WO2008077884A1 - Lösbare kupplung - Google Patents

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WO2008077884A1
WO2008077884A1 PCT/EP2007/064341 EP2007064341W WO2008077884A1 WO 2008077884 A1 WO2008077884 A1 WO 2008077884A1 EP 2007064341 W EP2007064341 W EP 2007064341W WO 2008077884 A1 WO2008077884 A1 WO 2008077884A1
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WO
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coupling
circumferential groove
cross
section
projection
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Application number
PCT/EP2007/064341
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English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Pottmann
Original Assignee
PFAFF AQS GmbH automatische Qualitätskontrollsysteme
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by PFAFF AQS GmbH automatische Qualitätskontrollsysteme filed Critical PFAFF AQS GmbH automatische Qualitätskontrollsysteme
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Priority to CN2007800514696A priority patent/CN101611234B/zh
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Priority to US12/488,708 priority patent/US8042680B2/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • F16D1/116—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling the interengaging parts including a continuous or interrupted circumferential groove in the surface of one of the coupling parts

Definitions

  • the present invention relates to a releasable coupling, preferably for detachable coupling connection of input and output elements such as shaft ends, comprising a first and a second coupling part with means for transmitting torque.
  • the present invention seeks to further develop the above-mentioned coupling benefits, so that in particular the aforementioned disadvantages are avoided as much as possible.
  • the first coupling part has a projection extending in the direction of the geometric axis of rotation (ie the axis of rotation of the coupling shaft or longitudinal axis), in whose lateral surface a first circumferential groove, in particular annular groove, is inserted, that the second coupling part has a recess which in cross-section to a receptacle of the projection is adapted and in whose lateral surface a second circumferential groove, in particular annular groove, is inserted, that a ring-like, with respect to the contour of its open or closed circumference elastically deformable securing element is provided, in the separated state of the coupling parts in one or optionally in one of the two Circumferential grooves can be used and its contour protrudes in the released state of the two coupling parts of this circumferential groove.
  • the securing element inherently assumes a shape and / or position such that it automatically or inevitably protrudes resiliently therefrom.
  • the coupling parts of such a coupling can be connected in that the projection is inserted in the coupling longitudinal direction in the recess, whereby the fuse element by means of the other coupling part by its shaping temporarily resiliently deformed, ie either depending on the insertion of selected circumferential groove is resiliently expanded or compressed, whereupon the securing element engages automatically upon reaching an axially aligned alignment of the two circumferential grooves under its bias in the further circumferential groove.
  • connection state is consequently achieved by a mere relative movement of the two coupling parts along their geometric axis of rotation or longitudinal axis, for which purpose a small axial movement space can be sufficient.
  • a small axial movement space can be sufficient.
  • snapping the prestressed connecting element in the second circumferential groove of the connection state is automatically locked, so that no tool is required.
  • a loosening of the coupling parts is possible in that a force is exerted on one or both coupling parts contrary to the connection direction, which is sufficient to force on the circumferential grooves or a force effect for renewed resilient deformation of the securing element under radial deflection in only one of to cause two circumferential grooves.
  • the release of the coupling parts is thus possible with minimal movement space and without tools.
  • the invention offers the possibility of diverse design forms, in particular by the
  • the securing element is designed in terms of shape and size so that it is insertable into the second or radially outer circumferential groove and that its inner contour in the released state of the two coupling parts from the second circumferential groove in the cross section of the first recess radially protrudes inside and engages in the connecting state of the two coupling parts in the first and radially inner circumferential groove.
  • the securing element can be inserted into the first circumferential groove and that its outer contour protrudes outwardly in the released state of the two coupling parts from the first circumferential groove and engages in the connecting state of the two coupling parts in the second circumferential groove.
  • the cross sections of the projection and of the recess are adapted to a common play or transition fit and are preferably bounded circularly transversely to the geometric axis of rotation or to the coupling longitudinal axis.
  • the projection and the recess can exert a centering effect on the two coupling parts.
  • An advantageous embodiment is seen in that is used as a fuse element on a perimeter open round wire snap ring, preferably made of spring steel. This has due to its circumferential opening and the elastic material properties in a desired manner resiliently yielding peripheral contour, ie its diameter or cross-section can be temporarily increased or decreased depending on the force against its resilient restoring force.
  • the round wire cross-section of such snap rings also offers advantages for the plug-in coupling according to the invention in that, in connection with different groove cross-sections of the circumferential or in particular annular grooves, it is possible to determine in a variety of ways Axialkraft is exerted on the or the two coupling parts until it comes to the desired elastic deformation of the securing element due to the power transmission through the first and / or second circumferential or in particular annular groove.
  • other types of explosive and retaining rings as well as differently designed securing elements in particular in coordination with the cross sections of projection and recess with deviating from the circle, for example. Oval or polygonal, or even non-circular or square peripheral contour find use.
  • a securing element may be used, which has an oval, polygonal or square profile cross section instead of round wire or a circular profile cross section.
  • a material for example, plastic, in particular with glass or carbon fiber reinforced plastic, or for example. A bimetallic design into consideration.
  • first circumferential groove transverse to the circumferential direction ie in profile, a rounded, preferably a circular section, further preferably has a semicircular cross-section.
  • second circumferential groove transversely to the circumferential direction has a polygonal, preferably a rectangular, more preferably a square, cross-section.
  • a particular rectangular or square cross-section whose corners are rounded or chamfered. If necessary, the radius of curvature in the corners can be chosen so large that the cross-sectional shape approximates or corresponds to a semicircle.
  • the axial separating force in comparison to the second is enhanced by the circumferential groove rounded in the profile, preferably radially inward Circumferential groove is translated into a radial force to a comparatively greater extent, so that there is a radial expansion (ie, not to a radial constriction) of the securing element and to the avoidance in the second, preferably radially outer circumferential groove comes.
  • the securing element has the already mentioned round cross section transverse to the circumferential direction, wherein its cross-sectional radius preferably corresponds to the radius of curvature of the first circumferential groove or is slightly smaller and / or its diameter is approximately equal to or slightly smaller than the width of the may be second circumferential groove. It is preferably provided that the securing element is inserted before the connection of the two coupling parts in the second circumferential groove, which is embedded in the shell of the recess, so that its inner contour initially protrudes from the second circumferential groove in the cross section of the recess.
  • the cross section of the projection tapers at its at the assembly of the coupling parts facing the bottom of the recess edge, preferably tapered and / or rounded tapers.
  • the conical taper causes depending on the cone angle a radial expansion of the securing element facilitating force transmission, so that, depending on the specific design for mounting or connecting the two coupling parts only a comparatively small axial force is required.
  • the height of the axial force required for the subsequent separation of the two coupling parts depends on the profile cross sections of the two circumferential grooves and the securing element.
  • the axial force required for separating the coupling parts is greater than the axial connection force by their corresponding configuration, which will be discussed in more detail below.
  • the said taper can preferably extend to an edge cross-section or edge diameter of the projection which corresponds approximately to the smallest cross-section or cross-sectional diameter of the projection left by the first circumferential groove or is slightly smaller.
  • the projection and the recess have a circular cross section and the securing element follows at least substantially a circular contour on the circumference, it can be provided that in the unloaded state of the securing element whose outer diameter is smaller than the diameter of the second circumferential groove in the groove bottom and larger than the diameter of the recess.
  • the securing element is already held securely in it after insertion into the second circumferential groove. It is further preferred that in the unloaded state of the securing element whose inner diameter corresponds to the diameter of the first circumferential groove in the groove base or slightly larger or smaller. This causes the blast or circlip in the first circumferential groove, if no axial force acts on the coupling parts, rests even without significant radial force.
  • a direct transmission of force is achieved in a correspondingly virtually radial backlash-free recording. It is also preferred that at least in the state of connection of the two coupling parts of the inner diameter of the securing element corresponds to the diameter of the first circumferential groove in the groove base and the outer diameter of the securing element is greater than the diameter of the recess.
  • the axial force required for connecting the two coupling parts is lower than the axial separating force.
  • Such applications can be, for example, in the drive of conveyor or worm gears or, for example, also in helical gears.
  • the above-described cross-sectional shapes and diameters of the first and second circumferential grooves and the securing element are preferred embodiments, it will be understood that various modifications are possible within the scope of the invention thereof are.
