DE3911513C1 - Coupling - Google Patents

Abstract

The invention relates to a device for coupling a shaft or a hub by means of a radially flexible bush which can be clamped to the shaft or hub by means of a multiplicity of conical spring washers by subjecting the said washers to the action of an axially acting spring arrangement, the release of the coupling being accomplished by means of a cylinder-piston arrangement which is actuated hydraulically or pneumatically. The essence of the invention consists in that the spring arrangement is accommodated in the cylinder space to which the pressure medium is supplied.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln eines rotationszylindrischen Teiles, insbesondere einer Welle oder Nabe, wobei eine radial nachgie­ bige Büchse mit dem zylindrischen Teil verklemmbar ist, indem sie durch eine Vielzahl konischer Spann­ scheiben radial beaufschlagt wird, wozu die Spann­ scheiben ihrerseits einer axial wirksamen Federanord­ nung ausgesetzt sind, um das zylindrische Teil mit der Büchse oder einem damit verbundenen Anschluß­ teil zu kuppeln, und wobei das Lösen der Kupplung durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung erfolgt, die durch ein hydraulisches Druckmittel betätigt wird und die auf die Federanordnung entgegen ihrer auf die Spannscheiben wirkenden Kraft einwirkt.The invention relates to a device for coupling a rotationally cylindrical part, in particular a shaft or hub, with a radial compliance Big bush can be clamped with the cylindrical part is by going through a variety of conical instep is applied radially, which is why the clamping in turn an axially effective spring arrangement exposed to the cylindrical part with the socket or an associated connection to couple part, and being releasing the clutch done by a cylinder-piston arrangement that is actuated by a hydraulic pressure medium and the on the spring assembly against it  acts on the tensioning discs.

Derartige Kupplungen sind in verschiedenen Ausfüh­ rungsformen bekannt. Während es in der DE-PS 28 45 266 um das schnelle Blockieren einer die Kupplung axial durchquerenden Stange geht, soll im vorlie­ genden Fall die Kupplung in erster Linie eine lös­ bare, drehfeste Verbindung herbeiführen. Diese dreh­ feste Verbindung erfolgt grundsätzlich durch koni­ sche Spannscheiben, die zu Paketen zusammenge­ faßt sein können und die sich im Bereich einer Stirn­ seite in axialer Richtung abstützen, andererseits durch axial einwirkende Federelemente mit der Welle bzw. Nabe verspannt werden. Zum Lösen der Kupplung muß die Federanpressung aufgehoben werden, was hy­ draulisch durch eine Zylinder-Kolbenanordnung er­ folgt. Die Begriffe "Zylinder" und "Kolben" sind dabei im weitesten Sinne zu verstehen. Hierunter sollen also im folgenden alle Konstruktionsteile verstanden werden, die einen Raum veränderlichen Volumens für das Druckmittel bilden und sich bei Druckbeaufschlagung relativ zueinander verschieben.Such couplings are in different designs known forms. While it is in DE-PS 28 45 266 to quickly lock the clutch axially traversing rod should be in the In this case, the clutch is primarily a release Establish a clear, non-rotatable connection. This turn fixed connection is always made by koni tension washers, which come together in packages can be grasped and in the area of a forehead Support side in the axial direction, on the other hand by axially acting spring elements with the shaft or hub are clamped. To release the clutch the spring pressure must be released, which hy drastically through a cylinder-piston arrangement he follows. The terms "cylinder" and "piston" are to be understood in the broadest sense. Below So in the following all construction parts be understood that change a space Form volume for the pressure medium and at Move pressurization relative to each other.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, den konstruktiven Aufbau der eingangs beschrie­ benen Kupplungen zu vereinfachen und ihr Bauvolumen zu verringern.The present invention is based on the object de, the constructive structure of the above described simplify the couplings and their volume to reduce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federanordnung, die für die Betätigung der konischen Spannscheiben notwendig ist, in dem vom hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel beauf­ schlagten Zylinderraum angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved by that the spring arrangement, which is responsible for the actuation of the conical washers is necessary in the from  hydraulic or pneumatic pressure medium struck cylinder space is arranged.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß zwei bisher ge­ trennte Baugruppen miteinander kombiniert werden. Der Material- und Platzbedarf für den bisher benö­ tigten, separaten Betätigungskolben zum Lösen der Kupplung entfällt. Die erfindungsgemäße Kupplung zeichnet sich also durch einfachen und kompakten Aufbau aus.This has the advantage that two previously ge separate assemblies can be combined. The material and space required for the previously required separate operating pistons to release the There is no clutch. The clutch according to the invention is characterized by simple and compact Construction from.

