DE4031486A1 - Torsionssteife metallbalgkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine torsionssteife Metallbalgkupplung zur Verbindung zweier nicht genau fluchtender Wellen mit einem federelastischen ein- oder mehrwandigen Metallbalg (3) [Fig. 1/2], dessen Enden (4) [Fig. 2] durch eine Klebeverbindung beidseitig in einer Ringnut (7) [Fig. 4], welche durch die Vormontage (8) [Fig. 4] eines außenliegenden Befestigungsringes (2) [Fig. 2/4] entsteht, mit der Kupplungsnabe (1) [Fig. 2/4] schwingungsfest verbunden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine sichere, schwingungsfeste Balg-Nabe-Verbindung, durch ein einfaches Herstellungsverfahren, wie hier das Drehen zu erhalten.

Die Außenseite des Befestigungsringes (2) dient als Werbefläche (5).[Fig. 1/2/4]

Die Drehmomentübertragung auf die treibende und getriebene Welle erfolgt über Kupplungsnaben (1) [Fig. 3] mit integrierten Konusbohrungen, die mit Hilfe einer Konusbuchse (10) [Fig. 3], auf die Welle (11) [Fig. 3] verklemmt werden, welches Stand der Technik ist.

Durch das Verbrennen der Konusbuchsen (10) [Fig. 3] in Richtung der Kupplungsmitte mit Hilfe von je 6x Klemmschrauben (12) [Fig. 3] ergeben sich sehr große Klemmkräfte. Um die Konusbuchsen wieder von der Welle zu lösen, bedarf es einer Abdrückvorrichtung.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine neue Abdrückvorrichtung, welche mit integrierten unverlierbaren Sechskantschrauben (13) [Fig. 3] ein sicheres Abdrücken der Konusbuchsen (10) [Fig. 3] von der Rückseite des Konusbuchsenflansches mit gängigem Werkzeug sehr sicher ermöglicht und den Einbauraum (14) [Fig. 1] der Kupplung sehr klein hält.

Fig. 1 Schnittzeichnung der Metallbalgkupplung

Fig. 2 Einzelteilzeichnung Klebeverbindung

Fig. 3 Einzelteilzeichnung Abdrückvorrichtung

Fig. 4 Vormontage Befestigungsring.

Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht zu ziehende Druckschriften:
- DE 36 39 092 A1
- DE 24 22 181 C2
- Witzemann Katalog (Hydra) Nr. 441 Ausg. 1985 S. 140-145
- Prospekte der im unmittelbaren Wettbewerb stehenden Firmen

Die Außenflächen werden von der Montage bedruckt.

3.) Kupplung, nach den Ansprüchen 1 + 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abdrückschrauben (13) [Fig. 3] hinter dem Konusbuchsenflansch (10) [Fig. 3] unverlierbar in der Kupplungsnabe (1) [Fig. 3] eingeschraubt, und durch das Anziehen der Abdrückschrauben in der Kupplungsnabe (1) (Fig. 3) festgeklemmt werden, wobei das Löschen der Konusbuchsen durch das Herausdrehen der geklemmten Abdrückschrauben mit Hilfe eines radial angesetzten Gabelschlüssels erfolgt. Der Schraubenkopf drückt dabei auf die Rückseite des Konusbuchsenflansches.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Metallbalgkupplung zur Verbindung nicht genau fluchtender Wellen mit einem federelastischen Metallbalg. Die Kupplung dient zur Winkel- und Drehmomentübertragung. Derartige Metallbalgkupplungen sind Stand der Technik.

Für Lebensdauer, Qualität, maximaler Belastbarkeit und kostengünstige Fertigung ist die Verbindung zwischen den Enden des Metallbalges, dem Balgbord, und den Kupplungsnaben entscheidend.

Hierzu ist es bereits bekannt, den Balgbord mit der Kupplungsnabe zu verschweißen, was jedoch grundsätzlich Schwierigkeiten bereitet, da die zu verbindenden Metalle von sehr unterschiedlichen Materialstärken sind. Ein Verzug des Metallbalges ist bei dieser Methode nicht zu vermeiden.

