DE2746836C2

DE2746836C2 -

Info

Publication number: DE2746836C2
Application number: DE2746836A
Authority: DE
Inventors: Michael Ellison Bath Gb Cross
Original assignee: Rolls Royce PLC
Current assignee: Rolls Royce PLC
Priority date: 1976-10-16
Filing date: 1977-10-15
Publication date: 1988-01-07
Also published as: DE2746836A1; FR2367941A1; GB1546152A; US4195944A; FR2367941B1; IT1118087B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung zur Verbindung eines eine Bohrung aufweisenden Aufnahmeelementes mit einem axial bezüglich der Bohrung des Aufnahmeelementes bewegbaren Einführelement, das einen ringförmigen Freiraum zwischen seiner Außenfläche und der Bohrungswandung bildend in der Bohrung angeordnet werden kann, sowie mit einem im Freiraum angeordneten Reibkupplungselement aus einem ringförmigen Materialstreifen, das das Einführelement umgibt und aus einer entweder in der Außenfläche des Einführelementes oder der Innenfläche der Bohrung des Aufnahmeelementes vorgesehenen Nut vorsteht.

Bei einer bekannten Kupplung dieser Art (GB-PS 13 93 257) wird ein Reibkupplungselement verwendet, das die Form eines elliptischen Ringes hat, der in eine Nut eingesetzt ist und sich in einem Bereich eines Freiraums mit konstan ter Abmessung befindet, so daß sich ein verriegelnder Reibschluß zwischen Aufnahmeelement und Einführelement ergibt.

Bei dieser bekannten Kupplung erfolgt jedoch der verrie gelnde Reibschluß unmittelbar beim Zusammenfügen der zu kuppelnden Elemente, so daß es schwierig, wenn nicht gar unmöglich ist, die beiden zu kuppelnden Elemente in axialer Richtung in eine vorgegebene Lage zueinander zu bringen, weil die Kupplungswirkung des Reibkupplungs elementes bereits vor Erreichen dieser Lage eintreten kann, so daß dann eine weitere Verlagerung in axialer Richtung durch Drehung nicht mehr möglich ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kupplung so zu verbes sern, daß die Kupplungswirkung erst eintritt, wenn sich die zu kuppelnden Elemente in der gewünschten axialen Lage zueinander befinden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kupplung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß sich der ringförmige Freiraum in axialer Richtung verjüngt, daß das Reibkupplungselement eine im wesentlichen gleich mäßige polygonale Form in der Ebene normal zur gemeinsamen Achse von Aufnahmeelement und Einführelement hat und daß sich der Freiraum zwischen Aufnahmeelement und Einführ element bei axialer Bewegung realtiv zueinander zwischen einem maximalen Freiraum, in dem das Reibkupplungselement außer reibendem Verbindungseingriff mit Aufnahmeelement und Einführelement steht, und einem minimalen Freiraum verändert, in dem die äußeren Ecken des polygonalen Reib kupplungselementes mit dem Aufnahmeelement und die inneren ebenen Abschnitte des Reibkupplungselementes mit dem Einführelement in drehmomentübertragenden Reibschluß miteinander gelangen.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplung ist also ein vom Reib kupplungselement der bekannten Kupplung in seiner Form abweichendes und definierter in Reibeingriff bringbares Reibkupplungselement vorhanden, und insbesondere ändert sich die Weite des vorgesehenen Freiraums bei axialer Verlagerung der miteinander zu kuppelnden Elemente. Dadurch können diese zunächst durch eine Drehbewegung, etwa im Verlauf einer Verschraubung, in axialer Richtung zueinan der verlagert werden, ohne daß es zu einem störenden, die Verlagerung behindernden Eingriff des Reibkupplungs elementes mit den zu kuppelnden Elementen kommen würde. Erst wenn eine vorgegebene axiale Lage der miteinander zu kuppelnden Elemente erreicht ist, ist auch der Freiraum so eng geworden, daß es zu dem gewünschten, eine weitere Verdrehung von Aufnahmeelement und Einführelement relativ zueinander verhindernden Eingriff des Reibkupplungselemen tes kommt, so daß die beiden Elemente in der gewünschten Weise miteinander gekuppelt sind.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Ausführungsbei spiele zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Endansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kupplung, bei der ein im wesentlichen hexa gonales, bandförmiges Reibkupplungselement im Freiraum zwischen einer Bohrung des Aufnahmeelementes und einer in das Aufnahmeelement einzuführenden, ein Einführelement bildenden Welle angeordnet ist.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des bandförmigen Reib kupplungselementes.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Kupplung gemäß Fig. 1, wobei die Einpassung des bandförmigen Reib kupplungselementes in eine Nut in der Innenfläche der Bohrung des Aufnahmeelementes zu erkennen ist.

Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel eines bandförmigen Reibkupplungselementes, das zwischen einem Auf nahmeelement und einem Einführelement der Kupp lung angeordnet ist, wobei das auf einer Fläche des Kupplungselementes vorgesehene vorgeformte Profil dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt in einem Teilschnitt ähnlich Fig. 4 ein wei teres Ausführungsbeispiel eines bandförmigen Reib kupplungselementes, das zwischen einem Aufnahmeele ment und einem Einführelement der Kupplung angedeu tet ist, wobei jedoch das an der andren Fläche des Kupplungselementes vorgesehene Profil zu erkennen ist.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine Kupplung gezeigt, die ein Auf nahmeelement 10 mit einer Bohrung und ein Einführelement 11, beispielsweise eine Welle, aufweist, die unter Bildung eines spaltförmigen Freiraums in die Bohrung des Aufnahmeelements 10 eingeführt werden kann. In den Freiraum zwischen der Bohrung des Aufnahmeelementes 10 und der Welle 11 ist ein im allgemeinen ring- und bandför miges Reibkupplungselement 12 eingepaßt, das in der Ebene normal zur gemeinsamen Achse von Aufnahme- und Einführelement hexa gonale Form hat, jedoch einen Spalt 14 aufweist, der eine Ver formung und Befestigung des aus elastischem, verformbarem Stahl o. ä. bestehenden Reibkupplungselementes in einer Nut im Auf nahmeelement 10 oder im Einführelement 11, etwa der Nut 15 im Aufnahmeelement 10 (Fig. 3) ermöglicht. Das bandförmige Reibkupp lungselement 12 ist im Querschnitt im wesentlichen quadratisch (Fig. 2 bis 5), jedoch können auch andere im wesentlichen rechteckige Querschnittsformen eingesetzt werden. Das Reibkupp lungselement 12 ist derart dimensioniert, daß bei axialer Ausrichtung von Aufnahmeelement 10 und Einführelement 11 bezüglich des geringen Freiraums durch das Reibkupplungsele ment 12 ein fester Reibschluß entsteht. Wenn das Reibkupplungs element in einer Nut im Aufnahmeelement 10 befestigt ist (Fig. 3 und 4), dann sollte es vorzugsweise das Aufnahmeelement 10 mit jeder seiner Ecken berühren, und es muß außerdem so dimensioniert sein, daß es bei geringem Freiraum in Eingriff mit dem Einführelement 11 steht, nachdem dieses bezüglich dem Aufnahmeelement 10 richtig axial eingestellt ist.

Obwohl in den Figuren nicht dargestellt, sind das Einführele ment 12 und das Aufnahmeelement 10 häufig vorteilhafterweise an irgendeiner Stelle durch eine Schraubverbindung vereinigt, und das bandförmige Reibkupplungselement 12 ist dann so dimensio niert und angeordnet, daß es in Reibeingriff mit einander ge genüberliegenden, gewindefreien Flächen von Einführelement 11 und Aufnahmeelement 10 gedrückt wird, wenn die Teile der Gewindeverbindung miteinander verschraubt werden. Dies kann beispielsweise durch geeignete Abschrägung oder Änderung der Durchmesser von Einführelement 11 und/oder Aufnahmeelement 10 erreicht werden.

Entsprechend ist bei Anordnung des bandförmigen Reibkupplungsele mentes 12 in einer Nut 15 im Einführelement 11, wie dies bei spielsweise in Fig. 5 gezeigt ist, das Reibkupplungselement 12 so dimensioniert und angeordnet, daß bei axialer Relativbewegung von Einführelement 11 und Aufnahmeelement 10 das Reibkupplungsele ment 12 in Reibschluß mit diesen gepreßt wird, derart, daß alle Ecken des polygonalen Reibkupplungselementes 12 bei geringerem Freiraum in Reibeingriff mit dem Aufnahmeelement 10 ge preßt werden. Dies wird durch entsprechende Abschrägung oder andersartige Änderung der entsprechenden Durchmesser von Ein führelement und/oder Aufnahmeelement und damit des Freiraums zwischen ihnen sichergestellt.

