DE3744284A1 - Coupling device for the releasable connection of two parts to one another - Google Patents

Coupling device for the releasable connection of two parts to one another

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Abstract

A coupling device for the releasable connection of two parts to one another, one of which is made rod-like as a shaft (35), possesses a pot-like housing (11), in the interior of which a part element (16) is fastened by means of a wedge-shaped collar (17). A pressing part (24) engages over the wedge-shaped collar (17) and is pressed by springs in the direction of a clamping of the wedge-shaped collar (17) together with the shaft (35). To release the coupling, there is provided pressure fluid which is forced via a bore (36) in the bottom of the housing (11) into an annular space (23) formed between the inner face of the pot-like housing edge (13) and the outer face of the wedge-shaped element (16), with the result that the pressing part (27) designed as an annular piston is forced away from the wedge face counter to the pressure of the springs. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsvorrichtung zur lösbaren Verbindung zweier Teile miteinander, von denen eines stangenartig ausgebildet ist, mit einem an seinem Außenumfang konischen Keilelement, das von einem an seiner Innenfläche ebenfalls konischen Preßteil nach innen gegen das stangenartige Teil gedrückt ist. The invention relates to a coupling device for releasably connecting two parts together, one of which is rod-like with a conical at its outer periphery wedge element which is pressed by a likewise conical on its inner surface pressing member inwardly against the rod-like part.

Es ist eine Kupplungsvorrichtung bekanntgeworden, bei der ein eine Bohrung aufweisendes zylinderförmiges Teil mit einem stangenartigen Teil im Inneren der Bohrung verspannt wird; It has become known a coupling device in which a hole exhibiting a cylindrical part is tightened with a rod-like portion inside the bore; hierbei werden zwei oder mehr Ringfederelemente verwendet, die eine konische Berührungsfläche miteinander haben, dergestalt, daß das innen befindliche Ring nach innen gegen das stangenartige Teil und der außen befindliche Ring gegen die Innenfläche der Bohrung gepreßt werden, wodurch eine radiale Verspannung der beiden miteinander zu kuppelnden Teile erzielt wird. Here, two or more annular spring elements are used which have a conical contact surface with each other such that the ring inside situated are pressed inwardly against the rod-like part and the annular outside located against the inner surface of the bore, thereby to be coupled to a radial clamping of the two with each other parts is achieved. Diese Kupplung ist aber nicht in dem Sinne lösbar, daß sie bei Bedarf entkuppelt oder gekuppelt werden kann. However, this coupling is not soluble in the sense that it can be uncoupled or coupled as needed. Wenn die Kupplung einmal montiert ist, wird sie auch immer montiert bleiben, es sei denn, es ist eine Reparatur oder eine Entkupplung aus sonstigen Gründen erforderlich. When the clutch is installed, there will also always be mounted unless it is a repair or disconnection necessary for other reasons. Eine solche Kupplung ist eine feste Kupplung. Such a coupling is a fixed coupling.

