DE102009034643B4

DE102009034643B4 - Steckbare Kupplung

Info

Publication number: DE102009034643B4
Application number: DE200910034643
Authority: DE
Inventors: Lothar Faust
Original assignee: UEV UEBERLASTSCHUTZ U VERBINDUNGSSYSTEME GmbH
Current assignee: Uev Ueberlastschutz U Verbindungssysteme GmbH
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-09-01
Anticipated expiration: 2029-07-25
Also published as: DE102009034643A1

Abstract

Steckbare Kupplung zur verdrehsteifen Übertragung rotatorischer Leistung in Verbindung mit einem Metallbalgausgleichselement welches axiale, laterale und angulare Wellenversätze ausgleichen kann, wobei die Steckverbindung eine statische Verbindung zwischen einer Welle und einem vorgespannten Metallbalgausgleichselement herstellt, und die paarweise gefertigte Steckverbindung keinerlei Ausgleichsfunktionen übernimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung den Kraftfluss von der Berührflächen (3) der Stecknabe (1) über die Mantelflächen der Zylinderstifte (5) auf den Steckring (4) überträgt und die Zylinderstifte (5) im Steckring (4) reibschlüssig fixiert sind, wobei durch paarweise Abbohrfertigung eine sehr präzise und hochgenau steckbare Kupplung ermöglicht wird.

Description

Auf dem Markt sind bereits verschiedene Arten von steckbaren Kupplungen verfügbar, die komplett aus Metall, oder auch in Verbindung mit Kunststoffen insbesondere Elastomeren hergestellt werden. Steckbare Kupplungen bieten den Vorteil, dass sie einfach montiert und demontiert werden können. Die Notwendigkeit Welle-Welleverbindungen an schwer erreichbaren Stellen in Maschinen herzustellen rechtfertigt deren Zweck und Vielfalt.
Zwar gibt es bereits auch steckbare Kupplungen, bei welchen Zylinderstifte zur Kraftübertragung eingesetzt werden, wie bei der in der Schrift US 1220483 beschriebene Expansionskupplung, welche die Aufgabe besitzt Längenänderungen in einem Antrieb auszugleichen, aber hierbei sicherlich keine torsionssteife und spielfreie Verbindung darstellt.
Auch in den Schriften US 4311028 und US 3729953 werden Steckverbindungen zum Ausgleichen von Wellenversätzen beschrieben, wobei bei der letzteren sogar Tonnenrollen verwendet werden, um die Verbindung besonders flexibel zu gestalten und so einen angularen Wellenversatz auszugleichen.
In der Schrift FR 1130458 wird eine steckbare Kupplung beschrieben, bei welcher kunststoffbeschichtete Zylinderstifte verwendet werden, welche mit dem Gehäuse verschraubt sind.
Bei anderen steckbaren Kupplungen wird die Steckverbindung durch das Vorspannen eines Elastomerzwischenstücks realisiert, wobei nur geringe Verdrehsteifigkeiten erzielt werden können. Es werden aber auch Steckkupplungen angeboten, welche eine verdrehsteifere Steckverbindung realisieren sollen. Varianten dieser Steckkupplungen sind in den Schriften EP 1740840 B1 und JP 2000087993 zu finden.
Problem:
Zwar gibt es bereits verschiedene Varianten von steckbaren Kupplungen, jedoch erreichen steckbare Kupplungen mit Elastomereinsätzen und Kunststoffbeschichtungen bei vielen Anwendungen nicht die geforderte Verdrehsteifigkeit. Um steckbare, präzise und verdrehsteife Kupplungen zu realisieren, wurden spezielle Verzahnungs-Verkeilungs-Systeme entwickelt, welche zum Teil mit sehr großem Aufwand gefertigt werden müssen, um die geforderte, hohe Genauigkeit zu erreichen. Konuselemente, welche zwar eine einfachere Montage ermöglichen, sich aber auch verkeilen können, und deshalb keine einfache Demontage zulassen, sind sicherlich nicht die Optimallösung. Die getrennte Fertigung von Innen- und Außenring lassen zwar bei großer Fertigungsgenauigkeit eine nahezu präzise Verbindung zu, eine gute Verdrehsteifigkeit wird jedoch nur durch das Verkeilen der Elemente erreicht, wodurch die Demontage erschwert oder gar unmöglich wird. Steckbare Kupplungen nach dem Zylinderstiftprinzip können lediglich angulare Wellenversätze ausgleichen, wobei hier verschiedene Maßnahmen getroffen werden, um die Kupplungen flexibler zu gestalten, welche jedoch die Torsionssteifigkeit nachteilig beeinflussen.
Aufgabe:
Es soll eine steckbare Kupplung entwickelt werden, die als präzise Welle-Welleverbindung eingesetzt werden kann, und deren Steckverbindung mit möglichst geringen Montagekräften gefügt und getrennt werden kann, um angebaute Metallbälge frei von Kräften zu halten, welche diese beschädigen könnten. Um eine präzise Steckverbindung zu erreichen, müssen die Kupplungspartner passend zueinander gefertigt werden, beispielsweise durch Verbohren und Verstiften der Kupplungshälften in einer Einspannung. Die Steckverbindung soll so beschaffen sein, daß sie einen festen Sitz bildet, und die Verbindung an sich keine Ausgleichsaufgaben zu übernehmen hat, um eine optimale torsionssteife Drehmomentübertragung zu erreichen. Außerdem muß sich die Steckverbindung wirtschaftlich, und ohne größeren technischen Aufwand, herstellen lassen.
Lösung:
Die Lösung ist eine steckbare Kupplung zur verdrehsteifen Übertragung rotatorischer Leistung in Verbindung mit einem Metallbalgausgleichelement welches axiale, laterale und angularen Wellenversätze ausgleichen kann, wobei die Steckverbindung eine statische Verbindung zwischen einer Welle einem vorgespannten Metallbalgausgleichselement herstellt, und die paarweise gefertigte Steckverbindung keinerlei Ausgleichsfunktionen übernimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung den Kraftfluss von der Berührflächen (3) der Stecknabe (1) über die Mantelflächen der Zylinderstifte (5) auf den Steckring (4) überträgt und die Zylinderstifte (5) im Steckring (4) reibschlüssig fixiert sind, wobei durch paarweise Abbohrfertigung eine sehr präzise und hochgenau steckbare Kupplung ermöglicht wird.
Die kurze Bauweise der Steckverbindung und die zylindrischen Zentrierflächen (2) und (6) ermöglichen, daß die Steckverbindung mit sehr geringen Kräften gefügt und getrennt werden kann, um den angebauten Metallbalg nicht zu beschädigen. Die paarweise Abbohrfertigung der Stecknabe und des Steckrings ermögliche eine sehr präzise und hochgenau steckbare Verbindung.
Der angebaute Metallbalg wird beim montieren der Kupplung leicht vorgespannt, so daß zwischen der Stecknabe (1) und dem Steckring (4) kein Axialspiel entstehen kann, welches die Lebensdauer und vor allem die Qualität der Verbindung herabsenken würde.
Zwar ist der Aufbau dieser Steckverbindung der in der Schrift US 1220483 A beschriebenen Expansionskupplung, welche Längenänderungen in einem Antrieb ausgleichen soll, sehr ähnlich, jedoch stellt diese Expansionskupplung keine statische und torsionssteife Steckverbindung dar.
Erreichte Vorteile:
Die steckbare Kupplung kann mit einer sehr geringen Montagekraft montiert und demontiert werden, so dass angebaute Metallbälge frei von zerstörenden Kräften bleiben.
Die steckbare Kupplung kann an schwer erreichbaren Stellen etwa innerhalb von Maschinen zusammengefügt werden.
Montagearbeiten werden durch den Einsatz der steckbaren Kupplung vereinfacht.
Die Kupplung kann auch an gut erreichbaren Stellen eingesetzt werden, etwa dort, wo Antriebe zum Zwecke von Wartungsarbeiten regelmäßig zerlegt werden müssen, um die Montagezeiten zu verkürzen.
Die Art der Steckverbindung kann besonders wirtschaftlich gefertigt werden.
Die Präzision der Steckverbindung wird durch eine paarweise Fertigung der Komponenten und durch ein spezielles Abbohrverfahren gewährleistet.
Die Steckverbindung besitzt eine hohe Torsionssteifigkeit, da auf jegliche Art von nachgiebigen Teilen verzichtet wird.
Ausführungsbeispiele:
In der Zeichnung (2) ist die Erfindung der Beschreibung entsprechend dargestellt. Die Abbildung zeigt wie die steckbare Kupplung, an einem Metallbalg integriert werden kann. Die äußere Form und Baugröße der Metallbalgkupplung wird durch die integrierte Steckverbindung keineswegs beeinträchtigt.
Die steckbare Kupplung gemäß der Ansprüche 1 bis 8 kann in verschiedenen Baugrößen und Ausführungen hergestellt und damit den Randbedingungen des Anwenders angepasst werden.

