DE4332477C2 - Hydraulisch beaufschlagbare Kupplung für die reibungsschlüssige Drehverbindung einer Nabe auf einer Welle, nach der Bauart eines Spannsatzes oder einer Schrumpfscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine reibschlüssige Drehverbindung mit

• - einer auf einer Welle aufsetzbaren und an dieser zu befe­ stigenden Keilringanordnung, die im Querschnitt V-förmig angeordnete Außenflächen aufweist und mit
• - zwei Spannringelementen mit konischen Innenflächen, die auf der konischen Außenfläche der Keilringanordnung gleiten.

Reibschlüssige Drehverbindungen der vorstehenden Art sind als Kupplung von Maschinenteilen bereits bekannt. So werden der­ artige Ausführungen z. B. zur Herstellung einer reibschlüssi­ gen Drehverbindung zwischen miteinander axial fluchtenden Wellen eingesetzt.

In der DE 31 49 067 ist eine solche Kupplung zur Herstellung einer reibschlüssigen Drehverbindung von Maschinenteilen ge­ zeigt. Diese Drehverbindung besteht aus einer auf beide Wel­ lenteile aufschiebbaren Nabe und einem Spannmechanismus. letzterer umfaßt eine auf die Nabe aufgesetzte Keilringanord­ nung, die im Querschnitt V-förmig (zur Mitte hin abnehmend) angeordnete Außenflächen und zwei äußere Spannringe mit ko­ nischen Innenflächen aufweist, die auf den Außenflächen der Keilringanordnung gleiten.

Die Keilringanordnung selbst besteht aus zwei Spannringen, die axial fest dadurch miteinander verbunden sind, daß man sie entweder ineinander verschraubt oder daß man beide Spann­ ringe mit einem gemeinsamen Zwischenstück verschraubt. Zur Abdichtung gegenüber der Nabe bzw. Welle ist an der Verbin­ dungsstelle der beiden Spannringe der Keilringanordnung eine Dichtung in Form eines O-Ringes vorgesehen.

Zwischen den radialen einander zugewandten und auf der Keil­ ringanordnung gleitenden äußeren Spannringen ist eine mit einer Zufuhrleitung in Verbindung stehende Druckringkammer so ausgebildet, daß sich diese Druckringkammer nur über einen Teil der Stirnseiten der äußeren Spannringe erstreckt. Hier­ für ist vorgesehen, daß ein bundförmiger Ansatz des einen Spannrings in eine Ausnehmung des anderen Spannrings greift. Dabei ist die Tiefe der Ausnehmung so gestaltet, daß der bundförmige Ansatz ständig über die ganze Spannbreite der Kupplung in Eingriff mit der Ausnehmung bleibt. Zur Abdich­ tung der Druckringkammer sind im bundförmigen Ansatz O-Ring- Dichtungen vorgesehen.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Kupplung besteht dar­ in, daß sich die Montage sehr aufwendig gestaltet. Dies liegt im wesentlichen daran, daß die V-förmige Außenfläche der Keilringanordnung zur Mitte hin abnimmt, so daß auf jeden Fall eine Zweiteiligkeit der Keilringanordnung, die nämlich zwei Spannringe umfaßt, notwendig ist. Für die Montage muß, nachdem die Nabe auf die Welle aufgeschoben ist, ein Spann­ ring der Keilringanordnung zusammen mit einem hierzu korre­ spondierenden äußeren Spannring auf die Nabe aufgeschoben werden. Anschließend wird der zweite Spannring der Keilring­ anordnung mit dem dazu gehörigen weiteren äußeren Spannring ebenfalls auf die Nabe aufgeschoben. Dabei muß darauf geach­ tet werden, daß der bundförmige Ansatz des äußeren ersten Spannrings in die Ausnehmung des weiteren äußeren Spannrings paßt und der erste Spannring der Keilringanordnung mit dem zweiten Spannring der Keilringanordnung verbunden wird. Au­ ßerdem besteht bei dieser Kupplung die Gefahr, daß Drucköl auf die Reibflächen der Spannringe gelangt und den Reibwert der Druckflächen stark herabsetzt.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Kupplung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kupplung so weiter zu bilden, daß die Kupplung einfach montierbar ist und die Reibflächen der Keilringanordnung bzw. Spannringe von Drucköl frei gehalten werden können.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß

• - ein Lagerring der Keilringanordnung seitlich nebengeordnet ist,
• - mindestens ein Befestigungsmittel vorgesehen ist, das die Keilringanordnung mit dem Lagerring derart miteinander ver­ bindet, daß der Lagerring seitenverschiebbar auf dem Be­ festigungsmittel gehalten ist,
• - eine Druckringkammer vorgesehen ist, die zwischen der Keil­ ringanordnung und dem Lagerring angeordnet ist und durch mindestens einen Teil der Stirnseiten von dem Lagerring und dem dem Lagerring am nächsten zugeordneten Spannringelement gebildet wird und
• - ein Druckmittelkanal vorgesehen ist, der mit der Druckring­ kammer fluidmäßig in Verbindung steht.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Reibflächen zwischen der Keilringanordnung und den auf der Keilringanordnung angeordneten und verschiebbaren Spann­ ringen frei von Öl bleiben. Dies wird dadurch erreicht, daß die zur Verschiebung der Spannringelemente vorgesehene Druck­ ringkammer als selbständiger und geschlossener Körper im Ab­ stand von der Keilringanordnung angeordnet ist.

