DE4414575C2 - Klauenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klauenkupplung zur formschlüssigen Verbindung zweier Bauteile mit an einer der Kupplungshälften angeformten axial abstehenden Klauen und in der anderen Kupplungshälfte stirnseitig vorgesehenen Freisparungen, in die die Klauen eingreifen.

Klauenkupplungen dieser Art sind in einer großen Anzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen, z. B. durch die US 1324063, die GB 578 287 oder die DE 40 36 737 C2, bekannt. Um bei derartigen formschlüssigen Kupplungen einen Wellenversatz ausgleichen zu können, ist es durch die DE 27 30 486 A1 bei einem Gleichlaufgelenk mit sich kreuzenden Klauen des weite­ ren bekannt, in die Klauenenden jeweils einen Halbzylinder­ körper einzusetzen, die mit ihren ebenen Flächen aufeinander liegen und aufeinander gleiten. Abgesehen davon, daß die Her­ stellung der sich kreuzenden Klauen einen erheblichen Ferti­ gungsaufwand erfordert, kann eine optimale Materialpaarung, da die beiden Halbzylinderkörper jeweils aneinander und an einer der Klauen anliegen, nicht gewählt werden. Der Ver­ schleiß, insbesondere an den Halbzylinderkörper, ist demnach bei der Übertragung größerer Drehmomente erheblich, so daß eine hohe Standzeit mit dieser Ausgestaltung nicht gegeben ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Klauenkupplung der eingangs genannten Gattung in der Weise zu verbessern, daß mittels dieser nicht nur äußerst hohe Drehmomente störungsfrei zu übertragen sind, sondern daß auch ein Winkelversatz der beiden Kupplungshälften zueinander ohne Schwierigkeiten ausgeglichen werden kann. Der Bau- und Fertigungsaufwand, mittels dem dies zu bewerkstelligen ist, soll gering gehalten werden, auch soll das Betriebs­ verhalten einer Klauenkupplung verbessert und deren Ein­ satzbereich vergrößert werden.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Klauenkupplung herkömmlicher Bauart dadurch erreicht, daß in die in Achs­ richtung sich erstreckenden Seitenflächen der Klauen oder den diesen gegenüberliegenden Anlageflächen der Frei­ sparungen jeweils eine oder mehrere radial gerichtete Aus­ nehmungen eingearbeitet sind, deren Längsachse parallel zu den gegenüberliegenden Anlageflächen der Freisparungen oder den Seitenflächen der Klauen verlaufen und die eine gleichmäßig konkav gekrümmte Innenmantelfläche aufweisen, und daß in die in die Seitenflächen der Klauen oder die Anlageflächen der Freisparungen eingearbeiteten Ausneh­ mungen jeweils ein an den Innenmantelflächen anliegendes Koppelglied eingesetzt ist, das über die Seitenfläche der Klaue oder die Anlagefläche der Freisparung übersteht und an dem eine plane mit der zugekehrten Anlagefläche der zugeordneten Freisparung oder der Seitenfläche der zuge­ ordneten Klaue der anderen Kupplungshälfte zusammenwirken­ de Anschlagfläche vorgesehen ist.

Zweckmäßig ist es hierbei, die Koppelglieder durch einen in einem oder beiden Endbereichen über die Anschlagfläche überstehenden Ansatz, durch auf oder in die Kupplungs­ hälften eingesetzte Käfige oder dgl. radial zu halten.

Angebracht ist es ferner, die Koppelglieder jeweils durch einen Rundbolzen aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem schlagfesten Kunststoff herzustellen, an denen die Anschlagflächen angearbeitet sind.

Um eine möglichst große Auslenkung der beiden Kupplungs­ hälften zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, die Seiten­ flächen der Klauen und/oder die Anlageflächen der Frei­ sparungen in einem oder beiden axialen Endbereichen zurückgesetzt auszubilden, beispielsweise mit Abphasungen oder Einkerbungen, zu versehen.

Vorteilhaft ist es des weiteren, die beiden Kupplungs­ hälften in dem ineinandergreifenden Bereich kongruent auszubilden. Die die Koppelglieder aufnehmenden Ausneh­ mungen sind hierbei in Umfangsrichtung abwechselnd in eine Seitenfläche einer Klaue und in eine Anlagefläche einer Freisparung einzuarbeiten.

