• 专利附录
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  • 法律状态
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    • 专利摘要:

    公开号:WO1988005875A1
    申请号:PCT/EP1988/000055
    申请日:1988-01-27
    公开日:1988-08-11
    发明作者:Ünal GAZYAKAN；Horst RÖGNER
    申请人:Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag；
    IPC主号:F16D3-00
    专利说明:
    [0001] Formschlüssige Wellenkupplung
    [0002] Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Wellenkupplung mit ineinandergreifenden Kupplungsteilen, die einen begrenzten Drehwinkel zwischen den zu kuppelnden Wellen zulassen.
    [0003] Derartige Wellenkupplungen sind z. B. durch die DE-OS 22 01 425 bekannt. Sie dienen zur elastischen Stoß- und Schwingungsdämpfung und werden in der Regel bei rotierenden Wellen angewendet. Sie sind üblicherweise nicht schaltbar.
    [0004] Bei Schwenkwellen mit einem begrenzten Schwenkbereich ist es in manchen Betriebszuständen wünschenswert, die Drehmomentübertragung auszuschalten oder stark zu vermindern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Wellenkupplung zu schaffen, die eine schnelle En kupplung bzw. Kupplung der beiden Schwenkwellenteile zuläßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine formschlüssige Wellenkupplung der eingangs beschriebenen Art gelöst, indem durch Schaltmittel der Drehwinkelbereich veränderbar ist.
    [0005] Entspricht der Drehwinkelbereich dem Schwenkbereich der Welle wird kein Drehmoment von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle der Kupplung übertragen, während im Falle, daß der Drehwinkelbereich auf Null reduziert wird, eine formschlüssige Verbindung zwischen der Antriebs- und Abtriebsseite der Wellenkupplung besteht. Der mögliche Drehwinkelbereich wird durch das Spiel zwischen den ineinandergreifenden Kupplungsteilen sowie die Elastizität eventuell verwendeter elastischer Elemente bestimmt. Entsprechend den Federeigenschaften der elastischen Elemente verändert sich das übertragbare Moment in dem Drehwinkelbereich. Durch die Schaltmittel kann das Spiel bis auf Mull verkleinert werden bzw. die elastischen Elemente auf einen beliebigen Wert vorgespannt werden. Hierzu werden zweckmäßigerweise mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigbare Stellglieder verwendet. Aufgrund der kleinen Stellwege sind die Ansprechzeiten der Kupplung sehr kurz . Ein besonderer Vorteil wird dadurch erreicht, daß die zu kuppelnden Wellen mit der Verringerung des Spiels in die gleiche Winkelposition zueinander zurückgeführt werden.
    [0006] Bei Schwenkwellen, die um eine Mittelstellung ver schwenkbar sind, ist es zweckmäßig, den Drehwinkelbereich symmetrisch zu einer Mittelstellung veränderbar zu gestalten. Verändert sich die Drehwinkellage der zu kuppelnden Wellen zueinander im ausgekuppelten Zustand, so wird die Ausgangsstellung durch die Schaltmittel und Stellglieder beim Einkuppeln selbsttätig wieder hergestellt.
    [0007] Das Spiel zwischen den ineinandergreifenden Kupplungsteilen kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch veränderbar gestaltet werden, daß die Kupplungsteile axial bzw. radial zueinander verschiebbar sind und das Spiel längs des Verschiebeweges sich verändert, z . B . durch keilförmige Nuten oder konische Stifte . Die Veränderung kann linear oder nach einer gewünschten Funktion verlaufen, wobei auch Zwischenstellungen möglich sind.
    [0008] Zur Veränderung des Spiels und damit des Drehwinkels sind nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung an den Drehmomentübertragungsflächen der ineinandergreifenden Kupplungsteile nachgiebige Wandteile, z . B . in Form von Hydraulikkolben, vorgesehen. Durch Druckbeaufschlagung dieser Kolben kann das Spiel auf Null reduziert werden . Anschläge sorgen dafür, daß die Ausgangslage der zu kuppelnden Teile sicher wieder erreicht wird.
    [0009] In den Ansprüchen sind einige Varianten und Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Merkmale dargelegt . Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnnvolle Kombinationsmöglichkeiten im Rahmen der Erfindung. in der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt .
    [0010] Es zeigen
    [0011] Figur 1 eine erfindungsgemäße Wellenkupplung in einem teilweisen Längsschnitt mit axial zueinander verschiebbaren Kupplungsteilen.
    [0012] Figur 2 einen Teilschnitt entsprechend der Linie II/II in Figur 1.
    [0013] Figur 3 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Wellenkupplung mit radial zueinander verschiebbaren Kupplungsteilen.
    [0014] Figur 4 einen Teilquerschnitt durch eine erfindungsgemäße Wellenkupplung mit Hydraulikkolben.