Wenn z. If z. B. der Antriebszapfen eines Elektromotors mit einem Abtriebselement gekuppelt werden soll, dann werden meist Keilverzahnungen oder Nut- und Federverbindungen benutzt, bei denen eine Lösbarkeit kaum realisierbar ist und eine Querschnittsverringerung des Antriebszapfens vorgesehen werden muß, was eine entsprechende Bemessung des Antriebszapfens zur Folge hat. B. the drive pin of an electric motor to be coupled with a driven element, then splines or tongue and groove joints are mostly used in which a solubility can hardly be realized, and a reduction in cross section of the drive pin needs to be provided, resulting in a corresponding dimensioning of the drive stud result.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ähnlich wie Reibkupplungen bei Bedarf gekuppelt oder entkuppelt werden kann, und zwar nicht nur vor Ort, sondern auch von einer zentralen Stelle, z. Object of the invention is to provide a coupling device of the type mentioned above, which can be connected or disconnected when needed similar to friction clutches, not only locally, but also from a central location such. B. einer Schaltwarte, aus. As a control room from.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das konische Keilelement an einem Zylinderkörper befestigt ist, der mit einem Zylinderkragen das Keilelement in Abstand, dabei einen ringförmigen Zylinderraum bildend, umgibt, daß das Preßteil in den Zylinderraum eingesetzt ist und dabei einen Ringkolben bildet, daß das Preßteil federnd mittels eines Federpaketes mit seiner Innenfläche über das Keilelement gedrückt ist und daß die Kolbenfläche des Preßteils von Druckfluid entgegen der Federkraft beaufschlagbar ist. This object is inventively achieved in that the conical wedge element is fixed to a cylinder body which surrounds a cylinder collar, the wedge member at a distance, while an annular cylinder space forming, that the pressing member is inserted into the cylinder chamber and forms an annular piston, that the pressing member is resiliently pressed by a spring assembly with its inner surface on the wedge element and that the piston area of ​​the press part of pressurized fluid against the spring force can be acted upon.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine hydraulische Kupplung geschaffen, die bei Bedarf gelöst oder gekuppelt werden kann, ähnlich wie eine normale, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingebaute Reibkupplung. With the inventive solution, a hydraulic clutch is provided which can be released on demand, or coupled, similar to a normal, for example, built in a motor vehicle friction clutch. Dabei ist besonders vorteilhaft, daß die Oberfläche der Stange bzw. des stangenartigen Teiles nicht durch Nuten "gestört" und damit der Querschnitt verringert wird, wie dies z. It is particularly advantageous that the surface of the rod or the rod-like member "disturbed" not through grooves and thus the cross section is reduced, as z. B. bei einer Nut- und Feder-Verbindung der Fall ist. As is the case with a tongue and groove connection.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Further advantageous embodiments and improvements of the invention are disclosed in the dependent claims.

Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kupplung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen näher beschrieben und weitere Vorteile erläutert werden. Reference to the drawing, are shown in the two embodiments of the coupling according to the invention, the invention and further advantageous embodiments and improvements are described in greater detail and further advantages will be explained. Es zeigt die einzige The sole

Figur eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Kupplung, in zwei Ausführungsformen, von denen eine oberhalb und eine unterhalb der Mittel linie gezeichnet ist. Figure is a sectional view through an inventive coupling, in two embodiments, one above and one below the center line is drawn.

Die wesentlichen und für die Erfindung wichtigen Komponenten der Kupplung sind bei beiden Ausgestaltungen gleich; The essential and important for the invention the components of the coupling are the same in both embodiments; die Unterschiede bezüglich der betreffenden Komponenten sind dann unter entsprechender Bezugnahme beschrieben. the differences in the respective components are then described with appropriate reference.

Die Kupplung, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist, besitzt ein topfartiges Kupplungsgehäuse 11 mit einem Gehäuseboden 12 und einem zylindrischen Gehäuserand 13 . The clutch, which is designated in its entirety the reference numeral 10, has a cup-shaped clutch housing 11 with a housing base 12 and a cylindrical edge of the housing. 13 Auf die Innenfläche des Gehäusebodens 12 , der hierzu einen Führungsabsatz 14 aufweist, ist mit einer Schraubverbindung 15 ein Keilkörper 16 befestigt, der an seiner der Befestigungsfläche entgegengesetzten Fläche einen Keilkragen 17 aufweist, der in Richtung der Mittelachse des Gehäuses 11 von dem Keilkragen 16 vorspringt. On the inner surface of the housing bottom 12, which for this purpose has a guide shoulder 14 which is opposite to its the mounting surface area is provided with a screw 15, a wedge body 16 is fixed, has a wedge collar 17, which projects in the direction of the central axis of the housing 11 from the wedge collar sixteenth Dieser Keilkragen 17 besitzt eine zylinderförmige Innenfläche 18 und eine konische Außenfläche 19 , die sich ausgehend von dem Keilkörper 16 zum Rand des Keilkragens 17 verjüngt. This wedge collar 17 has a cylindrical inner surface 18 and a conical outer surface 19 which tapers starting from the wedge body 16 to the edge of the wedge collar 17th Dabei kann der Keilkragen 17 mit mehreren Schlitzen 20 versehen sein, wie in der Fig. dargestellt, wodurch Kragenfinger gebildet werden, die leichter nach innen verformbar sind. In this case, the wedge collar 17 may be provided with multiple slots 20, as shown in the Fig., Whereby the collet fingers are formed which can be deformed inwardly more easily. Der Keilkörper 16 besitzt an seinem Außenrand, der zylinderförmig ausgebildet ist, eine Nut 21 , in der eine Dichtung 22 eingesetzt ist. , The wedge body 16 has a groove 21 in which a seal 22 is inserted at its outer edge which is cylindrical in shape.