Wird eine Klauenkupplung gemäß der Erfindung ausgebildet, so ist es nicht nur möglich, hohe Drehmomente formschlüssig betriebssicher zu übertragen, sondern auch einen mitunter großen Versatz der Achsen der mit den Kupplungshälften verbundenen Bauteile zueinander auszugleichen. Mit Hilfe der Koppelglieder, auf deren konvex gekrümmt ausgebildeten Außenmantelflächen sich die die Klauen aufweisende Kupp­ lungshälfte verstellen kann,ist nämlich ein Winkelversatz der beiden Kupplungshälften zu bewerkstelligen, ohne daß die formschlüssige Verbindung der Klauenkupplung beein­ trächtigt wird. Mit äußerst geringem Bauaufwand kann somit das Betriebsverhalten einer herkömmlichen Klauenkupplung in einem erheblichen Maße verbessert und deren Einsatzbereich erweitert werden.

Des weiteren ist von Vorteil, daß durch die Koppelglieder nicht nur auf die Kupplung einwirkende Drehschwingungen gedämpft werden, sondern auch eine optimale Material­ paarung gewählt werden kann. Da jedes Koppelglied jeweils mit einer Kupplungshälfte zusammenwirkt, können z. B. diese aus Stahl, die Koppelglieder dagegen aus Bronze oder einem harten Kunststoff hergestellt werden. Ein günstiges Reib- und Verschleißverhalten ist dadurch gegeben. Und bei einer evtl. Abnutzung der Koppelglieder können diese ohne Schwierigkeiten in kurzer Zeit ausge­ wechselt werden.

Auch wird durch die Koppelglieder eine große tragende Fläche zwischen den beiden Kupplungshälften geschaffen, hohe Kräfte können somit, da die Flächenpressung gering ist, ohne weiteres über einen langen Zeitraum störungsfrei übertragen werden. Bei einfacher Herstellung - die die Koppelglieder aufnehmenden Ausnehmungen können z. B. in eine der Kupplungshälften durch Bohren und nachfolgendem Freifräsen eingearbeitet werden - ist demnach eine viel­ seitige Verwendbarkeit der vorschlagsgemäß gestalteten Klauenkupplung, die auch in Gelenkwellen integriert werden kann, gegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der gemäß der Erfindung ausgebildeten mit zwischen den Kupplungs­ gliedern angeordneten Koppelgliedern dargestellt, das nachfolgend im einzelnen erläutert ist. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine mit Koppelgliedern versehene Klauen­ kupplung in Ansicht,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Klauenkupplung nach Fig. 1 in Form einer Abwicklung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Klauenkupplung nach Fig. 1, nach einer Linie III-III der Fig. 1,

Fig. 4 eines der bei der Klauenkupplung nach Fig. 1 vorgesehenen Koppelglieder in einer Seitenansicht,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4 in einer vergrößerten Wiedergabe und

Fig. 6 eine Ausführungsvariante der Klauenkupplung nach Fig. 1, in einer Darstellung nach Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Klauen­ kupplung dient zur formschlüssigen Verbindung zweier Bauteile a und b, zwischen denen hohe Drehmomente zu übertragen sind, und besteht im wesentlichen aus zwei mit diesen fest verbundenen Kupplungshälften 2 und 3. An der Kupplungshälfte 2 sind hierbei axial abstehende Klauen 4 angeformt, die Kupplungshälfte 3 ist dagegen stirnseitig mit Freisparungen 5 versehen, in die die Klauen 4 eingreifen.

Um, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, einen winkeligen Versatz der beiden Bauteile a und b zueinander zu ermög­ lichen, sind in die sich in axialer Richtung erstreckenden Seitenflächen 6 und 7 der Klauen 4 Ausnehmungen 10 bzw. 11 eingearbeitet, in die jeweils ein Koppelglied 21 einge­ setzt ist. Die über die Seitenflächen 6 und 7 geringfügig überstehenden Koppelglieder 21 sind hierbei, wie dies insbesondere den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist, durch Rundbolzen 22 aus einem metallischen Werkstoff oder auch aus einem harten Kunststoff hergestellt, an denen jeweils eine plane achsparallel verlaufende Anschlagfläche 23 angearbeitet ist. Mit den planen Anschlagflächen 23 liegen die Koppelglieder 21, die durch über die Anschlag­ fläche 23 überstehende Ansätze 24 und 25 in radialer Richtung in den Ausnehmungen 10 bzw. 11 arretiert sind, an den den Seitenflächen 6 und 7 der Klauen 4 gegenüber­ liegenden Anlageflächen 8 bzw. 9 der Freisparungen 5 an.

Die von der Klauenkupplung 1 zu übertragenden Kräfte werden somit von einer der Kupplungshälften 2 oder 3 in die Koppelglieder 21 eingeleitet und von diesen auf die andere Kupplungshälfte 3 bzw. 2 weitergeleitet, so daß durch die Koppelglieder 21 stets eine große flä­ chige Anlage gegeben ist und große Kräfte übertragen werden können. Und da die die Koppelglieder 21 aufneh­ menden Ausnehmungen 10 und 11 der Klauen 4 konkav gekrümmt ausgebildet sind, können sich diese auf den konvex ge­ krümmten Oberflächen der Koppelglieder 21 begrenzt ver­ drehen, die beiden Bauteile a und b können somit winkelig zueinander umlaufen, ohne daß dabei Verzwängungen zwischen den beiden Kupplungshälften 2 und 3 auftreten.

