DE2304661A1

DE2304661A1 - Reibungskupplung bzw. -verbindung

Info

Publication number: DE2304661A1
Application number: DE2304661A
Authority: DE
Inventors: Olov Magnus Normark
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-04
Filing date: 1973-01-31
Publication date: 1973-08-16
Also published as: AU5172273A; JPS4887242A; AU474094B2; CH572161A5; CA984423A; ATA91073A; AT333557B; IT978745B; DE2304661C2; SE372607B; NL7301342A; FR2170761A5; US3985379A; FI59658B; GB1416911A; ZA73551B; ES411198A1; FI59658C

Description

Olov Magnus Normark, S 162 32 Vällingby 3 , Astrakangatan 2 (Schweden)

Reibungskupplung bzw. -verbindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reibungskupplung bzw. -Verbindung zur Verbindung von mechanischen Elementen, von denen zumindest eines eine im wesentlichen zylindrische Oberfläche besitzt.

Zur Verbindung von mechanischen Elementen, entweder in Form von Zwischengliedern, die beispielsweise in lasttragenden oder -abstützenden Vorrichtungen, wie Rahmenkonstruktionen, Gerüsten, Maschinen od.dgl.

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angeordnet sind, oder als Teil eines Leitungssystems für flüssige oder gasförmige Stoffe zur Bildung von dichten Rohrkupplungsverbindungen, wurden lange Zeit, verschiedene Arten von Schraubverbindungen verwendet.

Bei dieser Methode ist es jedoch erforderlich, daß die zu verbindenden Rohrelemente eine beträchtliche Wandstärke aufweisen, damit die Gewinde nicht in denTeil des Elementmaterials eindringen, denn die Abmessungen der Elemente müssen kontinuierlich sein, damit deren mechanische Festigkeit etc. nicht beeinträchtigt wird. Mit Ausnahme des verhältnismäßig kurzen Abschnittes, in dem die Gewinde vorgesehen sind, bedeutet dies für gewöhnlich eine Vergeudung von relativ kostspieligem Material, so daß bereits viele Versuche unternommen worden sind, vom Prinzip der Schraubverbindung abzugehen und gleichzeitig die Wandstärke der mechanischen Elemente im wesentlichen auf die im Hinblick auf mechanische Festigkeit erforderlichen Abmessungen und Sicherheitstoleranzen zu reduzieren.

Gemäß einem Vorschlag werden glatte Verbindungsflächen verwendet, wobei vorgefertigte Fugen zwischen den zu verbindenden Flächen mit Lötmasse gefüllt werden, die unter Bildung von festen, dichten Verbindungsstellen

mit entsprechenden Flächen auf den Verbindungsflächen aufgebracht wird.

Obwohl diese Methode viele Vorteile besitzt, ist es doch ein Nachteil, daß zusätzliche Vorrichtungen., wie z.B. eine Schmelzvorrichtung für das Verbindungslot soTtfie Zusatzgeräte zur Herstellung der Verbindungs stellen, besonders an verhältnismäßig schwer zugänglichen Stellen, erforderli h sind. Weiterhin kenn bei dieser Methode die Bezugsstellung von zwei durch eine solche Verbindungsstelle miteinander verbundenen Elementen nachträglich nur schwer justiert werde :, da für eine solche Justierung die Verbindungsstelle t-iieder eingeschmolzen und in der justierten Stellung durch neuerliches Schmelzen des Verbindungsmetalles neu angefertigt werden muß.

Gemäß einer anderen Alternativmethode wird eine Verbindungsstelle zwischen mechanischen Elementen mit .relativ glatten Verbindungsflächen unter Verwendung von Reibung erzeugenden Vorrichtungen mittels einer Klemmvorrichtung hex-gestellt. Solche Vorric: tungen sind für den speziellen Zweck oft geeignet, jedoch ist in vielen Fällen der Druck auf die anstoßenden Reibungsflächen ungleichmäßig oder wird auf diese Flächen in

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ungeeigneter Weise ausgeübt, so daß man eine derart unzuverlässige Verbindungsstelle erhalten kann, daß sie an kritischen Stellen nicht verwendet werden kann. Außerdem i^c:t es oft unmöglich, für solche Verbindungen ausreichend hohe Kräfte zu erzielen, wobei die zwischen den Reibujigsflächen wirkende Normalkraft nicht ausreicht·, die erforderliche Haftreibung aufrechtzuerhalten. Ein weiterer Nachteil bei bekannten Klemmvorrichtungen liegt darin, daß die Oberflächen der einen Teil der Klemmverbindung bildenden Elemente bei längerem Gebrauch deformiert werden, wobei auf den Oberflächen Rillen, Kerben, Grate etc, gebildet werden, durch die die Elemente für immer verklemmt werden und eine ne.einträgliche Justierung bzw. Demontage derselben unmöglich gemacht wird.

