DE2119325C3 - Formschlussige Kupplung zur Übertragung großer Drehmomente - Google Patents

Description

Zur drehfesten Verbindung zwischen einem Wellenzapfen bzw. Vollwelle und einer Nabe oder Hohlwelle werden in zahlreichen Fällen in kleinen Durchmesserbereichen Paßfedern verwendet, mit denen aber nur geringe Drehmomente übertragen werden können. Bei größeren Durchmessern der Nabe oder Hohlwelle, die z. B. über 150 mm liegen, kommen für gewöhnlich reibschlüssige Verbindungen wie z.B. Spannelemente. Spannsätze od. dgl. zum Einsatz. Diese reibschlüssigen Verbindungen sind in vielen Fällen im Innern der Nabe oder Hohlwelle auf der Vollwelle angeordnet. Derartige reibschlüssige Verbindungen haben den Nachteil, daß ihre innenliegenden F.lemente ein Absetzen und damit eine Schwächung der Vollwelle erforderlich machen, sie sind außerdem von außen nur schwer zugänglich. Da erfahrungsgemäß die Reibschlußverbindungsstellen einschließlich der Spannelcmcnlc im Laufe der Zeit vor allem beim Hinsatz im Freien korrodieren, ist eine Demontage der Hohlwelle oder Nabe d. h. ein Abziehen der Nabe von dem Wellenzapfen nur noch schwer oder gar nicht möglich. Das kann zur Folge haben, daß die Nabe mit Gewalt entfernt werden muß. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei einer reibschlüssigen Verbindung bei hohen Drehmomentspitzen ein Durchrutschen der Verbindung nicht mit Sicherheit verhindert werden kann.

Zur Übertragung großer Drehmomente sind daher bereits formschlüssige, lösbare Kupplungen zwischen We'lenzapfen und Nabe oder Hohlwelle vorgeschlagen worden, deren Stirnseiten mit Nuten versehen sind, in die die Zahne eines Kupplungselemente·- eingreifen, das durch eine Halterung an. der Stirnseite von Wellenzapfen oder Nabe bzw. Hohlwelle befestigt ist. Von einer solchen Kupplung geht auch die

Erlindung aus.

Aus der deutschen Patentschrift 143 871 ist eine formschlüssig, lösbare Kupplung für die Verbindung eines YVellenVapiens mit einer Nabe oder Hohlwelle bekannt, bei der die in einer Ebene liegenden Siim-

-.ö selten von Welle und Nabe mit radial nach aul'vn verlaufenden Nuten versehen sind, in die im Qu, schnitt keilförmige Zähne eines gesonderten Kupp. lunuselementcs eingreifen, das von der Stirnseite ίκ< mit der Nabe bzwAler Weile verspannt ist. Die a.^- normal ausgerichteten Nuten von Wellenzaplen im·! Nube einerseits und die entsprechend verlaufen!.:.,. Zähne des Kupplungselement andererseits set/!.π jedoch der Übertragung großer Drehmomente eine Grenze, da an der Stelle der höchsten Umfangskra!; zwischen den beiden miteinander zu kuppelnden Ί .· len. d.h. am Übergang zwischen Welle und Nabe :m im Verhältnis zu den übrigen Abmessungen geringe Materiakjuerschnitt zur Verfugung steht. Auf Gnuu: der sich aus der achsnormalen Anordnung der Nu:ui ergebenden Geometrie besteht insbesondere bei Getriebeelementen, die Wechselbelastungen ausgesetzt sind, an dieser Stelle die Gefahr eines Anrisses um! damit des Ausgangs eines Dauerbruches.

Aus der USA.-Patentschrift 1 207 227 ist eine Kupplung bekannt, welche gleichermaßen die oben beschriebenen Nachteile bei der Übertragung hoher Drehmomente aufweist. Hierbei ist auf dem Wellen zapfen ein achsnormaler Steg angeordnet, der sich auf der am Wellenzapfenende angeordneten Nabe fortsetzt. Die zur Deckung gebrachten Stege von Wellenzapfen und Nabe greifen in eine entsprechende geformte Nut eines Kupplungselementes ein, welches mit Hilfe einer Schraube am Wellenzapfen befestigt ist. Es wird ebenfalls nur eine geringe Ausnutzung der Tragfähigkeit von Steg und Nut erreicht.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine formschlüssige Kupplung zur Übertragung großer Drehmomente zu schaffen, die leicht lösbar und von außen gut zugänglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Vermeidung der genannten Nachteile dadurch gelöst, daß die Zähne und Nuten keilförmig verlaufen, wobei die Spitze des Keiles im Bereich der Fuge zwischen Wellenzapfen und Nabe bzw. Hohlwelle liegt.