In den zwischen den Keilkörper 16 und der Innenfläche des Gehäusrandes 13 gebildeten Ringraum 23 ist ein Preßteil 24 eingesetzt, der den Außenrand des Keilkörpers 16 mit der Dichtung 22 mit einem Ringkolbenabschnitt 25 übergreift und dabei an der Innenfläche des Gehäuserandes 13 , in der ebenfalls eine Dichtung 26 eingesetzt ist, geführt ist. In between the wedge body 16 and the inner surface of Gehäusrandes 13 formed annulus 23, a pressing member 24 is inserted, engages over the outer edge of the wedge body 16 with the gasket 22 having an annular piston portion 25 and thereby to the inner surface of the housing edge 13, which also has a seal 26 is inserted, is guided. An den Ringkolbenabschnitt 25 des Preßteiles 24 schließt sich ein Abschnitt 27 mit einem Innenbord 28 an, der gegenüber dem Ringkolbenabschnitt 25 einen verringerten Durchmesser aufweist und eine konische Innenfläche 29 besitzt, die der konischen Außenfläche 19 entspricht, dergestalt, daß beide den gleichen Konuswinkel aufweisen. To the ring piston portion 25 of the pressing member 24, a portion 27 connects with an internal board 28 having a reduced diameter relative to the annular piston portion 25 and a conical inner surface 29 has corresponding to the conical outer surface 19, such that both have the same cone angle.

An dem freien Rand des Gehäuserandes 13 ist ein Abschlußdeckel 30 mit Schraubverbindungen 31 befestigt, der eine Innenbohrung 32 und eine umlaufende Vertiefung 33 an seiner Innenseite aufweist, die einen Ringraum zur Aufnahme von Tellerfedern 34 bildet. At the free edge of the housing edge 13 a cover plate 30 is fixed with screw 31 having an internal bore 32 and a circumferential recess 33 on its inner side, which forms an annular space for receiving plate springs 34th Durch die Bohrung 32 hindurch in das Innere des Keilkragens 17 greift eine Welle 35 . Through the bore 32 into the interior of the wedge collar 17 engages a shaft 35th

Im Gehäuseboden 12 befindet sich eine Bohrung 36 , die in einen radial im Gehäuseboden 12 verlaufenden Kanal 37 einmündet, der die Verbindung zwischen der Bohrung 36 und dem Ringraum 23 herstellt. In the housing base 12 there is a bore 36 which opens into a radially extending channel 12 in the housing base 37, which establishes the connection between the bore 36 and the annulus 23rd Durch die Bohrung 36 kann in den Ringraum 23 Druckfluid gegeben werden. Through the bore 36 into the annular chamber 23 pressurized fluid can be given. Wenn nun kein Druckfluid im Ringraum 23 ansteht, dann drückt das Tellerfederpaket mit den Tellerfedern 34 das Preßteil 24 nach links, so daß die konische Innenfläche 29 gegen die konische Außenfläche 19 gedrückt wird und je nach Kraft der Feder 34 wird der Teilkragen nach innen verformt, so daß sich die Innenfläche 18 gegen die Außenfläche der Welle 35 andrückt und so die Welle innerhalb des Kupplungsgehäuses 11 verklemmt. Now, when no pressure fluid in the annular space 23 is present, then the plate spring package presses the plate springs 34, the press member 24 to the left, so that the conical inner surface 29 is pressed against the tapered outer surface 19 and depending on the force of the spring 34 of the partial collar is deformed inwardly, so that the inner surface 18 presses against the outer surface of the shaft 35 and thus clamped the shaft within the clutch housing. 11 Wenn die Kupplung gelöst werden soll, dann wird über die Bohrung 36 und den Kanal 37 dem Ringraum 23 Druckfluid zugeführt; When the clutch is to be released, then through the bore 36 and the channel 37 to the annular space 23 supplied pressurized fluid; dieses Druckfluid verschiebt das Preßteil nach rechts entgegen dem Druck der Feder 34 , so daß der Keilkragen freigegeben wird und die Preßverbindung zwischen dem Keilkragen und der Welle 35 gelöst wird. This pressurized fluid moves the pressing member to the right against the pressure of the spring 34, so that the wedge collar is released and the press-fit connection between the wedge collar and the shaft is achieved 35th Die Kupplung ist insoweit eine Sicherheitskupplung, weil sie immer dann verriegelt bzw. gekuppelt ist, wenn ein Druckabfall auftritt. The clutch is a safety clutch so far because it is always locked or coupled when a pressure drop occurs.