Desweiteren bietet sich die Möglichkeit, daß der Zy­ linder oder der Kolben, zweckmäßig aber alle beiden genannten Teile der Zylinder-Kolben-Anordnung durch Bestandteile des Kupplungsgehäuses gebildet werden. Der Herstellungsaufwand wird dadurch weiter verrin­ gert.Furthermore, there is the possibility that the Zy linder or the piston, but expediently both mentioned parts of the cylinder-piston arrangement Components of the clutch housing are formed. This further reduces the manufacturing outlay device.

Geht es um das Kuppeln einer Welle, so empfiehlt es sich, daß die zuvor genannte radial nachgiebige Büchse mit einem Gehäuse-Stirnflansch verbunden ist, der mit einem dazu verschiebbaren Außenzylinderge­ häuse mit etwa L-förmigen Profil den Zylinderraum bildet, in dem die Federanordnung untergebracht ist. Dabei kann die Federanordnung über den verschieb­ baren Außenzylinder, der zugleich als Außengehäuse fungiert, auf die Spannscheiben einwirken und somit die Büchse mit der Welle verklemmen. When it comes to coupling a shaft, it is recommended themselves that the aforementioned radially compliant Bush is connected to a housing end flange, the one with a sliding outer cylinder housing with an approximately L-shaped profile the cylinder space forms in which the spring arrangement is housed. The spring arrangement can move over the outer cylinder that also functions as an outer housing acts, act on the spring washers and thus jam the sleeve with the shaft.  

Geht es hingegen um das Kuppeln eines nabenförmigen Teiles, so erstreckt sich der Zylinder der Zylinder- Kolben-Anordnung zweckmäßig in das nabenförmige Teil hinein, trägt auf seiner Außenseite die Spannschei­ ben, während in seinem Inneren die Federanordnung an­ geordnet ist, die ihrerseits auf einem als Kolben fungierenden Zapfen eines Gehäuse-Stirnflansches ge­ führt ist. In diesem Fall bildet also der Zylinder selbst das Zwischenstück zwischen Federanordnung und Spannscheiben.However, it is about coupling a hub-shaped Part, so the cylinder of the cylinder extends Piston arrangement suitably in the hub-shaped part inside, carries the chuck on its outside ben while inside the spring assembly is ordered, which in turn is on a piston acting pin of a housing end flange ge leads is. In this case, the cylinder forms even the intermediate piece between the spring arrangement and Spring washers.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen anhand der Zeichnung; dabei zeigt:Further features and advantages of the invention result from the following description of Ausfüh Rungsbeispiele based on the drawing; shows:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer ersten Alterna­ tive einer Wellenkupplung; Fig. 1 shows an axial section of a first Alterna tive of a shaft coupling;

Fig. 2 einen Axialschnitt mit einer zweiten Al­ ternative und Fig. 2 shows an axial section with a second Al ternative and

Fig. 3 einen Axialschnitt mit einer Nabenkupp­ lung. Fig. 3 shows an axial section with a hub coupling.

