Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SHAFT CONNECTION BETWEEN TWO SHAFTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/049882
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a shaft connection between a first shaft and a second shaft, wherein the first shaft has a longitudinal axis, about which the shaft can be rotated, and wherein the shaft has a free end (12a) which engages into a coupling part (17) which can be connected in a rotationally fixed manner to the second shaft, wherein the free end of the first shaft is provided with an external profile which engages releasably into an internal profile of the coupling part, wherein the external profile and/or the internal profile are/is configured in each case as a dihedron with two side surfaces (14a, 14b) which extend substantially parallel to one another, wherein at least one side surface of the external profile and/or one side surface of the internal profile are/is configured in a convex manner in the longitudinal direction of the first shaft and/or the second shaft.

Inventors:
WISSER JOERG (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/008738
Publication Date:
April 23, 2009
Filing Date:
October 15, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WISSER JOERG (DE)
International Classes:
F16K5/02; F16D1/10; F16D3/02; F16K5/06
Foreign References:
JP2006144920A2006-06-08
JPH0374685A1991-03-29
DE20203289U12003-07-31
US20010032957A12001-10-25
US20020145126A12002-10-10
US20030066981A12003-04-10
JP2006144920A2006-06-08
Attorney, Agent or Firm:
WESTPHAL, MUSSGNUG & PARTNER (Villingen-Schwenningen, DE)
Download PDF:
Claims:

Patentansprüche

1. Wellenverbindung zwischen einer ersten Welle und einer zweiten Welle, wobei die erste Welle eine Längsachse (1) aufweist, um welche die erste Welle drehbar ist, und wobei die erste Welle ein freies Ende (12a, 22a) aufweist, welches in ein Kupplungsteil (17, 27) eingreift, welches mit der zweiten Welle drehfest verbindbar ist, wobei das freie Ende (12a, 22a) der ersten Welle mit einem Außenprofil versehen ist, welches in ein Innenprofil des Kupplungsteils (17, 27) lösbar eingreift, wobei das Außenprofil und/oder das Innenprofil jeweils als Zweiflach mit zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen (14a, 14b, 18a, 18b, 24a, 24b, 28a, 28b) ausgebildet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine Seitenfläche (14a, 14b, 24a, 24b) des Außenprofils und/oder eine Seitenfläche (18a, 18b, 28a, 28b) des Innenprofils in Längsrichtung der ersten Welle bzw. der zweiten Welle konvex ausgebildet ist.

2. Wellenverbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die ers- te Welle als Armaturenschaft (12, 22) einer Dreh- oder Schwenkarmatur ausgebildet ist

3. Wellenverbindung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zweite Welle als Welle eines Drehantriebs ausgebildet ist.

4. Wellenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden Seitenflächen (14a, 14b, 24a, 24b) des Außenprofils und/oder die beiden Seitenflächen (18a, 18b, 28a, 28b) des Innenprofils in Längsrichtung (12, 22) konvex ausgebildet sind.

5. Wellenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigs- tens eine Seitenfläche (14a, 14b, 24a, 24b, 28a, 28b) als Teil einer Zylinderoberfläche ausgebildet ist, wobei die Achse des Zylinders senkrecht zur Längsachse (1) des Armaturenschafts (12, 22) verläuft.

6. Wellenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die konvexe Seitenfläche (14a, 14b, 18a, 18b, 24a, 24b, 28a, 28b) einen derartigen Krümmungsradius aufweist, dass ein Schwenken der Längsachse (1) der ersten Welle in dem Kupplungsteil (17, 27) um etwa 1° bis 3°, vorzugsweise um etwa 1,5° bis 2° ermöglicht wird.

7. Küken (10, 10', 20, 20') für eine Dreh- oder Schwenkarmatur mit einem Grundkörper (15, 15', 25, 25') und einem an dem Grundkörper (15, 15', 25, 25') angeordneten Armaturenschaft (12, 22), wobei das Küken (10, 10', 20, 20') um eine durch den Armaturenschaft (12, 22) verlaufende Längsachse (1) in der Dreh- oder Schwenkarmatur drehbar ist, und wobei das von dem Grundkörper (15, 15', 25, 25') abgewandte freie Ende (12a, 22a) des Armaturenschafts

(12, 22) als Zweiflach mit zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen (14a, 14b, 24a, 24b) ausgebildet ist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine der Seitenflächen (14a, 14b, 24a, 24b) in Längsrichtung des Armaturenschafts (12, 22) konvex ausgebildet ist.