Claims

Steckbare Kupplung zur verdrehsteifen Übertragung rotatorischer Leistung in Verbindung mit einem Metallbalgausgleichselement welches axiale, laterale und angulare Wellenversätze ausgleichen kann, wobei die Steckverbindung eine statische Verbindung zwischen einer Welle und einem vorgespannten Metallbalgausgleichselement herstellt, und die paarweise gefertigte Steckverbindung keinerlei Ausgleichsfunktionen übernimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverbindung den Kraftfluss von der Berührflächen (3) der Stecknabe (1) über die Mantelflächen der Zylinderstifte (5) auf den Steckring (4) überträgt und die Zylinderstifte (5) im Steckring (4) reibschlüssig fixiert sind, wobei durch paarweise Abbohrfertigung eine sehr präzise und hochgenau steckbare Kupplung ermöglicht wird.
Steckverbindung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung im montierten Zustand durch den angebauten Metallbalg (7) axial vorgespannt wird, und die Steckung eine statische Verbindung bildet, welche selbst keinerlei Ausgleichsfunktionen übernimmt.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung durch eine sehr kurze Bauweise und unter Verwendung zylindrischer Zentrierflächen mit einer geringen Montagekraft gefügt und getrennt werden kann, so dass keine zerstörenden Kräfte auf den angebauten Metallbalg wirken.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die präzise und verdrehsteife Art der Steckverbindung durch eine paarweise Abbohrfertigung der Stecknaben (1) und der Steckringe (4) gewährleistet wird.
Steckverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderstifte (5) auf einem Radius angeordnet sind, welcher kleiner ist als der Radius der zylindrischen Führungsflächen (2) und (6), so daß eine optimale Verteilung der Flächenbeanspruchung erfolgt.