DE3638596A1

DE3638596A1 - Quick-release safety coupling

Info

Publication number: DE3638596A1
Application number: DE19863638596
Authority: DE
Inventors: Herbert Depping; Peter Babik; Ernst Elsner; Hans Lindenthal
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1986-11-12
Filing date: 1986-11-12
Publication date: 1988-05-26
Also published as: SE462344B; SE8704327D0; SE8704327L; JPS63130924A

Abstract

A rapidly releaseable safety coupling for the transmission of a torque between a clamping hub and a shaft comprises a clamping hub with an inner high-pressure chamber and an outer closing element. Torque transmission in the coupling takes place by frictional engagement with an inner friction sleeve and from the latter by positive engagement to the shaft, e.g. the roll of a rolling mill. For this purpose, the shaft has a toothed driver secured on its end and this driver engages in the friction sleeve. When the coupling is overloaded, the surfaces on the clamping hub and the friction sleeve which take part in the frictional engagement are able to disengage and rotate relative to one another without contact. The advantage is that torque transmission is by positive engagement to a shaft journal which nevertheless has a smooth surface and that, in the event of an overload, the disengagement of the frictional connection takes place within the coupling while the surface of the shaft journal remains free from sliding processes. The coupling can be installed in any desired angular position of the shaft without the time-consuming process of turning the parts to be connected.

Description

Die Erfindung betrifft eine schnell lösbare Sicherheitskupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwischen zwei gleichachsigen Maschinenteilen, z.B. Wellen, nach dem Oberbegriff des An spruches 1.The invention relates to a quick-release safety clutch for the transmission of torques between two coaxial Machine parts, e.g. Waves, according to the generic term of the An saying 1.

Eine Kupplung dieser Art ist bekannt aus der Druck schrift Voith-Sicherheitskupplung G 1094.A coupling of this type is known from printing Voith safety coupling G 1094.

Die Übertragung des Drehmomentes kommt dadurch zustande, daß eine Spann-Nabe mittels einer Umfangsspannung auf ein paßgenau darin gefügtes Wellenteil Reibschluß erzeugt. Die Spann-Nabe weist dazu eine innenliegende zylindrische Kammer mit einem Kanal und einem Verschlußelement, vorzugsweise einen Verschluß stopfen, auf, so daß die Kammer mit Druckmedium unter hohen Druck gesetzt werden kann. Das Lösen der Reibschlußverbindung erfolgt durch Abbau des Innendruckes, entweder im Stillstand, wenn man die Kupplung schnell lösen will, oder beispielsweise durch Abscheren des Verschlußstopfens bei einer relativen Ver drehung zwischen Welle und Spann-Nabe nach Auftreten eines un zulässig hohen Drehmomentes. The transmission of the torque comes about in that a clamping hub by means of a circumferential clamping to a precise fit shaft part inserted therein generates frictional engagement. The clamping hub has an internal cylindrical chamber with a Channel and a closure element, preferably a closure stuff on, so that the chamber with pressure medium under high Pressure can be put. Loosening the frictional connection takes place by reducing the internal pressure, either at a standstill, if you want to release the clutch quickly, or for example by shearing the plug at a relative ver rotation between shaft and clamping hub after the occurrence of an un permissible high torque.

Beim gewaltsamen Lösen der Reibschlußverbindung bei Überlastung kann es je nach Einsatzfall passieren, daß die Spann-Nabe ohne Spannung längere Zeit auf der Wellenoberfläche gleitet. Dadurch kann es zum Fressen der beiden Teile kommen, so daß diese sich nicht mehr lösen lassen, zumindest aber werden die Oberflächen beschädigt oder verschlissen. Ein erneutes Zusammenfügen kann dadurch behindert oder unmöglich sein, und eine Reparatur kann den Arbeitsablauf der betreffenden Maschine empfindlich stören.When the frictional connection is violently released in the event of overload Depending on the application, it can happen that the clamping hub without Tension glides on the shaft surface for a long time. Thereby can lead to the two parts eating, so that these are can no longer be solved, but at least the surfaces damaged or worn. A reassembly can hindered or impossible by this and a repair can disturb the workflow of the machine concerned.