  • the projection of a preferably disk-like connection end which can serve for connection to a drive or driven side shaft end, with its lateral surface concentric with the geometrical axis of rotation at the first coupling part, d. H. extends to the Kupplungslutzs- or rotation axis.
  • a parallel to the said rotation or central axis would be spaced, d. H. eccentric extension of the projection and correspondingly also the recess possible.
  • Such an eccentric projection, in conjunction with an eccentric recess which fits in the cross-section, also forms an eccentric driver, by virtue of the positive connection of which the transmission of
  • Torque is possible.
  • This means that such an eccentric projection in conjunction with an eccentric recess would be suitable both for detachable axial connection of the coupling parts, as well as under the exercise of a dual function for the transmission of torque.
  • a torque transmission by means of the projection and the recess, which have the circumferential grooves, would also be possible because the said projection and the said recess are indeed formed centrically to the central axis, but each have a non-circular cross section matching one another, for example one oval, polygonal or angular cross-section.
  • the circumferential course of the circumferential grooves may deviate from a circular line and be suitably adapted to the circumferential profile of the projection and the recess.
  • the ring-like securing element can also be adapted to this, ie in the unloaded state, for example, have an oval, polygonal or angular circumferential course. In the context of the invention, however, it is preferred that a separate eccentric projection and a separate eccentric recess are provided for transmitting torque.
  • the one coupling part has at least one eccentric projection extending parallel to the coupling axis of rotation and the other coupling part has at least one eccentric recess for receiving the eccentric projection, different assignments of eccentric projection and eccentric recess to the first and second coupling parts being possible.
  • the cross sections of the Exzentervorsprunges and the Exzenteraus strictlyung are adapted to a common play or transition fit, creating a virtually backlash-free torque transmission in both directions is possible.
  • the two cross sections of the eccentric projection and the eccentric recess are circular or, for example, oval, polygonal or the like transverse to the axis of rotation of the coupling, so that edges are avoided and the transmission of high torques without damage is possible.
  • a preferred embodiment is seen in that extending the Exzentervorsprung or Drehform gleichvorsprung starting from the tapered edge of the first circumferential groove, in particular concentric projection and that the Exzenterausnaturalung or Drehform gleichausnaturalung starting from the bottom of the second Umf have angsnut , in particular con- centric, recess extending. It is thus achieved that the snap connection or locking only arises when the eccentric projection or rotary-form-fitting projection has entered the eccentric recess or rotational-locking recess.
  • the first and the second coupling part can be adapted in a variety of ways for connection to drive or output elements, such as waves with solid or hollow profile, on flanges or the like.
  • the first coupling part may have a disk-like connecting flange, from which the projection rises with the circumferential groove.
  • the second coupling part may preferably have a central bore opening into the recess for receiving and fastening, if necessary, a (driven) shaft with a total of bell-shaped or cup-like design.
  • the invention also includes a screw for a conveyor, preferably for a sampler, wherein the screw helix is mounted on a centrally extending in the longitudinal direction worm shaft and the worm shaft is connected to a coupling part of the coupling according to the invention, preferably with that second coupling part.
  • the invention includes a sampler comprising a screw conveyor having such an aforementioned screw. Such a screw or such a sampler can thus also form the subject of independent claims.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through the coupling according to the invention according to a preferred embodiment in the connection state.
  • FIG. 2 is a section along section line II - II in Fig. 1.
  • FIG. 3 shows a plan view of the securing element shown in FIG. 1;
  • Fig. 4 is a sectional view taken along section line IV - IV in Fig. 3;
  • FIG. 5 shows a further longitudinal section of the coupling shown in Figure 1, at the beginning of the connection process ..;
  • connection process 6 shows a further longitudinal section of the connection process, at a later time
  • FIGS. 1 to 6 shows in perspective the coupling according to FIGS. 1 to 6, in connection with a screw conveyor;
  • FIG. 8 shows the situation from FIG. 7 in another viewing direction
  • Fig. 9 is a longitudinal view of the components shown in FIGS. 7, 8 in the connection state and
  • FIGS. 1 to 6 shows a preferred application example of the coupling shown in FIGS. 1 to 6 in a sampler with screw conveyor.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of the coupling 1 according to the invention, in a longitudinal section running through its central, geometric axis of rotation 2.
  • the coupling 1 comprises a first coupling part 3 and a second coupling part 4, which are each formed in one piece.
  • the first coupling part 3 has a shape formed from several disc segments, so that one could also speak of a clutch disc.
  • the second coupling part has inner, mutually adjacent recesses, which are adapted in cross section to the disk segments, so that there is a total of a clutch bell to speak.
  • the axially edge-side, the largest diameter disc segment 5 forms a connection flange for connection to a mating flange of a drive or driven element, preferably with a drive flange from.
  • two through-holes 9 are located on the edge 8 opposite the adjacent disc segments 6, 7, through which screws 10 are guided for screwing into threads of the counter-flange (see FIG.
  • a central through hole 9 is provided with screw 10, the screw head is sunk into the reduced diameter disc segments 6, 7.
  • the second coupling part 4 has for connection to a drive or driven element, preferably for connection to a driven side, with a cutaway end shown hollow shaft 11, a central through hole 12 which extends up to said recesses.
  • the three disc segments 5, 6 and 7 each have a circular cross-section, wherein the diameter of disk segment 5 is reduced to disk segment 6 and from there to disk segment 7 respectively.
  • the middle disc segment 6 thus forms a projection 13 extending from the terminal segment 5 in the direction of the geometric axis 2, into the cylindrical lateral surface 14 of which a first circumferential groove 15 with a semicircular cross section (see also FIGS. 5 and 6) is embedded.
  • a first circumferential groove 15 with a semicircular cross section see also FIGS. 5 and 6
  • it is a circular on the circumference and closed or continuous annular groove.
  • the second coupling part 4 has a recess 16, which is adapted in its circular cross-section to a receptacle of the projection 13 with play or transition fit and in the cylindrical lateral surface 17, a second circumferential groove 18 is inserted. In the example chosen, but not necessary, this is also an annular and closed circular groove on the circumference.
  • the projection 13 and the recess 16 are arranged concentrically with respect to their lateral surfaces 14, 17 to the center line 2. In the connection state shown in FIG. 1, the two are
  • Coupling parts 3, 4 by means of a in the two Umfnußs 15, 18 inserted- th fuse element 19 in the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation 2, resiliently releasably connected releasably.
  • the securing element is, as shown in FIGS. 3, 4, around a circumferentially open round wire snap ring made of spring steel. While the first circumferential groove 15 has a semicircular profile cross-section transversely to its circumferential direction (cf., FIG. 5), the second circumferential groove 18 is rectangular in profile cross-section, in the selected embodiment almost square.
  • the securing element 19 has at its transversely oriented to the circumferential direction cross-section a cross-sectional radius r, which corresponds to the radius of curvature R of the first circumferential groove 15.
  • the width B of the second circumferential groove 18 in the axial direction is only slightly (therefore not visible in the figures) greater than the diameter d of the profile of the securing element 19.
  • the first coupling part 3 has an Exzentervorsprung 20, which is formed by the smallest diameter disc segment 7 in diameter. As Figure 2 shows, this extends to the eccentricity e parallel spaced from the coupling axis of rotation 2.
  • the second coupling part 4 has an adapted thereto in the sense of a play or transition fit Exzenterausnaturalung 21 for receiving the Exzentervorsprungs 20.
  • the Exzentervorsprung 20 extends starting from a tapered Edge of the circumferential groove 15 having projection 13, and the ExzenterausEnglishung 21 extends from the base of the second circumferential groove 18 having, concentric recess 16.
  • the eccentric projection 20 and the Exzenteraus Principleung 21 form insofar a positive, releasable torque transmitting device.
  • the round wire snap ring shown in FIGS. 3, 4 has, in the unloaded state, an open circumference following a circular line.
  • the width X of the circumferential opening in the example chosen is about 1 A of the inner ring diameter D 2 .
  • Figure 5 relates to a first state in which the two coupling parts 3, 4 are not yet locked in the axial direction.
  • the fuse element 19 is initially still movably inserted into the circumferential groove 18 of the coupling part 4.