Für die Anordnung der Druckringkammer ist vorgesehen, daß seitlich neben der Keilringanordnung und den beiden Spann­ ringelementen ein Lagerring vorgesehen ist, wobei die Druck­ ringkammer durch mindestens einen Teil der inneren Stirnsei­ te des Lagerrings und dem neben dem Lagerring angeordneten Spannringelement gebildet wird.

Zur Befestigung des Lagerrings sind Befestigungsmittel, vor­ zugsweise Schrauben, vorgesehen, wobei diese Befestigungs­ mittel auf dem Umfang des Lagerrings mehrfach angeordnet sind. Im montierten Zustand der Drehverbindung durchdringen diese Befestigungsmittel das dem Lagerring am nächsten zu­ geordnete Spannringelement und werden in dem weiteren Spann­ ringelement gehalten, wobei die Befestigungsmittel im dem dem Lagerring am nächsten gelegenen Spannringelement verschiebbar gelagert sind.

Als vorteilhafte Weiterbildung ist vorgesehen, daß das dem Lagerring nebengeordnete Spannringelement eine Ringschulter aufweist, die im montierten Zustand der Drehverbindung in eine Ausnehmung des Lagerrings eingreift und so die Druck­ ringkammer bildet. Hierfür ist vorgesehen, daß die Ringschul­ ter vorzugsweise Dichtungsmittel in Form von O-Ringen auf­ nimmt und so die Druckringkammer gegenüber der Umgebung ab­ dichtet.

Um zu vermeiden, daß die Drehverbindung ständig mit Hydrau­ likdruck beaufschlagt werden muß, um die reibschlüssige Ver­ bindung beispielsweise zwischen zwei Wellen zu gewährleisten, ist vorzugsweise eine Halteschraube vorgesehen, die die Spannringelemente in der Spannlage sichert. Hierfür ist die Halteschraube vorteilhafterweise im Lagerring unverlierbar angeordnet.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Drehverbin­ dung ist ein Ringelement vorgesehen, das das neben dem La­ gerring angeordnete Spannringelement umgreift und das vor­ zugsweise mit dem Lagerring ein einstückiges Teil bildet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung her­ vor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Drehverbindung in Spann­ stellung und

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Drehverbindung von Fig. 1 im entspannten Zustand.

Fig. 1 und 2 zeigen eine reibschlüssige Drehverbindung 10, die auf eine Welle 8 aufgeschoben ist.

Die Drehverbindung 10 besteht im wesentlichen aus einer Keil­ ringanordnung 2, zwei auf der Keilringanordnung 2 gleitenden Spannringelementen 1, 3 und einem neben einem der Spannring­ elemente 1 angeordneten Lagerring 18.

Die Keilringanordnung 2 ist unmittelbar auf der Welle 8 auf­ gesetzt und weist im Querschnitt V-förmig angeordnete und von der Mitte nach außen abnehmende Außenflächen auf.

Das erste Spannringelement 3 ist so gestaltet, daß dessen Innenfläche im montierten Zustand der Drehverbindung voll­ ständig auf einer der konischen Außenflächen der Keilring­ anordnung 2 zur Auflage kommt. Dies bedeutet, daß im montier­ ten Zustand der Drehverbindung 10 das Spannringelement 3 in Richtung der höchsten Stelle der Keilringanordnung 2 nicht weiter verschiebbar ist.

Auf der weiteren konischen Außenfläche der Keilringanordnung 2 ist das zweite Spannringelement 1 angeordnet. Es weist auf der dem Spannringelement 3 abgewandten Seite eine Ringschul­ ter 20 auf. Die Ringschulter 20 greift in eine Ausnehmung 11 des neben dem Spannringelement 1 angeordneten Lagerrings 18 und bildet so eine zur Erzeugung der reibschlüssigen Dreh­ verbindung notwendige Druckringkammer 5. Diese ist durch am äußeren Umfang der Ringschulter 20 angeordnete Ringdichtungen 9 gegenüber der Umgebung abgedichtet.

Es ist vorgesehen, daß im montierten Zustand der Drehverbin­ dung ein Ringelement 19 das erste Spannringelement 1 um­ greift. Vorteilhafterweise bilden das Ringelement 19 und der Lagerring 18 ein einstückiges Teil.