Es wurde versucht, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß zwischen der Spann-Nabe und der Welle eine zusätzliche Hülse ("Friktionshülse") angeordnet wird, auf der die Spann-Nabe mit tels Wälzlagern gelagert ist. Dabei steht die Hülse mit der Welle über eine Paßfeder in formschlüssiger Verbindung. Dadurch ist es aber notwendig geworden, das Wellenteil mit einer Paß federnut zu versehen und die beiden Teile bei der Montage zum Ineinanderfügen in die exakte Drehwinkellage zu bringen. Han dert es sich bei den zu fügenden Teilen um sehr schwere Bau teile, z.B. den Antrieb von Walzen eines Walzwerkes, so ist das Drehen zur Erzielung der exakten Drehlage zum Einfügen der Kupplung außerordentlich aufwendig. Ferner besteht für form schlüssige Elemente am Umfang des Wellenzapfens, wie etwa Paß federn oder Keilwellenverzahnungen, die Gefahr der Beschädigung beim Transport und der Montage der Walzen.Attempts have been made to overcome this disadvantage in that an additional sleeve between the clamping hub and the shaft ("Friction sleeve") is arranged on which the clamping hub with is stored in rolling bearings. The sleeve stands with the Shaft via a parallel key in a positive connection. Thereby but it has become necessary to fit the shaft part with a passport tongue groove and the two parts during assembly to Bring into each other in the exact rotational angle position. Han the parts to be joined are very heavy structures parts, e.g. the drive of rolls of a rolling mill, that's it Rotate to achieve the exact rotational position to insert the Coupling extremely complex. For form coherent elements on the circumference of the shaft journal, such as a passport springs or splines, the risk of damage during transport and assembly of the rollers.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplung der eingangs er wähnten Art zu schaffen, bei der angestrebt werden soll, daß das Wellenende glatt ausgeführt ist, und daß dennoch eine form schlüssige Verbindung vorhanden ist, die mit geringerem Zeit aufwand als bisher gelöst und wieder zusammengefügt werden kann.The object of the invention is to provide a coupling of the beginning to create the kind in which the aim is that the shaft end is smooth, and yet a shape coherent connection exists with less time effort than previously solved and reassembled.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden gemäß der Erfindung zwei Lö sungswege vorgeschlagen. Gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 ist an der Stirnseite des Wellenendes ein Mitnehmer mit einer Verzahnung vorgesehen, die in eine entsprechende Verzahnung an der Innenseite der Friktionshülse eingreift, bevor der Wellen stummel mit voller Länge in die Friktionshülse eingeführt ist. Die Verzahnung ist gemäß Anspruch 2 mit Zähnen ausgeführt, die ein axiales Verschieben der Teile ermöglicht. Ferner ist der Außendurchmesser der Verzahnung gemäß den Ansprüchen 3 und 4 so ausgeführt, daß die Vorderkante der Zähne am Mitnehmer inner halb eines gedachten Kegelmantels liegen, der durch die Vorder kanten des Wellenendes und des Mitnehmers gebildet ist. Wird außerdem die Friktionshülse gemäß Anspruch 8 an ihrem der In nenseite der Kupplung abgewandten offenen Ende kegelig erwei tert ausgeführt, so kann die Welle in die Kupplung auch dann eingeführt werden, wenn diese nicht genau fluchten. Dies ist der Fall, wenn die Kupplung z.B. mit der freien Gelenkhälfte einer Gelenkwelle verbunden ist. Eine Beschädigung der Verzah nung wird dadurch vermieden. Die einander zugewandten Stirnsei ten der Zähne am Mitnehmer und an der Friktionshülse können nach Anspruch 5 in Längsrichtung zugespitzt sein. Dadurch ist ein leichtes Einfädeln der verzahnten Teile in jeder Drehlage der Welle möglich, und die zweite Welle selbst kann ganz glatt ausgeführt werden.To solve this problem, two Lö according to the invention solution paths proposed. According to the characterizing part of claim 1 is a driver with a on the front of the shaft end Gearing provided in a corresponding gearing the inside of the friction sleeve engages before the shafts full length stub is inserted into the friction sleeve. The teeth are designed according to claim 2 with teeth that allows axial movement of the parts. Furthermore, the Outside diameter of the toothing according to claims 3 and 4 so executed that the front edge of the teeth on the driver inner lie half of an imaginary conical cladding that runs through the front edges of the shaft end and the driver is formed. Becomes in addition, the friction sleeve according to claim 8 on the In Taper open end facing away from the coupling tert executed, so the shaft can also in the clutch be introduced if they are not exactly aligned. This is the case when the clutch e.g. with the free half of the joint a propeller shaft is connected. Damage to the teeth This avoids voltage. The facing forehead teeth on the driver and on the friction sleeve be tapered according to claim 5 in the longitudinal direction. This is easy threading of the toothed parts in any rotational position the wave is possible, and the second wave itself can be quite smooth be carried out.