  • the inner diameter D 2 of the securing element 19 corresponds to the diameter Ds of the first circumferential groove 15 in the bottom of the groove and the outer diameter Di of the fuse element 19 is greater than the diameter D 4 of the recess 16 is located in the selected exemplary embodiment because of the described sizes - And diameter ratios of the profile cross section of the round wire snap ring 19 each half in each of the annular grooves 15, 18 a.
  • its inner diameter D 2 corresponds to the diameter Ds of the first circumferential groove 15 in its groove base.
  • Figure 1 also illustrates that the axial position of the first and second circumferential grooves 15, 18 is selected or tuned so that the projection 13 and the Exzentervorsprung 20 in the connection state shown, the associated recesses 16, 21 almost completely fill, but the front side , as well as on the flange 8, a small axial gap remains to avoid a predicament.
  • FIGS. 7 to 9 show the coupling 1 described with reference to the preceding figures in connection with a worm 23 which can serve for conveying, for example, bulk goods.
  • the worm comprises a worm helix 24, which is fastened on a central worm shaft 25 with a hollow profile in a manner known per se.
  • the worm shaft 25 enters the bore 12 (see Figure 1) of the second coupling part 4 and can be secured in a manner not shown on the coupling part 4 in the axial and circumferential or rotational direction, eg., Welded.
  • the screw 23 according to the invention further developed in that it is connected to the second coupling part 4 and with the coupling 1 according to the invention.
  • FIG. 10 shows in a longitudinal section, which is partially simplified schematically, a preferred application example of the coupling or worm according to the invention described with reference to the preceding figures.
  • the apparatus shown is a so-called sampler in which the screw 23 described for FIGS. 7 to 9 serves to supply loose sample material, such as cement, to a mixer 27.
  • a geared motor 28 drives a mixer agitator 29 and, by means of the axially interposed clutch 1 according to the invention, drives the worm shaft 25.
  • the sample material for example cement, falls down in a chute 30 (delivery with negative pressure) and passes through sample collection openings 31 into a jacket tube 32 and into delivery spaces of the screw 23.
  • the openings 31 can, for example, be round, elliptical, angular or long.
  • the plug-in coupling 1 makes it possible to connect and uncouple and, in particular, retrofit the worm 23 to the mixer 27.
  • the second coupling part 4 (ie the clutch bell) is permanently connected to the worm shaft 25.
  • the screw itself is welded to the worm shaft.
  • the first coupling part 3 (or the clutch disc) is located on the mixer agitator 29 on the drive shaft of the geared motor 28, or is mounted there once.
  • the second coupling part 4 of the round wire snap ring (fuse element 19) in the local Circumferential groove 18 inserted.
  • the worm 23 is inserted with the worm shaft 25 and the clutch bell 4 in the axial direction through a mixer flange 41 and the connecting pipe 40 (guide tube) and the second coupling part 4 centered on the first coupling part 3, until the desired coupling connection is formed in the manner described above.
  • the screw 23 can also, for example.
  • the jacket tube 42 can be attached to the mixer with a jacket flange 43 and the mixer flange can be screwed tightly to the guide tube.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine lösbare Kupplung, umfassend ein erstes und ein zweites Kupplungsteil mit Mitteln zur Übertragung von Drehmoment, und schlägt zur gebrauchsvorteilhaften Weiterbildung vor, dass das erste Kupplungsteil (3) einen sich in Richtung der geometrischen Drehachse (2) erstreckenden Vorsprung (13) aufweist, in dessen Mantelfläche (14) eine erste Umfangsnut (15) eingelassen ist, dass das zweite Kupplungsteil (4) eine Ausnehmung (16) aufweist, die im Querschnitt an eine Aufnahme des Vorsprunges (13) angepasst ist und in deren Mantelfläche (17) eine zweite Umfangsnut (18) eingelassen ist, dass ein ringartiges, bezüglich der Kontur seines offenen oder geschlossenen Umfangs elastisch verformbares Sicherungselement (19) vorgesehen ist, das im getrennten Zustandder beiden Kupplungsteile in eine oder wahlweise in eine der Umfangsnuten (18, 15) einsetzbar ist und dessen Kontur im getrennten Zustand der beiden Kupplungsteile (3, 4) aus dieser Umfangsnut (18, 15) herausragt. Die Erfindung betrifft auch eine Schneckefür einen Förderer, wobei die Schneckenwendel (24) auf einer mittig in Längsrichtung verlaufenden Schneckenwelle (25) befestigt ist und wobei die Schneckenwelle (25) mit dem zweiten Kupplungsteil (4) der lösbaren Kupplung verbunden ist.

Description

Lösbare Kupplung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine lösbare Kupplung, vorzugsweise zur lösbaren Kupplungsverbindung von Antriebs- und Abtriebselementen wie Wellenenden, umfassend ein erstes und ein zweites Kupplungsteil mit Mitteln zur Übertragung von Drehmoment.
Es ist eine große Vielzahl solcher Kupplungen in unterschiedlichen Bauformen bekannt. Allerdings sind dabei, sofern es sich um zum Lösen schaltbare Kupp- lungen handelt, für den Ein- und Ausrück vor gang mitunter aufwändige Zusatzeinrichtungen erforderlich. Andererseits, d. h. sofern es sich um permanent geschlossene Kupplungen handelt, ist die Herstellung und Auflösung der Kupplungsverbindung häufig nur durch einen Montagevorgang möglich. Insbesondere sind Kupplungen bekannt, deren beide Kupplungsteile zur Übertra- gung von Drehmoment miteinander verschraubt werden müssen. Dies ist nur möglich, wenn je nach Einbausituation der Kupplung ein ausreichender Bauraum und eine genügende Zugänglichkeit gegeben sind, was jedoch nicht immer in gewünschter Weise zutrifft bzw. zu konstruktiven Einschränkungen führt. Des Weiteren erfordert eine solche (De-) Montage häufig auch einen un- erwünschten Zeitaufwand.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Kupplung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden, so dass insbesondere die vorgenannten Nachteile möglichst weitgehend vermieden werden.
Die Aufgabe ist erfindungs gemäß zunächst und im Wesentlichen in Verbindung mit den Merkmalen gelöst, dass das erste Kupplungsteil einen sich in Richtung der geometrischen Drehachse (d.h. der Kupplungsdreh- bzw. -längsachse) erstreckenden Vorsprung aufweist, in dessen Mantelfläche eine erste Umfangs- nut, insbesondere Ringnut, eingelassen ist, dass das zweite Kupplungsteil eine Ausnehmung aufweist, die im Querschnitt an eine Aufnahme des Vorsprunges angepasst ist und in deren Mantelfläche eine zweite Umfangsnut, insbesondere Ringnut, eingelassen ist, dass ein ringartiges, bezüglich der Kontur seines offenen oder geschlossenen Umfangs elastisch verformbares Sicherungselement vorgesehen ist, das im getrennten Zustand der Kupplungsteile in eine oder wahl- weise in eine der beiden Umfangsnuten einsetzbar ist und dessen Kontur im gelösten Zustand der beiden Kupplungsteile aus dieser Umfangsnut herausragt. Speziell ist bevorzugt, dass das Sicherungselement im getrennten Zustand der Kupplungsteile in der Umfangsnut, in die es eingesetzt wurde, von sich aus eine Form und / oder Lage annimmt, so dass es automatisch bzw. zwangsläufig dar- aus federnd nachgiebig hervorsteht. Die Kupplungsteile einer derartigen Kupplung lassen sich dadurch verbinden, dass der Vorsprung in Kupplungslängsrichtung in die Ausnehmung eingesteckt wird, wodurch das Sicherungselement mittels des anderen Kupplungsteiles durch dessen Formgebung vorübergehend federnd deformiert, d.h. je nach zum Einsetzen gewählter Umfangsnut entweder federnd aufgeweitet oder zusammengedrückt wird, worauf das Sicherungselement bei Erreichen einer axial fluchtenden Ausrichtung der beiden Umfangsnuten unter seiner Vorspannung selbstständig auch in die weitere Umfangsnut eingreift. Der Verbindungszustand wird folglich durch eine bloße Relativbewegung der beiden Kupplungsteile längs ihrer geometrischen Drehachse bzw. Längsach- se erreicht, wozu ein geringer axialer Bewegungsraum ausreichend sein kann. Durch das Einschnappen des vorgespannten Verbindungselements in die zweite Umfangsnut wird der Verbindungszustand selbstständig arretiert, so dass dafür kein Werkzeug erforderlich ist. Ein Lösen der Kupplungsteile ist dadurch möglich, dass auf eines oder beide Kupplungsteile entgegen der Verbindungsrich- tung eine Kraft ausgeübt wird, die ausreichend ist, um an der bzw. den Umfangsnuten eine Kraftwirkung zur erneuten federnden Verformung des Sicherungselementes unter radialem Ausweichen in nur eine der beiden Umfangsnuten zu bewirken. Auch das Lösen der Kupplungsteile ist somit bei nur minimalem Bewegungsraum und ohne Werkzeug möglich. Dabei bietet die Erfindung die Möglichkeit vielfältiger Gestaltungsformen, um insbesondere durch die
Formgebung und Größenbemessung von Vorsprung und / oder Ausnehmung und der beiden Umfangsnuten in Abstimmung auf das Sicherungselement zu bestimmen, wie hoch die beiden zum Verbinden und die zum Lösen erforderlichen Kraftwirkungen sein sollen (diese können vorzugsweise unterschiedlich groß sein) und ob im gelösten Zustand eine Aufnahme des Sicherungselements in der Umfangsnut des ersten oder zweiten Kupplungsteils vorteilhaft ist.