Gemäß einer anderen Variante, die als besondere Ausführungsform der oben beschriebenen Reibungsverbindung angesehen werden kann, wurde für Leitungssysteme der Vorschlag gemacht, daß auf einer Seite eine feste Reibungsverbindung hergestellt und auf der anderen Seite eine zusätzliche wirksame Dichtung gegen Ausströmen des Leitungsinhaltes aus dem Leitungssystem an verschiedenen darin vorgesehenen Kupplungsstellen vorgesehen wird.

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Gemäß dieser Ausführungsform wivd ein kegelstumpfförmiger Federring verwendet, der axialen Kräften ausgesetzt ist, während eine zylindrische Fläche des einen zu verbindenden Elementes als Widerlager bzw. Reaktionsfläohe dient, wobei durch die axialen Kräfte der Federring mit beträchtlichem Kraftmoment verdreht bzw. verk8.ntet wird. Dadurch wird die verhältnismäßig schmale Auflagefläche des Federringes gegen die vorhin erwähnte zylindrische Fläche gepreßt und zwar mit solcher Kraft, daß zwischen den Elementen ein äußerst fester Reibungsschluß uno. gleichzeitig eine äußerst wirksame Abdichtung gegen durch das Leitungssystem geförderte Druckmedien entsteht.

Eine solche Verbindung bietet viele Vorteile, nicht zuletzt wegen ihrer Einfachheit, jedoch kann besonders bei rohrförmigen Elementen durch den außerordentlich hohen Oberflächendruck zwischen der gextöhnlich schmalen Auflagefläche des Federringes und der zylindrischen Fläche letztere in unerwünschter Weise verformt und beispielsweise bei rohrförmigen Elementen eine Verdrehung und Verformung des Elementmaterials bewirkt werden, was in vielen Fällen besonders uner-.wünscht oder sogar kritisch sein kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung des zuletzt erwähnten Prinzips eine

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Reibungsverbindung" zu schaffen, die bezüglich des Oberflächendruckes einen größeren Spielraum gewährt und die Gefahr der Deformierung zylindrischer Verbindungsflächen der durch die Verbindung zu verbindenden Elemente praktisch zur Gänze ausschließt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß mindestens eine Muffe vorgesehen ist, die koaxial mit der erwähnten zylindrischen Fläche verläuft und entlang der zylindrischen Fläche axial auf bestimmte axiale Bezugsstellungen verstellbar ist, wobei im wesentlichen koaxial mit der Muffe ein kegelstumpfförmiger Federring angeordnet ist, der zumindest mit einer Außenfläche auf der Oberfläche der Muffe aufliegt und unter starker Einwirkung auf diese Oberfläche der Muffe mit Hilfe eines axial verstellbaren Druckelementes, das gegen den Federring wirkt, verdreht bzw. verkantet werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 im Schnitt eine Detailansicht der wichtigsten Elemente der erfindungsgemäßen Kupplung und deren Funktion bei Herstellung

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einer Reibungskupplung gemäß der Erfindung,

Fig« 2 im Schnitt eine grundlegende Detailansi ent der wichtigsten Verbindungselemente gemäß vorliegender Erfindung sowie deren Punktion bei Herstelung einer wahlweisen Reibungskupplung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 teilweise im Schnitt Elemente, die Teil einer Ausführungsform einer dichtenden Reibungskupplung gemäß der Erfindung zwischen zwei rohrförmigen mechanischen Elementen sind, wobei die Kupplung in unverspannter bzw. verspannter Stellung gezeigt ist,

Fig. 4 eine modifizierte Ausführungsform der in Fig· J5 gezeigten Kupplung, wobei ein mechanisches Element durch einen vollen Stab ersetzt ist,

Fig. 5 eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Muffe mit einem Anschlag für einen mit der Muffe zusammenwirkenden Federring,