Die erfindungsgemäße Lösung benutzt an sich bekannte kranzförmig angeordnete Kupplungszähne der zu kuppelnden Teile (britische Patentschrift 986 404). die auch in den Stirnflächen unter einem von 90^c abweichenden Winkel zur Wellenmitte verlaufen können (deutsche Patentschrift 747 759).

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Dabei werden kranzförmige Nuten als bekannt vorausgesetzt (britische Patentschrift 986 404). Auch die elastische Verformbarkeit desKupplungselcmentes ist an sich bekannt (deutsche Patentschrift 1 221 058), jedoch bei einer Kupplung anderer Bauart.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nuten als Kranz und das Kupplungselement als geschlossener oder offener Ring ausgebildet sind, der mittels eines Deckels befestigt ist. Auf einfache Weise kann z. B. mit Hilfe eines Gummiringes, der zwischen Nabe und dem den Kupplungsring

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hallenden Deckel angeordnet isi. ein km lodici en und damit Anreisten leicht verhindert weiden.

In einer weiteren Ausgestaltung der F.rlindun» ist \orgesehen. daß der Querschnitt des Kiipphingsriüges so ausgebildet ist. daß er eine gewisse Verformbarkeit besitzt. Durch diese Maßnahme wild mit Vorteil erreicht. dal/ί heim Zusammenbau der kupplung geringe Fehler ausgeglichen weiden könne¹.¹..

In der Zeichnung ist die Frlindung in einem Ausliihrungsbeispiel. dem weitere Merkmale ilei Fi !in dung zu entnehmen sind, näher dargestellt

F i g. 1 zeigt ein Vusführung·^ jispie! einer kupplung gemäß der Frlindur.g im !...ngsschnitt.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht des ringförmigen kuppluniiseiementes längs der Schnittlinie 11-11 in Fig i. F ig. 3 zeigt ein weiteres Austührungsbeispiel einer Kupplung gemäß der F.rfindung im Längsschnitt,

F i g. 4 zeigt eine Ansicht des ringförmigen Kunplungselemcntes längs der Schnittlinie IV-. V in Fig. 3. Auf einem Wellenzapfen 1 ist eine Nabe oder Hohlwelle 2 aufgeschoben. Die Stirnflächen sowohl des Wellenzapfens 1 als auch der Nabe 2 liegen in einer gemeinsamen Ebene. In die Stirnflächen sind Nuten 3 zweckmäßigerweise so eingeschnitten, daß der Keilwinkel von Nuten und Zähnen etwa 45° be-,Pi.,, Die Nuten 3 im Wcllen/apicn I und in der Vbe ^ bilden /weckmäßig einen Kran,. Zur lorm-

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i;t^n^a,itützu Bei der überuagung Dr^momente bewirken die auttretenden A^ so eine aewünschtc Verformung des Kipplu ck-mentes die zur Verbesserung der Anlage Kuppkmgselementes 8 in den Nuten 3 fuhrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. I-ormschlüsMge. "lösbare Kupplung zwischen einem Wellenzapfen und einer Nabe oder Hohlwelle, deren Stirnseilen mit Niuen versehen sind, in die die /ahne eines Kupplunuseletnentes eingreifen, das durch eine Halterung an der Stirnseite von Wellenzapfen oder Nabe Ivvv. Hohlwelle befestigt ist. d a d u r c h sck e η η / e i c h net. daß die Zahne und Nuten (3) keilförmig \ ei laut cn. wobei die Spitze des Keiles im Bereich der Fuge /wischen Wellenzapfen (I) und Nahe bzw. Hohlwelle (2) liegt.
2. 2. Kupplung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, dal.', die Nuten (3) als Kranz uml das Kupplung· cement (4.8) als »oschlossencr oder olTener Ring ausgebildet sind, der mittels eines Deckels (5) befestigt ist.
3. 3. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel \on Nuten und Zähnen etwa 45° betragt.
4. 4. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Kupplungsringes so ausgebildet ist. daß er eine gewisse Verformbarkeit besitzt.
5. 5. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungselement (8) ata Dec .el nur an z. B. zwei oder drei Berührungspunkten (9) abgestützt ist.