Bei einer anderen Art der Verbindung wird der Balgbord unmittelbar auf die Kupplungsnabe aufgeklebt. Diese Verbindung läßt sich zwar einfach herstellen, hat aber den wesentlichen Nachteil, daß die Klebeverbindung keine Schwingungen des Metallbalges aufnehmen kann. Die Klebung wird auf Scherung beansprucht und kann sich, ausgehend von einer Stelle, ablösen und reißen.

Bekannt ist auch die Metallbalg-Kupplungsnabe-Verbindung, bei welcher der Metallbalgbord einseitig in eine Nut, die an der Außenseite der Kupplungsnabe angebracht ist, eingerollt und mit Hilfe eines Einrolldrahtes geklemmt wird. Das Einrollen des Drahtes ist schwierig und arbeitsintensiv. Ein Verzug des Metallbalges ist dabei unvermeidbar.

Eine weitere bekannte Methode ist das beidseitige Verkleben der Balgborde in einer axial an der Kupplungsnabeninnenseite angebrachten dünnwandigen Nut. Die Schwierigkeit dieser Lösung besteht darin, eine Ringnut in der Serie zu fertigen, die nicht breiter als 0,5 mm und tiefer als ca. 6 mm ist. Dies ist nur durch sehr teure Verfahren zu erreichen und somit unwirtschaftlich. Im Handel befinden sich auch Kupplungen mit innenliegendem Klebering, wobei eine breite Ringnut durch einen eingesetzten Klebering zu einer dünnwandigen Nut wird, der nutzbare Nabeninnendurchmesser sich durch diese Lösung aber verkleinert.

In der Praxis hat sich aber gezeigt, daß diese steife Klebeverbindung den Schwingungsbelastungen nur schlecht gewachsen ist.

Oberflächenbeschaffenheit, Maßhaltigkeit und Sauberkeit einer solchen Nut können nur schwer beurteilt werden. Die Qualität einer solchen Verbindung hängt aber im wesentlichen von diesen Kriterien ab.

Die Aufgabe, eine einfache schwingungsbeständige Balg-Nabe- Verbindung herzustellen, wird erfindungsgemäß durch eine Ringnut, die erst durch die Vormontage eines außen angebrachten Befestigungsringes entsteht, gelöst. Die Ringnut wird bei dieser Lösung etwas breiter als ca. 0,3 mm + die Stärke des Metallbalgmaterials gewählt. Diese Ringnut wird mit Klebstoff gefüllt. Der nun einzusteckende Balgbord wird so beidseitig mit Kleber umgeben. Bedingt durch den überschüssigen Kleber und dem überstehenden Befestigungsring ergibt sich so an der Innenkante ein elastischer Klebewulst. Von entscheidender Wichtigkeit bei einer Klebeverbindung ist die Oberflächenbeschaffenheit, Reinigung und Maßhaltigkeit.

Gegenüber der vorher genannten Ausführung ist es so leicht möglich, die Oberflächen der zu verklebenden Teile sorgfältig zu vermessen und zu reinigen.

Eine solche Nut kann auch bei sehr kleinen Kupplungen gefertigt werden. Die Länge der Ringnut kann beliebig gewählt werden. Die Ringnut ist mit einfachen Drehvorgängen kostengünstig herzustellen. Der Kleber ist von elastischer Ausführung und handelsüblich.

Die Verbindung wird überraschenderweise selbst durch Schwingungen, wie sie an modernen Servoantrieben entstehen, nicht gelöst, da der Balgbord außen an dem Befestigungsring abgestützt und zusätzlich verklebt wird. Eine Abschälbelastung der Klebeverbindung wird so vermieden.

Es überrascht weiterhin, daß sich diese Lösung bewährt hat, obwohl der Befestigungsring außen nicht abgestützt wird. Die Klebeverbindung wird so elastisch gehalten und kann so besser den Schwingungen des Metallbalges standhalten.

Da fertig montierte Kupplungen schlecht handhabbar sind, oder bei Verfahren wie dem Einrollen, Verschweißen oder einseitigem Verkleben keine Fläche für technische Daten oder Werbung vorhanden ist, stellt die Beschriftung der Metallbalgkupplungen ein bekanntes Problem dar.