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Pig. 6 eine Vergrößerung eines Details der in Pig· 5 gezeigten Ausführungsform,

Fig. 7 eine erfindungsgemäß ausgeführte Muffe mit einer anderen Anschlageinrichtung,

Fig. 8 eine konische Muffe sowie das Zusammenwirken derselben mit einem erfindungsgemäßen Federring,

Fig. 9 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reibungskupplung zwischen einem im wesentlichen massiven mechanischen Element und einem rohrförmigenElement unter Verwendung einer zylindrischen Muffe,

Fig. 10 und 11 ein Beispiel einer dichtenden Reibungskupplung zwischen zwei rohrförmigen mechanischen Elementen in unverspannter bzw. verspannter Stellung unter Verwendung einer aus einem konischen und einem zylindrischen Teil bestehenden Muffe,

Fig. 12 und Ij5 eine modixfizierte Ausfuhrungsform der in den Fig. 10 und 11 gezeigten Verbindung, wobei der konische und der zylindrische Teil aus voneinander trennbaren

Elementen besteht,

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Pig. 14 eine Ausführungsform einer Kupplung für zwei rohrförmige mechanische Elemente, die mit der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung ausgestattet sind, wobei eine Muffe mit zwei Elementen verwendet wird, die zueinander konisch verlaufen und wobei die Verbindung auf der linken Seite der Figur in unverspannter Stellung und ■ auf der rechten Seite der Figur in verspannter Stellung gezeigt ist,

Eig. 15 dieselbe Ausführungsform wie Fig. 14 mit der Ausnahme, daß die rohrförmigen mechanischen Elemente durch Stäbe, ersetzt wurden,

Fig. 16 und VJ ähnliche Ausführungsformen wie die Fig. 14 bzw. 15* wobei jedoch zwischen den Federringen um den zugehörigen Druckelementen Gleitringe eingesetzt sind,

Fig. 1-8 eine modifizierte Ausführungsform einer zylindrischen Schlitzmuffe,

Fig. 19 eine modifizierte Ausführungsform der in Fig. 9 gezeigten Verbindung, wobei ein als Anschlag für den Federring dienender Ring lose auf der Muffe angeordnet ist,

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Fig. 20 und 21 in unverspannter bzw. verspannter Stellung eine besondere erfindungsgemäß ausgeführte Verbindung, wobei die Muffe aus einem konischen Teil nnd einem inneren und äußeren Ringflansch besteht, die gleichzeitig mit einem konischen Federring gemäß der Erfindung zusammenwirken, und

Fig. 22 schematisch das Prinzip einer Ausführungsform einer konischen Muffe und eines Federringes gemäß einer modifizierten Ausfiihrungsform der- Erfindung.

In Fig. 1 ist eine zylindrische Muffe 10 gemäß der Erfindung gezeigt, über die ein mit abgerundeten oder abgeschrägten Randflächen versehener kegelstumpfförmiger Federring 11 geschoben ist. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können aber diese Randflächen auch plan oder kantig ausgebildet sein. Als Material für den Federring wird vorzugsweise Stahl verwendet, wenn auch andere Metalle und Metallegierungen, Laminate etc und Kunststoffe oder Fasermaterial ebenso für den gewünschten Zweck geeignet sind. Die Muffe 10 kann aus einem Metall, Kunststoff, Fasermaterial oder einem anderen für den genannten Zweck geeigneten synthetischen Stoff hergestellt werden.

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Der Härtegrad und die Federungscharakteristik oder die Korrosionsfestigkeit der für die Muffe 10 und denjFederring 11 verviendeten Materialien bleiben dem Gu'dünken des Fachmannes überlassen. Weiterhin kann der Fachmann die der vorliegenden-Aufgabe entsprechenden Dimensionen und Toleranzen frei bestimmen.

Das Bezugszeichen 12 bezeichnet ein massives Abstütselement für den Federring 11, das in der hier gezeigten Form eine Bohrung IJ zur Aufnahme der Muffe 10 mit gexfissem Spiel aufweist. Die Pfeile A zeigen die axialen Kräfte an, die auf die Außenseite des Federringes ausgeübt werden. Weiterhin ist mit dem Bezugszeichen 1^- die Stellung des Federringes in verspannter Stellung der Kupplung strichliert angedeutet. Die strichliertenjLinien 15 veranschaulichen in übertrieben dargestellter Weise die nach innen gebogene Stellung der Muffe 10, die der Stellung I^ des Federringes 11 entspricht.