    [0015] Durch eine Wellenkupplung 1 werden die zu kuppelnden Wellen 2 und 3 miteinander verbunden. Ein erstes Kupplungsteil 6 ist auf der Welle 2 über eine MitnahmeVerzahnung 4 in Verbindung mit einem Sprengring 5 axialfest und drehfest gehalten. In einer zylinderischen Ausnehmung 7 des Kupplungsteils 6 ist über eine Lagerbüchse 8 ein zweites Kupplungsteil 9 schwenkbar zum ersten Kupplungsteil 6 gelagert und mit der Welle 3 drehfest verbunden. Beide Kupplungsteile 6 und 9 weisen am Umfang verteilt Mitnahmebolzen 10 und 11 auf, die Rollen 12 und 13 tragen. Diese greifen in Führungsnuten 14 einer Kupplungsmuffe 15 ein. Die Erstreckung der Nut 14 in Umfangsrichtung ist aus Figur 2 zu entnehmen.
    [0016] Die Kupplungsmuffe 15 bildet an ihrem linken Ende einen ringzylinderischen Hydraulikraum 16, der gegenüber dem ersten Kupplungsteil 6 durch Radialdichtungen 17 abgedichtet ist. Zwischen diesen hat der erste Kupplungsteil einen radialen Vorsprung, der in dem Hydraulikraum 16 einen axial feststehenden Stufenkolben 18 bildet. Eine Anschlußbohrung für das Hydrauliköl ist mit 19 bezeichnet. Wird über diese Druckmittel in den Hydraulikraum 16 zugeführt, wird die Kupplungsmuffe 15 entgegen der Kraft einer Feder 21 nach links verschoben, wobei eine Rampe 20 den Mitnahmebolzen 1 1 mit der Rolle 13 in die Mittenstellung bringt und in den engen Teil der Führungsnut 14 einfädelt . In der Figur 2 ist eine andere extreme Ausgangslage des Mitnahmebolzens 1 1 gestrichelt gezeichnet.
    [0017] Befinden sich beide Mitnahmebolzen 10 und 1 1 mit ihren Rollen 12 und 13 in dem engen Teil der Führungsnut 14 ist der Drehwinkelbereich zwischen den zu kuppelnden Wellen 2 und 3 praktisch gleich Null . Ein kleiner Drehwinkelbereich kann u. U. zugelassen werden, wenn die Rollen 12 und 13 zur Stoß- oder Schwingungsdämpfung aus elastischem dampfendem Material hergestellt sind.
    [0018] Wird der Hydraulikraum 16 entlastet stellt die Feder 21 die Kupplungsmuffe über einen mittels Sprengring 23 in der Kupplungsmuffe 15 gehaltenen Deckel 22 in die axiale Ausgangslage zurück. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß eine Feder die Kupplungsmuffe in den gekuppelten Zustand hält und die Kupplung durch den Hydraulikdruck geöffnet wird. An den Enden der Kupplung sind Schutzvorrichtungen in Form eines Faltenbalges 24 und eines Abdeckmantels 25 vorgesehen .
    [0019] Die Ausführung nach Figur 3 zeigt einen ersten Kupplungsteil 26 und einen zweiten Kupplungsteil 27 , wobei der zweite Kupplungsteil im ersten Küpplungsteil schwenkbar gelagert ist . Ein radial angeordneter Mitnehmer zapfen 28 ist radial verschieblich im Kupplung steil 27 in einer Bohrung 29 geführt und kann über einen zentralen Druckmittelkanal 30 mit Druckluft oder Drucköl beaufschlagt werden . um Klappern und Geräusche zu vermeiden, kann es zweckmäß ig sein, den Mitnehmer zapfen 28 durch eine schwache Feder 31 in eine kegelige Vertiefung 32 zu drücken . Bei einer Schwenkbewegung des ersten Kupplungsteils 26 gegenüber dem zweiten 27 wird der Mitnehmerzapfen 28 nach innen gedrückt, ohne daß eine nennenswerte Drehmomentübertragung stattfindet. Wird allerdings der Mitnahmezapfen 28 durch das Druckmittel nach außen gedrückt, so findet eine spielfreie Drehmomentübertragung in beiden Richtungen statt und zwar stets in der gleichen Winkelstellung der beiden Kupplungsteile zueinander. Bei Bedarf können auf den Umfang verteilt mehrere Mitnahmezapfen angeordnet werden. Diese können gleich oder verschieden ausgestaltet werden, so daß je nach hydraulischer Verriegelung des einen oder anderen Mitnahmezapfens 28 verschiedene Drehwinkelbereiche eingestellt werden können.