Der zweite Lösungsweg für die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nach Anspruch 6 darin, daß mindestens eine der zylindrischen Berührflächen auf der Innenseite der Friktions hülse oder auf der zweiten Welle mit einer aus feinkörnigem harten Material bestehenden Beschichtung versehen ist. Dies kann vorzugsweise eine im Detonationsverfahren aufgebrachte Schicht aus Wolframkarbid sein. Wird nach dem Einschieben der Welle in die Friktionshülse die Kupplung in bekannter Weise durch Druckaufgabe unter Spannung gesetzt, so entsteht eine zur Übertragung von hohen Schubkräften geeignete Verbindung da durch, daß die harten Partikel der Beschichtung in die andere Oberfläche eindringen und einen formschlußähnlichen Kontakt herstellen. Dazu wird zwischen Welle und Friktionshülse ein Ringspalt vorgesehen, dessen lichte Weite im entspannten Zu stand der Spann-Nabe zwischen 0,5 und 1 Promille des Wellen durchmessers beträgt, ferner wird die lichte Weite des Ring spalts zwischen Friktionshülse und Spann-Nabe mit maximal 1 Promille des Durchmessers ausgeführt. Dadurch wird folgendes erreicht:The second solution for the one on which the invention is based Task according to claim 6 is that at least one of cylindrical contact surfaces on the inside of the friction sleeve or on the second shaft with a fine grain hard material existing coating is provided. This can preferably be one detonated Layer of tungsten carbide. After inserting the Shaft in the friction sleeve, the clutch in a known manner put under tension by printing, so one is created Transmission of high shear forces suitable connection there through that the hard particles of the coating into the other Penetrate surface and form-like contact produce. To do this, insert between the shaft and friction sleeve Annular gap provided, the clear width in the relaxed closed the clamping hub was between 0.5 and 1 per mill of the shaft diameter is, furthermore the clear width of the ring gap between the friction sleeve and the clamping hub with a maximum of 1 Per thousand of the diameter executed. This will do the following reached:

Bei Druckaufgabe auf die Kammer innerhalb der Spann-Nabe ent steht eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Spann-Nabe und der Friktionshülse. Gleichzeitig wird unter dieser Spannung auch die Friktionshülse zusammengedrückt, so daß der form schlußähnliche Kontakt zwischen Welle und Friktionshülse ent steht. Obgleich der Kontakt zwischen der Friktionshülse und der zweiten Welle auf kleinerem Durchmesser erfolgt, liegt dort die höhere Übertragungsfähigkeit an den Oberflächen vor. Bei Ent lastung der Druckkammer erfolgt das Lösen der Drehmoment-Ver bindung zwischen Spann-Nabe und Friktionshülse, wobei eine re lative Drehung über die Lagerung erfolgen kann. Die Verbindung zwischen der zweiten Welle und Friktionshülse ist bei Entspan nung zwar auch gelöst, aber trotzdem ist infolge des Eigenge wichts der Kupplung und eventuell des anteiligen Gewichts einer daran angebauten Gelenkwelle, die Haftung der Friktionshülse auf der Welle größer als der Drehwiderstand in der besagten Lagerung. Die harten Partikel in der beschichteten Oberfläche dringen unter Spannung nur unter elastischer Verformung in die andere Oberfläche ein. Das Aufschieben der Spann-Nabe samt Friktionshülse auf die Welle ist somit beliebig oft und in je der Winkellage möglich.When pressure is applied to the chamber inside the clamping hub there is a frictional connection between the clamping hub and the friction sleeve. At the same time is under this tension also pressed the friction sleeve so that the form final contact between shaft and friction sleeve stands. Although the contact between the friction sleeve and the second shaft on a smaller diameter, there lies the higher transmission capacity on the surfaces. At Ent load of the pressure chamber, the torque ver is released bond between the clamping hub and the friction sleeve, whereby a right relative rotation can take place via the storage. The connection between the second shaft and the friction sleeve is at relaxation solution also solved, but is nevertheless due to the Eigenge weight of the coupling and possibly the proportionate weight of one drive shaft attached to it, the adhesion of the friction sleeve on the shaft greater than the rotational resistance in said Storage. The hard particles in the coated surface penetrate under tension only with elastic deformation other surface. Pushing on the clamping hub together Friction sleeve on the shaft is therefore any number of times and in each the angular position possible.

