DE4410306C1

DE4410306C1 - Kupplung zur Verbindung einer Kupplungshülse mit einem Kupplungszapfen

Info

Publication number: DE4410306C1
Application number: DE4410306A
Authority: DE
Inventors: Ditmar Klischat; Wilfried Gille
Original assignee: GKN Gelenkwellenbau GmbH
Current assignee: Spicer Gelenkwellenbau GmbH
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2014-03-26
Also published as: AT404060B; IT1275855B1; CN1052783C; TW275659B; ITMI950408A1; GB2288003A; KR0148201B1; JP2684529B2; FR2717872B1; GB9506099D0; JPH084778A; DE19508526A1; ITMI950408A0; FR2717872A1; GB2288003B; CN1113297A; ES2119626B1; ATA26395A; ES2119626A1; DE19508526C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur lösbaren Verbindung einer Kupplungshülse mit einem Kupplungszapfen, wobei die Kupp lungshülse eine Aufnahmebohrung aufweist, in welcher der Kupp lungszapfen im gekuppelten Zustand einsitzt und welche zur Über führung in den gekuppelten Zustand in Richtung der Längsachse des Kupplungszapfens und der Kupplungshülse aufeinanderzu ver stellbar sind und wobei Mittel zum lösbaren Arretieren der Kupp lungshülse zum Kupplungszapfen entgegen der Kuppelrichtung vor gesehen sind, die eine Sperrausnehmung mit einer Sperrfläche in der Außenfläche des Kupplungszapfens, einen Riegel, der eine mit der Sperrfläche zusammenarbeitende Riegelfläche aufweist und der mit seiner Riegelfläche in eine über die Wandung der Aufnahme bohrung der Kupplungshülse nach innen vorragende Sperrstellung oder eine aus der Aufnahmebohrung zurückgezogene Lösestellung bewegbar ist, sowie ein federbelastetes Sperrelement umfaßt, welches den Riegel in der Sperrstellung verriegelt und welches durch Eingriff von außen in eine Freigabestellung überführbar ist.

Eine solche Kupplung ist in der US 43 92 759 beschrieben. Der Kupplungszapfen ist mit einem Vielkeilprofil und einer umlaufen den Nut versehen. Die Kupplungshülse weist eine entsprechende mit einem Vielkeilprofil versehene Bohrung auf. In der Wandung der Kupplungshülse ist radial verlaufend eine abgestufte Bohrung eingebracht. In diese ist ein Riegel eingesetzt, der an seinem im Durchmesser kleineren Ende eine Riegelfläche aufweist, die mit der umlaufenden Nut des Kupplungszapfens zusammenarbeitet. Der Riegel ist nach Art eines Pilzes gestaltet, das heißt er weist nach außen hin einen vergrößerten Kopf auf, der in dem im Durchmesser vergrößerten Abschnitt der radial verlaufenden Boh rung einsitzt. Zwischen der Endfläche dieser Bohrungsstufe und der des vergrößerten Abschnittes des Riegels ist eine Feder eingelegt, die den Riegel nach außen außer Eingriff zur Nut des Kupplungszapfens beaufschlagt. Auf der Kupplungshülse sitzt eine axial verschiebliche Hülse als Sperrelement auf, die von einer Feder in Richtung Sperrstellung beaufschlagt wird und über eine Schrägfläche den Riegel zu seiner Eingriffstellung hin beauf schlagt. Um den Kupplungszapfen in die Kupplungshülse einschie ben zu können, muß das Sperrelement soweit verschoben werden, daß der Riegel unter Federkraft nach außen wandern kann. In dieser Stellung ist es möglich, das Sperrelement in Form der Hülse durch Verdrehen in seiner axialen Richtung an der Kupp lungshülse festzulegen.

Die DE-AS 12 73 918 beschreibt eine Kupplung mit einer Kupp lungshülse und einem Kupplungszapfen, welche zueinander korre spondierende und schräg zur Längsachse verlaufende Bohrungen aufweisen. In der Bohrung des Kupplungszapfens sitzt ein Riegel ein, der mittels eines federnden Gummielementes in eine Ein griffsposition zur Bohrung der Kupplungshülse gedrängt wird. Er ist durch ein Werkzeug aus dieser Eingriffsposition gegen die Kraft des Gummipolsters in eine ausgerückte Position verstell bar. Ferner weist die Kupplungshülse eine Schrägfläche auf, welche beim Zusammenführen von Kupplungshülse und Kupplungszap fen den Riegel gegen die Kraft des Gummipolsters in die zurück gezogene Stellung zurückschiebt, um das Einkuppeln zu erleich tern.