In der in ausgezogenen Linien dargestellten Ausgangsposition von Muffe 10 und Federring 11 besitzt die Muffe über ihre Länge einen bestimmten Innen- und Außendurchmesser. Der Federring 11, der in dieser Stellung lose über die Muffe geschoben ist, hat zweckmäßig einen effektiven Innendurchmesser, der eine freie Axialverschiebung des Ringes 11 entlang der Muffe ermöglicht. Es ist daher wünschenswert, die Toleranzen 309833/0845

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sowohl von Muffe 10 als auch vom Federring 11 so zu bemessen, daß diese Elemente in· eingem Kontakt miteinander stehen, d.h. so, daß zwischen ihnen ein im wesentlichen geringfügiges Spiel besteht. Wie aus der Zeichnungsfigur ersichtlich ist, wurde der Federring 11 in Anlage an das stationäre Element 12 gebracht, welches Element in erster Linie eine fortgesetzte Bezugsbewegung zwischen Federring und Muffe verhindern und so als Anschlag dienen soll.

Wenn nun auf die Außenseite des Federringes 11 in Pfeilrichtung A Kräfte einwirken, die beispielsweise mittels der Endfläche einer verstellbaren und arretierbaren Druckmanschette od.dgl. (nicht geMeigt) ausgeübt werden, wird der Federring lllin die strichliert gezeigte Stellung 14 gekippt, wobei er gleichzeitig im wesentlichen wie ein. Kniehebel auf die Muffe 10 drückt, so daß durch die Drehbewegung des Ringes der effektive Innendurchmesser des Federringes 11 laufend vermindert wird. Dadurch wird die Muffe radial wirkenden Kräften ausgesetzt, durch die sich die Muffe über den Umfang nach innen zur mittleren Längsachse derselben buchtet, bis sie die Stellung 15 einnimmt.

Wenn unter Ausnützung des oben beschriebenen Effektes eine rein mechanische Reibungskupplung oder

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sowohl eine mechanische Reibungskupplung als auch eine Kupplung,- die gegen unter Druck stehendes Medium abdichtet, geschaffen werden soll, dann kann in zumindest ein offenes Ende der Muffe ein stabartiges oder rohrformiges Element eingeführt werden, das mittels der Kupplung beispielsweise mit einem das Abstutzelement 12 aufweisenden zweiten stab- oder rohrförmigen Element verbunden werden kann. Wird der Federring 11 durch Druck in der Pfeilriciitung A verkantet oder verdreht, so wird die gewünschte Verbindung erzielt. Der auf diese Weise entstehende beträchtliche Radialdruck wird über die
Wand der Muffe auf die in die Muffe eingeführten
mechanischen Elemente verteilt, so daß . / zwangsläufig eine Reibungskupplung bzw. Abdichtung entsteht, während gleichzeitig durch die Muffenwand verhindert wird, daß sich der Federring in die Elenente einfrißt und deren
Oberflächen deformiert, was sonst das Ausbauen der
Elemente erschweren oder unmöglich machen würde. Dabei wird die Elastizität des Muffenmaterials bzw. dessen
Weichheitsgrad ausgenützt. Die Eigenschaften, die vom Muffenmaterial verlangt werden, können für den jeweiligen Verwendungszweck der Reibungskupplung experimentell bestimmt werden.

Fig. 2 zeigt eine zylindrische Muffe 16 gemäß der vorliegenden Erfindung, in die ein kegelstumpffirörmiger

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Federring I7 mit abgerundeten oder abgeschrägten Kanten eingesetzt ist. Die grundlegenden Erfordernisse hinsichtlich Form, Material, Härte, Korrosionsfestigkeit · und Federcharakteristik für die Muffe 16 und die Feder I7 sind die gleichen wie unter Bezugnahme auf die Ausführungsform nach Fig. 1 beschrieben.

In Fig. 2 ist eine massive Abstützung l8 für den Federring 11 gezeigt; diese hat die Form eines ringförmigen Bundes od.dgl., der auf einem stationären Element (nicht gezeigt) angeordnet ist, auf welchem die Muffe 16 mit kleinem Spiel aufgeschoben ist. In Pfeilrichtung B werden axiale Kräfte am inneren Umfang des Federringes 17 aufgebracht. Die Stellung, die der Federring in der verspannten Stellung der Kupplung einnimmt, ist mit strichlierten Linien 19 veranschaulicht. Die strichlierten Linien 20 veranschaulichen in übertriebener Weise die nach außen gebuchtete Stellung der Muffe 16, die der strichliert gezeigten Stellung 19 des Federringes 17 entspricht.