Konstruktive Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen 7 und 9 angegeben. Bei Kupplungen, für sehr hohe Dreh momente ist es vorteilhaft, das Drehmoment nicht direkt in die Spann-Nabe einzuleiten, sondern eine separate Flanschhülse vor zusehen, die das Drehmoment z.B. von der Gelenkwelle auf die Friktionshülse überträgt und von der Spann-Nabe umschlossen ist. Der Bereich der Druckkammer innerhalb der Spann-Nabe bleibt somit frei von Schubkräften und der Drehmomentübertra gung. Die gemeinsame Lagerung von Flanschhülse und Spann-Nabe auf der Friktionshülse gewährleistet außerdem, daß die Kupplung als ganzes Bauteil besammen bleibt und kein gegenseitiges axia les Abwandern im entspannten Zustand eintritt.Constructive developments of the invention are in the Unteran say 7 and 9. For clutches, for very high turning It is advantageous not to apply the torque directly to the torque Initiate clamping hub, but a separate flange sleeve watch the torque e.g. from the cardan shaft to the Transmits friction sleeve and enclosed by the clamping hub is. The area of the pressure chamber within the clamping hub thus remains free of thrust and torque transmission supply. The common bearing of the flange sleeve and clamping hub on the friction sleeve also ensures that the clutch remains as a whole component and not a mutual axia les migration occurs in a relaxed state.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher er läutert.The invention is based on the drawing he he purifies.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Kupplung mit Verzahnung; Figure 1 shows a coupling with teeth.

Fig. 2 eine Kupplung gemäß Fig. 1 mit zusätzlicher Flanschhülse; FIG. 2 shows a coupling according to FIG. 1 with an additional flange sleeve;

Fig. 3 eine Kupplung gemäß Fig. 2 mit beschichteter Oberfläche an der Welle. Fig. 3 shows a coupling according to Fig. 2 with coated surface on the shaft.

Dargestellt ist in Fig. 1 im Längsschnitt eine Kupplung mit einer Spann-Nabe 1, die von einer ersten Welle 2 beispielsweise mit einer Gelenkgabel angetrieben ist. Die Spann-Nabe 1 weist eine innenliegende sehr schmale zylindrische Druckkammer 3 auf, zu der ein Kanal 4 führt und über ein Verschlußelement 5, wie bekannt, mit Druckmedium unter hohen Druck gesetzt werden kann. Koaxial innerhalb der Spann-Nabe 1 ist über Wälzlager 20 dreh bar eine Friktionshülse 6 angeordnet, die über die Flächenpaa rung 7 durch Reibschluß das Drehmoment übernimmt und an eine in der Friktionshülse 6 angeordnete zweite Welle 8 weiterleitet. Die Friktionshülse 6 und die Welle 8 stehen über die Flächen paarung 9 in Kontakt, und die von der Spann-Nabe 1 erzeugte Spannung pflanzt sich auf diese Flächenpaarung fort, so daß eine spielfreie Zentrierung der Kupplung auf der zweiten Welle 8 zustandekommt. Das Drehmoment wird formschlüssig übertragen, nämlich über einen stirnseitig an der zweiten Welle 8 befestig ten Mitnehmer 10 mit einer Verzahnung 11, die in eine gleichar tige in der Friktionshülse eingreift. Anstelle der dargestell ten Verzahnung am Umfang des Mitnehmers ist auch eine Stirnver zahnung möglich, die nach Überwindung einer bestimmten Ein schubtiefe in die Friktionshülse 6 zum Eingriff kommt. Der Mit nehmer 10 ist in der dargestellten Ausführungsform mittels Bol zen 12 und einer zentralen Schraube 13 an der zweiten Welle 8 befestigt.Shown in Fig. 1 in longitudinal section is a coupling with a clamping hub 1 , which is driven by a first shaft 2, for example with an articulated fork. The clamping hub 1 has an internal, very narrow, cylindrical pressure chamber 3 , to which a channel 4 leads and, as is known, can be placed under high pressure with pressure medium via a closure element 5 . Coaxially within the clamping hub 1 , a friction sleeve 6 is arranged via roller bearings 20 , which takes over the torque via the surface pair 7 and frictionally transmits it to a second shaft 8 arranged in the friction sleeve 6 . The friction sleeve 6 and the shaft 8 are on the surfaces pairing 9 in contact, and the tension generated by the clamping hub 1 propagates on this surface pairing, so that a play-free centering of the clutch on the second shaft 8 comes about. The torque is transmitted in a form-fitting manner, namely via a driver 10 fastened to the end of the second shaft 8 with a toothing 11 which engages in a friction sleeve in the same manner. Instead of the toothing shown on the circumference of the driver, a front toothing is also possible which, after overcoming a certain insertion depth into the friction sleeve 6, comes into engagement. With tenants 10 is in the illustrated embodiment by means of Bol zen 12 and a central screw 13 attached to the second shaft 8 .

