DE9016232U1 - Formschlußkupplung für ein Handarbeitsgerät - Google Patents

Description

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Firma

Andreas Stihl Badstraße 115

7050 Waiblingen

A 39 464/kru 2 8. Nov. J990

Formschlußkupplung für ein Handarbeitsgerät

Die Erfindung betrifft eine Formschlußkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Formschlußkupplung ist als drehfeste Verbindung zwischen einem Antriebsteil und einem Abtriebsteil in Handarbeitsgeräten wie Motorkettensägen, Freischneidegeräten, Trennschleifern oder dgl. vorgesehen. So ist bei einem Freischneidegerät die Kupplungsglocke einer von einem Motor angetriebenen Kupplung über die Formschlußkupplung mit einer Abtriebswelle verbunden, welche einen Schneidkopf antreibt. Inbesondere bei derartigen Freischneidegeräten ist diese Art einer bekannten Steckverbindung problematisch. Aufgrund angeordneter elastischer Dämpfungselemente am Antriebsmotor, meist einem Verbrennungsmotor, kann ein

Achsversatz zwischen der gelagerten Kupplungsglocke und der in einem Stützrohr zentral gelagerten Abtriebswelle auftreten, wodurch nach dem formschlüssigen Einstecken der Abtriebswelle in die Kupplungsglocke, insbesondere aufgrund der hohen Drehzahlen von etwa 7000 U/min, erhebliche Probleme auftreten können. Auch führen in der Steckverbindung auftretende radiale Spiele, nicht zuletzt wegen auftretender Wechselbelastungen an den Schneidwerkzeugen des Schneidkop-

fes, zu einem Anschlagen der Steckverbindung, weshalb nach relativ kurzer Betriebsdauer die Formschlußkupplung bzw. die die Formschlußkupplung bildenden Bauteile ausgetauscht werden müssen. Ein derartiger Austausch der Bauteile bedingt nicht nur einen entsprechend langen Ausfall des Arbeitsgerätes, sondern ist auch zeit- und materialaufwendig und daher teuer. Auch leidet das Produktimage, wenn nach relativ kurzen Betriebszeiten immer die gleichen Teile zu erneuern sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formschlußkupplung für Handarbeitsgeräte, insbesondere Freischneidegeräte anzugeben, die bei einfacher Herstellung unter Ausgleich eines eventuell auftretenden Achsversatzes ein achsgleiches Zusammenfügen der Formschlußteile sicherstellt und eine große Lebensdauer aufweist.

Die Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Zwischen dem Steckabschnitt der Welle und der Aufnahme können große Toleranzen zugelassen werden, so daß die Formschlußkupplung durch einfache, kostengünstige Arbeitsschritte herstellbar ist. Der aufgrund Toleranzen bestehende Zwischenraum zwischen dem Steckabschnitt und der Aufnahme wird durch einen elastischen Einsatz ausgeglichen, wodurch eine formschlüssige Drehverbindung zwischen dem Antriebsteil und dem Abtriebsteil gewährleistet ist. Durch den elastischen Einsatz kann ferner ein Achsversatz zwischen der Kupplungsglocke und der Abtriebswelle ausgeglichen werden, ohne daß die Lager der Kupplungsglocke oder der Abtriebswelle einer erhöhten Belastung ausgesetzt sind. Dies ist insbesondere

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aufgrund der hohen Betriebsdrehzahlen von etwa 7000 U/min von erheblicher Bedeutung. Es hat sich gezeigt, daß durch die Anordnung des elastischen Einsatzes und dem dadurch erzielten elastischen Verhalten der erfindungsgemäßen Formschlußkupplung die Lebensdauer der Verbindung um ein Mehrfaches erhöht ist.

Vorteilhaft hat der Einsatz eine gleichmäßige Wanddicke, die etwa der Breite des Zwischenraums entspricht, so daß eine einfache Montage möglich ist. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die Wanddicke des Einsatzes geringfügig größer auszubilden als die Breite des Zwischenraums, um eine Preßpassung zu erzielen.