Ferner ist im DE-GM 19 21 517 eine Kupplung beschrieben, bei der der an der anzutreibenden Walze angebrachte Kupplungszapfen einen vom Kreisquerschnitt abweichenden Rechteckquerschnitt mit einer teilweisen zylindrischen Außenfläche aufweist, mit welchem er drehfest in einer entsprechenden Aufnahmebohrung der Kupp lungshülse aufgenommen ist. Die Kupplungshülse ist beispiels weise Teil einer Gelenkwelle, welche eine Längenveränderung zwischen ihren beiden Anschlußpunkten zuläßt, so daß durch Ver kürzung der Gelenkwelle die Kupplungshülse von dem Kupplungs zapfen abgezogen werden kann. Umgekehrt kann durch Verlängerung der Gelenkwelle die Kupplungshülse in Ausschieberichtung auf den Kupplungszapfen aufgeschoben werden. Ein solches Lösen der Ver bindung ist beispielsweise zum Walzenwechsel bei einem Walzwerk erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung zu schaffen, die eine in einer axialen Richtung feste Verbindung zwischen dem Kupplungszapfen und der Kupplungshülse bewirkt, wobei diese Verbindung beim Aufschieben der Kupplungshülse auf den Kupplungszapfen oder Einschieben des Kupplungszapfens in die Kupplungshülse automatisch zu einer Arretierung führt. Dabei soll gewährleistet sein, daß eine spiel freie Sicherung der Ver bindung im gekuppelten Zustand gegeben ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rie gel durch Federkraft zur Sperrstellung hin beaufschlagt ist und bei Freigabestellung des Sperrelementes durch Bewegung der Kupp lungshülse und/oder des Kupplungszapfens entgegen der Kuppel richtung in die Lösestellung und bei Aufhebung des Eingriffs wieder in die Sperrstellung gedrängt wird und daß die Achse der Bohrung zur Aufnahme des Riegels in einer Ebene mit der Längs achse der Aufnahmebohrung liegt und die Bohrungsachse die Längs achse mit einem spitzen Winkel schneidet, wobei sich der Winkel in Kuppelrichtung bei Bewegung der Kupplungshülse auf den Kupp lungszapfen zu öffnet.

Dabei sorgt der Riegel dafür, daß die Kupplungshülse zum Kupp lungszapfen entgegen der Aufschieberichtung gesichert ist. Damit kein unbeabsichtigtes Lösen eintreten kann, ist eine zusätzliche Sicherung durch das Sperrelement gegeben, das nur durch Eingriff von außen in eine Freigabestellung überführt werden kann. Das Sperrelement nimmt automatisch beim Einrücken des Riegels seine Sicherungsposition ein, wenn der Riegel durch Federkraft in seine Sperrstellung eingerückt ist. Kräfte, die entgegen der Kuppelrichtung auf den Riegel einwirken, werden spielfrei durch das Sperrelement in die Kupplungshülse eingeleitet. Dadurch wird ein Ausschlagen der Verbindung verhindert. Die Bohrung zur Auf nahme des Riegels ist bevorzugt unter einem Winkel von 45° bis 55° zur Längsachse angeordnet.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Riegel als Bolzen ausgebildet ist, der in einer Bohrung verschiebbar angeordnet ist, und daß eine Stirnfläche des Bolzens die Riegel fläche bildet.

Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die Riegelfläche des Riegels die Längsachse der Aufnahmebohrung der Kupplungshülse und die Sperrfläche der Sperrausnehmung die Längsachse des Kupplungszapfens jeweils mit gleich großen Win keln schneiden, welche sich jedoch entgegen der vorgenannten Kuppelrichtung öffnen. Vorzugsweise sind die Winkel als spitze Winkel gestaltet und betragen zwischen 45° und 55°. Diese müssen so ausgelegt sein, daß ein leichtes Kuppeln möglich ist.

Wenn der Riegel als zylindrischer Bolzen ausgeführt ist, muß eine Sicherung gegen Verdrehung gegeben sein. Dazu kann bei spielsweise der Riegel mit einer Nut in seiner Außenfläche ver sehen sein, in welche ein Führungsstift eingreift. Zur Sicherung der Sperrstellung des Riegels ist dieser an seinem der Riegel fläche abgewandten Ende mit einer Sicherungsfläche versehen. Gegen diese legt sich das Sperrelement mit einer Gegenfläche an. Das Sperrelement wird bevorzugt durch eine Druckfeder mit seiner Gegenfläche in Anlage zur Sicherungsfläche gedrängt. Es stützt sich dann mit seiner Außenfläche an der Wandung der Ausnehmung, in der er es aufgenommen ist ab. Es nimmt nach Freigabe seine Sperrposition automatisch ein. Eine der beiden Flächen, vorzugs weise die Sicherungsfläche des Riegels, kann leicht ballig aus geführt sein, um Fertigungstoleranzen auszugleichen. Ferner ist in Bewegungsrichtung des Sperrelementes zur Sperrstellung hin eine Wegreserve vorhanden, die einen Verschleiß ausgleicht. Somit ist gewährleistet, daß in Sperrstellung stets nur ein Kontakt von Sicherungsfläche und Gegenfläche gegeben ist. Vorzugsweise sind die Sicherungsfläche und die Gegenfläche so angeordnet, daß sich eine Selbsthemmung ergibt.