Der Durchmesser der Verzahnung ist so gewählt, daß die vor derste Zahnkante innerhalb des Mantels eines gedachten Kegels 14 liegt, der durch die Stirnkanten 15, 16 der zweiten Welle 8 und des Mitnehmers 10 gebildet ist. Dadurch ist es möglich, die zweite Welle 8 in die Friktionshülse 6 auch dann sicher einzu führen, wenn die Kupplung bei abgeknicktem Gelenk 2 bei der Montage nicht mit der zweiten Welle 8 fluchtet, ohne die Ver zahnung 11 zu beschädigen. Dies gelingt insbesondere dann, wenn die Friktionshülse 6 an ihrem offenen Ende mit einer kegeligen Erweiterung versehen ist, die etwa dem Kegel 14 entspricht.The diameter of the toothing is selected such that the front tooth edge lies within the shell of an imaginary cone 14 which is formed by the end edges 15 , 16 of the second shaft 8 and the driver 10 . This makes it possible to securely insert the second shaft 8 into the friction sleeve 6 even if the coupling is not aligned with the second shaft 8 when the joint 2 is bent during assembly, without damaging the toothing 11 . This is particularly successful when the friction sleeve 6 is provided at its open end with a conical extension which corresponds approximately to the cone 14 .

Die Friktionshülse trägt einen Flansch 18 mit einem Abscherring 19, der das Verschlußelement 5 umschließt. Kommt es zu einer Überlastung der Kupplung, so wird der Reibschluß in der Flä chenpaarung 7 überwunden und es tritt eine Relativdrehung zwi schen der Spann-Nabe 1 und der Friktionshülse 6 ein, die zum Abscheren des abbrechbaren Endes des Verschlußelementes 5 und zu sofortigem Spannungsabbau in der Spann-Nabe führt. Dadurch wird der Kontakt in der Flächenpaarung 7 aufgehoben, und die Spann-Nabe dreht sich mittels der Lager 20 auf der Friktions hülse 6. In dem Spalt zwischen der Spann-Nabe 1 und der Frik tionshülse 6 befindet sich Schmiermittel, das sich, wie be kannt, auch in Taschen an der inneren Oberfläche der Friktions hülse 6 stauen kann. Dichtungen 21 verhindern den Verlust die ses Schmiermittels. The friction sleeve carries a flange 18 with a shear ring 19 which surrounds the closure element 5 . If there is an overload of the clutch, the frictional engagement in the surface pairing 7 is overcome and there is a relative rotation between the clamping hub 1 and the friction sleeve 6 , which for shearing off the breakable end of the closure element 5 and for immediate tension reduction the clamping hub leads. This removes the contact in the surface pairing 7 and the clamping hub rotates by means of the bearing 20 on the friction sleeve 6 . In the gap between the clamping hub 1 and the friction sleeve 6 there is lubricant which, as be known, can also jam in pockets on the inner surface of the friction sleeve 6 . Seals 21 prevent the loss of this lubricant.

In Fig. 2 ist eine Weiterbildung der in Fig. 1 beschriebenen Kupplung dargestellt. Die Spann-Nabe 1 besteht in der Regel aus zwei Teilen, die miteinander verschweißt sind und die Druckkam mer 3 einschließen. Diese Druckkammer wird unter Druck radial erweitert, und das Drehmoment wird über die die Druckkammer 3 begrenzenden Schweißnähte geleitet. Für die Übertragung sehr hoher Drehmomente wird zur Entlastung der Schweißnähte eine separate Flanschhülse 22 zwischen der Spann-Nabe 1 und der Friktionshülse 6 angeordnet. Die Flanschhülse 22 ist mit der ersten Welle 2 beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Stirnverzahnung 23 verbunden und wird von der Spann-Nabe 1 über die Flächenpaarung 24 umschlossen. Die Spann-Nabe 1 hat dadurch nur Tagentialkräfte auf die innenliegenden Hülsen 22 und 6 zu übertragen, so daß die Schweißnähte nicht auf Schub beansprucht werden.In Fig. 2 is a development of the coupling described in FIG. 1 is shown. The clamping hub 1 usually consists of two parts that are welded together and include the Druckkam mer 3 . This pressure chamber is expanded radially under pressure, and the torque is passed over the weld seams delimiting the pressure chamber 3 . For the transmission of very high torques, a separate flange sleeve 22 is arranged between the clamping hub 1 and the friction sleeve 6 to relieve the weld seams. The flange sleeve 22 is connected to the first shaft 2, for example with the interposition of spur teeth 23 , and is enclosed by the clamping hub 1 via the surface pairing 24 . The clamping hub 1 thus has only to transfer tagential forces to the inner sleeves 22 and 6 , so that the weld seams are not subjected to thrust.