Der elastische Einsatz kann zum Beispiel aus einem Schlauchstück gebildet sein. Vorteilhaft ist vorgesehen, daß der Einsatz einen der Aufnahme bzw. dem Steckabschnitt entsprechenden Querschnitt aufweist.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Querschnitt des Steckabschnitts innerhalb eines gedachten, in der Aufnahme liegenden Kreises liegt. Durch diese Wahl der Abmessungen ist es möglich, daß der Steckabschnitt ohne Anordnung des elastischen Einsatzes in der Aufnahme frei drehen kann. Durch die Anordnung des Einsatzes wird somit erst die Formschlußverbindung geschaffen. Tritt eine Überlast auf, kann sich der elastische Einsatz bis zur Zerstörung verformt werden, so daß der Abtriebsteil relativ zum Antriebsteil drehen kann. Der Einsatz wirkt aufgrund seiner relativ dicken Wände als elastischer Dämpfer zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil.

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In bevorzugter Ausführung ist der Einsatz aus einem elastischen Kunststoff gebildet, vorzugsweise aus Polyurethan.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der nachfolgend im einzelnen beschriebene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Formschlußkupplung,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Formschlußkupplung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß Fig. 3 durch eine Formschlußkupplung anderer Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine Welle 1 als Abtriebsteil, an deren einem Ende ein Steckabschnitt 3 ausgebildet ist. Der Steckabschnitt 3 hat einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt, wie Fig. 3 zeigt. Vorteilhaft ist der Querschnitt ein Vieleck, insbesondere - wie im Ausführungsbeispiel dargestellt - ein Quadrat. Der Steckabschnitt 3 bildet somit einen Vierkant, wobei der Querschnitt eine derartige Abmessung hat, daß die Querschnittsdiagonale etwa dem Durchmesser der Welle 1 entspricht. Die Welle 1 bildet dabei an ihrem Übergang zum Steckabschnitt 3 eine Stirnseite 9 aus.

Dem Steckabschnitt 3 zugeordnet ist eine Aufnahme 4, die axial im Wellenstummel 10 einer das Antriebsteil bildenden

Kupplungsglocke 2 vorgesehen ist. Wie Fig. 2 zeigt, ist die Aufnahme 4 als den Wellenstummel 10 durchsetzende Aufnahme ausgeführt. Die Achse der Kupplungsglocke 2 und die Längsachse der Aufnahme 4 liegen vorzugsweise gleichachsig zueinander; konstruktionsbedingt kann aber auch ein geringfügiger Achsversatz bestehen.

Die Kupplungsglocke 2 ist Teil einer nicht näher dargestellten Kupplung, welche von einem Motor, insbesondere Verbrennungsmotor angetrieben ist. Die Welle bildet das Abtriebsteil der Kupplung und verbindet einen rotierenden Schneidkopf mit der Kupplungsglocke. Der Schneidkopf ist am Ende eines Schutzrohres befestigt, in dem die Abtriebswelle gelagert ist. Ein derartiges Arbeitsgerät wird als Freischneidegerät bezeichnet.

Die in der Kupplungsglocke 2 vorgesehene Aufnahme 4 hat einen dem Steckabschnitt 3 angepaßten Querschnitt, wobei der Querschnitt des Steckabschnitts 3 kleinere Abmessungen aufweist als der Querschnitt der Aufnahme 4. Hierdurch ist zwischen dem Steckabschnitt 3 und der Wandung der Aufnahme 4 ein Zwischenraum 5 gebildet (Fig. 2), der durch einen elastischen Einsatz 6 ausgefüllt ist. Der Einsatz 6 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan, und weist eine Wanddicke D auf, die der Breite B des Zwischenraums 5 entspricht (Fig. 2). Es kann vorteilhaft sein, die Wanddicke D geringfügig größer als die Breite B vorzusehen.

Der Kunststoffeinsatz 6 hat im gezeigten Ausführungsbeispiel einen der Aufnahme 4 bzw. dem Steckabschnitt 3 entsprechenden Querschnitt, wie insbesondere Fig. 3 zeigt. Das der WeI-

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le 1 zugewandte Ende des Kunststoffeinsatzes 6 weist einen radial nach außen ragenden Flansch 11 auf, der als Ringflansch ausgebildet ist.