Fig. 1 zeigt eine Welle 1, die über die erfindungs­ gemäße Kupplung und deren Anschlußteil 2 mit einem nicht weiter dargestellten Antrieb drehfest verbun­ den bzw. bei Bedarf davon wieder gelöst werden soll. Die Kupplung ist wie folgt aufgebaut: Fig. 1 shows a shaft 1 , which is connected via the coupling according to the invention and its connecting part 2 with a drive (not shown) in a rotationally fixed manner or, if necessary, to be solved again. The clutch is constructed as follows:

Das genannte Anschlußteil 2 bildet einen sich im wesentlichen radial erstreckenden Gehäuse-Stirn­ flansch und trägt in seinem Zentrum eine mit ihm drehfest verbundene Büchse 3. Die Büchse 3 umfaßt das Ende der Welle 1 und ist in diesem Bereich zur Erhöhung ihrer Elastizität axial geschlitzt. An ihrem äußeren Umfang sind zahlreiche konische Spannscheiben 4 angeordnet, wie sie unter dem eingetragenen Warenzeichen "RINGSPANN" bekannt sind. Sie stützen sich axial einerseits an einem vorsprin­ genden Bund 2 a des Gehäuse-Stirnflansches 2, ande­ rerseits an einem Ring 5 ab, der mit einem Außen­ zylinder 6 verschraubt ist.Said connecting part 2 forms an essentially radially extending housing end flange and carries in its center a sleeve 3 connected to it in a rotationally fixed manner. The sleeve 3 comprises the end of the shaft 1 and is axially slotted in this area to increase its elasticity. On its outer circumference, numerous conical washers 4 are arranged, as they are known under the registered trademark "RINGSPANN". They are axially supported on the one hand on a projecting collar 2 a of the housing end flange 2 , on the other hand on a ring 5 which is screwed to an outer cylinder 6 .

Der Außenzylinder 6 weist eine L-förmige Kontur auf und ist mit seinem nach Innen laufenden Wandteil auf dem Bund 2 a, im übrigen am Außenumfang des Stirnflan­ sches 2 axial verschiebbar geführt. An den beiden ge­ nannten Berührstellen sind jeweils Dichtringe 7 bzw. 8 angeordnet. Diese Dichtringe begrenzen einen Zylin­ derraum 9, der von dem Außenzylinder 6 und dem Ge­ häusestirnflansch 2 gebildet wird. Durch eine Lei­ tung 22 ist er mit Druckmittel, insbesondere Hydrau­ liköl beaufschlagbar.The outer cylinder 6 has an L-shaped contour and is guided axially displaceably with its wall part running inwards on the collar 2 a , otherwise on the outer circumference of the end flange 2 . At the two ge contact points sealing rings 7 and 8 are arranged. These sealing rings limit a cylin derraum 9 , which is formed by the outer cylinder 6 and the Ge häusestirnflansch 2 . By a Lei device 22 , it can be acted upon with pressure medium, in particular hydraulic oil.

Im Inneren des Zylinderraumes 9 sind drei gegenein­ ander gestellte Tellerfedern 10 untergebracht, die jeweils über Anschlagringe zwischen dem vorstehenden Bund 2 a des Stirnflansches 2 einerseits und dem Au­ ßenzylinder 6 andererseits axial verspannt sind. In the interior of the cylinder chamber 9 , three disc springs 10 placed against each other are accommodated, each of which is axially braced via stop rings between the projecting collar 2 a of the end flange 2 on the one hand and the outer cylinder 6 on the other.

Dadurch wird der Außenzylinder 6 relativ zu dem Stirnflansch 2 nach links verschoben und dement­ sprechend werden die konischen Spannscheiben 4 in eine steilere Flankenneigung gedrückt, also aufge­ richtet. Dabei verringert sich der Innendurchmesser der Spannscheiben 4 und demzufolge drücken sie die radial nachgiebige Büchse 3 gegen die Welle 1. Die Anpressung ist so bemessen, daß das gewünschte Dreh­ moment mit Sicherheit von dem Stirnflansch 2 auf die Welle 1 oder umgekehrt übertragen wird.As a result, the outer cylinder 6 is shifted to the left relative to the end flange 2 and, accordingly, the conical spring washers 4 are pressed into a steeper slope, that is to say straightened up. The inner diameter of the clamping washers 4 is reduced and consequently they press the radially flexible bushing 3 against the shaft 1 . The pressure is such that the desired torque is transmitted with certainty from the end flange 2 to the shaft 1 or vice versa.