8. Küken nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die beiden Seitenflächen (14a, 14b, 24a, 24b,) konvex ausgebildet sind.

9. Küken nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass wenigstens eine Seitenfläche (14a, 14b, 24a, 24b) als Teil einer Zylinderoberfläche ausgebildet ist, wobei die Achse des Zylinders senkrecht zur Längsachse (1) des Armaturenschafts (12, 22) verläuft.

10. Küken nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Kü- ken (10, 10', 20, 20') als Kegelküken oder als Kugelküken ausgebildet ist.

11. Dreh- oder Schwenkarmatur mit einem Küken nach einem der

Ansprüche 7 bis 10.

Description:

Wellenverbindung zwischen zwei Wellen

Die Erfindung betrifft eine Wellenverbindung zwischen zwei Wellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der DE 43 30 819 Al ist eine Verbindung zwischen einer Drehoder Schwenkarmatur und einem Drehantrieb zu entnehmen, wobei ein äußeres Ende einer Armaturenwelle in ein Kupplungsteil der Ausgangswelle des Drehantriebs eingreift, wozu das äußere Ende der Armaturenwelle als Zweiflach ausgebildet ist und in eine entsprechende Ausnehmung formschlüssig eingreift.

Damit eine Kraftübertragung von dem Drehantrieb auf die Drehoder Schwenkarmatur stattfinden kann, ist ein entsprechender Formschluss nötig, was jedoch erfordert, dass die Achse der

Armaturenwelle und die Achse der Welle des Drehantriebs exakt fluchten. Sind die beiden Wellen gegeneinander verkippt, ist ein Einsetzen des freien Endes der Armaturenwelle in das Kupplungsteil nicht möglich oder führt zu hohem Verschleiß in der Armatur, da die Neigung der Achsen der Wellen gegeneinander nicht ausgeglichen werden kann. Zudem kann die Armatur aufgrund des Verschleißes undicht werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Wellenver- bindung zwischen zwei Wellen, insbesondere zwischen einer

Dreh- oder Schwenkarmatur und einem Drehantrieb, bereitzustellen, welche eine geringe Neigung zwischen den Achsen der Wellen, insbesondere der Achsen der Armaturenwelle der Dreh- oder Schwenkarmatur und der Antriebswelle des Drehantriebs, zu- lässt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Wellenverbindung zwischen zwei Wellen gemäß dem Patentanspruch 1.

BESTäTIGüNQSKQPIE

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Seitenfläche des als Zweiflach ausgebildeten Außenprofils des freien Endes einer ersten Welle, welche vorzugsweise als Armaturenschaft ausgebildet ist, oder wenigstens eine Seitenfläche des als Zweiflach ausgebildeten Innenprofils des Kupplungsteils, welches mit der zweiten Welle, welche vorzugsweise durch die Welle eines Drehantriebs gebildet ist, drehfest verbunden ist, in Längsrichtung der ersten Welle bzw. der zweiten Welle konvex ausgebildet. Eine derartig gewölbte Fläche erlaubt eine Kippbewegung der beiden Wellen gegeneinander, vorzugsweise eine Kippbewe- gung des Armaturenschafts gegenüber dem Kupplungsteil, durch welche es ermöglicht wird, nicht fluchtende Achsen der beiden Wellen bzw. nicht fluchtende Achsen von Armaturenschaft und Antriebswelle des Drehantriebs auszugleichen.

Vorzugsweise sind beide Seiten des freien Endes des Armaturenschafts oder beide Seitenflächen des Innenprofils des Kupplungsteils in Längsrichtung konvex ausgebildet, wodurch größere Versätze zwischen den Wellen ausgeliehen werden können.

Die konvexen Seitenflächen sind vorzugsweise als Teil einer

Zylinderoberfläche ausgebildet, wobei die Achse des Zylinders senkrecht zur Längsachse des Armaturenschafts verläuft.

Besonders bevorzugt weist die konvexe Seitenfläche einen der- artigen Krümmungsradius auf, dass ein Schwenken der Längsachse der ersten Welle, insbesondere des Armaturenschafts, in dem Kupplungsteil um etwa 1° bis 3°, vorzugsweise um etwa 1,5° bis 2° ermöglicht wird. Größere Neigungen der Achsen gegeneinander

müssen in der Regel nicht ausglichen werden, sodass eine vergleichsweise schwache Wölbung der Seitenflächen bereits ausreicht, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.

