DE4038766A1 - Kuppelelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kuppelelement für Profilwel­ len.

Das Problem, derartige Wellen mit unterschiedlichen Pro­ filen (Querschnittsformen) miteinander zu verbinden, löst man auf unterschiedliche Art und Weise. Vielfach werden muffenartige Guß- oder Drehteile eingesetzt, die die Wellenenden aufnehmen und in die die Außenkonturen der Profilwellen eingearbeitet sind. Um insbesondere un­ terschiedliche Durchmesser der Wellen auszugleichen, werden diese Kupplungselemente vielfach aus zwei Teilen gefertigt, die dann einfach ineinander gesteckt und zu­ sammengeschweißt werden. Eine weitere praktizierte, je­ doch weniger befriedigende Lösung ist es, eine alle Wel­ len übergreifende Muffe einzusetzen, die mit der jewei­ ligen Welle mehrfach verbohrt wird, um Mitnehmerbolzen setzen zu können.

Alle vorgenannten Lösungen benötigen einen hohen Montage­ aufwand durch Einstellen, Bohren, Verstiften, Verschwei­ ßen usw.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige Verbindung zwischen zwei wie auch immer konturierten Profilwellen aufzuzeigen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch die Verwendung von Blechscheiben als Übertragungselemente, in die eine Öffnung eingebracht ist, die dem Querschnitt einer der Profilwellen entspricht und die auf beide zu verbinden­ den Profilwellenenden aufgeschoben und miteinander ver­ preßt sind, um das gewünschte Drehmoment zu übertragen.

Die damit erzielte Kostenersparnis kommt dadurch zustan­ de, daß die Blechscheiben auf modernen, elektronisch ge­ steuerten Stanz- und Nippelmaschinen mit der ausreichen­ den Genauigkeit hergestellt werden können.

Es können alle erdenklichen Wellenformen ausgestanzt, d. h. miteinander kombiniert werden, die von der reinen Kreisform abweichen; bis hin zu kerbverzahnten Wellen.

Die Montage ist einfach, da alle Einstell- bzw. spanab­ hebenden Arbeiten entfallen. Die Blechscheiben werden paßgenau vom Stanzautomaten geliefert und müssen nur noch aufgesteckt und zusamnengespannt werden. Das Kup­ pelelement kann leicht durch Wahl der Anzahl der Blech­ scheiben sowie der dafür notwendigen Spannelemente dem zu übertragenden Drehmoment angepaßt werden.

Die Spannelemente können den Blechscheibenstapel durch­ greifen und auch für eine formschlüssige Mitnehmerver­ bindung sorgen. Zu dem Zweck sind entsprechende Ausneh­ mungen schon in den Blechscheiben mit eingestanzt.

Es empfiehlt sich, die Ausnehmungen kreisrund auszufüh­ ren, um entsprechende handelsübliche Schrauben bzw. Ge­ windebolzen als Spann- bzw. Mitnehmerelemente einsetzen zu können.

Für eine gleichmäßige und effektive Pressung des Blech­ scheibenstapels ist es angezeigt, zwei Spannelemente einzusetzen die, die Welle zwischen sich lassend, sich gegenüberliegen und auf einer durch den Wellenmittel­ punkt führenden Geraden angeordnet sind. Es sind natür­ lich auch mehr als zwei Spannelemente denkbar.

Der besseren Montage wegen kann ein Blechstapel aus Blechscheiben für jede der zu verbindenden Wellen - zum Beispiel durch eine Mantelhaftbeschichtung, schon vor­ montiert sein. Es werden dann nur noch die beiden Stapel auf die entsprechenden Wellenenden geschoben und durch Spannelemente zusammengezogen.

In der Regel ist eine Sicherung gegen axiales Verschie­ ben des fertigmontierten Stapels nicht mehr erforder­ lich, da er wegen der Wellenprofilunterschiede nicht wegwandern kann. Sollte dennoch eine Sicherung, zun Bei­ spiel beim Kuppeln von identischen Profilwellen notwen­ dig sein, so ist dies durch einen Tropfen eines aushärt­ baren Klebers, der zwischen Welle und Blechstapel pla­ ziert wird, leicht möglich.

Die Anwendung der Erfindung ist insbesondere für Wellen gedacht, die nicht ständig mit hohen Drehzahlen rotieren müssen, so daß auf eine besondere Auswuchtung des Kup­ pelelementes kein Wert zu legen ist. Man wird daher auch Blechscheiben, die als Vieleck ausgebildet sind, einset­ zen können. Besonders günstig für die Fertigung hat sich eine Blechscheibe in Dreiecksform erwiesen, da für diese nur drei Außenkanten von der Stanzmaschine herzustellen sind. Grundsätzlich sind alle Blechstärken, die die Stanzmaschinen bearbeiten können, einsetzbar. Gute Er­ gebnisse, insbesondere für die Kupplung von Antriebswel­ len für elektrische Mittelspannungsschalter, haben Blechscheibenstapel ergeben, die aus 3 mm Blech aufge­ baut sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der beigefügten schematischen Darstellungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Verbindungsanordnung zwischen einer Rundwelle mit V-Ausschnitt sowie einer Sechskantwelle,

Fig. 2 einen Schnitt (vergrößert) durch eine Verbindungsanordnung gemaß Fig. 1,

Fig. 3 und 4 die Blechscheiben (wiederun vergrößert), die bei der vorgezeigten Verbindungsan­ ordnung zur Anwendung gelangen.