Kommt es, wie beschrieben, zu einer Überlastung der Kupplung und Entlastung der Spann-Nabe, so verbleibt die Spann-Nabe 1 über die Flächen 24 auf der Flanschhülse, während sich die Flanschhülse 22 an der Flächenpaarung 7 von der Friktionshülse 6 abhebt. Die Flanschhülse 22 ist wie die Spann-Nabe 1 über Lager 20 mit Dichtungen 21 auf der Friktionshülse 6 drehbar befestigt. Die formschlüssige Übertragung des Drehmomentes zur zweiten Welle 8 erfolgt wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 über eine Verzahnung 11, wobei deren zylindrische Oberfläche völlig glatt und von Gleitvorgängen auch bei Überlastung be freit ist.If, as described, the clutch is overloaded and the clamping hub is relieved, the clamping hub 1 remains on the flange sleeve via the surfaces 24 , while the flange sleeve 22 on the surface pair 7 lifts off the friction sleeve 6 . The flange sleeve 22 , like the clamping hub 1, is rotatably mounted on the friction sleeve 6 via bearings 20 with seals 21 . The positive transmission of the torque to the second shaft 8 takes place as in the embodiment of FIG. 1 via a toothing 11 , the cylindrical surface of which is completely smooth and free from sliding operations even when overloaded.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform zeigt einen anderen Lösungsweg für die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe. Während, ausgehend von einer Kupplung gemäß der Fig. 2, die Drehmomenteinleitung von der ersten Welle 2 über eine Flansch hülse 22 durch Reibschluß unter der Spannung der Spann-Nabe 1 auf die Friktionshülse 6 erfolgt, ist die Friktionshülse 6 mit der zweiten Welle 8 nur über eine Flächenpaarung 25 verbunden. Diese ist so gewählt, daß mindestens eine Fläche, also die äußere Oberfläche der zweiten Welle 8 oder die innere Ober fläche der Friktionshülse 6 mit einer Beschichtung aus harten feinkörnigen Partikeln versehen ist, die vorzugsweise im Deto nationsverfahren aufgebracht ist. Ferner ist im entspannten Zustand der Spalt in der Flächenpaarung 25 vorzugsweise im Be reich zwischen 0,5 bis 1,0 Promille des Durchmessers, der Spalt in der Flächenpaarung 7 mit maximal 1,0 Promille des betreffen den Durchmessers bemessen. Die Friktionshülse 6 ist dazu mög lichst dünn ausgeführt, um die Spannungen der Spann-Nabe 1 wei terleiten zu können. Dadurch ist sichergestellt, daß sich die zweite Welle im entspannten Zustand leicht in die Friktionshül se 6 einschieben und die Flanschhülse 22 mit der Spann-Nabe 1 sich auf der Friktionshülse frei drehen kann. Dennoch aber ist bei Druckaufgabe in der Spann-Nabe ein ausreichender Reibschluß vorhanden sowie eine ausreichende Spannung auf die Flächenpaa rung 25, um dort eine formschlußähnliche Verbindung zu erzie len. Die harten Partikel dringen in die Gegenfläche so weit ein, daß trotz geringerer Spannkraft ein höheres Drehmoment übertragen wird als in der Flächenpaarung 7, in der nur Reib schluß auf glatten Flächen besteht.The embodiment shown in FIG. 3 shows another solution to the problem on which the invention is based. During starting of a clutch according to Fig. 2, the introduction of torque from the first shaft 2 through a flange sleeve 22 by friction of the tension of the clamping hub 1 is performed in the Friktionshülse 6 Friktionshülse 6 with the second shaft 8 is located connected via a surface pairing 25 . This is chosen so that at least one surface, ie the outer surface of the second shaft 8 or the inner upper surface of the friction sleeve 6 is provided with a coating of hard fine-grained particles, which is preferably applied in the detonation process. Furthermore, in the relaxed state, the gap in the surface pairing 25 is preferably in the range between 0.5 to 1.0 per thousand of the diameter, the gap in the surface pairing 7 is dimensioned with a maximum of 1.0 per thousand of the diameter in question. The friction sleeve 6 is designed to be as thin as possible in order to be able to conduct the voltages of the clamping hub 1 in white. This ensures that the second shaft can easily be inserted into the friction sleeve 6 in the relaxed state and the flange sleeve 22 with the clamping hub 1 can rotate freely on the friction sleeve. Nevertheless, when pressure is applied in the clamping hub, there is sufficient frictional engagement and sufficient tension on the surface pairing 25 in order to achieve a positive connection there. The hard particles penetrate so far into the counter surface that, despite the lower clamping force, a higher torque is transmitted than in the surface pair 7 , in which there is only frictional connection on smooth surfaces.