Bevorzugt ist, dass das Sicherungselement hinsichtlich Formgebung und Größe so ausgeführt ist, dass es in die zweite bzw. radial äußere Umfangsnut einsetzbar ist und dass seine Innenkontur im gelösten Zustand der beiden Kupplungs- teile aus der zweiten Umfangsnut in den Querschnitt der ersten Ausnehmung nach radial innen ragt und im Verbindungszustand der beiden Kupplungsteile in die erste bzw. radial innere Umfangsnut eingreift. Alternativ wäre möglich, dass das Sicherungselement in die erste Umfangsnut einsetzbar ist und dass dessen Außenkontur im gelösten Zustand der beiden Kupplungsteile aus der ersten Umfangsnut nach außen hervorragt und im Verbindungszustand der beiden Kupplungsteile auch in die zweite Umfangsnut eingreift. Bevorzugt ist weiterhin, dass die Querschnitte des Vorsprungs und der Ausnehmung an eine gemeinsame Spiel- oder Übergangspassung angepasst sind und vorzugsweise quer zur geometrischen Drehachse bzw. zur Kupplungslängsachse kreisrund berandet sind. Der Vorsprung und die Ausnehmung können dadurch je nach Ausgestaltung eine Zentrierwirkung auf die beiden Kupplungsteile ausüben. Eine vorteilhafte Ausgestaltung wird darin gesehen, dass als Sicherungselement ein am Umfang offener Runddraht-Sprengring, vorzugsweise aus Federstahl, verwendet wird. Dieser besitzt aufgrund seiner Umfangsöffnung und der elastischen Materialeigenschaften eine in gewünschter Weise federnd nachgiebige Umfangskontur, d.h. sein Durchmesser bzw. Querschnitt kann je nach Kraftwirkung entgegen seiner federnden Rückstellkraft zeitweise vergrößert oder verringert werden. Darüber hinaus bietet für die erfindungsgemäße Steckkupplung auch der runde Drahtquerschnitt solcher Sprengringe Vorteile, in- dem sich in Verbindung mit verschiedenen Nutquerschnitten der Umfangs- bzw. insbesondere Ringnuten auf vielfältige Weise bestimmen lässt, welche Axialkraft auf das bzw. die beiden Kupplungsteile auszuüben ist, bis es aufgrund der Kraftübertragung durch die erste und/ oder zweite Umfangs- bzw. insbesondere Ringnut zu der gewünschten elastischen Verformung des Sicherungselements kommt. Alternativ können auch andere Typen von Spreng- und Sicherungsringen sowie auch abweichend gestaltete Sicherungselemente, insbesondere auch in Abstimmung auf die Querschnitte von Vorsprung und Ausnehmung mit von der Kreislinie abweichender, bspw. ovaler oder polygonaler, oder sogar unrunder bzw. eckiger Umfangskontur Verwendung finden. Auch kann ein Sicherungselement verwendet werden, das anstelle von Runddraht bzw. eines kreisrunden Profilquerschnitts einen ovalen, polygonalen oder eckigen Profilquerschnitt aufweist. Als Werkstoff kommt bspw. auch Kunststoff, insbesondere mit Glas- oder Kohlefaser verstärkter Kunststoff, oder bspw. eine Bimetall- Ausführung in Betracht.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung wird darin gesehen, dass die erste Umf angs- nut quer zur Umfangsrichtung, d.h. im Profil, einen gerundeten, vorzugsweise einen kreis abschnitts weisen, weiter vorzugsweise einen halbkreisförmigen, Querschnitt aufweist. In diesem Zusammenhang ist weiter bevorzugt, dass die zweite Umfangsnut quer zur Umfangsrichtung einen eckigen, vorzugsweise einen rechteckigen, weiter vorzugsweise einen quadratischen, Querschnitt aufweist. Möglich ist auch ein insbesondere rechteckiger oder quadratischer Querschnitt, dessen Ecken gerundet oder gefast ausgeführt sind. Der Rundungsradius in den Ecken kann bei Bedarf so groß gewählt werden, dass sich die Querschnittsform einem Halbkreis annähert oder diesem entspricht. Je nach Quer- schnitt wird beim Lösen der verbundenen Kupplungsteile, auch abhängig von der Eintauchtiefe des Sicherungselements in die beiden axial fluchtenden Um- fangsnuten, unterstützt, dass durch die im Profil gerundete, vorzugsweise radial innen liegende, Umfangsnut die axiale Trennkraft im Vergleich zur zweiten Umfangsnut in einem vergleichsweise größeren Ausmaß in eine Radialkraft übersetzt wird, so dass es zu einer radialen Aufweitung (d.h. nicht zu einer radialen Einschnürung) des Sicherungselements und zu dessen Ausweichen in die zweite, vorzugsweise radial äußere Umfangsnut kommt. Dies kann dadurch noch unterstützt werden, dass das Sicherungselement quer zur Umfangsrich- tung den schon angesprochenen runden Querschnitt aufweist, wobei dessen Querschnittsradius dem Rundungsradius der ersten Umfangsnut vorzugsweise entspricht oder etwas kleiner ist und / oder dessen Durchmesser etwa gleich oder etwas kleiner als die Breite der zweiten Umfangsnut sein kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Sicherungselement vor der Verbindung der beiden Kupplungsteile in die zweite Umfangsnut, welche in den Mantel der Ausnehmung eingelassen ist, eingesetzt wird, so dass dessen Innenkontur zunächst aus der zweiten Umfangsnut in den Querschnitt der Ausnehmung ragt. Um bei der Verbindung der beiden Kupplungsteile die radiale Aufweitung zu erleichtern, besteht die Möglichkeit, dass sich der Querschnitt des Vorsprungs an seinem beim Zusammenfügen der Kupplungsteile dem Grund der Ausnehmung zuweisenden Rand verjüngt, vorzugsweise konisch und/ oder gerundet verjüngt. Die beispielsweise konische Verjüngung bewirkt je nach Konuswinkel eine die radiale Aufweitung des Sicherungselements erleichternde Kraftübersetzung, so dass, je nach konkreter Ausgestaltung zur Montage bzw. zum Verbinden der beiden Kupplungsteile nur eine vergleichsweise geringe Axialkraft erforderlich ist. Andererseits hängt die Höhe der zum anschließenden Trennen der beiden Kupplungsteile erforderlichen Axialkraft von den Profilquerschnitten der beiden Umfangsnuten und des Sicherungselementes ab. Bevorzugt ist, dass durch deren entsprechende Ausgestaltung die zum Trennen der Kupplungsteile erforderliche Axialkraft betragsmäßig größer als die axiale Verbindungskraft ist, worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird. Die besagte Verjüngung kann vorzugsweise bis zu einem Randquerschnitt bzw. Randdurchmesser des Vorsprungs reichen, der etwa dem kleinsten, von der ersten Umfangsnut belassenen Querschnitt bzw. Querschnittsdurchmesser des Vorsprunges entspricht oder geringfügig kleiner ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung, bei welcher der Vorsprung und die Ausnehmung einen Kreisquerschnitt aufweisen und das Sicherungselement am Umfang zumindest im Wesentlichen einer Kreiskontur folgt, kann vorgesehen sein, dass im unbelasteten Zustand des Sicherungsele- ments dessen Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der zweiten Um- fangsnut in deren Nutgrund und größer als der Durchmesser der Ausnehmung ist. Es steht so in der zweiten Umfangsnut einerseits radial außerhalb des Sicherungselements ein ausreichender Spalt, insbesondere Ringspalt, zur Verfügung, damit sich das Sicherungselement während des Verbindungsvorgangs der Kupplungsteile in notwendigem Maße ausdehnen lässt. Andererseits wird das Sicherungselement schon nach dem Einsetzen in die