrechung herbei­ führt. Dieses im Prinzip bekannte Organ ist gemäß unserer Er­ findung als ein drehfest auf der Welle befestigter Flansch aus­ gebildet, dem außer dem Abscheren des Verschlußstopfens für die Druckkammer eine weitere Funktion zukommt: Er ist zweiteilig ausgeführt, umschließt die Welle und ist durch einen Radialbund in einer Radialnut in der Welle axial gesichert. Ferner er­ streckt sich der Flansch in den Bereich der Nabe hinein und ist dort zu einer bundartigen Klaue geformt, die in eine entspre­ chende Radialnut in der Nabe eintaucht. An dieser Klaue am Flansch erst ist die Abschervorrichtung für den Verschluß­ stopfen angeordnet, der beim Losbrechen der Nabe nach Über­ lastung, wie bekannt, die innenliegende Druckkammer entspannt. Die Relativbewegung der Nabe auf dem Wellenende wird dadurch nicht unterbunden, aber die Nabe wird durch gegenseitiges Ver­ haken mit dem Flansch am axialen Abrutschen gehindert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Es hat sich als vorteilhaft erwie­ sen, den Flansch in Achsmitte quer zu teilen und die beiden Hälften des Flansches außerdem so an der Nabe zu befestigen und radial zu führen, daß bei der Demontage des Flansches mitsamt der Nabe von der Welle die axiale Sicherung zwar außer Eingriff kommt, aber die Flanschhälften dennoch mittels der Klaue in der Radialnut an der Nabe verbleiben. Die Nabe bildet dadurch mit den beiden Hälften des Flansches eine komplette Baueinheit, bei der kein Teil ganz abgebaut werden muß und verlorengehen kann. Im Betriebszustand sind die beiden Hälften des Flansches z.B. mit Schrauben auf der Welle zusammengespannt. Soll die Nabe vollständig vom Wellenende abgenommen werden, so wird die Ver­ schraubung der Flanschhälften auf der Welle gelöst. Die Flanschhälften an der Nabe lassen sich dann radial auseinander­ ziehen bis die axiale Sicherung auf der Welle gelöst ist und die Nabe axial verschiebbar wird. Der Flansch kann im montier­ ten Zustand als Meßbasis für Montage- und Justierarbeiten die­ nen.

Vorteilhaft ist ferner, zwischen der Klaue am Flansch und der Radialnut in der Nabe ein axiales Spiel vorzusehen, damit beim Losbrechen der Nabe bei Überlastung ein geringfügiges Abheben vom konischen Wellensitz möglich ist. Dadurch werden die Sitz­ oberflächen beider Teile geschont. Gemäß einer weiterführenden Ausgestaltung der Erfindung wird die Abschervorrichtung für den Verschlußstopfen, die an der mit dem Flansch verbundenen Klaue befestigt ist, als Verschlußschraube ausgebildet, in der das abgebrochene Teil des Verschlußstopfens Platz finden kann und unter der der Verschlußstopfen von äußerer Einwirkung geschützt angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Kupplung,

Fig. 2 den zugehörigen Flansch, in axialer Richtung gesehen.

In beiden Figuren sind identische Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet. Die in Fig. 1 dargestellte Kupplung weist eine Nabe 1 auf, welche eine Welle 2 umschließt, zwischen denen ein Dreh­ moment übertragen werden soll. In der Nabe ist in bekannter Weise mit geringem Abstand von der Welle eine zylindrische Kam­ mer 3 angeordnet. An diese Kammer schließt sich ein Kanal 4 an, dessen Mündung durch einen Verschlußstopfen 5 verschlossen ist.

Auf der Welle 2 ist ein Flansch 6 drehfest angeordnet. Dieser Flansch 6 ist zweiteilig ausgeführt, und beide Hälften werden durch Schrauben 12 zusammengespannt. Außer durch diese kraft­ schlüssige Verbindung ist mittels eines Bundes 7 am Flansch 6 und einer zugeordneten Ringnut 8 in der Welle 2 auch noch eine formschlüssige axiale Sicherung hergestellt. Die axiale Ver­ ankerung des Flansches 6 mit der Nabe 1 erfolgt durch eine Klaue 9, die als ein radial nach innen gerichteter Bund ausge­ bildet ist, sich als Bestandteil des Flansches 6 in den Bereich der Nabe 1 hinein fortsetzt und in eine umlaufende Radialnut 10 am äußeren Umfang der Nabe 1 eingreift. Diese Radialnut 10 kann durch eine abnehmbare Platte 11 begrenzt sein, die stirnseitig an der Nabe 1 befestigt ist.