Um in diesem Falle die Kupplung zu lösen, ist, was als eine Art Alternative im unteren Teil der Zeichnung dargestellt ist, eine Rille 38 im Gehäuserand 13 vorgesehen, in der zwei oder mehr Entkupplungsringteile 39 eingesetzt sind, in die je eine Schraube 40 eingeschraubt ist, die den Deckel 30 durchgreifen und so von außen zugänglich sind. In order to solve in this case the clutch, a groove 38 is what is illustrated as a kind of alternative in the lower part of the drawing, provided in the housing rim 13 are inserted in the two or more Entkupplungsringteile 39, in each of which a bolt is screwed 40 which are extend through the lid 30 and thus accessible from the outside. Jedes Entkupplungsringteil 39 hintergreift einen Absatz 41 am Preßteil und kann dann durch Zuschrauben der Schraube 40 das Entkupplungsringteil 39 nach rechts und über den Absatz 41 auch das Preßteil nach rechts verschieben, so daß die konischen Flächen gegeneinander gelöst werden. Each Entkupplungsringteil 39 engages a shoulder 41 on the pressing part and can then move 40, the Entkupplungsringteil 39 to the right and above the shoulder 41 and the pressing member to the right, so that the conical surfaces against each other achieved by screwing the screw.

Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, wie im oberen Bereich dargestellt ist, Hydraulikbohrungen 42 und 43 im Gehäuserand 13 und im Preßteil 24 vorzusehen, die gegen einen Absatz 45 am Preßteil und gegen den Absatz 44 am Innenbord 28 des Preßteiles 24 Hilfsdruckfluid zuführen und so das Preßteil nach rechts entgegen dem Druck der Federn zu drücken und so die Kupplung zu lösen. There is of course provided, which supply 24 auxiliary pressure fluid against a shoulder 45 on the press member and against the shoulder 44 on the inboard 28 of the pressure member and so that also the possibility, as shown in the upper part, hydraulic bores 42 and 43 in the housing edge 13 and in the pressing member 24 to press pressed part to the right against the pressure of the springs and thus to release the clutch. Im Normalfall sind diese Bohrungen Leckagebohrungen zur Abführung von Leckageöl. Normally, these holes are drain holes for discharging leak oil.

Die Federkraft der beiden Tellerfedern 34 ist so bemessen, daß in jedem Fall eine ausreichend stabile Verformung des Keilkragens bewirkt wird. The spring force of the disc springs 34 is so dimensioned that in each case, a sufficiently stable deformation of the wedge collar is effected. Dies hängt sowohl von der Dicke des Keilkragens 17 als auch von dem Außenumfang der Welle 35 ab; This depends both on the thickness of the wedge collar 17 as well as from the outer periphery of the shaft 35; die Bemessung der Federkraft ist insoweit unproblematisch. the design of the spring force is so far no problems. Der Druck, der über die Bohrung 36 und den Kanal 37 dem Ringraum 23 zugeführt wird, muß natürlich so groß sein, daß die Federkraft der Tellerfedern 34 in jedem Fall überwunden wird. The pressure 37 is supplied to the annular chamber 23 via the bore 36 and the channel, of course, must be such that the spring force of the plate springs is overcome in any case 34th

Ein besonderer Vorteil besteht noch darin, daß sich aufgrund der Form des Preßteiles 24 mit dem relativ langgestreckten konischen Teil eine besonders vorteilhafte Stabilität der Kupplung und des Preßteiles bei der Hin- und Herbewegung des Preßteiles ergibt. A particular advantage consists in the fact that a particularly advantageous stability of the coupling and the pressing member in the back and forth movement of the pressure member with the relatively elongated conical part results due to the shape of the pressing part 24th

Claims (7)