zweite Umfangsnut darin verlier sicher gehalten. Bevorzugt ist weiterhin, dass im unbelasteten Zustand des Sicherungselements dessen Innendurchmesser dem Durchmesser der ersten Umfangsnut in deren Nutgrund entspricht oder geringfügig größer oder kleiner ist. Dies bewirkt, dass der Spreng- bzw. Sicherungsring in der ersten Umfangsnut, wenn keine Axialkraft auf die Kupplungsteile wirkt, auch ohne nennenswerte Radialkraft einliegt. Andererseits wird bei einer entsprechend praktisch radial spielfreien Aufnahme eine unmittelbare Kraftübertragung erreicht. Bevorzugt ist außerdem, dass auch zumindest im Verbindungszustand der beiden Kupplungsteile der Innendurchmesser des Sicherungselements dem Durchmesser der ersten Umfangsnut in deren Nutgrund entspricht und der Außendurchmesser des Sicherungselements größer als der Durchmesser der Ausnehmung ist. In Verbindung mit vorgenannten, bevorzugten Merkmalen wird erreicht, dass die zum Verbinden der beiden Kupplungsteile benötigte Axialkraft betragsmäßig geringer als die axiale Trennkraft ist. Eine solche Steckkupplung eignet sich daher in besonderer Weise für Anwendungen, bei denen zwar eine möglichst einfache und kraftarme Montage erfolgen soll, andererseits aber die zur Verbindung dienende federnd elastische Schnappver- bindung bzw. Verriegelung gewisse im Betrieb auftretende Axialkräfte ohne Trennung der Verbindung ertragen soll. Solche Anwendungen können beispielsweise im Antrieb von Förder- oder Getriebeschnecken oder bspw. auch bei schräg verzahnten Getrieben liegen. Auch wenn die zuvor beschriebenen Querschnittsformen und Durchmesser der ersten und zweiten Umfangsnut und des Sicherungselements bevorzugte Ausführungsformen sind, versteht sich, dass im Rahmen der Erfindung davon auch vielfältige Abwandlungen möglich sind. Zum Beispiel besteht die Möglichkeit, den Profilquerschnitt der ersten Umfangs- bzw. Ringnut eckig, insbesondere mit in den Ecken vorgesehenen Rundungen oder Fasen und / oder den Profilquerschnitt der zweiten Umfangs- bzw. Ringnut rund auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist auch bevorzugt, dass sich an dem ersten Kupplungsteil der Vorsprung von einem vorzugsweise scheibenartigen Anschlussende, das zum Anschluss an ein antriebs- oder abtriebsseitiges Wellenende dienen kann, mit seiner Mantelfläche konzentrisch zu der geometri- sehen Drehachse, d. h. zur Kupplungslängs- bzw. -rotationsachse erstreckt. Alternativ wäre auch eine zu der genannten Dreh- bzw. Mittelachse parallel beabstandete, d. h. exzentrische Erstreckung des Vorsprungs und entsprechend auch der Ausnehmung möglich. Ein solcher exzentrischer Vorsprung bildet in Verbindung mit einer im Querschnitt passenden Exzenterausnehmung auch einen Exzentermitnehmer, durch dessen Formschluss die Übertragung von
Drehmoment möglich ist. Dies bedeutet, dass ein solcher Exzentervorsprung in Verbindung mit einer Exzenterausnehmung sowohl zur lösbaren axialen Verbindung der Kupplungsteile, als auch unter Ausübung einer Doppelfunktion zur Übertragung von Drehmoment geeignet wäre. Eine Drehmomentübertra- gung mittels des Vorsprunges und der Ausnehmung, welche die Umfangsnu- ten aufweisen, wäre auch dadurch möglich, dass der besagte Vorsprung und die besagte Ausnehmung zwar zentrisch zur Mittelachse ausgebildet sind, jedoch jeweils einen zueinander passenden unrunden Querschnitt aufweisen, bspw. einen ovalen, polygonalen oder eckigen Querschnitt. Wenn der Quer- schnitt des Vorsprunges und der Ausnehmung von einer Kreisform abweicht, kann der Umfangsverlauf der Umfangsnuten von einer Kreislinie abweichen und insofern in geeigneter Weise an den Umfangsverlauf von Vorsprung und Ausnehmung angepasst sein. Auch das ringartige Sicherungselement kann hieran angepasst sein, d.h. im unbelasteten Zustand bspw. einen ovalen, poly- gonalen oder eckigen Umfangsverlauf aufweisen. Im Rahmen der Erfindung ist jedoch bevorzugt, dass zur Übertragung von Drehmoment ein gesonderter Exzentervorsprung und eine gesonderte Exzen- terausnehmung vorhanden sind. Es besteht die Möglichkeit, dass das eine Kupplungsteil zumindest einen, sich parallel beabstandet zur Kupplungsdreh- achse erstreckenden Exzentervorsprung und das andere Kupplungsteil zumindest eine Exzenterausnehmung zur Aufnahme des Exzentervorsprunges aufweist, wobei verschiedene Zuordnungen von Exzentervorsprung und Exzenterausnehmung zu den ersten und zweiten Kupplungsteilen möglich sind. Es besteht die Möglichkeit, dass die Querschnitte des Exzentervorsprunges und der Exzenterausnehmung an eine gemeinsame Spiel- oder Übergangspassung angepasst sind, wodurch eine praktisch spielfreie Drehmomentübertragung in beiden Drehrichtungen möglich ist. Bevorzugt ist auch, dass die beiden Querschnitte von Exzentervorsprung und Exzenterausnehmung quer zur Kupplungsdrehachse kreisrund oder bspw. oval, polygonal oder dergleichen beran- det sind, so dass Kanten vermieden werden und auch die Übertragung hoher Drehmomente ohne Beschädigung möglich ist. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, dass mehrere derartige Exzentervorsprünge und mehrere dazu passende Exzenterausnehmungen zur Übertragung von Drehmoment vorhanden sind. Eine mögliche Alternative zu einem gesonderten Exzentervorsprung und einer gesonderten Exzenterausnehmung wird darin gesehen, dass zur Drehmomentübertragung ein gesonderter Drehformschlussvorsprung und eine dazu passende Drehformschlussausnehmung vorgesehen sind, welche einen von einer Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen und daher zur Drehmomentübertragung nicht notwendig exzentrisch zur Mittel- bzw. Drehachse der Kupplung angeordnet sind. In Betracht kommt bspw. ein ovaler, polygonaler oder unter Umständen auch eckiger Querschnitt. Eine bevorzugte Ausgestaltung wird darin gesehen, dass sich der Exzentervorsprung bzw. Drehformschlussvorsprung ausgehend von dem verjüngten Rand des die erste Umfangs- nut aufweisenden, insbesondere konzentrischen, Vorsprungs erstreckt und dass sich die Exzenterausnehmung bzw. Drehformschlussausnehmung ausgehend von dem Grund der die zweite Umf angsnut aufweisenden, insbesondere kon- zentrischen, Ausnehmung erstreckt. Es wird so erreicht, dass die Schnappverbindung bzw. Verriegelung erst dann entsteht, wenn der Exzentervorsprung bzw. Drehformschlussvorsprung in die Exzenterausnehmung bzw. Drehform- schlussausnehmung eingetreten ist. Das erste und das zweite Kupplungsteil können auf mannigfaltige Weise zum Anschluss an Antriebs- bzw. Abtriebselemente, wie bspw. Wellen mit Voll- oder Hohlprofil, an Flansche oder dergleichen angepasst sein. Vorzugsweise kann das erste Kupplungsteil einen scheibenartigen Anschlussflansch aufweisen, von dem aus sich der Vorsprung mit der Umfangsnut erhebt. Das zweite Kupplungsteil kann vorzugsweise eine mittige, bis in die Ausnehmung mündende Bohrung zur Aufnahme und Befestigung ggf. einer (Abtriebs-) Welle bei insgesamt glocken- bzw. becherartiger Ausbildung aufweisen.