Zur Bewegung des Sperrelementes in die Freigabestellung ist dieses mit einem nach außen heraus geführten Betätigungsstift versehen. Der Betätigungsstift endet in einer Ausnehmung, bei spielsweise in der Außenfläche der Kupplungshülse oder dann, wenn das Sperrelement einem besonderen Träger zugeordnet ist, in einer entsprechenden Ausnehmung des Trägers. Bevorzugt sind der Riegel und das Sperrelement einem solchen separaten Träger zu geordnet. Dieser ist in einem Durchbruch der Kupplungshülse aufgenommen. Dieser Durchbruch reicht von der Außenfläche der Kupplungshülse bis zur Aufnahmebohrung und kann abgesetzt sein, um die Befestigung des Trägers zu erleichtern.

In Ausgestaltung können mehrere Riegel und Sperrelemente um die Längsachse der Aufnahmebohrung verteilt der Kupplungshülse zu geordnet sein.

Es gibt zwei alternative Möglichkeiten der Festlegung von Kupp lungshülse und Kupplungszapfen zueinander in Axialrichtung, nämlich eine Verbindung, die eine Relativbewegung zwischen bei den auch im gekuppelt und arretierten Zustand zuläßt und eine Anordnung, bei der keine Relativbewegung zwischen beiden möglich ist, sondern beide auch in Axialrichtung spielfrei zueinander gehalten werden.

Zur Erreichung einer schwimmenden Verbindung ist in Ausgestal tung der Erfindung vorgesehen, daß die Kupplungshülse und der Kupplungszapfen im gekuppelten Zustand zueinander entlang der Längsachse relativ bewegbar sind, wobei die Bewegung des Riegels in die Sperrstellung durch einen Anschlag begrenzt ist.

Die Stellbewegung kann dadurch begrenzt werden, daß die Kupp lungshülse mit einem Axialanschlag für die Stirnfläche des Kupp lungszapfens versehen ist, wobei zwischen beiden ein Freigang vorgesehen sein kann. Für den Fall, daß Kupplungshülse und Kupp lungszapfen keine axiale Relativbewegung zueinander ausführen sollen liegt der Kupplungszapfen mit seiner Stirnfläche fest gegen den Axialanschlag der Kupplungshülse an.

Um insbesondere bei der Kuppelbewegung die Bewegung des Riegels in die aus der Aufnahmebohrung zurückgezogene Stellung zu er leichtern, ist vorgesehen, daß daß der Riegel an seinem der Sperrfläche abgewandten Teil seiner Stirnfläche eine Rolle trägt. Bei Bewegung der beiden Teile, nämlich Kupplungshülse und Kupplungszapfen in Kuppelrichtung aufeinander zu, trifft der Kupplungszapfen zunächst auf die Rolle und bei weiterer Bewegung in Kuppelrichtung wälzt sich die Rolle auf dem Kupplungszapfen ab und verschiebt den Riegel in die zurückgezogene Position.

Schließlich ist vorgesehen, daß die Kupplungshülse mit Zen triermitteln zur Anbringung eines Werkzeuges zur Beaufschlagung des bzw. der Sperrelemente zu deren Bewegung in die Freigabe stellung versehen ist.

Vorzugsweise ist das Werkzeug Bestandteil einer Vorrichtung zum Halten der Kupplungshülse für den Kuppel- bzw. Entkuppelvorgang z. B. beim Einsatz einer Kupplung nach der Erfindung bei Walzwer ken.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung und dessen Anwendung bei einer Gelenkwelle für ein Walzwerk ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung, bestehend aus einem Antrieb, einem Walzenständer und zwei Gelenkwellen, die zum Antrieb je einer Walze dienen, wobei beide über eine erfin dungsgemäße Kupplung verbunden sind und diese sich in gekuppelter Stellung befinden, und aus einer Haltevor richtung für die Gelenkwellen,

Fig. 2 eine Anordnung gemäß Fig. 1 bei gelöster Kupplung,

Fig. 3 das Detail X gemäß Fig. 1 in vergrößertem Maßstab, für eine Ausführung, bei der Kupplungshülse und Kupp lungszapfen auch im gekuppelten Zustand eine Relativ verstellung in Axialrichtung ausführen können,

Fig. 4 eine Vergrößerung des Details Y gemäß Fig. 3 bei in gekuppelter Position befindlicher Kupplungshülse und Kupplungszapfen,

Fig. 5 eine entsprechende Darstellung gemäß Fig. 4, bei der sich jedoch die Kupplungshülse zur Lösestellung hin bewegt und