Der unmittelbar neben dem zweiten Spannringelement 1 angeord­ nete Lagerring 18 ist mittels Befestigungsmitteln 6, die als Kopfschrauben ausgebildet und auf dem Umfang des Lagerrings 18 verteilt angeordnet sind, mit dem ersten Spannringelement 3 fest verbunden. Dabei durchdringt jedes Befestigungsmittel 6 eine im zweiten Spannringelement 1 vorgesehene Durchgangs­ bohrung 12 und ist in einer Gewindebohrung 13 im ersten Spannringelement 3 gehalten.

Die zwischen dem Lagerring 18 und dem zweiten Spannringele­ ment 1 angeordnete Druckringkammer 5 steht mit einem Druck­ mittelkanal 7, der im Lagerring 18 angeordnet ist, in Verbin­ dung.

Zur Herstellung einer reibschlüssigen Drehverbindung zwischen zwei axial zueinander angeordneten Wellen 8, wird der Druck­ raum 5 über den Druckmittelkanal 7 mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt (Ausgangslage in Fig. 2 dargestellt). Dadurch gleitet das zweite Spannringelement 1 auf einer Außenfläche der Keilringanordnung 2 und erzeugt dadurch einen radialen Anpressdruck auf die von der Keilringanordnung 2 umgebene Welle 8, wodurch eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Welle 8 und der Drehverbindung 10 hergestellt ist (Fig. 1).

Mittels auf dem Umfang des Lagerrings 18 angeordneter Halte­ schrauben 4 kann die Drehverbindung 10 in der Spannlage gesi­ chert werden, so daß eine weitere Druckbeaufschlagung zur Beibehaltung der reibschlüssigen Drehverbindung 10 nicht mehr notwendig ist.

Claims (9)

1. Reibschlüssige Drehverbindung mit

• - einer auf einer Welle aufsetzbaren und an dieser zu be­ festigenden Keilringanordnung, die im Querschnitt V-för­ mig angeordnete Außenflächen aufweist und mit
• - zwei Spannringelementen mit konischen Innenflächen, die auf der konischen Außenfläche der Keilringanordnung glei­ ten, dadurch gekennzeichnet, daß
• - ein Lagerring (18) der Keilringanordnung (2) seitlich nebengeordnet ist,
• - mindestens ein Befestigungsmittel (6) vorgesehen ist, das die Keilringanordnung (2) mit dem Lagerring (18) derart miteinander verbindet, daß der Lagerring (18) seitenver­ schiebbar auf dem Befestigungsmittel (6) gehalten ist,
• - eine Druckringkammer (5) vorgesehen ist, die zwischen der Keilringanordnung (2) und dem Lagerring (18) angeordnet ist und durch mindestens einen Teil der Stirnseiten von dem Lagerring (18) und dem dem Lagerring (18) am nächsten zugeordneten Spannringelement (1) gebildet wird, und
• - ein Druckmittelkanal (7) vorgesehen ist, der mit der Druckringkammer (5) fluidmäßig in Verbindung steht.

2. Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Lagerring (18) nebengeordnete Spannringelement (1) eine Ringschulter (20) aufweist, die im montierten Zustand der Drehverbindung (10) in eine Ausnehmung (11) des La­ gerrings (18) eingreift und so die Druckringkammer (5) bildet.

3. Drehverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - das dem Lagerring (18) unmittelbar nebengeordnete Spann­ ringelement (1) eine Durchgangsbohrung (12) zur seiten­ verschiebbaren Aufnahme des Befestigungsmittels (6) auf­ weist und
• - das andere Spannringelement (3) eine Bohrung (13) mit einem Gewinde zur Aufnahme desselben Befestigungsmittels (6) aufweist.

4. Drehverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Druckringkammer (5) gegenüber den ko­ nischen Innenflächen der Spannringelemente (1, 3) bzw. der konischen Außenfläche der Keilringanordnung (2) Ringdich­ tungen (9) vorgesehen sind.

5. Drehverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung der Druckringkammer (5) gegenüber den ko­ nischen Innenflächen der Spannringelemente (1, 3) bzw. der konischen Außenfläche der Keilringanordnung (2) Ringdich­ tungen (9) an der Ringschulter (20) angeordnet sind.

6. Drehverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringelement (19) das neben dem Lagerring (18) angeordnete Spannringelement (1) umgibt.

7. Drehverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring (18) und das Ringelement (19) ein einstücki­ ges Teil bilden.

8. Drehverbindung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannringelemen­ te (1, 3) mittels mindestens einer im Lagerring (18) gehal­ tenen Halteschraube (4) in Spannlage sicherbar ist.

9. Drehverbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteschraube (4) unverlierbar in dem Lagerring (18) angeordnet ist.