Die Erfindung umfasst zudem auch eine Schnecke für einen Förderer, vor- zugsweise für einen Probenehmer, wobei die Schneckenwendel auf einer mittig in Längsrichtung verlaufenden Schneckenwelle befestigt ist und die Schneckenwelle mit einem Kupplungsteil der erfindungsgemäßen Kupplung, vorzugsweise mit derem zweiten Kupplungsteil, verbunden ist. Darüber hinaus umfasst die Erfindung einen Probenehmer, der einen Schneckenförderer umfasst, der eine solche vorgenannte Schnecke aufweist. Eine solche Schnecke bzw. ein solcher Probenehmer können insofern auch den Gegenstand selbstständiger Ansprüche bilden.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren, welche bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, näher beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Kupplung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform im Verbindungszustand;
Fig. 2 einen Schnitt entlang Schnittlinie II - II in Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf das in Fig. 1 dargestellte Sicherungselement;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang Schnittlinie IV - IV in Fig. 3;
Fig. 5 einen weiteren Längsschnitt der in Fig. 1 gezeigten Kupplung, bei Beginn des Verbindungsvorganges;
Fig. 6 einen weiteren Längsschnitt des Verbindungsvorganges, zu einem spä- teren Zeitpunkt;
Fig. 7 perspektivisch die Kupplung gemäß Figuren 1 bis 6, in Verbindung mit einer Förderschnecke;
Fig. 8 die Situation aus Fig. 7 in anderer Blickrichtung;
Fig. 9 eine Längsansicht der in den Fig. 7, 8 gezeigten Komponenten im Verbindungszustand und
Fig. 10 ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel der in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Kupplung in einem Probenehmer mit Förderschnecke.
Figur 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der er findungs gemäßen Kupplung 1 in einem Längsschnitt, der durch deren mittige, geometrische Drehachse 2 verläuft. Die Kupplung 1 umfasst ein erstes Kupplungsteil 3 und ein zweites Kupplungsteil 4, die jeweils einstückig ausgebildet sind. Dabei besitzt das erste Kupplungsteil 3 eine aus mehreren Scheibensegmenten gebildete Form, so dass man auch von einer Kupplungsscheibe sprechen könnte. Demgegenüber besitzt das zweite Kupplungsteil innere, aneinander angrenzende Ausnehmungen, die im Querschnitt an die Scheibensegmente angepasst sind, so dass dort insgesamt von einer Kupplungsglocke zu sprechen ist. An dem ersten Kupplungsteil 3 bildet das axial randseitige, im Durchmesser größte Scheibensegment 5 einen Anschlussflansch zur Verbindung an einem passenden Gegenflansch eines Antriebs- oder Abtriebselements, vorzugsweise mit einem Antriebsflansch, aus. Dazu befinden sich an dem über die angrenzenden Scheibensegmente 6, 7, hinausstehenden Rand 8 am Umfang gegenüberliegend zwei Durchgangsbohrungen 9, durch die Schrauben 10 geführt sind zum Einschrauben in Gewinde des Gegenflansches (vgl. Figur 10). Zusätzlich ist eine mittige Durchgangsbohrung 9 mit Schraube 10 vorgesehen, deren Schraubenkopf in die im Durchmesser verringerten Scheibensegmente 6, 7 eingesenkt ist. Das zweite Kupplungsteil 4 weist zum Anschluss an ein Antriebs- oder Abtriebselement, vorzugsweise zum Anschluss an eine abtriebsseitige, mit einem ausschnittsweisen Ende dargestellte Hohlwelle 11, eine mittige Durchgangsbohrung 12 auf, die sich bis zu besagten Ausnehmungen erstreckt. In dem gewählten Ausführungsbeispiel besitzen die drei Scheibensegmente 5, 6 und 7 jeweils kreisförmigen Querschnitt, wobei der Durchmesser von Scheibensegment 5 zu Scheibensegment 6 und von dort zu Scheibensegment 7 jeweils verringert ist. Das mittlere Scheibensegment 6 bildet insofern einen sich von dem Anschlusssegment 5 in Richtung der geometrischen Achse 2 erstreckenden Vorsprung 13, in dessen zylindrische Mantelfläche 14 eine erste Umfangsnut 15 mit halbkreisförmigem Querschnitt (vgl. auch Figuren 5 und 6) eingelassen ist. Im gewählten Beispiel, jedoch nicht notwendig, handelt es sich um eine am Umfang kreisförmige und geschlossene bzw. durchgehende Ringnut. Das zweite Kupplungsteil 4 weist eine Ausnehmung 16 auf, die in ihrem auch kreisrunden Querschnitt an eine Aufnahme des Vorsprunges 13 mit Spiel- oder Über- gangspassung angepasst ist und in deren zylindrische Mantelfläche 17 eine zweite Umfangsnut 18 eingelassen ist. Im gewählten Beispiel, jedoch nicht notwendig, handelt es sich auch dabei um eine am Umfang kreisförmig und geschlossen verlaufende Ringnut. Der Vorsprung 13 und die Ausnehmung 16 sind bezüglich ihrer Mantelflächen 14, 17 zu der Mittellinie 2 konzentrisch an- geordnet. In dem in Figur 1 gezeigten Verbindungszustand sind die beiden
Kupplungsteile 3, 4 mittels eines in die beiden Umf angsnuten 15, 18 eingesetz- ten Sicherungselements 19 in Axialrichtung, d.h. in Richtung der Drehachse 2, federnd rastend lösbar verbunden. Bei dem Sicherungselement handelt es sich, wie in den Figuren 3, 4 dargestellt ist, um einen am Umfang offenen Runddraht-Sprengring aus Federstahl. Während die erste Umfangsnut 15 quer zu ihrer Umfangsrichtung einen halbkreisförmigen Profilquerschnitt aufweist (vgl. Figur 5), ist die zweite Umfangsnut 18 im Profilquerschnitt rechteckig, dabei in dem gewählten Ausführungsbeispiel nahezu quadratisch, ausgebildet. Das Sicherungselement 19 weist an seinem quer zur Umfangsrichtung orientierten Querschnitt einen Querschnittsradius r auf, der dem Rundungsradius R der ersten Umfangsnut 15 entspricht. Die Breite B der zweiten Umfangsnut 18 in Axialrichtung ist nur geringfügig (daher in den Figuren nicht sichtbar) größer als der Durchmesser d des Profils des Sicherungselements 19. Auf die Funktion dieser lösbaren axialen Kupplungs- bzw. Sicherungseinrichtung, die aus dem Vorsprung 13 mit Umfangsnut 15, der Ausnehmung 16 mit Umfangsnut 18 und dem Sicherungselement 19 gebildet wird, wird nachfolgend noch näher eingegangen.
Mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 wird weiterhin deutlich, dass das erste Kupplungsteil 3 einen Exzentervorsprung 20 aufweist, der durch das im Durchmesser kleinste Scheibensegment 7 gebildet wird. Wie Figur 2 zeigt, erstreckt sich diese um die Exzentrität e parallel beabstandet zur Kupplungsdrehachse 2. Das zweite Kupplungsteil 4 besitzt eine daran im Sinne einer Spiel- oder Übergangspassung angepasste Exzenterausnehmung 21 zur Aufnahme des Exzentervorsprungs 20. Der Exzentervorsprung 20 erstreckt sich ausgehend von einem verjüngten Rand des die Umfangsnut 15 aufweisenden Vorsprunges 13, und die Exzenterausnehmung 21 erstreckt sich ausgehend von dem Grund der die zweite Umfangsnut 18 aufweisenden, konzentrischen Ausnehmung 16. Der Exzenter vorsprung 20 und die Exzenterausnehmung 21 bilden insofern eine formschlüssige, lösbare Drehmomentübertragungseinrichtung. Der in den Figuren 3, 4 gezeigte Runddraht-Sprengring weist im unbelasteten Zustand einen einer Kreislinie folgenden, offenen Umfang auf. Die Breite X der Umfangs Öffnung beträgt in dem gewählten Beispiel etwa 1A des inneren Ringdurchmessers D2.