Fig. 6 eine alternative Ausbildung der Kupplung, bei der keine axiale Relativbewegung zwischen Kupplungshülse und Kupplungszapfen im gekuppelten Zustand möglich ist, und bei der zusätzlich zur Erleichterung des Kuppelvorganges dem Riegel eine Rolle zugeordnet ist.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ein Antrieb 1 ersichtlich, der zum Antrieb der Walzen eines Walzenständers 2 dient. Zur Verbindung zwischen beiden ist eine Gelenkwelle 3 vorgesehen. Die Gelenk welle 3 besteht aus den beiden im Abstand voneinander angeord neten Gelenken 4, 5, die eine Abwinklung zwischen An- und Abtrieb zulassen, und dem Schiebeteil 6, das aus der Lageveränderung der Gelenkwelle resultierende Längenveränderungen ausgleicht. Ferner ist die Kupplungshülse 7, die an das Gelenk 5 angeschlossen ist, erkennbar, und die, wie aus Fig. 2 ersichtlich, zur Verbindung mit dem Kupplungszapfen 8 dient. Die Kupplungshülse 7 ist mit Arretiermitteln 10 versehen. Die Längsachse der Kupplungshülse ist mit 12 und die des Kupplungszapfens mit 13 bezeichnet. Zur Verbindung der Kupplungshülse 7 mit dem Kupplungszapfen 8 muß die Gelenkwelle eine Längenveränderung durch Bewegung des Gelen kes 5 nach rechts auf den Walzenständer 2 zu erfahren. Die Kup pelrichtung der Kupplungshülse 7 mit ihrer Längsachse 12 auf den Kupplungszapfen 8 mit der Längsachse 13 erfolgt in Richtung des Pfeiles N. Dabei werden Kupplungshülse 7 und Kupplungszapfen 8 so ausgerichtet, daß ihre Längsachsen 12 und 13 zu einer über einstimmenden Lage kommen. Es ist auch möglich, daß die Walze mit dem Kupplungszapfen 8 eine Zustellbewegung auf die ortsfest gehaltene Kupplungshülse 7 zu ausführt. Zur Durchführung des Kuppel- bzw. Entkuppelvorganges dient auch eine Haltevorrichtung 52, die die Gelenkwelle 3 für diesen Vorgang abstützt und ferner ein Öffnungswerkzeug 46, daß die Verriegelung der Kupplung löst.

Aus Fig. 3 ist im vergrößerten Maßstab erkennbar, daß die Ge lenkwelle 3 ein Kreuzgelenk 5 umfaßt, dessen eine Gelenkgabel einen Flansch 9 trägt, an dem die Kupplungshülse 7 festgelegt ist. Die Kupplungshülse 7 weist an ihren dem Flansch 9 zu- und abgewandten Ende je einen Zentrierring 11, 11a zur Zentrierung der Kupplungshülse 7 gegenüber dem Kupplungszapfen 8 auf, da dieser einen vom Kreisquerschnitt abweichenden Querschnitt auf weist. Diesem Querschnitt ist die Aufnahmebohrung 23 in der Kupplungshülse 7 angepaßt. Die Wandung der Aufnahmebohrung 23 ist mit 24 bezeichnet. Die Aufnahmebohrung 23 besitzt die Längs achse 12. Ferner ist die Kupplungshülse 7 in ihrer Außenfläche mit einer Zentriernut 14 zur Anbringung eines Zentrieransatzes eines Öffnungswerkzeuges versehen. Darüber hinaus ist erkennbar, daß in einem Durchbruch der Kupplungshülse 7 die Arretiermittel 10 angeordnet sind, die zur axialen Fixierung der Kupplungshülse 7 auf dem Kupplungszapfen 8 entgegen der Aufschieberichtung dienen.

Der Kupplungszapfen 8 ist, wie aus den Fig. 4 bis 6 erkenn bar, mit einer Sperrausnehmung 15 in seiner Außenfläche 17 bzw. 17a versehen. Die Sperrausnehmung 15 weist eine Sperrfläche 16 auf, die unter dem Winkel B von etwa 45 bis 55° zur Längsachse 13 des Kupplungszapfen 8 geneigt angeordnet ist und der sich entgegen der Kuppelrichtung N der Kupplungshülse 7 öffnet.