Soll die Kupplung gelöst werden, so wird Druckmittel über die Leitung 22 in den Zylinderraum 9 gedrückt. Dadurch wird der Außenzylinder 6 nach rechts ver­ schoben und die Klemmwirkung der Spannscheiben 4 aufgehoben.If the clutch is to be released, pressure medium is pressed into the cylinder space 9 via the line 22 . As a result, the outer cylinder 6 is pushed ver to the right and the clamping effect of the spring washers 4 is canceled.

Aus der Zeichnung wird deutlich, daß durch die Un­ terbringung der Tellerfedern 10 in dem vom Druck­ mittel beaufschlagten Zylinderraum 9 eine sehr platz­ sparende Bauweise mit wenig Teilen erreicht wird.From the drawing it is clear that a very space-saving design with few parts is achieved by the accommodation of the disc springs 10 in the cylinder chamber 9 acted upon by the pressure.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Lösung. Hier ist ledig­ lich der vorstehende Bund 2 a weggelassen und statt dessen auf der Büchse 3 ein axial verschiebbares Zwischenstück 11 angeordnet. Dieses Zwischenstück 11 stützt sich an seinem rechten Ende an einem Anschlag 3 a der Büchse 3 ab und bildet somit auch einen orts­ festen Anschlag für die Tellerfedern 10. An ihrem gegenüberliegenden Ende wirken die Tellerfedern wie­ der auf den Außenzylinder 6, so daß sich die gleiche Funktion wie im vorherigen Ausführungsbeispiel er­ gibt. Fig. 2 shows a similar solution. Here the single collar 2 a is omitted and instead an axially displaceable intermediate piece 11 is arranged on the sleeve 3 . This intermediate piece 11 is supported at its right end on a stop 3a of the sleeve 3, and thus also forms a fixed stop for the disc springs 10 degrees. At their opposite end, the plate springs act like that on the outer cylinder 6 , so that it has the same function as in the previous embodiment.

Die Abdichtung des Zylinderraumes 9 gegenüber den Spannscheiben 4 erfolgt wiederum durch eine Dich­ tung 7, die hier zwischen dem Außenzylinder 6 und dem Zwischenstück 11 angeordnet ist.The sealing of the cylinder chamber 9 with respect to the spring washers 4 is again carried out by a device 7 , which is arranged here between the outer cylinder 6 and the intermediate piece 11 .

Fig. 3 zeigt eine Bauform für den Fall, daß das an­ zukuppelnde Teil nabenförmig ausgebildet ist. Anstel­ le der Welle 1 handelt es sich also in Fig. 3 um ei­ ne Nabe 12. Fig. 3 shows a design for the case that the part to be coupled is hub-shaped. Instead of le the shaft 1 , it is in Fig. 3 to egg ne hub 12th

Im Innenzylinder der Nabe 12 ist die radial elasti­ sche Büchse 13 angeordnet, die drehfest mit dem An­ schlußteil 14 einer nicht dargestellten Antriebsein­ richtung verbunden ist. Von innen wird die Büchse 13 durch ein Paket konischer Spannscheiben 15 beauf­ schlagt, die axial zwischen der Büchse 13 und einem Innenzylinder 16 verspannt sind.In the inner cylinder of the hub 12 , the radially elastic sleeve 13 is arranged, which is connected in a rotationally fixed manner to the connecting part 14 of a drive device (not shown). From the inside, the sleeve 13 is struck by a package of conical clamping disks 15 , which are clamped axially between the sleeve 13 and an inner cylinder 16 .

Der Innenzylinder 16 ist axial verschiebbar auf der Büchse 13 geführt und wird wiederum durch ein Paar gegeneinander gestellter Tellerfedern 17 derart in Axialrichtung belastet, daß die konischen Spannschei­ ben 15 in die Klemmposition gedrückt werden.The inner cylinder 16 is axially displaceable on the sleeve 13 and is in turn loaded by a pair of disc springs 17 against each other in such an axial direction that the conical clamping disks ben 15 are pressed into the clamping position.