Erfindungsgemäß wurde dies so gelöst, das die Außenseite des Befestigungsringes als Werbefläche dient.

Das Bedrucken mit technischen Daten, wie Seriennummern, Typ und dem Firmenlogo kann so in der Serie vor der Montage leicht erfolgen.

Die einfach herzustellende Balg-Nabe-Verbindung mit außenliegendem Befestigungsring ermöglicht erst den Einbau der neuen Abdrückvorrichtung für Konusspannelemente, und ergibt damit eine einfache Gesamtkonstruktion.

Kraftschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen sind schon seit Jahren bekannt. Sie haben die Gemeinsamkeit, daß sie sich gegenseitig verkeilen, da die Konuswinkel sehr klein gehalten werden um eine sichere Drehmomentübertragung zu gewährleisten.

Es ist bereits bekannt, die Konusbuchse mittels einer am Konusbuchsenbord angebrachten Mutter mit Feingewinde abzudrücken. Dies ist sehr aufwendig. Die aufzubringende Kraft ist oft nicht ausreichend, die Konusbuchse von der Welle zu lösen. Störend ist auch das hohe Trägheitsmoment der Abdrückmutter. Weiterhin muß die Mutter gegen Verdrehen gesichert werden.

Die am häufigsten eingesetzte Abdrückmöglichkeit ist die Demontage mittels dreier Madenschrauben, die an der Stirnseite des Konusbuchsenflansches angebracht sind. Die Madenschrauben müssen bei dieser Lösung gegen Verdrehen gesichert werden. Diese Sicherung versagt aber spätestens nach der ersten Demontage. Das Abdrücken mittels eines Innensechskantschlüssels stellt den Monteur oft vor unlösbare Probleme, da die Abdrückkraft, die Dimensionierung der Schraube oder des Innensechskantschlüssels oft nicht ausreichend ist.

Zusätzlich muß auf jeder Seite ausreichend Platz zum Ansetzen des Innensechskantschlüssels vorhanden sein. Dies wird oft vergessen, wodurch die Zerstörung der Kupplung unvermeidbar wird.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Verbesserung der Demontage dahingehend zur Aufgabe gemacht, daß der zusätzliche Einbauraum entfallen kann und das Abdrücken der Konusbuchsen immer mit geringstem Mittelaufwand sehr sicher möglich ist. Eine zusätzliche Sicherung der Abdrückschrauben kann in jedem Fall entfallen.

Das Lösen der Konusbuchsen erfolgt erfindungsgemäß durch das Herausdrehen der 3 geklemmten Abdrückschrauben DIN 933 mit Hilfe eines radial angesetzten Gabelschlüssels. Der Schraubenkopf drückt dabei auf die Rückseite des Konusbuchsenflansches. Die Krafteinleitung erfolgt dabei auf 3 gleichmäßig auf einen Durchmesser liegenden Punkten an der Konusbuchsenflanschrückseite.

Die Konusbuchse löst sich so von der Welle und der Kupplungsnabe.

Die Abdrückvorrichtung ist wiederverwendbar.

Claims (2)

1. Torsionssteife Metallbalgkupplung zur Verbindung zweier nicht genau fluchtender Wellen mit einem federelastischen Metallbalg, wobei die Enden (4) [Fig. 2] des Metallbalges (3) [Fig. 1/2], in einer exakten Ringnut (7) [Fig. 4] durch eine beidseitige Klebeverbindung schwingungsfest gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß der außenliegende Befestigungsring (2) [Fig. 4] vor der Balgmontage auf die Kupplungsnabe (1) [Fig. 4] aufgeklebt wird und die Kupplungsnabe (1) [Fig. 4] so ausgelegt ist, daß für die Montage des Befestigungsringes ein Zentrierdurchmesser (15) [Fig. 4] und ein Klebeflansch (16) [Fig. 4] angebracht wurde, wodurch eine saubere und exakte Ringnut entsteht.

2. Kupplung, nach dem Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen (5) [Fig. 1/2/4] des Befestigungsringes als Werbe- bzw. Datenträger verwendet werden.