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Verbindung zweier sich konzentrisch umschließender Elemente Die Erfindung
betrifft eine Verbindung' zweier sich konzentrisch umschließender Elemente, von
denen das innere hohl und zur elastischen Formänderung mechanisch, hydraulisch oder
pneumatisch dehnbar ist.
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Bei bereits bekannten Kupplungen dieser Art besteht das Dehnelement
aus einem vollwandigen, hohlzylindrischen Körper, der bei mechanischer Dehnung auch
Schlitze haben kann, um den Dehnungsdruck zu vermindern. Bei hydraulisch betätigter
Dehnung sind solche Schlitze wegen der erforderlichen Abdichtung nicht möglich;
außerdem haben solche Schlitze auch den Nachteil, daß sie die Genauigkeit der Kupplung
und die übertragbaren Momente und Kräfte erheblich vermindern. Die Ausführung ohne
Schlitze verlangt aber so geringe Wandstärken des Dehnelementes, daß auch dadurch
eine in vielen Fällen zu geringe Fertigkeit der ganzen Dehnkupplung nicht zu vermeiden
ist.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch; daß ein hohles Element
in für Einsätze von Spannfuttern bekannter Weise auf der Innen- und auf der Außenseite
mit achsparallelen oder fast achsparallelen, radial nicht durchgehenden Einschnitten
versehen ist. Die Einschnitte können ganz oder teilweise mit Gummi od. dgl. gefüllt
sein. Auch ist es möglich, daß außerhalb des Spannbereiches der Innendurchmesser
des hohlen Elementes gleich oder größer ist als der Grundkreis der inneren Einschnitte,
so daß diese an den freien Enden auslaufen. Die Zeichnungen zeigen verschiedene
Ausführungsformen des Erfindungsgedankens, und zwar Abb. r einen Längsschnitt durch
eine mechanisch betätigte Dehnkupplung,
Abb. 2 einen Normalschnitt
durch die Dehnkupplung nach Abb. i, Abb.3 einen Normalschnitt durch das Dehnelement
einer Dehnkupplung schematisch, Abb. 4 einen Längsschnitt durch eine hydraulisch
betätigte Kupplung.
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In Abb. -i und 2 ist beispielsweise ein Spannfutter mit sogenannter
Rollkupplung schematisch wiedergegeben, und zwar ist Abb. i ein Schnitt A-B der
Abb. ä und diese ein Schnitt C-B der Abb. i. Der Befestigungsflansch i und das Dehnelement
:2 bilden ein Ganzes.
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Das Dehnelement 2 besitzt im Spannbereich radialsymmetrisch angeordnet
Innennuten 3, und Außennuten 4. Seine Wandstärke kann beliebig groß sein. Auf derAußenfiächedesDehnelementes2,
die kegelig ist, sind in bekannter Weise in einem Käfig 7 geführte Rollen 5 und
ein Spannring 6 angeordnet. Dichtungsorgane 8 und 9 schützen den Rollenraum vor
Verschmutzung. Im Bereiche der Dichtungsorgane können die Nuten 4 durch elastische
Einlagen io, wie Gummi usw., ebenfalls abgedichtet werden. Solche Einlagen können
auch bei Bedarf zum Ausfüllen aller Nuten, auch der Innennuten 3, verwendet werden,
um eine glatte Bohrung zu erhalten, in der sich Schmutzteile oder andere Fremdkörper
nicht festsetzen können.
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Die Nuten 3 und 4 sind, wie Abb. 2 zeigt, jeweils paarweise in geringem
Abstand voneinander angeordnet. Die Anzahl der Nutenpaare ist beliebig. Die Nuten
laufen im allgemeinen parallel zur Achse, sie können aber auch dagegen geneigt sein.
Die Nuten 3 und 4 können sich auch beiderseits über den Spannbereich hinaus erstrecken.
In Abb. i erstrecken sich die Nuten auf der Flanschseite nur wenig über den Spannbereich
hinaus, während sie auf der Gegenseite ganz durchlaufen. Dadurch wird die Spannwirkung
ebenfalls bis an das Ende dieser Seite vorgetragen.
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Der Spanndurchmesser ist d. Außerhalb des Spannbereiches kann der
Durchmesser D des Dehnelementes (Abb. i) zweckmäßig gleich oder größer sein als
der Grundkreis der Nuten 3, um die Herstellung dieser Nuten zu erleichtern.
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Die Außennuten 4 enden im allgemeinen, wie Abb. i zeigt, innerhalb
des Bereiches des Durchmessers d, so daß ein Durchbruch vermieden wird. Das Dehnelement
bleibt also dicht geschlossen.