Zweckmäßigerweise sind die Tellerfedern 17 radial innerhalb des Innenzylinders 16 angeordnet, damit die axiale Baulänge der Kupplung verkürzt wird. The disc springs 17 are expediently arranged radially within the inner cylinder 16 so that the axial length of the coupling is shortened.

Innen werden die Tellerfedern von einem Zapfen 18 durchquert, der mit dem Stirnflansch 14 verbunden ist und einen ortsfesten Anschlag für die Verspan­ nung der Tellerfedern bildet.Inside the plate springs are traversed by a pin 18 which is connected to the end flange 14 and forms a stationary stop for the tensioning of the plate springs.

Der im wesentlichen von dem Innenzylinder 16 und dem Stirnflansch 14 gebildete Zwischenraum 19 ist durch eine Leitung 20 mit Druckmittel beaufschlag­ bar, damit die Anpressung der Tellerfedern 17 und damit die Klemmwirkung der Spannscheiben 15 aufge­ hoben werden kann. Eine Dichtung 21 zwischen der Büchse 13 und dem Innenzylinder 16 stellt sicher, daß kein Druckmittel aus dem Raum 19 zu den Spann­ scheiben 15 entweichen kann. Gegebenenfalls kann auch noch der Durchgang des Zapfens 18 durch den Stirnflansch 14 abgedichtet sein.The space 19 formed essentially by the inner cylinder 16 and the end flange 14 is pressurized by a line 20 with pressure medium so that the contact pressure of the plate springs 17 and thus the clamping action of the tensioning disks 15 can be raised. A seal 21 between the sleeve 13 and the inner cylinder 16 ensures that no pressure medium from the space 19 to the clamping discs 15 can escape. If necessary, the passage of the pin 18 through the end flange 14 can also be sealed.