Zum vorderen Ende hin ist der Kupplungszapfen 8 mit einer ko nisch verlaufenden Zentrierfläche 18 versehen. Im Bereich zwi schen der Zentrierfläche 18 und der Sperrausnehmung 15, die als um den Kupplungszapfen 8 umlaufende Nut gestaltet sein kann, ist ein Abschnitt der Außenfläche vorhanden, der mit 17a bezeichnet ist. Der von der Zentrierfläche 18 entfernte Bereich der Außen fläche trägt das Bezugszeichen 17. Der Kupplungszapfen 8 ist mit seiner Außenfläche 17, 17a in der Aufnahmebohrung 23 der Kupp lungshülse 7 aufgenommen. Die Kupplungshülse 7 weist einen ra dialen Durchbruch 20 auf, der abgesetzt und in Draufsicht als Rechteck gestaltet sein kann. In diesen Durchbruch 20 sind die Arretiermittel 1ß eingesetzt. Diese umfassen einen Träger 19, der durch Schrauben 22 an einer Stufenfläche des Durchbruches 20 verschraubt ist und in diesen radial von außen eingesteckt ist. Er reicht bis an die Wandung 24 der Aufnahmebohrung 23 heran. Er ist gegenüber der Außenfläche 21 der Kupplungshülse 7 versenkt angeordnet. In dem Träger 19 befindet sich eine schräg verlau fende Bohrung 27, deren Bohrungsachse 28 mit der Längsachse 12 der Kupplungshülse 7, die der der Aufnahmebohrung 23 entspricht, in einer Ebene liegt und diese unter einem Winkel A schneidet, der als spitzer Winkel mit etwa 45 bis 55° gestaltet ist. Der Winkel A öffnet sich in Kuppelrichtung N. Die Bohrung 27 ist ausgehend von der dem Kupplungszapfen 8 zugewandten Innenfläche als Sackbohrung gestaltet. In die Bohrung 27 ist ein Riegel 25 in Form eines zylindrischen Bolzens verschiebbar eingesetzt. Der Riegel 25 ist entlang der Bohrungsachse 28 verstellbar. Er ist auf seiner Außenfläche mit einer sich parallel zur Bohrungsachse 28 erstreckenden Nut 29 versehen, in welche ein Sicherungsstift 30, der in den Träger 19 eingesetzt ist, eingreift und den Rie gel 25 gegen Verdrehung in der Bohrung 27 sichert. Darüber hin aus begrenzt der Sicherungsstift 30 in Verbindung mit der Nut 29 die Verlagerung des Riegels 25 nach innen in Richtung auf die Aufnahmebohrung 23.

Bei der Ausgestaltung nach den Fig. 3, 4 und 5 ist eine Rela tivbewegung zwischen dem Kupplungszapfen 8 und der Kupplungs hülse 7 auch im gekuppelten Zustand vorgesehen. Dabei ist die Länge der Nut 29 so getroffen, daß die Bewegung des Riegels 25 nach innen zur Sperrstellung hin derart begrenzt ist, daß der Riegel 25 nicht in dem Grund der Sperrausnehmung anliegt. Der Riegel 25 läuft mit dem Anschlag 50 seiner Nut 29 gegen den Sicherungsstift 30. Es ist ein axialer Abstand zwischen der Stirnfläche 49 des Kupplungszapfens und dem Axialanschlag 48 der Kupplungshülse gegeben, so daß in dem Größenordnung des Abstan des zwischen beiden eine Relativverschiebung von Kupplungshülse 7 und Kupplungszapfen 8 ausgeführt werden kann. Die Sperrausneh mung 15 hat in axialer Richtung eine entsprechende Weite auf zuweisen, um den nötigen Freigang der der Riegelfläche 26 des Riegels 25 abgewandten Fläche zu der der Sperrfläche 16 gegen überliegenden Fläche der Sperrausnehmung 15 zu gewährleisten.

Bei der Ausbildung gemäß Fig. 6 weist die Kupplungshülse 7 eine in eine zentrale Bohrung eingesetzte Büchse mit einem Kragen auf, welcher einen Axialanschlag 48 besitzt, gegen den sich die Stirnfläche 49 des Kupplungszapfens 8 axial abstützt. Ferner weist in diesem Fall der Riegel 25 an seinem der Riegelfläche 26 abgewandten Abschnitt seiner Stirnfläche eine Rolle 51 auf. Diese ist auf einer die Verschiebeachse des Riegels 25 mit Ab stand rechtwinklig kreuzenden Achse drehbar am Riegel 25 gela gert.

Bei der Ausbildung nach den Fig. 3 bis 6 weist der Riegel 25 eine Bohrung 32 auf, in welche eine Druckfeder 31 eingesetzt ist, die sich mit einem Ende in der als Sackbohrung gestalteten Bohrung 32 des Riegels 25 und mit ihrem anderen Ende gegen den Boden der als Sackbohrung gestalteten Bohrung 27, in der der Riegel 25 aufgenommen ist, abstützt. Die Feder 31 drängt den Riegel 25 in eine nach innen verschobene Position, in welcher er sich mit seiner zur Aufnahmebohrung 23 hin vorgesehenen Riegel fläche 26 in die Bohrung 23, d. h. über die Bohrungswandung 24 radial nach innen vorsteht. Angrenzend an die Riegelfläche 26 ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bis 5 eine Öffnungs fläche 34 vorgesehen, die im verriegelten Zustand von Kupplungs hülse 7 und Kupplungszapfen 8 sich im Abstand zum Grund der Sperrausnehmung 15 befindet. Die Riegelfläche 26 ist unter einem Winkel B von 45 bis 55° zur Längsachse 12 der Kupplungshülse 7 angeordnet, welcher sich entgegen der Kuppelrichtung N öffnet, bei der die Kupplungshülse 7 auf den Zapfen 8 aufgeschoben wird, und welcher größenmäßig dem Winkel entspricht, unter dem die Sperrfläche 16 zur Längsachse 13 des Kupplungszapfens 8 angeord net ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Öffnungs fläche 34 durch die Rolle 51 ersetzt.