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In besonderen Fällen können aber die Nuten 4 auch über den Bereich
des Durchmessers d in den Bereich des Durchmessers D hineinreichen. Dadurch ändern
sich die Verformungseigenschaften des Dehnelementes in einer für viele Zwecke günstigen
Weise. Insbesondere wird der E'influß des formfesten Flansches i dadurch gemindert.
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Die Tiefe der Nuten 3 und 4 ist zweckmäßig so groß, daß der Durchmesser
des Grundkreises der Außennuten H kleiner ist als der Durchmesser des Grundkreises
der Innennuten 3.
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Beim Betätigen der Kupplung, also nach Abb. i durch Drehen des Spannringes
6, wird das Dehnelement 2 -durch die Rollen 5 zusammengedrückt. Infolge der Nuten
3 und 4 können aber keine nennenswerten Tängentialspannungen entstehen. Die Verformung
ist mit wesentlich kleineren Drücken und größeren Durchmesseränderungen möglich,
und- zwar auch bei beliebig großer Wandstärke des Dehnelementes.
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Abb. 3 zeigt eine andere Anordnung der Nuten. Im Dehnelement .2 sind
hier jeder Innennut 3 zwei Außennuten 4 zugeordnet. Dadurch wird auch die einzelne
Gruppe symmetrisch. Diese Form ist besonders bei geringer Anzahl der Nutengruppen
vorteilhaft.
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Außer den in Abb. 2 und 3 gezeigten Anordnungen können je nach den
Erfordernissen auch beliebig andere Anordnungen der Nuten vorgesehen werden. Auch
die Form der Nuten kann nach Gesichtspunkten der Fertigung und der Verwendung beliebig
gewählt werden.
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Abb. q: zeigt einen hydraulisch betätigten Spanndorn. Das Dehnelement
i i ist nach Schnitt F-G der Abb.3 dargestellt. Es trägt im Spannbereich die Nuten
3 und 4 nach Abb. 3 oder 2. Im Bereich der Durchmesser D sitzen Dichtungskörper
1.2 bzw. 13, die gleichzeitig das Dehnelement i i gegen das Trägerstück 14 zentrieren
und halten. Dadurch, daß die Bereiche der Durchmesser D gleich oder größer sind
als der Grundkreis der Innennuten 3, wird eine vollständige Abdichtung des Druckraumes
durch die Dichtungskörper 12 und 13 erreicht.
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Zum Übertragen von Drehmomenten kann eine Verzahnung 15 oder eine
gleichwirkende Einrichtung zwischen den Teilen i i und 14 angeordnet werden. Die
Dichtungskörper 12 und 13 sitzen mit Preßsitz auf dem Trägerstück 14 und in dem
Dehnelement ii.. Sie- haben die Form einer langen Doppelmanschette. Sie werden durch
den Dehndruck nach außen und innen gegen die Preßflächen der Teile ii bzw. 14 zusätzlich
angepreßt. Ferner können sie bei Verformung des Dehnelementes i i dieser Verformung
folgen, ohne daß ein Klaffen und dadurch bedingtes Undichtwerden eintritt. Ein Sprengring
16 sichert ein Lösen der Preßsitze auch bei hohen Drücken.
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Der zum Betätigen der Dehnkupplung erforderliche Druck wird in bekannter
Weise durch einen Kolben 17, der in einer zylindrischen Bohrung i8 dichtend
geführt ist und durch eine Schraube i9 bewegt werden kann, erzeugt.
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Durch eine Bohrung 2o wird die Druckwirkung weitergeleitet.
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Durch Betätigen der Schraube i9 wird das Dehnelement i i gedehnt und
sein Durchmesser im Spannbereich vergrößert.
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Der Vorgang im- Dehnelement ist ebenso wie bei Abb. i und 2 beschrieben.
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Bei der hydraulischen Ausführungsform nach Abb.4 ist die durch die
große Wandstärke des Dehnelementes erhöhte Steifigkeit und die verminderten Drücke
von besonderem Vorteil.
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Die Dehnkupplung kann außer den hier beschriebenen Anwendungsformen
überall dort benutzt werden, wo eine an sich bekannte Dehnkupplung benutzt wird.
Zufolge der wesentlich geringeren , Drücke ist sie aber besonders als Kupplung in
und
auf umlaufenden Wellen und überall dort verwendbar, wo bisher
die hohen zu erzeugenden Drücke hinderlich waren.