Allen Ausführungsbeispielen ist der Vorteil gemein­ sam, daß der Druckmittel-beaufschlagte Zylinderraum zugleich die Tellerfedern 10 bzw. 17 enthält und daß die Zylinder-Kolben-Anordnung weitgehend durch Ge­ häuseteile gebildet wird, in Fig. 1 und 2 durch die Teile 6 bzw. 2 und in Fig. 3 durch die Teile 16 bzw. 14.All of the exemplary embodiments have the advantage in common that the pressure medium-loaded cylinder space also contains the plate springs 10 and 17 and that the cylinder-piston arrangement is largely formed by housing parts in Ge, in FIGS . 1 and 2 by parts 6 and 2 and in Fig. 3 by parts 16 and 14 respectively.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Kuppeln eines rotationszylin­ drischen Teiles, insbesondere einer Welle oder Nabe (1 bzw. 12), wobei eine radial nachgiebige Büchse (3, 13) mit dem zylindrischen Teil ver­ klemmbar ist, indem sie durch eine Vielzahl konischer Spannscheiben (4, 15) radial be­ aufschlagt wird, wozu die Spannscheiben (4, 15) ihrerseits einer axial wirksamen Federanordnung (10, 17) ausgesetzt sind, um das zylindrische Teil (1, 12) mit der Büchse (3, 13) oder einem damit verbundenen Anschlußteil (2, 14) zu kuppeln und wobei das Lösen der Kupplung durch eine Zy­ linder-Kolben-Anordnung (2, 6; 14, 16) erfolgt, die durch ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel betätigt wird und die auf die Feder­ anordnung (10, 17) entgegen ihrer auf die Spann­ scheiben (4, 15) wirkenden Kraft einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (10, 17) in dem vom Druck­ mittel beaufschlagten Zylinderraum (9, 19) unter­ gebracht ist.1. A device for coupling a rotary cylin drical part, in particular a shaft or hub ( 1 or 12 ), wherein a radially resilient sleeve ( 3 , 13 ) can be clamped ver with the cylindrical part by a plurality of conical clamping disks ( 4 , 15 ) is opened radially, for which purpose the clamping washers ( 4 , 15 ) are in turn exposed to an axially effective spring arrangement ( 10 , 17 ), around the cylindrical part ( 1 , 12 ) with the bush ( 3 , 13 ) or a connecting part connected to it ( 2 , 14 ) to couple and wherein the clutch is released by a cylinder-piston arrangement ( 2 , 6 ; 14 , 16 ) which is actuated by a hydraulic or pneumatic pressure medium and which is arranged on the spring arrangement ( 10 , 17 ) acts against their tensioning discs ( 4 , 15 ), characterized in that the spring arrangement ( 10 , 17 ) is accommodated in the cylinder chamber ( 9 , 19 ) acted upon by the pressure medium. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (6, 16) und/oder der Kolben (2, 14, 18) durch Teile des Kupplungsgehäuses gebildet sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the cylinder ( 6 , 16 ) and / or the piston ( 2 , 14 , 18 ) are formed by parts of the clutch housing. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, zum Kuppeln einer Welle (1) , dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse (3) mit einem Gehäuse-Stirnflansch (2) verbunden ist, der mit einem dazu verschiebbaren Außenzylindergehäuse (6) mit etwa L-förmigen Profil den Zylinderraum (9) bildet.3. Apparatus according to claim 1 or 2, for coupling a shaft ( 1 ), characterized in that the bush ( 3 ) is connected to a housing end flange ( 2 ) which is displaceable with an outer cylinder housing ( 6 ) with approximately L- shaped profile forms the cylinder chamber ( 9 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Federanordnung (10) über ein Zwischenstück (11) an der Büchse (3) abstützt.4. The device according to claim 3, characterized in that the spring arrangement ( 10 ) is supported via an intermediate piece ( 11 ) on the sleeve ( 3 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (11) über Dichtungen (7) gegen­ über der Büchse (3) bzw. dem Außenzylinder (6) abge­ dichtet ist. 5. The device according to claim 4, characterized in that the intermediate piece ( 11 ) via seals ( 7 ) against the sleeve ( 3 ) or the outer cylinder ( 6 ) seals abge. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, zum Kuppeln eines nabenförmigen Teiles 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zylinder (16) der Zylinder-Kolben-An­ ordnung in das nabenförmige Teil (12) erstreckt und in seinem Inneren die Federanordnung (17) ent­ hält, die ihrerseits auf einem als Kolben fungie­ renden Zapfen (18) eines Gehäuse-Stirnflansches (14) angeordnet ist.6. Apparatus according to claim 1 or 2, for coupling a hub-shaped part 12, characterized in that the cylinder ( 16 ) of the cylinder-piston arrangement extends into the hub-shaped part ( 12 ) and in its interior the spring arrangement ( 17 ) ent holds, which in turn is arranged on a piston acting as a piston ( 18 ) of a housing end flange ( 14 ). 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Federanordnung (10, 17) enthaltende Zylin­ derraum (9, 19) durch Dichtungen (7, 21) gegenüber den Spannscheiben (4, 15) abgedichtet ist.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring arrangement ( 10 , 17 ) containing Zylin derraum ( 9 , 19 ) by seals ( 7 , 21 ) with respect to the clamping discs ( 4 , 15 ) is sealed. 8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konischen Spannscheiben (4) in einer von außen zugänglichen Bohrung des Zylinders (6) angeordnet sind.8. The device according to claim 2, characterized in that the conical clamping discs ( 4 ) are arranged in an externally accessible bore of the cylinder ( 6 ). 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Spannscheiben (4) in der genannten Bohrung des Zylinders (6) mit ihrem axial-außenliegenden Rand an einem radial-elastischen Sicherungsring abstützen, der in einer Nut der genannten Bohrung verrastbar ist.9. The device according to claim 8, characterized in that the clamping discs ( 4 ) in the said bore of the cylinder ( 6 ) with their axially outer edge are supported on a radially elastic locking ring which can be locked in a groove of the said bore.