Für die Ausführung nach Fig. 4 bis 6 gilt, daß der Riegel 25 an seinem der Riegelfläche 26 abgewandten Ende mit einer Siche rungsfläche 33 versehen ist, die mit einem Sperrelement 35 zu sammenarbeitet. Das Sperrelement 35 ist in einer Ausnehmung 40 des Trägers radial verschiebbar geführt. Das Sperrelement 5 weist auf seiner Außenfläche 53 eine zur Sicherungsfläche 33 des Riegels 25 korrespondierende Gegenfläche 36 auf. Das Sperrele ment 35 besitzt ferner einen nach radial außen gerichteten Betä tigungsstift 37, der durch eine Führungsbohrung 41 nach außen geführt ist und in eine Ausnehmung 39 hineinragt. Der Betäti gungsstift 37 endet mit seiner Betätigungsfläche 38 vor der Kontur, die durch die Außenfläche 21 der Kupplungshülse 7 gebil det wird. Er steht also nicht über diese radial über. Das Sper relement 35 ist ferner mit einer Sackbohrung 43 versehen, in welcher eine Druckfeder 44 einsitzt, die mit ihrem anderen Ende gegen einen in die Ausnehmung 40 eingeschraubten Verschluß 42 abgestützt ist und das Sperrelement 35 nach außen drängt, so daß seine Gegenfläche 36 in Anlage zur Sicherungsfläche 33 gehalten wird. Es ist erkennbar, daß die Sicherungsfläche 33 und die Gegenfläche 36 unter einem solchen Winkel (kleiner 8°) bezogen auf die Verschiebeachse des Sperrelementes 35 angeordnet sind, daß sich Selbsthemmung ergibt. In Fig. 4 ist erkennbar, daß sich der Riegel 25 mit seiner Riegelfläche 26 gegen die Sperr fläche 16 der Sperrausnehmung 15 des Kupplungszapfens 8 ab stützt, so daß die Kupplungshülse 7 entgegen der Kuppelrichtung N gegen Abzug von dem Kupplungszapfen 8 gesichert ist. Kräfte, die auf den Riegel 25 entgegen der Kuppelrichtung N einwirken, werden spiel frei über die Sicherungsfläche 33 auf die Gegenflä che 36 des Sperrelementes 35 über dessen Außenfläche 53 in den Träger 19 eingeleitet. Entweder die Sicherungsfläche 33 oder die Gegenfläche, bevorzugt jedoch die Sicherungsfläche, ist ballig ausgeführt, so daß ein Toleranzausgleich gegeben ist. Ferner ist gewährleistet, daß dann, wenn der Riegel 25 mit seiner Siche rungsfläche 33 sich gegen die Gegenfläche 36 des Sperrelementes 35 abstützt, genügend Bewegungsfreiheit des Sperrelementes 35 gegenüber dem Ende der als Sackbohrung ausgeführten Ausnehmung 40, in der das Sperrelement 35 aufgenommen ist, vorhanden ist.