1. Kupplungsvorrichtung zur lösbaren Verbindung zweier Teile miteinander, von denen eines stangenartig ausgebildet ist, mit einem an seinem Außenumfang konischen Keilelement, das von einem an seiner Innenfläche ebenfalls konischen Preßteil nach Innen gegen die Außenfläche des stangenartigen Teiles gedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das konische Keilelement ( 17 ) an einem Zylinderkörper ( 11 ) befestigt ist, der mit einem Zylinderkragen ( 13 ) das Keilelement in Abstand, einen ringförmigen Zylinderraum ( 23 ) bildet, umgibt, daß das Preßteil ( 24 ) in den Zylinderraum ( 23 ) eingesetzt ist und dabei einen Ringkolben bildet, daß das Preßteil federnd mittels eines Federpaketes ( 34 ) mit seiner Innenfläche über das Keilelement ( 17 ) gedrückt ist und daß die Kolbenfläche des Preßteils von Druckfluid entgegen der Federkraft beaufschlagbar ist. 1. A coupling device of two for the detachable connection parts to one another, one of which is rod-like, marked with a conical at its outer periphery wedge element which is pressed by a likewise conical on its inner surface pressing part to the inside against the outer surface of the rod-like member characterized in that the conical wedge member (17) is fixed to a cylinder body (11) having a cylinder flange (13) forms the wedge member at a distance, an annular cylinder chamber (23) surrounds that the pressing member (24) is inserted into the cylinder chamber (23) thereby forming an annular piston, that the pressing member is resiliently urged by a spring packet (34) with its inner surface on the wedge member (17) and that the piston area of the press part of pressurized fluid against the spring force can be acted upon.
2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderkörper ein topfartiges Gehäuse ( 11 ) bildet, an dessen Topfboden das konische Keilelement ( 16, 17 ) befestigt ist und daß das Keilelement ( 17 ) als Keilkragen an einen Keilkörper ( 16 ) angeformt ist, dessen Außenfläche zusammen mit der Innenfläche des Gehäuserandes ( 13 ) den Zylinderraum ( 23 ) begrenzt. 2. Coupling device according to claim 1, characterized in that the cylinder body forms a pot-like housing (11), at the bottom of the pot, the conical wedge member (16, 17) is fixed and that the wedge element (17) formed as a wedge collar at a wedge body (16) , whose outer surface defines, together with the inner surface of the housing edge (13) the cylinder space (23).
3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßteil ( 24 ) einen Ringkolbenabschnitt ( 25 ), der in den Zylinderraum ( 23 ) eingreift, und einen Abschnitt mit der konischen Innenfläche ( 29 ) aufweist, die an die Außenfläche des Keilkragens zum Anliegen gelangt. 3. A coupling device according to claim 2, characterized in that the pressing member (24) has an annular piston portion (25) which engages in the cylinder chamber (23) and a portion with the conical inner surface (29) formed on the outer surface of the wedge collar to concerns come.
4. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßteil ( 24 ) ringförmig ausgebildet ist und an seinem einen Ende den Ringkolbenabschnitt und an seinem anderen Ende eine radial verlaufende Auflagefläche für das Federpaket ( 34 ) aufweist. 4. Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that the pressing member (24) is ring-shaped and has at its one end the annular piston portion and at its other end a radially extending support surface for the spring assembly (34).
5. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Rand des Gehäusenrandes ( 13 ) ein Deckel ( 30 ) befestigt ist, der eine Vertiefung ( 33 ) zur Aufnahme des Federpaketes ( 34 ) besitzt. 5. Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that at the free edge of the housing edge (13), a lid (30) is attached, which has a recess (33) for receiving the spring assembly (34).
6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federpaket ein Tellerfederpaket ist. 6. A coupling device according to claim 5, characterized in that the spring assembly is a Belleville spring assembly.
7. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische und/oder hydraulische Lösemittel ( 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 ) vorgesehen sind, über die die Kupplung zusätzlich auch bei Druckabfall des Hydraulikdruckes lösbar ist. 7. Coupling device according to one of the preceding claims, characterized in that mechanical and / or hydraulic release means (39, 40, 41, 42, 43, 44, 45) are provided, via which the clutch is also solvable in pressure drop of the hydraulic pressure.
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