    [0020] Die Ausführung nach Figur 4 hat ein mehrteiliges erstes Kupplungsteil 33 und ein zweites Kupplungsteil 34 mit sternförmig angeordneten Mitnehmern 35. Der Drehwinkelbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil wird begrenzt durch die Stellung von Hydraulikkolben 36 und 37, an denen die Mitnehmer 35 anliegen. Über Zuführungsbohrungen 38 und 39 können die Hydraulikkolben 36 und 37 gleichmäßig beauschlagt und bis zu einem mittigen Anschlag 39 verschoben werden. In der Anschlagposition ist das Spiel zwischen den Kuppiungsteilen 33 und 34 Null. Diese Ausführung ist für einen maximalen Drehwinkelbereich bis 30 ° ausgelegt. Zwischenwerte können durch Zwischenstellungen der Hydraulikkolben 36 und 37 erreicht werden.
    [0021] Die gezeigten hydraulischen Stellglieder können ohneweiteres auch pneumatisch betätigt werden oder durch mechanische oder elektrische Stellglieder ersetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, die Kupplungsmuffe 15 nach Figur 1 durch einen Elektromotor oder Elektromagneten axial zu verstellen. Bei der Ausführung nach Figur 4 können die Hydraulikkolben 36, 37 durch Elektromagneten ersetzt werden, und auch der Mitnahmezapfen 28 nach Figur 3 könnte elektromagnetisch betätigt werden. Dadurch eröffnen sich viele Möglichkeiten, durch elektronische Steuerungen mechanische Kopplungen für Schwenkverbindungen in Abhängigkeit von anderen Parametern beliebig zuzuschalten. Bezugszeichen
    [0022] 1 Wellenkupplung 24 Faltenbalges
    [0023] 2 Wellen 25 Abdeckmantel
    [0024] 3 Wellen 26 erstes Kupplungsteil
    [0025] 4 Mitnahmeverzahnung 27 zweites Kupplungsteil
    [0026] 5 Sprengring 28 Mitnehmerzapfen
    [0027] 6 erstes Kupplungsteil 29 Bohrung
    [0028] 7 Ausnehmung 30 Druckmittelkanal
    [0029] 8 Lagerbüchse 31 Feder
    [0030] 9 zweites Kupplungsteil 32 keglige Vertiefung 0 Mitnahmebolzen 33 erstes Kupplungsteil 1 Mitnahmebo1zen 34 zweites Kupplungsteil 2 Rolle 35 Mitnehmer 3 Rolle 36 Hydraulikkolben
    [0031] 14 Führungsnut 37 Hydraulikkolben
    [0032] 15 Kupplungsmuffe 38 Zuführungsbohrungen
    [0033] 16 Hydraulikraum 39 Anschlag
    [0034] 17 Dichtungen
    [0035] 18 Stufenkolben
    [0036] 19 Anschlußbohrung
    [0037] 20 Rampe
    [0038] 21 Feder
    [0039] 22 Deckel
    [0040] 23 Sprengring
    权利要求:
    Claims A N S P R Ü C H E
    1. Formschlüssige Wellenkupplung mit ständig ineinandergreifenden Kupplungsteilen, die einen begrenzten Drehwinkel zwischen den zu kuppelnden Wellen zulassen, g e k e n n z e i c h n e t durch Schaltmittel, durch die der Drehwinkelbereich veränderbar ist.
    2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Drehwinkelbereich symmetrisch zu einer Mittelstellung veränderbar ist.
    3. Wellenkupplung nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die ineinandergreifenden Kupplungsteile (15, 10, 11; 26, 27, 28) axial bzw. radial zueinander verschiebbar sind und in der einen Stellung ein größeres Spiel zueinander aufweisen als in der anderen Stellung.
    4. Wellenkupplung nach Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Spiel zwischen den ineinandergreifenden Kupplungsteilen durch mechanisch, pneumatisch hydraulisch oder elektrisch betätigbare Stellglieder veränderbar ist.
    5. Wellenkupplung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stellglieder Hydraulikkolben (36, 37) sind, die in einem Kupplungsteil (33) angeordnet sind und auf Mitnehmer (35) des anderen Kupplungsteiles (34) wirken.
    6. Wellenkupplung, nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen den ineinandergreifenden Kupplungsteilen bzw. zwischen den Stellgliedern und den Kupplungsteilen elastische Elemente angeordnet sind. Wellenkupplung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die elastischen Elemente Dämpfungseinrichtungen aufweisen.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE3802302A1|1988-08-11|
    EP0344183A1|1989-12-06|
    EP0344183B1|1990-12-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-08-11| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    1988-08-11| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1989-05-31| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988901254 Country of ref document: EP |
    1989-12-06| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988901254 Country of ref document: EP |
    1990-12-27| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988901254 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    EP8700036||1987-01-28||
    LUPCT/EP87/00036||1987-01-28||DE19883861464| DE3861464D1|1987-01-28|1988-01-27|Formschluessige wellenkupplung.|
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