Zum Lösen der Verbindung dient ein Öffnungswerkzeug 46, das, um die Zuordnung zur Kupplungshülse 7 zu erleichtern, mit einem Zentrieransatz 47 versehen ist, der in Eingriff zu einer Zen triernut 14 in der Außenfläche 21 der Kupplungshülse 7 bringbar ist. Das Öffnungswerkzeug 46 trägt einen radial verschiebbaren Betätigungsbolzen 45, der bei Positionierung des Zentrieransat zes 47 des Öffnungswerkzeuges 46 in der Zentriernut 14 in seiner Lage mit dem Betätigungsstift 37 übereinstimmt und dessen Betä tigungsfläche 38 bei Verschiebung beaufschlagt, so daß das Sper relement 35 aus der in Fig. 4 dargestellten Position in die in Fig. 5 dargestellte Position radial nach innen verlagert wird, wobei die Gegenfläche 36 sich von der Sicherungsfläche 33 wegbe wegt, so daß die Sicherung des Riegels 25 aufgehoben ist. Durch Verschieben der Kupplungshülse 7 entgegen der Kuppelrichtung N verschiebt sich der Riegel 25 gegen die Kraft der Feder 31 in eine zurückgezogene Position. Der Riegel 25 gleitet mit seiner Riegelfläche 26 an der Sperrfläche 16 der Sperrausnehmung 15 des Kupplungszapfens 8 auf. Diese Bewegung erfolgt so lange, bis die Öffnungsfläche 34 auf dem Abschnitt 17a der Außenfläche zur Anlage kommt und die Kupplungshülse 7 den Kupplungszapfen 8 verlassen kann. Sobald die Bewegung soweit erfolgt ist, daß der Bereich der Zentrierfläche 18 erreicht ist, wird der Riegel 25 wieder durch die Kraft der Feder 31 in eine nach innen verlager te Position verschoben, in der eine Sperrfläche 26 über die Wandung 24 der Aufnahmebohrung 23 nach innen vorsteht. Beim Kuppeln erfolgt die Bewegung umgekehrt. Die Zentrierfläche 18 verschiebt beim Aufschieben der Kupplungshülse 7 auf den Kupp lungszapfen 8 den Riegel 25 in die zurückgezogene Position, bis die Sperrausnehmung 15 erreicht ist und der Riegel 25 unter der Kraft der Feder 31 wieder nach innen verlagert wird. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 wälzt sich die Rolle 51 auf der Zentrierfläche 18 ab, so daß eine Kraft auf den Riegel 25 ausge übt wird, die diesen in die zurückgezogene Position verschiebt, bis die Sperrausnehmung 15 erreicht ist und der Riegel 25 eben falls unter der Kraft der Druckfeder 31 wieder nach innen ver lagert wird. Danach wird das Sperrelement 35 durch Ausfahren des Betätigungsbolzens 48 freigegeben und das Sperrelement 35 legt sich mit seiner Gegenfläche 36 an der Sicherungsfläche 33 des Riegels 25 zu dessen Sicherung in der Sperrstellung an. Dies verläuft bei einer Ausgestaltung nach den Fig. 3 bis 5 so weit, bis der Anschlag 50 der Nut 29 des Riegels 25 gegen den Sicherungsstift 30 zur Anlage kommt. Bei der Ausführung gemäß Fig. 6 erfolgt die Verschiebung des Riegels 25 nach innen nur so lange, bis zwischen der Kupplungshülse 7 und Kupplungszapfen 8 bezüglich der Anschläge, die durch den Axialanschlag 48 und die Stirnfläche 49 gebildet sind, eine feste Anlage gegeben ist. In jedem Fall endet die nach innen gerichtete Bewegung des Rie gels 25 bevor das Ende der Nut 29 zur Anlage gegen den Siche rungsstift 30 kommen kann. Anschließend wird das Öffnungswerk zeug 46 entfernt. Das Öffnungswerkzeug 46 kann beispielsweise Bestandteil einer Haltevorrichtung 52 sein, welche die Kupp lungshülse 7, wenn sie Teil einer Gelenkwelle ist, hält, um den Kuppelvorgang bzw. Entkupplungsvorgang vornehmen zu können. Bei Walzwerksantrieben ist eine solche Haltevorrichtung 52 vorgese hen, die dann, wenn ein Walzenwechsel vorgenommen wird, die Ge lenkwelle, die eine solche Kupplungshülse nach der Erfindung trägt, zu stützen (siehe Fig. 1 und 2).

Bezugszeichenliste

1 Antrieb
2 Walzenständer
3 Gelenkwelle
4, 5 Gelenk
6 Schiebeteil
7 Kupplungshülse
8 Kupplungszapfen
9 Flansch
10 Arretiermittel
11, 11a Zentrierring
12, 13 Längsachse
14 Zentriernut
15 Sperrausnehmung
16 Sperrfläche
17, 17a Außenfläche
18 Zentrierfläche
19 Träger
20 Durchbruch
21 Außenfläche der Kupplungshülse
22 Schraube
23 Aufnahmebohrung
24 Wandung der Aufnahmebohrung
25 Riegel
26 Riegelfläche
27 Bohrung
28 Bohrungsachse
29 Nut
30 Sicherungsstift
31 Feder
32 Bohrung
33 Sicherungsfläche
34 Öffnungsfläche
35 Sperrelement
36 Gegenfläche
37 Betätigungsstift
38 Betätigungsfläche
39 Ausnehmung
40 Ausnehmung
41 Führungsbohrung
42 Verschluß
43 Bohrung
44 Feder
45 Betätigungsbolzen
46 Öffnungswerkzeug
47 Zentrieransatz
48 Axialanschlag
49 Stirnfläche
50 Anschlag
51 Rolle
52 Haltevorrichtung
53 Außenfläche
A, B Winkel
N Aufschieberichtung