Zur Montage der Formschlußkupplung 8 wird der Kunststoffeinsatz 6 entweder auf den Steckabschnitt 3 aufgeschoben oder in die Aufnahme 4 eingesteckt. Dann wird der Steckabschnitt axial in die Aufnahme 4 eingeschoben, bis der Ringflansch 11 zwischen der Stirnseite 9 der Welle 1 und der der Welle 1 zugewandten Stirnseite 12 des Wellenstummels 10 eingeklemmt liegt. In dieser in Fig. 2 gezeigten Lage ist sichergestellt, daß die Achse 13 der Welle 1 achsgleich mit der Achse 14 der Kupplungsglocke 2 liegt, so daß trotz des Spiels zwischen dem Steckabschnitt 3 und der Aufnahme 4 und eines eventuell bestehenden Achsversatzes durch die Anordnung des Kunststoffeinsatzes 6 die achsgleiche Lage von Welle 1 und Kupplungsglocke 2 zueinander gewährleistet ist.

Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, ist der Kunststoffeinsatz 6 länger als die Aufnahme 4 und vorteilhaft auch länger als der Steckabschnitt 3 ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Steckabschnitt 3 etwa so lang wie die Aufnahme 4, wobei der Steckabschnitt 3 aufgrund des Ringflansches 11 zwischen Wellenstummel 10 und Welle 1 im montierten Zustand innerhalb der Aufnahme 4 liegt.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist gemäß Fig. 4 vorgesehen, die Aufnahme 4 und den Steckabschnitt 3 zwar mit gleichem Querschnitt auszubilden, die Querschnittsabmessungen des Steckabschnitts 3 jedoch so vorzusehen, daß der Querschnitt innerhalb eines Kreises 7 liegt. Der Kreis 7 hat dabei einen Durchmesser, der gleich oder kleiner dem Durch-

messer der Aufnahme 4 ist. Der gedachte Kreis 7 liegt vorzugsweise mit geringem Abstand a zu den Wandungen der Aufnahme 4, wobei die Achse der Aufnahme 4 lotrecht auf der durch den Kreis 7 bestimmten Ebene steht. Die Eckpunkte des quadratischen Querschnitts des Steckabschnitts 3 liegen dabei auf dem Kreis.

Durch die Wahl der Querschnittsabmessungen gemäß Fig. 4 kann der Steckabschnitt 3 frei innerhalb der Aufnahme drehen, solange kein Einsatz angeordnet ist. Ist der Zwischenraum 5 durch einen elastischen Einsatz ausgefüllt, ist entsprechend der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 eine drehfeste Verbindung zwischen dem Wellenstummel 10 und dem Steckabschnitt 3 hergestellt. Der elastische Einsatz 6 gewährleistet dabei eine gute Dämpfung zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil·. Tritt eine Überlast auf, wird der elastische Einsatz bis zur Zerstörung verformt und der Steckabschnitt 3 dreht frei innerhalb der Aufnahme 4. Eine Schädigung der Kupplung oder des Antriebsmotors ist vermieden.

Claims (10)

Ansprüche

1. Formschlußkupplung zwischen einem Antriebsteil, insbesondere einem Rotationsbauteil wie Kupplungsglocke, Zahnrad, Riemenscheibe oder dgl., und einem Abtriebsteil, insbesondere einer Welle (1), wobei der Abtriebsteil (1) einen Steckabschnitt (3) mit einem von der Kreisform abweichenden Querschnitt und der Antriebsteil (2) eine Aufnahme (4) mit einem entsprechenden Querschnitt hat,

dadurch gekennzeichnet, daß der Steckabschnitt (3) im Querschnitt kleinere Abmessungen aufweist als der Querschnitt der Aufnahme (4) und der Zwischenraum (5) durch einen in die Aufnahme (4) eingeschobenen elastischen Einsatz (6) ausgefüllt ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) eine gleichmäßißge Wanddicke (D) aufweist, die etwa der Breite (B) des Zwischenraums (5) entspricht.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) einen der Aufnahme (4) bzw. dem Steckabschnitt (3) entsprechenden Querschnitt aufweist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt ein Vieleck, insbesondere ein Quadrat, ist.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Steckabschnitts (3) innerhalb eines gedachten, in der Aufnahme (4) liegenden Kreises (7) liegt.

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) aus Kunststoff, insbesondere Polyurethan, besteht.

7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) an einem Ende einen radial nach außen ragenden Flansch, insbesondere Ringflansch (11), aufweist.

8. Kupplung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (11) zwischen einer Stirnseite (9) der Welle (1) und der zugewandten Stirnseite (12) der Aufnahme (4) liegt.

9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) länger als die Aufnahme (4) ausgebildet ist.

10. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) länger als der Steckabschnitt (3) ausgebildet ist.