Das erfindungsgemäße Küken für eine Dreh- oder Schwenkarmatur weist einen Grundkörper und einen an dem Grundkörper angeordneten Armaturenschaft auf, wobei das Küken um eine durch den Armaturenschaft verlaufende Längsachse in der Dreh- oder Schwenkarmatur drehbar ist, wobei das von dem Grundkörper ab- gewandte freie Ende des Armaturenschafts als Zweiflach mit zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen ausgebildet ist, wobei wenigstens eine der Seitenflächen, vorzugsweise beide Seitenflächen, in Längsrichtung des Armaturenschafts konvex gewölbt ist. Vorzugsweise ist dabei die konvexe Seitenfläche als Teil einer Zylinderoberfläche ausgebildet, wobei die Achse des Zylinders senkrecht zur Längsachse des Armaturenschafts verläuft.

Besonders bevorzugt ist das Küken als Küken für einen Küken- hahn, insbesondere als Kegelküken oder als Kugelküken ausgebildet.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert.

Es zeigt:

Fig. Ia einen Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Küken und einem Kupp- lungsteil,

Fig. Ib einen weiteren Axialschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Figur Ia,

Fig. Ic eine Draufsicht auf das Küken gemäß Figur Ia,

Fig. 2b einen Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbei- spiel der Erfindung mit einem Küken und einem Kupplungsteil,

Fig. 2b einen weiteren Axialschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2a,

Fig. 2c eine Draufsicht auf das Kupplungsteil gemäß Figur 2a,

Fig. 3a einen Axialschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Küken und einem Kupp- lungsteil,

Fig. 3b einen weiteren Axialschnitt des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3a,

Fig. 3c eine Draufsicht auf das Küken gemäß Figur 3a,

Fig. 4a einen Axialschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Küken und einem Kupplungsteil,

Fig. 4b einen weiteren Axialschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4a und

Fig. 4c eine Draufsicht auf das Kupplungsteil gemäß Figur 4a.

In den Figuren Ia, Ib und Ic ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Küken 10 und einem Kupplungsteil 17 dargestellt. Das Küken 10 weist einen Grundkörper 15 und

einen daran angeordneten Armaturenschaft 12 auf, wobei der Armaturenschaft 12 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und eine Längsachse 1 des Küken 10 definiert. Der Grundkörper 15 ist kegelförmig ausgebildet und weist eine Durchgangsöff- nung 16 auf, sodass das Küken 10 ein Kegelküken bildet.

Der Armaturenschaft 12 weist ein freies Ende 12a auf, welches durch das von dem Grundkörper 15 abgewandte Ende des Armaturenschafts 12 gebildet ist. Das freie Ende 12 weist ein Außen- profil auf, welches als Zweiflach mit zwei Seitenflächen 14a, 14b ausgebildet ist. Die beiden Seitenflächen 14a, 14b sind jeweils konvex gewölbt, beispielsweise derart, dass sie einen Teil einer Zylinderoberfläche bilden, wobei der Zylinder derart angeordnet ist, dass die Achse des Zylinders senkrecht zur Längsachse 1 des Küken 10 steht. Die Seitenflächen 14a, 14b müssen dabei nicht zwingender Weise auf der Oberfläche eines einzigen Zylinders liegen. Die Seitenflächen 14a, 14b sind dabei derart ausgestaltet, dass für jeden Querschnitt durch das freie Ende 12a des Armaturenschafts 12 die Schnittlinien auf den Seitenflächen 14a, 14b parallel zueinander verlaufen. Da die Seitenflächen 14a, 14b jedoch gewölbt sind und zwar, da sie an dem freien Ende 12a einander gegenüberliegen, jeweils nach außenliegend und somit entgegengesetzt gewölbt sind, verlaufen die Seitenflächen 14a, 14b nicht exakt parallel zuein- ander. Der Krümmungsradius der Seitenflächen 14a, 14b ist dabei deutlich größer gewählt als der Abstand der Seitenflächen 14a, 14b von der Längsachse 1, so dass sich eine vergleichsweise flache Wölbung der Seitenflächen 14a, 14b ergibt.