In Fig. 1 ist der Schalterrahmen 1 eines Mittelspan­ nungslasttrennschalters (nicht sichtbar) angedeutet, durch den eine Schaltwelle 2, nämlich eine Rundwelle mit einem 90° V-Ausschnitt herausgeführt ist. Das Quer­ schnittsprofil entspricht der Öffnung 13 in der in Fig. 3 dargestellten Blechscheibe 7a. Es gilt, diese als Pro­ filwelle ausgebildete Schaltwelle 2 mit einer ebenfalls als Profilwelle ausgebildeten Antriebswelle 3 zu verbin­ den. Letztere ist als Sechskantwelle ausgebildet, deren Querschnittsprofil der Öffnung 16 in der in Fig. 4 ge­ zeigten Blechscheibe 9a entspricht. Die Antriebswelle 3 wird in dem in einem elektrischen Schaltfeld befestigten Lagerbock 4 geführt. Deren Wellenende 3a ist von der Be­ dienungsseite des Schaltfeldes aus frei zugänglich, zum Beispiel für das Ansetzen einer auf die Antriebswelle aufschiebbaren Antriebskurbel.

Die Befestigungsprofile 5 sind Teile des Schaltfeldes, dessen nähere Ausbildung hier nicht weiter interessiert.

Zwischen den sich gegenüberstehenden, zu kuppelnden Wel­ lenenden der Schaltwelle 2 sowie der Antriebswelle 3 ist das aus einzelnen Blechscheiben aufgebaute Kuppelelement 6 gesetzt. Dessen Aufbau ist in den nachfolgenden Figu­ ren näher dargestellt.

Die Blechscheiben 7a bis 7n, die zu einem Stapel 8 zu­ sammengeschichtet sind, sind auf das Wellenende der Schaltwelle 2 aufgeschoben. Auf dem Wellenende der An­ triebswelle 3 befinden sich die einzelnen Blechscheiben 9a bis 9n, die einen entsprechenden Stapel 10 bilden.

Durch die die einzelenen Blechscheiben in axialer Rich­ tung durchdringenden Spannelemente 11 werden die Stapel zu einem drehmomentfesten Kuppelelement 6 zusammengezo­ gen. Als Spannelemente 11 sind Schraubbolzen mit Gegen­ muttern 12 verwandt.

Stellvertretend für den Stapel 8 ist in Fig. 3 die Blechscheibe 7a gezeigt, in deren Mitte jeweils die Öff­ nung 13 in Form des Wellenquerschnittes der Schaltwelle 2 gelassen ist. Auf einer Linie - die Öffnung 13 zwi­ schen sich lassend - sind noch Ausnehnungen 14, 15 für den Durchgriff der Spannelemente 11 in der Blechscheibe 7a eingebracht. Jene Ausnehmungen enthalten selbstver­ ständlich alle das Kuppelelement bildenden Blechscheiben 7a bis 9n.

Fig. 4 zeigt die Blechscheibe 9a stellvertretend für die den Stapel 10 bildenden Bleche. Hier ist eine Öff­ nung 16 in Sechskantform für den Durchtritt der entspre­ chend konturierten Antriebswelle 3 eingestanzt.

Claims (10)

1. Kuppelelement für Profilwellen, insbesondere zum Kuppeln von Antriebs- bzw. Schaltwellen bei elektrischen Schaltgeräten, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Blechscheiben (7a bis 9n), in die jeweils eine Öffnung - dem Querschnitt der jeweiligen Profilwelle (2, 3) ent­ sprechend - eingebracht ist, auf die jeweils zu kuppeln­ den Profilwellen aufgeschoben und zur Drehmomentenüber­ tragung miteinander verpreßt sind.

2. Kuppelelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Blechscheiben (7a bis 9n) weitere Aus­ nehmungen für den Eingriff von Spann- bzw. Mitnehmerele­ menten (11) aufweisen, mit denen der gesante Blechschei­ benstapel kraft- bzw. formschlüssig durchgriffen werden kann.

3. Kuppelelement nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei kreisrunde, auf einer durch den Wellenmittel­ punkt führenden Linie angeordneten Ausnehmungen (14, 15).

4. Kuppelelement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann- bzw. Mitnehmerelemente (11) aus Gewindebolzen bzw. Schrauben gebildet sind, mit denen der Blechscheibenstapel zusamnenpreßbar ist.

5. Kuppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechscheibenstapel aus zwei für die jeweiligen Profilwellen passenden vorgefer­ tigten Einzelstapel (8, 10) aufgebaut ist.

6. Kuppelelement nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einzelstapel (8, 10) durch Behandlung eines aushärtbaren Klebers als Block handhabbar ausge­ bildet sind.

7. Kuppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der fertig montierte Blech­ scheibenstapel mittels aushärtbarem Kleber (z. B. Gieß­ harz) an der bzw. den Profilwellen fixiert ist.

8. Kuppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten, durch Stan­ zen bearbeiteten Blechscheiben (7a bis 9n) eine Schei­ bendicke von 3 mm aufweisen.

9. Kuppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Profilwelle aus einer Rundwelle mit einem im Querschnitt gesehen V-förmigen Einschnitt und die mit dieser zu verbindenden Welle ein Sechskantprofil aufweist.

10. Kuppelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheiben (7a bis 9n) als Dreiecke ausgebildet sind.