An anderen Stellen als im Bereich geringen Freiraums kann der Durchmesser der Bohrung des Aufnahmeelementes und der Durchmesser des Einführelementes gegebenenfalls verändert werden. Somit haben die beiden Teile einerseits im wesentlichen den gleichen Durchmesser, um einen Gleitsitz zwischen ihnen zu bilden, während andererseits der Durchmesser der Bohrung vergrößert und der des Einführelementes 11 verringert sein kann, um die Montage der Kupplung zu erleichtern. Zu dem gleichen Zweck kann das Ende oder ein anderer ausgewählter Bereich des Einführelementes 11 abgeschrägt sein, wie dies beispielsweise bei 19 in Fig. 3 angedeutet ist.

Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, hat das bandförmige Reibkupplungs element 12, das in der Nut 15 des Aufnahmeelementes 10 gehalten ist, an seiner Innenfläche ein vorgeformtes Profil, das in Eingriff mit der Außenfläche des Einführelementes 11 kommen kann, wie dies bei 20 in Fig. 4 gezeigt ist (vergleiche auch Fig. 3), und die Kupplung wird in diesem Fall durch Schieben oder eine andere axiale Bewegung der Profilfläche 20 des Reibkupp lungselementes 12 entlang einem abgeschrägten Bereich 22 des Einführelementes 11 montiert.

Das bandförmige Reibkupplungselement 12 kann, wie Fig. 5 zeigt, auch in einer Nut 15 des Einführelementes 11 gehalten werden, so daß es dann eine äußere Profilfläche hat, die in Eingriff mit der Innenfläche der Bohrung des Aufnahmeelementes 10 bring bar ist. In diesem Fall erfolgt die Montage durch Verschieben der Profilfläche 20 entlang einem abgeschrägten Bereich 23 des Aufnahmeelementes 10.

Claims

1. Kupplung zur Verbindung eines eine Bohrung aufweisenden Aufnahmeelementes mit einem axial bezüglich der Bohrung des Aufnahmeelementes bewegbaren Einführelement, das einen ringförmigen Freiraum zwischen seiner Außenfläche und der Bohrungswandung bildend in der Bohrung angeord net werden kann, sowie mit einem im Freiraum angeord neten Reibkupplungselement aus einem ringförmigen Materialstreifen, das das Einführelement umgibt und aus einer entweder in der Außenfläche des Einführelementes oder der Innenfläche der Bohrung des Aufnahmeelementes vorgesehenen Nut vorsteht, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ringförmige Freiraum in axialer Richtung verjüngt, daß das Reibkupplungselement (12) eine im wesentlichen gleichmäßige polygonale Form in der Ebene normal zur gemeinsamen Achse von Aufnahmeelement (10) und Einführelement (11) hat und daß sich der Freiraum zwischen Aufnahmeelement (10) und Einführelement (11) bei axialer Bewegung relativ zueinander zwischen einem maximalen Freiraum, in dem das Reibkupplungselement (12) außer reibendem Verbindungseingriff mit Aufnahme element (10) und Einführelement (11) steht und einem minimalen Freiraum verändert, in dem die äußeren Ecken des polygonalen Reibkupplungselementes (12) mit dem Aufnahmeelement (10) und die inneren ebenen Abschnitte des Reibkupplungselementes (12) mit dem Einführelement (11) in drehmomentübertragenden Reibschluß miteinander gelangen.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die innere Fläche der Bohrung des Aufnahmeele mentes (10) als auch die äußere Fläche des Einführ elementes (11) in Schraubeingriff miteinanderstehende Gewindebereiche aufweisen, so daß die Größe des Frei raums durch weiteres Zusammenschrauben von Aufnahme element (10) und Einführelement (11) verringert wird.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zumindest eine der einander gegenüberliegenden Flächen von Einführelement (11) und Aufnahmeelement (10) zwischen dem Bereich mit großem Freiraum und dem Bereich mit geringem Freiraum in ihrem Durchmesser verjüngt.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrung des Aufnahmeelementes (10) im Bereich mit geringem Freiraum kleiner ist als im Bereich mit großem Freiraum.

5. Kupplung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Einführelementes (11) im Bereich mit geringem Freiraum größer ist als im Bereich mit großem Freiraum.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibkupplungselement (12) fünf bis acht ebene Abschnitte hat.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibkupplungselement (13) im wesentlichen die Form eines regelmäßigen Hexagons hat.

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Material des Reib kupplungselementes (12) im wesentlichen einen quadratischen oder einen rechteckförmigen Querschnitt hat.

9. Kupplung nach Anspruch 8, mit einem im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmigen Reibkupplungselement, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Seitenlänge des rechteckförmigen Querschnittes parallel zur gemeinsamen Achse von Aufnahmeelement (10) und Einführelement (11) verläuft.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche und/oder die Außen fläche des Reibkupplungselementes (12) im Querschnitt profiliert, vorzugsweise konvex gekrümmt ist.