Das freie Ende 12a des Armaturenschafts 12 greift in eine Ausnehmung 19 eines Kupplungsteils 17 ein. Die Ausnehmung 19 weist dabei ein Innenprofil auf, welches als Zweiflach mit zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen 18a, 18b ausge-

bildet. Die Seitenflächen 18a, 18b sind eben ausgebildet und verlaufen parallel zueinander. An den Seitenflächen 18a, 18b können die Seitenflächen 14a, 14b des freien Endes 12a des Armaturenschafts 12 anliegen, wobei jedoch auf Grund der Krüm- mung der Seitenflächen 14a, 14b des freien Endes 12a kein flächiger Kontakt zwischen den beiden Seitenflächenpaaren 14a, 14b; 18a, 18b erfolgt. Durch die Krümmung der Seitenflächen 14a, 14b des freien Endes 12a ist es möglich, das Küken 10 in der Ausnehmung 19 des Kupplungsteils 17 um einen geringen Win- kel α wie in Figur Ia dargestellt zu kippen. Der Winkel α kann beispielsweise etwa 1,5,° betragen. In der in Figur Ib dargestellten Schnittebene, welche senkrecht zu der in Figur Ia dargestellten Schnittebene des Ausführungsbeispiels der Erfindung liegt, ist ersichtlich, dass, da die Breite der Ausneh- mung 19 größer ist als die Breite des freien Endes 12a, weiterhin eine Schwenkbewegung der Längsachse 1 gegenüber dem Kupplungsteil 17 um einen Winkel ß möglich ist, welcher beispielsweise etwa 2° beträgt.

Die Verbindung zwischen dem Kupplungsteil 17 und dem Armaturenschaft 12 des Kükens 10 stellt eine Wellenverbindung dar, über welche es möglich ist, das Küken 10 um seine Längsachse 1 über einen nicht dargestellten Drehantrieb, dessen Antriebswelle drehfest mit dem Kupplungsteil 17 verbunden ist, zu dre- hen. Das Küken 10 ist dabei in einem nicht dargestellten Kükenhahn oder einer sonstigen Dreh- oder Schwenkarmatur angeordnet. Geringe Versätze zwischen der Längsachse 1 des Kükens 10 und der Längsachse der Antriebswelle des Drehantriebs können durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des freien Endes 12a des Armaturenschafts 12 des Kükens 10 ausgeglichen werden.

In den Figuren 2a, 2b und 2c ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Küken 20 und einem Kupplungsteil

27 dargestellt. Das Küken 20 weist einen Grundkörper 25 und einen daran angeordneten Armaturenschaft 22 auf, wobei der Armaturenschaft 22 im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und die Längsachse 1 des Küken 20 definiert. Der Grundkörper 25 ist kegelförmig ausgebildet, sodass das Küken 20 ein Kegelküken bildet, und weist eine Durchgangsöffnung 26 auf.

Der Armaturenschaft 22 weist ein freies Ende 22a auf, welches durch das von dem Grundkörper 25 abgewandte Ende des Armatu- renschafts 22 gebildet ist. Das freie Ende 22 weist ein Außenprofil auf, welches als Zweiflach mit zwei Seitenflächen 24a, 24b ausgebildet ist. Die Seitenflächen 24a, 24b verlaufen dabei parallel zueinander und sind eben ausgebildet.

Das freie Ende 22a des Armaturenschafts 22 greift in eine Ausnehmung 29 eines Kupplungsteils 27 ein. Die Ausnehmung 29 weist dabei ein Innenprofil auf, welches als Zweiflach mit zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen 28a, 28b ausgebildet. Die beiden Seitenflächen 28a, 28b sind jeweils konvex gewölbt, beispielsweise derart, dass sie einen Teil einer Zylinderoberfläche bilden, wobei der Zylinder derart angeordnet ist, dass die Achse des Zylinders senkrecht zur Längsachse der Antriebswelle des Drehantriebs, welche in einem exakt ausgerichteten System parallel zur Längsachse 1 des Küken 20 ver- läuft, steht. Die Seitenflächen 28a, 28b sind dabei derart ausgestaltet, dass für jeden Querschnitt durch das Kupplungsteil 27 die Schnittlinien auf den Seitenflächen 28a, 28b parallel zueinander verlaufen. Da die Seitenflächen 28a, 28b jedoch gewölbt sind und zwar in entgegengesetzte Richtung, da sie einander gegenüberliege Seitenflächen 28a, 28b der Ausnehmung 29 bilden, verlaufen die Seitenflächen 28a, 28b nicht exakt parallel zueinander. Der Krümmungsradius der Seitenflächen 28a, 28b ist dabei deutlich größer gewählt als der Abstand der

Seitenflächen 28a, 28b von der Längsachse 1, so dass sich eine vergleichsweise flache Wölbung der Seitenflächen 28a, 28b ergibt .