Claims

1. Kupplung zur lösbaren Verbindung einer Kupplungshülse (7) mit einem Kupplungszapfen (8), wobei die Kupplungshülse (7) eine Aufnahmebohrung (23) aufweist, in welcher der Kupp lungszapfen (8) im gekuppelten Zustand einsitzt und welche zur Überführung in den gekuppelten Zustand in Richtung der Längsachse (13) des Kupplungszapfens (8) und der Kupplungs hülse (7) aufeinanderzu verstellbar sind und wobei Mittel (10) zum lösbaren Arretieren der Kupplungshülse (7) zum Kupplungszapfen (8) entgegen der Kuppelrichtung vorgesehen sind, die eine Sperrausnehmung (15) mit einer Sperrfläche (16) in der Außenfläche (17) des Kupplungszapfens (8), einen Riegel (25), der eine mit der Sperrfläche (16) zu sammenarbeitende Riegelfläche (26) aufweist und der mit seiner Riegelfläche (26) in eine über die Wandung (24) der Aufnahmebohrung (23) der Kupplungshülse (7) nach innen vor ragende Sperrstellung oder eine aus der Aufnahmebohrung (23) zurückgezogene Lösestellung bewegbar ist, sowie ein federbelastetes Sperrelement (35) umfaßt, welches den Rie gel (25) in der Sperrstellung verriegelt und welches durch Eingriff von außen in eine Freigabestellung überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) durch Federkraft zur Sperrstellung hin beaufschlagt ist und bei Freigabestellung des Sperrelemen tes (35) durch Bewegung der Kupplungshülse (7) und/oder des Kupplungszapfens (8) entgegen der Kuppelrichtung (N) in die Lösestellung und bei Aufhebung des Eingriffs wieder in die Sperrstellung gedrängt wird und daß die Achse (28) der Boh rung (27) zur Aufnahme des Riegels (26) in einer Ebene mit der Längsachse (12) der Aufnahmebohrung (23) liegt und die Bohrungsachse (28) die Längsachse (12) mit einem spitzen Winkel (A) schneidet, wobei sich der Winkel (A) in Kuppel richtung (N) bei Bewegung der Kupplungshülse (7) auf den Kupplungszapfen (8) zu öffnet.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) als Bolzen ausgebildet ist, der in einer Bohrung (27) verschiebbar angeordnet ist, und daß eine Stirnfläche des Bolzens die Riegelfläche (26) bildet.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Riegelfläche (26) des Riegels (25) die Längsachse (12) der Aufnahmebohrung (23) der Kupplungshülse (7) und die Sperrfläche (16) der Sperrausnehmung (15) die Längsachse (13) des Kupplungszapfens (8) jeweils mit gleich großen Winkeln (B) schneiden, welche sich jedoch entgegen der vorgenannten Kuppelrichtung (N) öffnen.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkel (B) als spitze Winkel gestaltet sind.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) bei Ausbildung als Zylinder in der Boh rung (27) gegen Verdrehung gesichert ist.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) an seinem der Riegelfläche (26) abge wandten Ende mit einer Sicherungsfläche (33) versehen ist, die zur Abstützung gegen eine Gegenfläche des Sperrelemen tes (35) dient.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (35) durch eine Druckfeder (44) in Sperrstellung gedrängt wird und sich bei Anlage des Riegels (25) mit seiner Sicherungsfläche (33) an der Gegenfläche (36) mit seiner Außenfläche (53) in einer Ausnehmung (40), in der es aufgenommen ist, abstützt.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (35) einen nach außen aus der Kupp lungshülse (7) herausgeführten Betätigungsstift (37) um faßt.

9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstift (37) in einer Ausnehmung (39) endet.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) und das Sperrelement (35) einem separa ten Träger (19) zugeordnet sind, der in einem Durchbruch (20) der Kupplungshülse (7) aufgenommen ist.

11. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Riegel (25) und Sperrelemente (35) um die Achse (12) der Aufnahmebohrung (23) verteilt der Kupplungshülse (7) zugeordnet sind.

12. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (7) und der Kupplungszapfen (8) im gekuppelten Zustand zueinander entlang der Längsachse rela tiv bewegbar sind, wobei die Bewegung des Riegels (25) in die Sperrstellung durch einen Anschlag (50) begrenzt ist.

13. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (7) mit einem Axialanschlag (48) für die Stirnfläche (49) des Kupplungszapfens (8) versehen ist.

14. Kupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) die Kupplungshülse (7) zum Kupplungs zapfen (8) in einer Relativposition hält, bei der der Kupp lungszapfen (8) mit seiner Stirnfläche (49) in Anlage zum Axialanschlag (48) der Kupplungshülse (7) ist.

15. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (25) an seinem der Sperrfläche (26) abge wandten Teil seiner Stirnfläche eine Rolle (51) trägt.

16. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (7) mit Zentriermitteln (45) zur Anbringung eines Werkzeuges (46) zur Beaufschlagung der/des Sperrelemente/s (35) zur Freigabestellung hin versehen ist.

17. Kupplung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (46) Bestandteil einer Vorrichtung zum Halten der Kupplungshülse (7) für den Kuppel- bzw. Entkup pelvorgang ist.