Außerdem sind die Seitenflächen 6 und 7 der Klauen 4 in den axialen Endbereichen mit Fasen 12 bzw. Hinterschnei­ dungen 13 und die Anlageflächen 8 und 9 der Freisparungen 5 auf der der Kupplungshälfte 2 zugekehrten Seite mit Abschrägungen 14 versehen, so daß Freiräume gebildet sind und die beiden Kupplungshälften 2 und 3 problemlos ausgelenkt werden können.

Bei der Ausgestaltung der Klauenkupplung 1′ nach Fig. 6 sind die beiden Kupplungshälften 2′ und 3′ kongruent zueinander ausgebildet. Im Bereich der in die Kupplungs­ hälfte 3′ eingearbeiteten Freisparung 5′ sind die Koppel­ glieder 21 und 21′ hierbei somit in die in der Klaue 4′ vorgesehenen Freisparung 11 sowie in einer in die An­ lageflächen 8 der Freisparung 5′ eingearbeiteten Aus­ sparung 15 eingesetzt. Die beiden Kupplungshälften 2′ und 3′ weisen demnach gewissermaßen gleich groß bemessene ineinandergreifende Klauen auf, die jeweils auf einer Seite mit einem Koppelglied bestückt sind. Die Klauen­ kupplung 1′ kann besonders kostengünstig hergestellt werden.

Claims (6)

1. Klauenkupplung (1) zur formschlüssigen Verbindung zweier Bauteile (a, b) mit an einer der Kupplungshälften (2) angeformten axial abstehenden Klauen (4) und in der anderen Kupplungshälfte (3) stirnseitig vorgesehenen Freisparungen (5), in die die Klauen (4) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß in die in Achsrichtung sich erstreckenden Seiten­ flächen (6, 7) der Klauen (4, 4′) oder den diesen gegenüberliegenden Anlageflächen (8, 9) der Freispa­ rungen (5, 5′) jeweils eine oder mehrere radial ge­ richtete Ausnehmungen (10, 11 bzw. 15) eingearbeitet sind, deren Längsachse parallel zu den gegenüberliegenden Anlageflächen (8, 9) der Freisparungen (5, 5′) oder den Seitenflächen (6, 7) der Klauen (4, 4′) ver­ laufen und die eine gleichmäßig konkav gekrümmte Innen­ mantelfläche aufweisen, und daß in die in die Seiten­ flächen (6, 7) der Klauen (4, 4′) oder die Anlageflächen (9, 10) der Freisparungen (5, 5′) eingearbeiteten Aus­ nehmungen (10, 11 bzw. 15) jeweils ein an den Innen­ mantelflächen anliegendes Koppelglied (21, 21′) ein­ gesetzt ist, das über die Seitenfläche (6, 7) der Klaue (4) oder die Anlagefläche (9, 10) der Freisparung (5, 5′) übersteht und an dem eine plane mit der zugekehrten Anlagefläche (8, 9 bzw. 6, 7) der zugeordneten Frei­ sparung (5, 5′) oder der Seitenfläche (6, 7) der zuge­ ordneten Klaue (4, 4′) der anderen Kupplungshälfte (3, 3′) zusammenwirkende Anschlagfläche (23) vorgesehen ist.

2. Klauenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelglieder (21) durch einen in einem oder beiden Endbereichen über die Anschlagfläche (23) über­ stehenden Ansatz (24, 25), durch auf oder in die Kupp­ lungshälften (2, 3) eingesetzte Käfige oder dgl. radial gehalten sind.

3. Klauenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelglieder (21, 21′) jeweils durch einen Rundbolzen (22) aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem schlagfesten Kunststoff gebildet sind, an dem die Anschlagflächen (23) angearbeitet sind.

4. Klauenkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (6, 7) der Klauen (4) und/oder die Anlageflächen (8, 9) der Freisparungen (5) in einem oder beiden axialen Endbereichen zurückgesetzt ausgebildet sind, beispielsweise mit Abphasungen (12 bzw. 14) oder Einkerbungen (13), versehen sind.

5. Klauenkupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungshälften (2′, 3′) in dem inein­ andergreifenden Bereich kongruent ausgebildet sind.

6. Klauenkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Koppelglieder (21, 21′) aufnehmenden Aus­ nehmungen (11, 15) in Umfangsrichtung abwechselnd in eine Seitenfläche (7) einer Klaue (4′) und in eine Anlagefläche (8) einer Freisparung (5′) eingearbeitet sind.