Die Figur 2c zeigt dabei eine Draufsicht auf die Ausnehmung 29 des Kupplungsteils 27, aus welcher ersichtlich ist, dass die Ausnehmung 29 im Wesentlichen quaderförmig und als Zweiflach ausgebildet ist, wobei die beiden Längsseitenflächen 28a, 28b konvex gewölbt sind.

An den Seitenflächen 28a, 28b können die Seitenflächen 24a, 24b des freien Endes 22a des Armaturenschafts 22 anliegen, wobei jedoch auf Grund der Krümmung der Seitenflächen 28a, 28b des Kupplungsteils 27 kein flächiger Kontakt zwischen den bei- den Seitenflächenpaaren 24a, 24b; 28a, 28b erfolgt. Durch die Krümmung der Seitenflächen 28a, 28b des Kupplungsteils 27 ist es möglich, das Küken 20 in der Ausnehmung 29 des Kupplungsteils 27 um einen geringen Winkel α wie in Figur 2a dargestellt zu kippen. Der Winkel α kann beispielsweise etwa 1,5,° betragen. In der in Figur 2b dargestellten Schnittebene, welche senkrecht zu der in Figur 2a dargestellten Schnittebene des Ausführungsbeispiels der Erfindung liegt, ist ersichtlich, dass, da die Breite der Ausnehmung 29 größer ist als die Breite des freien Endes 22a, weiterhin eine Schwenkbewegung der Längsachse 1 gegenüber dem Kupplungsteil 27 um einen Winkel ß möglich ist, welcher beispielsweise etwa 2° beträgt.

Die Verbindung zwischen dem Kupplungsteil 27 und dem Armaturenschaft 22 des Kükens 10 stellt eine Wellenverbindung dar, über welche es möglich ist, das Küken 20 um seine Längsachse 1 über einen nicht dargestellten Drehantrieb, dessen Antriebswelle drehfest mit dem Kupplungsteil 27 verbunden ist, zu dre-

hen. Das Küken 20 ist dabei in einem nicht dargestellten Kükenhahn oder einer sonstigen Dreh- oder Schwenkarmatur angeordnet. Geringe Versätze zwischen der Längsachse 1 des Kükens 20 und der Längsachse der Antriebswelle des Drehantriebs kön- nen durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kupplungsteils 27 ausgeglichen werden.

Die Figuren 3a, 3b und 3c zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zu großen Teilen dem Ausführungs- beispiel gemäß den Figuren Ia, Ib und Ic entspricht, sodass gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Das dritte Ausführungsbeispiel weist ein Küken 10' auf, welches sich von dem Küken 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich in der Ausgestaltung seines Grundkörpers 15' unter- scheidet, welcher im vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel kugelförmig ausgebildet ist, sodass das Küken 10' als Kugelküken ausgebildet ist. Der Grundkörper 15' weist dabei eine Durchgangsöffnung 16' auf, welche beispielsweise als zylindrische Durchgangsbohrung durch den Grundkörper 15' ausgebildet sein kann.

In den Figuren 4a, 4b und 4c ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches größtenteils identisch mit dem in den Figuren 2a, 2b und 2c dargestellten zwei- ten Ausführungsbeispiel ist, sodass gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Das vierte Ausführungsbeispiel weist ein Küken 20' auf, welches sich von dem in den Figuren 2a bis 2c dargestellten Küken 20 lediglich durch die Ausgestaltung seines Grundkörpers 25' unterscheidet. Das Küken 20' weist einen Grundkörper 25' mit einer Durchgangsöffnung 26' auf, welcher kugelförmig ausgebildet ist, sodass wiederum ein Kugelküken gebildet ist.

Bezugszeichenliste

10 Küken

10' Küken

12 Armaturenschaft

12a freies Ende

14a Seitenfläche

14b Seitenfläche

15 Grundkörper

15' Grundkörper

16 Durchgangsöffnung

16' Durchgangsöffnung

17 Kupplungsteil

18a Seitenfläche

18b Seitenfläche

19 Ausnehmung

20 Küken

20' Küken

22 Armaturenschaft

22a freies Ende

24a Seitenfläche

24b Seitenfläche

25 Grundkörper

25' Grundkörper

26 Durchgangsöffnung

26' Durchgangsöffnung

27 Kupplungsteil

28a Seitenfläche

28b Seitenfläche

29 Ausnehmung

1 Längsachse

α Winkel ß Winkel