Unter Hinzunahme der Figuren 5 und 6 wird nun näher die Funktion der axialen Verbindungseinrichtung und die Herstellung und das Lösen der axialen Kupplungsverbindung beschrieben. Figur 5 betrifft einen ersten Zustand, in welchem die beiden Kupplungsteile 3, 4 noch nicht in Axialrichtung verriegelt sind. Das Sicherungselement 19 ist zunächst noch beweglich in die Umfangsnut 18 des Kupplungs teils 4 eingesetzt. In diesem unbelasteten Zustand des Sicherungselements 19 ist dessen Außendurchmesser Di kleiner als der Durchmesser D3 der zweiten Umfangsnut 18 in deren Nutgrund, jedoch größer als der Durchmesser D4 von Ausnehmung 16, so dass eine verliersichere Aufnahme resultiert und die Innenkontur des Sicherungselements 19 aus der Umfangsnut 18 (je nach genauer Lage zumindest umfangs abschnittsweise) nach radial innen in die Ausnehmung 16 ragt. Zur Verbindung der beiden Kupplungsteile 3, 4 wird zunächst der Vorsprung 13 in die Ausnehmung 16 bis zu einer im Vergleich zu Figur 5 noch etwas geringeren axialen Tiefe eingesteckt und die Kupplungsteile 3, 4 zueinander verdreht, bis der Exzentervorsprung 20 in die Exzenterausnehmung 21 eintritt. Erst dadurch wird die in Figur 5 gezeigte Position erreicht, in welcher die konische Verjüngung 22 des Vorsprungs 13 an dessen Rand bzw. Übergang zu dem Exzentervorsprung 20 gegen den Runddraht- Sprengring 19 in Anlage tritt. In dem gewählten Beispiel beträgt der Konus- winkel der Verjüngung 22 exemplarisch 30°, abweichend können aber auch andere Konussteigungen und/ oder Rundungen verwirklicht sein. Unter Aufbringung einer erhöhten axialen Kraft kann das Kupplungsteil 3 noch weiter in das Kupplungsteil 4 eingeschoben werden. Dabei weitet die Verjüngung 22 das Sicherungselement 19 so weit auf, dass dieses auf der Mantelfläche 14 aufsitzen kann, vgl. Figur 6. Bei einem noch weiteren Einschieben wird der in Figur 1 gezeigte Verbindungszustand erreicht, in dem das Sicherungselement 19 auf- grund seiner Federwirkung bzw. radialen Vorspannung in die radial innere Umfangsnut 15 eingerastet ist. In diesem Verbindungszustand entspricht der Innendurchmesser D2 des Sicherungselements 19 dem Durchmesser Ds der ersten Umfangsnut 15 in deren Nutgrund und der Außendurchmesser Di des Si- cherungselements 19 ist größer als der Durchmesser D4 der Ausnehmung 16. In dem gewählten Ausführungsbeispiel liegt aufgrund der beschriebenen Größen- und Durchmesserverhältnisse der Profilquerschnitt des Runddraht-Sprengrings 19 jeweils hälftig in jeder der Ringnuten 15, 18 ein. Darüber hinaus entspricht in dem gewählten Ausführungsbeispiel auch im unbelasteten Zustand des Siche- rungselements 19 dessen Innendurchmesser D2 dem Durchmesser Ds der ersten Umfangsnut 15 in deren Nutgrund. Das Trennen der Kupplungsteile 3, 4 erfolgt analog durch eine umgekehrte Relativverschiebung, wobei dazu allerdings in gewünschter Weise aufgrund der gewählten Profile der Ringnuten und des Runddraht-Sprengrings eine betragsmäßig größere Axialkraft erforderlich ist. Figur 1 verdeutlicht auch noch, dass die axiale Position der ersten und zweiten Umfangsnuten 15, 18 so gewählt bzw. abgestimmt ist, dass der Vorsprung 13 und der Exzentervorsprung 20 in dem gezeigten Verbindungszustand die zugeordneten Ausnehmungen 16, 21 beinahe vollständig ausfüllen, wobei jedoch stirnseitig, wie auch an dem Flansch 8, zur Vermeidung einer Zwangslage ein geringer axialer Spalt verbleibt.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen die mit Bezug auf die vorangehenden Figuren beschriebene Kupplung 1 in Verbindung mit einer Schnecke 23, die zum Fördern bspw. von Schüttgütern dienen kann. Die Schnecke umfasst eine Schnecken- wendel 24, die auf einer zentralen Schneckenwelle 25 mit Hohlprofil auf an sich bekannte Weise befestigt ist. An dem Antriebsende tritt die Schneckenwelle 25 in die Bohrung 12 (vgl. Figur 1) des zweiten Kupplungsteils 4 ein und kann auf nicht näher dargestellte Weise an dem Kupplungsteil 4 in Axial- und Umfangs- bzw. Drehrichtung gesichert, bspw. verschweißt, sein. Insofern ist die Schnecke 23 erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, dass sie mit dem zweiten Kupplungsteil 4 bzw. mit der Kupplung 1 gemäß der Erfindung verbunden ist. Figur 10 zeigt in einem Längsschnitt, der teilweise schematisch vereinfacht ist, ein im Rahmen der Erfindung liegendes bevorzugtes Anwendungsbeispiel der mit Bezug auf die vorangehenden Figuren beschriebenen erfindungsgemäßen Kupplung bzw. Schnecke. Bei der gezeigten Vorrichtung handelt es sich um einen sog. Probenehmer, bei welchem die zu den Figuren 7 bis 9 beschriebene Schnecke 23 zur Zufuhr von losem Probenmaterial, wie bspw. Zement, in einen Mischer 27 dient. Ein Getriebemotor 28 treibt ein Mischerrührwerk 29 und darüber mittels der axial zwischengeschalteten erfindungsgemäßen Kupplung 1 die Schneckenwelle 25 an. Das Probengut, beispielsweise Zement, fällt in einer Schurre 30 herunter (Förderung mit Unterdruck) und gelangt durch Probenauf - fangöffnungen 31 in ein Mantelrohr 32 und darin in Förderzwischenräume der Schnecke 23. Die Öffnungen 31 können bspw. rund, elliptisch, eckig oder lang- lochförmig sein und von der Lage her achsparallel (oder auch nicht) sein. Durch die Drehung der Schneckenwelle 25 wird eine Zementprobe von der Schnecke 23 im Mantelrohr 32 in den Mischer 27 gefördert. Ein Pneumatikzylinder 33 verschließt mit dem Verschlusskolben 34 einen Probenauslauf 35 des Mischers 27. Während der Probenahme mischt das Mischerrührwerk 29 die Zementprobe im Mischer 27 durch. Für den Fall einer Überfüllung des Mischers 27 wird das Probenmaterial durch den Überlauf 36 und den Überlaufkanal 37 zum Auslass 38 geleitet. Aus dem Mischer 27 kann eine Probe entweder über die Einrichtung der manuellen Probenahme 39 oder durch den Probenauslauf 35 entnommen werden. Die erfindungsgemäße Steckkupplung 1 ermöglicht das An- und Abkuppeln und insbesondere auch noch einen nachträglichen Anbau der Schne- cke 23 an den Mischer 27. In dem gewählten Ausführungsbeispiel ist das zweite Kupplungsteil 4 (d.h. die Kupplungsglocke) unlösbar mit der Schneckenwelle 25 verbunden. Die Schnecke selbst ist mit der Schneckenwelle verschweißt. Zur Montage bzw. zum Ankuppeln befindet sich das erste Kupplungsteil 3 (bzw. die Kupplungsscheibe) auf dem Mischerrührwerk 29 an der Antriebswelle des Getriebemotors 28, bzw. wird dort einmalig montiert. In das zweite Kupplungsteil 4 wird der Runddraht-Sprengring (Sicherungselement 19) in die dortige Umfangsnut 18 eingelegt. Die Schnecke 23 wird mit der Schneckenwelle 25 und der Kupplungsglocke 4 in Axialrichtung durch einen Mischerflansch 41 und das Anschlussrohr 40 (Führrohr) eingeführt und das zweite Kupplungsteil 4 zentrierend auf das erste Kupplungsteil 3 aufgesteckt, bis die gewünschte Kupplungsverbindung auf die zuvor beschriebene Weise entsteht. Dabei besteht die Möglichkeit, durch eine Drehung der Schnecke 23 die Lage des Exzentervorsprunges 20 zu erfühlen und dann die Kupplung 1 durch leichten Druck, bspw. durch Schläge mit einem Kunststoffhammer gegen die Schnecke, die Kupplung 1 zum Einrasten zu bringen. Durch kräftiges Ziehen an der Schnecke 23 kann die Steckkupplung 1 wieder gelöst werden. Auf die beschriebene Weise kann die Schnecke auch bspw. zum Reinigen beliebig häufig auf die beschriebene einfache und platzsparende Art und Weise von dem Mischer ab- und angekuppelt werden, obwohl das antriebsseitige Wellenende nur durch das enge Anschlussrohr 40 zugänglich ist. Das Mantelrohr 42 kann mit einem Mantel- rohrflansch 43 am Mischer befestigt und der Mischerflansch fest mit dem Führrohr verschraubt werden. Mit einem weiteren Mantelrohrflansch 44 wird das Mantelrohr an einem mit der Schurre 30 verschraubten Gegenflansch 45 angebracht. Dieser Aufbau macht deutlich, dass sich die Schnecke 23 nach Abnahme der Schurre 30 selbst noch bei montiertem Mantelrohr 42 an- und abkuppeln ließe. Aufgrund der in Figur 8 gewählten Schnecken-Förderrichtung wirkt im Betrieb auf die Schnecke 23 eine von der Kupplung 1 weg gerichtete Axialkraft ein. Die Verriegelungseinrichtung der Kupplung 1 ist auf die zuvor beschriebene Weise so beschaffen, dass diese der Axialkraft im Betrieb standhalten kann, andererseits aber noch ein manuelles Lösen der Kupplung 1 möglich ist.