Bei einer Überlastung der Kupplung kommt es daher zunächst zu einer Relativdrehung zwischen der Friktionshülse 6 und der Flanschhülse 22 an der Flächenpaarung 7, weil die Übertragungs fähigkeit in der Flächenpaarung 25 höher ist. Bei einer Drehung der Flanschhülse 22 mit Spann-Nabe 1 in den Lagern 20 ist die Haftung in der Flächenpaarung 25 aufgrund des Eigengewichts der Kupplung und eventuell damit verbundener Gelenkwellenteile viel höher als der Widerstand in den Lagern 20. Die Flächenpaarung 25 und somit die Oberfläche der zweiten Welle 8 bleibt demnach frei von Gleitvorgängen. Die Eindringtiefe der harten Beschich tungspartikel in die Oberfläche ist so gering, daß nur elasti sche Verformungen auftreten. Die zweite Welle 8 kann daher be liebig oft und in jeder beliebigen Drehlage auf- und abmontiert werden.If the clutch is overloaded, there is therefore first a relative rotation between the friction sleeve 6 and the flange sleeve 22 on the surface pairing 7 , because the transmission capability in the surface pairing 25 is higher. When the flange sleeve 22 with the clamping hub 1 rotates in the bearings 20 , the adhesion in the surface pairing 25 is much higher than the resistance in the bearings 20 due to the weight of the coupling and any associated propeller shaft parts. The surface pairing 25 and thus the surface of the second shaft 8 therefore remain free of sliding processes. The depth of penetration of the hard coating particles into the surface is so small that only elastic deformations occur. The second shaft 8 can therefore be mounted and dismounted as often as desired and in any rotational position.

Claims

1. Schnell lösbare Sicherheitskupplung zur Übertragung hoher Drehmomente zwischen zwei gleichachsigen Maschinenteilen, insbesondere zweier Wellen, mit den folgenden Merkmalen:

a) Mit der ersten Welle ist eine Spann-Nabe verbunden, in der eine zylindrische Kammer angeordnet ist, welche über einen daran anschließenden Kanal und ein Ver schlußelement mit einem unter Druck stehenden Medium füllbar ist;
b) mit der zweiten Welle ist eine Löseeinrichtung verbun den, die bei einer Relativbewegung zwischen der Spann-Nabe und der zweiten Welle das Verschlußelement löst;
c) zwischen der Spann-Nabe und der zweiten Welle ist eine Friktionshülse angeordnet, die mit ihrer äußeren Man telfläche an der Innenseite der Spann-Nabe anliegt;
d) die Friktionshülse und die zweite Welle stehen axial verschiebbar miteinander in formschlüssiger Verbindung;
e) die Spann-Nabe ist auf der Friktionshülse drehbar ge lagert,

1. Quickly releasable safety clutch for the transmission of high torques between two coaxial machine parts, in particular two shafts, with the following features:

a) With the first shaft, a clamping hub is connected, in which a cylindrical chamber is arranged which can be filled with a pressurized medium via an adjoining channel and a connecting element;
b) with the second shaft, a release device is the which, in the event of a relative movement between the clamping hub and the second shaft, releases the closure element;
c) a friction sleeve is arranged between the clamping hub and the second shaft, which lies with its outer surface on the inside of the clamping hub;
d) the friction sleeve and the second shaft are axially displaceable with one another in a positive connection;
e) the clamping hub is rotatably supported on the friction sleeve,

dadurch gekennzeichnet, daß

f) zur Erzielung des Formschlusses an der Stirnseite der zweiten Welle (8) ein Mitnehmer (10) befestigt ist, der über eine Verzahnung (11) mit der Friktionshülse (6) in Eingriff steht.

characterized in that

f) in order to achieve a positive fit, a driver ( 10 ) is fastened to the end face of the second shaft ( 8 ) and engages with the friction sleeve ( 6 ) via a toothing ( 11 ).

2. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Verzahnung (11) Zähne mit Flanken aufweist, die zur Kupplungsachse parallel sind.2. Safety coupling according to claim 1, characterized in that the toothing ( 11 ) has teeth with flanks which are parallel to the coupling axis.

3. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Außendurchmesser der Verzahnung (11) kleiner ist als der Durchmesser der zweiten Welle (8).3. Safety coupling according to claim 1 and 2, characterized in that the outer diameter of the toothing ( 11 ) is smaller than the diameter of the second shaft ( 8 ).

4. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser und die Länge der Ver zahnung (11) so gewählt sind, daß die Mitnehmerzähne inner halb eines gedachten Kegelmantels (14) liegen, der defi niert ist durch die von den Mantelflächen und Stirnseiten der zweiten Welle (8) und des Mitnehmers (10) gebildeten Kanten (15, 16).4. Safety coupling according to claims 1 to 3, characterized in that the diameter and the length of the toothing ( 11 ) are selected so that the driving teeth lie within half of an imaginary cone shell ( 14 ) which is defined by those of the Shell surfaces and end faces of the second shaft ( 8 ) and the driver ( 10 ) formed edges ( 15 , 16 ).

5. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der Verzahnung (11) an deren Enden in Längsrichtung der Kupplung zugespitzt sind.5. Safety coupling according to claims 1 to 4, characterized in that the teeth of the toothing ( 11 ) are tapered at their ends in the longitudinal direction of the coupling.

6. Sicherheitskupplung nach dem Qberbegriff des Anspruchs 1, gekennzeichnet durch die folgenden weiteren Merkmale:

f) mindestens eine der zylindrischen, einander berühren den Flächen der Friktionshülse (6) und der zweiten Welle (8) ist mit einer reibwerterhöhenden Beschich tung versehen, die aus feinkörnigem Material, vorzugs weise einer Detonationsbeschichtung aus Wolframkarbid, besteht;
g) die lichte Weite des Ringspaltes zwischen der zweiten Welle (8) und der Friktionshülse (6) beträgt im ent spannten Zustand der Spann-Nabe zwischen 0,5 und 1,0 Promille des Durchmessers der zweiten Welle (8);
h) die lichte Weite des Ringspaltes zwischen der Frik tionshülse (6) und der Nabe (1) beträgt im entspannten Zustand der Spann-Nabe (1) maximal ein Promille des Außendurchmessers der Mantelfläche der Friktionshülse (6).

6. Safety coupling according to the preamble of claim 1, characterized by the following further features:

f) at least one of the cylindrical, mutually touching the surfaces of the friction sleeve ( 6 ) and the second shaft ( 8 ) is provided with a friction-increasing coating, which consists of fine-grained material, preferably a detonation coating of tungsten carbide;
g) the clear width of the annular gap between the second shaft ( 8 ) and the friction sleeve ( 6 ) in the tensioned state of the clamping hub is between 0.5 and 1.0 per thousand of the diameter of the second shaft ( 8 );
h) the clear width of the annular gap between the frik tion sleeve (6) and the hub (1) is in the relaxed condition of the clamping hub (1) is a maximum one thousandth of the outer diameter of the jacket surface of the Friktionshülse (6).

7. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zwischen der inneren Mantel fläche der Spann-Nabe (1) und der äußeren Mantelfläche der Friktionshülse (6) eine Flanschhülse (22) angeordnet und zusammen mit der Spann-Nabe (1) auf der Friktionshülse (6) drehbar gelagert ist sowie mit der ersten Welle (2) in Drehverbindung steht.7. Safety coupling according to claims 1 to 6, characterized in that a flange sleeve ( 22 ) is arranged coaxially between the inner jacket surface of the clamping hub ( 1 ) and the outer jacket surface of the friction sleeve ( 6 ) and together with the clamping hub ( 1 ) is rotatably mounted on the friction sleeve ( 6 ) and is in rotary connection with the first shaft ( 2 ).

8. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Friktionshülse (6) an ihrem der Innenseite der Kupplung abgewandten offenen Ende (17) kege lig erweitert ist.8. Safety clutch according to claims 1 to 7, characterized in that the friction sleeve ( 6 ) is widened at its open end facing away from the inside of the clutch ( 17 ) kege lig.

9. Sicherheitskupplung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Löseeinrichtung für das Verschluß element (5) der unter Druck stehenden Kammer (3) als Ab scherring (19) ausgebildet ist, der auf der Friktionshülse (6) befestigt ist.9. Safety coupling according to claims 1 to 8, characterized in that the release device for the closure element ( 5 ) of the pressurized chamber ( 3 ) as a shear ring ( 19 ) is formed, which is attached to the friction sleeve ( 6 ).