Im Bereich dieser Radialnut 10 befindet sich der mit einer Sollbruchstelle versehene Verschlußstopfen 5 für die Kammer 3 innerhalb der Nabe. Die Klaue 9 trägt eine als Verschlußschrau­ be 12 ausgebildete Abschervorrichtung, die das abbrechbare Teil des Verschlußstopfens 5 umschließt, diesen vor unbeabsichtigter Zerstörung schützt und das im Falle eines Losbrechens abgebro­ chene Teil aufnehmen kann. Nach Abnahme der Verschlußschraube 12 kann ein neuer Verschlußstopfen 5 eingesetzt und die Kammer 3 erneut unter Druck gesetzt werden.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, werden die beiden Hälften 6 a und 6 b des Flansches 6 durch Schrauben 13 zusammengehalten. Zur Demontage werden die Schrauben 13 gelöst, so daß die beiden Hälften des Flansches so weit auseinandergezogen werden können, daß der Bund 7 aus der Radialnut 8 in der Welle austritt. Wie zu erkennen ist, kann sich der Bund 7 an jeder Flanschhälfte auch nur auf einen Teil des Umfanges erstrecken, wodurch das Maß b begrenzt wird. Die radiale Erstreckung des Bundes 9 am Flansch 6, nämlich das Maß c, ist größer als das Maß a. Ferner sind am Flansch 6 Halteschrauben 14 vorhanden, die in Vertie­ fungen eintauchen, die als eine ringförmige Nut 15 an der Stirnseite der Nabe 1 ausgebildet sind und radiale Anschläge für die Flanschhälften 6 a und 6 b im auseinandergezogenen Zu­ stand bilden.

Im vorliegenden Beispiel besteht die Nabe 1 aus zwei Teilen, nämlich einem äußeren Teil, der sogenannten Stütznabe 16 mit der eingeschlossenen druckbeaufschlagbaren Kammer 3, und einem innenliegenden Teil 17, das Bestandteil einer Gelenkwelle ist und unter der Spannung der Stütznabe 16 auf den konischen Wel­ lensitz gepreßt wird. Die Gegensitzfläche auf der Welle 2 be­ steht aus einer austauschbaren Hülse 18. Damit sind die einem eventuellen Verschleiß unterworfenen Teile austauschbar, insbe­ sondere wenn es sich um Antriebe handelt, bei denen häufiges Lösen oder Durchrutschen zu erwarten ist. Einer Beschädigung der Sitzoberflächen kann ferner dadurch begegnet werden, daß das Maß d am stirnseitigen Ansatz der Nabe kleiner gewählt wird als die Breite der zugehörigen Nut im Flansch 6, so daß sich die Nabe nach dem Losbrechen auf der Sitzoberfläche der Welle durch geringfügiges axiales Wandern ablösen kann.

Claims (15)

1. Kupplung mit einer Nabe zum Übertragen eines Drehmomentes auf eine Welle, mit einer in der Nabe in geringem Abstand von der Welle angeordneten zylindrischen Kammer, die mit einem unter Druck stehenden Medium füllbar ist, einem Ka­ nal, der sich an die Kammer anschließt und einen Verschluß­ stopfen aufweist, sowie mit einem mit der Welle drehfesten Flansch, der beim Auftreten einer Relativbewegung zwischen Nabe und Welle den Verschlußstopfen abschert, gekennzeich­ net durch die Kombination der folgenden Merkmale:

• a) Es ist eine Klaue (9) vorgesehen, die von einem der beiden Elemente, nämlich Nabe (1) oder Flansch (6) ge­ tragen ist,
• b) das andere der beiden Elemente ist mit einer Radialnut (10) zum Eingreifen der Klaue (9) versehen,
• c) das die Klaue (9) tragende Element (1, 6) ist zum Zwecke des Montierens geteilt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (6) in einer durch die Längsachse gelegten Schnitt­ ebene in zwei Hälften (6 a, 6 b) geteilt ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (6) an der dem Wellenende abgekehrten Stirnseite der Nabe (1) befestigt und radial geführt ist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur radialen Führung der Flanschhälften (6 a, 6 b) Halteschrauben (14) vorgesehen sind, die in Vertiefungen (15) in der Nabe (1) eintauchen.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der dem Wellenende abgewandten Stirnseite der Nabe (1) eine Platte (11) befestigt ist, die eine der Flanken der Radialnut (10) bildet und in der die Vertie­ fungen (15) für die Halteschrauben (14) angeordnet sind.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Flansch (6) einen inneren Bund (7) auf­ weist, der in eine Radialnut (8) in der Welle eingreift.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der innere Bund (7) am Flansch (6) nur über einen Teil des inneren Umfanges erstreckt.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radiale Verschiebbarkeit (a) jeder Flanschhälfte (6 a, 6 b) größer ist als die radiale Er­ streckung (b) des inneren Bundes (7) am Flansch (6) und daß der Verschiebeweg von Halteschrauben (14) und Vertiefungen (15) begrenzt ist.

9. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Eintauchtiefe (c) der Klaue (9) in die Radialnut (10) in der Nabe (1) größer ist als der radiale Verschiebe­ weg (a) jeder Flanschhälfte (6 a, 6 b).

10. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschervorrichtung (12) für den Verschlußstopfen (5) an der Klaue (9) des Flansches (6) befestigt ist.

11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschervorrichtung (12) als Schraube ausgebildet ist, die von radial außen eingesetzt ist und im Inneren einen freien Raum aufweist, in den der Verschlußstopfen (5) hineinragt.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Flansch (6) und die Nabe (1) denselben Außendurchmesser aufweisen.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klaue (9) und die Radialnut (10) an der Nabe (1) ein axiales Spiel aufweisen.

14. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf der Welle (2) ein als Gelenkwellenflansch (17) ausgebildetes Bauteil angeordnet ist, dessen zylindri­ scher Schaft von der Nabe (1) umschlossen ist.

15. Kupplung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (1) mit dem Gelenkwellenflansch (17) einstückig ausge­ bildet ist.