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Lösbare Kupplung, insbesondere zur lösbaren Kupplungs Verbindung von Antriebs- und Abtriebselementen wie Wellenenden, umfassend ein erstes und ein zweites Kupplungsteil mit Mitteln zur Übertragung von Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungsteil (3) einen sich in Richtung der geometrischen Drehachse (2) erstreckenden Vorsprung (13) aufweist, in dessen Mantelfläche (14) eine erste Umfangsnut (15) eingelassen ist, dass das zweite Kupplungsteil (4) eine Ausnehmung (16) aufweist, die im Querschnitt an eine Aufnahme des Vorsprunges (13) angepasst ist und in deren Mantelfläche (17) eine zweite Umfangsnut (18) eingelassen ist, dass ein ringartiges, bezüglich der Kontur seines offenen oder geschlossenen Umfangs elastisch verformbares Sicherungselement (19) vorgesehen ist, das im getrennten Zustand der beiden Kupplungsteile in eine oder wahlweise in eine der Umf angsnuten (18, 15) einsetzbar ist und dessen Kontur im getrennten Zustand der beiden Kupplungsteile (3, 4) aus dieser Umfangsnut (18, 15) herausragt.
2. Kupplung nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Sicherungselement (19) in die zweite Umfangsnut (18) einsetzbar ist und dass dessen Innenkontur im gelösten Zustand der beiden Kupplungsteile (3, 4) aus der zweiten Umfangsnut (18) in den Querschnitt der Ausnehmung (16) ragt und im Verbindungszustand der beiden Kupplungsteile (3, 4) in die erste Umfangsnut (15) eingreift.
3. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte des Vorsprungs (13) und der Ausnehmung (16) an eine gemeinsame Spiel- oder Übergangspassung angepasst sind und insbesondere quer zur geometri- sehen Drehachse (2) kreisrund berandet sind.
4. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass als Sicherungselement (19) ein am Umfang offener Runddraht-Sprengring vorgesehen ist.
5. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umfangsnut (15) quer zur Umf angsrichtung einen gerundeten, insbesondere einen kreisabschnittsweisen, weiter insbesondere einen halbkreisförmigen, Querschnitt aufweist.
6. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Umfangsnut (18) quer zur Umfangsrichtung einen eckigen, insbesondere einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt, insbesondere mit gerundeten oder gef asten Ecken, aufweist.
7. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (19) quer zur Umfangsrichtung einen runden, insbesondere kreis- förmigen, Querschnitt aufweist, dessen Querschnittsradius (r) dem Rundungsradius der ersten Umfangsnut (15) entspricht und/ oder dessen Durchmesser (d) etwa gleich oder etwas kleiner als die Breite (B) der zweiten Umfangsnut (18) ist.
8. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt des Vorsprungs (13) an seinem dem Grund der Ausnehmung (16) zuweisenden Rand verjüngt, insbesondere konisch und/ oder gerundet verjüngt.
9. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung (22) bis zu einem Randquerschnitt reicht, der etwa dem kleinsten, von der ersten Umfangsnut (15) belassenen Querschnitt des Vorsprungs (13) entspricht oder geringfügig kleiner ist.
10. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass im unbelasteten Zustand des Sicherungselements (19) dessen Außendurchmesser (Di) kleiner ist als der Durchmesser (D3) der zweiten Umfangsnut (18) in deren Nutgrund und größer als der Durchmesser (D4) der Ausnehmung (16) ist.
11. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass im unbelasteten Zustand des Sicherungselements (19) dessen Innendurchmesser (D2) dem Durchmesser (D5) der ersten Umfangsnut (15) in deren Nutgrund ent- spricht oder geringfügig größer oder kleiner ist.
12. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbindungszustand der beiden Kupplungsteile (3, 4) der Innendurchmesser (D2) des Si- cherungselements (19) dem Durchmesser (D5) der ersten Umfangsnut (15) in deren Nutgrund entspricht und der Außendurchmesser (Di) des Sicherungselements (19) größer als der Durchmesser (D4) der Ausnehmung (16) ist.
13. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass sich an dem ersten Kupplungsteil (3) der Vorsprung (13) von einem insbesondere scheibenartigen Anschlussende (5) mit seiner Mantelfläche konzentrisch zu der geometrischen Drehachse (2) erstreckt.
14. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Kupplungsteil (3, 4) zumindest einen, sich parallel beabstandet zur Kupplungsdrehachse erstreckenden Exzentervorsprung (20) und das andere Kupplungs- teil (3, 4) zumindest eine Exzenterausnehmung (21) zur Aufnahme des Exzentervorsprunges (20) aufweist.
15. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte des Exzenter vor sprungs (20) und der Exzenterausnehmung (21) an eine gemeinsame Spiel- oder Übergangspassung angepasst sind und insbesondere quer zur Kupplungsdrehachse (2) kreisrund berandet sind.
16. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Exzentervorsprung (20) ausgehend von dem verjüngten Rand des die erste Um- fangsnut (15) aufweisenden, insbesondere konzentrischen, Vorsprungs (13) erstreckt und dass sich die Exzenterausnehmung (21) ausgehend von dem Grund der die zweite Umfangsnut (18) aufweisenden, insbesondere konzentrischen, Ausnehmung (16) erstreckt.
17. Kupplung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Kupplungsteil (3, 4) zumindest einen, sich insbesondere zentrisch zur Kupplungs- drehachse erstreckenden, im Querschnitt von einer Kreisform abweichenden Drehformschlussvorsprung und das andere Kupplungsteil (3, 4) zumindest eine Drehformschlussausnehmung, deren Querschnitt zur dreh- formschlüssigen Aufnahme an den Querschnitt des Drehformschlussvor- sprungs angepasst ist, aufweist.
18. Schnecke für einen Förderer, insbesondere für einen Probenehmer, wobei die Schneckenwendel (24) auf einer mittig in Längsrichtung verlaufenden Schneckenwelle (25) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle (25) mit dem zweiten Kupplungsteil (4) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche verbunden ist.
19. Probenehmer, aufweisend einen Schneckenförderer, dadurch gekennzeichnet, dass dieser eine Schnecke (23) gemäß dem vorangehenden Anspruch aufweist.
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