Wenn Muffe 16 und Federring 17 die in ausgezogenen Linien gezeigten Stellungen einnehmen, dann besitzt die Muffe über ihre Länge einen bestimmten Innen- und Außendurchmesser. Der Federring 17* der in dieser Stellung

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lose in der Muffe 1.6 eingesetzt ist, weist zweckmäßig einen effektiven Außendurchmesser auf, der eine freie Axialbewegung des Federringes 17 in der Muffe 16 ermöglicht. In diesem Zusammenhange ist es oft zweckmäßig, die Toleranzen von Muffe 15 und Federring 17 so zu bestimmen, daß diese Elemente in engem Kontakt miteinander stehen, d.h. daß zwischen ihnen im wesentlichen kein Spielraum besteht. Der Federring 17 wird in Anlage an das stationäre Element 18 gebracht, das eine weitere Bezugsbewegung zwischen Federring 17 und Muffe 16 verhindert und demnach als Anschlag wirkt.

Wenn nun in Pfeilrichtung B Kräfte ringförmig auf den Innenteil des Federringes 17 aufgebracht werden, was beispielsweise durc- die Endfläche einer nicht gezeigten, verstellbaren und arretierbaren Druckmanschette od.dgl. bewirkt werden kann, dann wird der Federring 17 unter Einwirkung von Reaktionskräften von der Muffe 16 verdreht bzw. verkantet und in die strichliert gezeigte Stellung 19 gedruckt, wobei der effektive Außendurchmesser des Federringes 17 infolge der Drehbewegung des Ringes zunimmt. Dadurch wird die Muffe radial nach außen wirkenden Kräften ausgesetzt, durch welche die Muffe über ihren Umfang von der Mitte nach außen gebuchtet wird, bis sie die in übertriebener Weise veranschaulichte strichlierte Stellung 20 einnimmt.

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f.

Wenn unter Ausnützung des oben beschriebenen Effektes eine rein mechanische Reibungskupplung oder sowohl eine, mechanische Reibungskupplung als auch eine Verbindung, die gleichzeitig eine Dichtung gegen unter Druck stehendes Medium darstellt, geschaffen werden soll, dann können die zu verbindenden rohrförmigen Elemente beispielsweise auf die Enden der Muffe 16 aufgeschoben xverden. Wird . der Federring 17 in der oben beschriebenen Weise gekippt oder gedreht, so wird die gewünschte Verbindung hergestellt, wobei die vom Federring 17 ausgeübten relativ starken Radialkräfte über die Wand der Muffe auf die Innenfläche des bzw. der rohrförmigen mechanischen Elemente, die auf die Muffe 16 geschoben sind, verteilt werden, so daß zwangsläufig eine Reibungskupplung bzw. Abdichtung zwischen den Elementen erhalten wird, während gleichzeitig durch die Wand der Muffe verhindert wird, daß sich der Federring 17 in die Elemente einfrißt und deren Innenflächen derart deformiert, da£ eine Entfernung der Elemente von der Muffe erschwert oder unmöglich gemacht wird. In dieser Hinsicht wird die Elastizität des Muffenmaterials bzw. der Weichheitsgrad desselben ausgenützt. Die erforderlichen Eigenschaften des Muffenmaterials kam. können hierbei für den jeweiligen Verwendungszweck der Kupplung experimentell oder durch den Fachmann im Rahmen seiner Kenntnisse bestimmt werden.

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Pig. 3 zeigt ein etwas genaueres Ausführungsbeispiel einer Reibungsverbindung zwischen zwei mechanischen Elementen, wobei gleichzeitig von den in Pig. I und 2 beschriebenen und veranschaulichten grundsätzlichen Beispielen Gebrauch gemacht wird.

In dem in Fig. 3 gezeigton Ausführungsbeispiel bestehen die mechanischen Elemente, die mittels einer erfindungsgemäßen"Reibungskupplung miteinander verbunden xtferden sollen, aus einem Rohr 21 mit kleinem Durchmesser und einem Rohr 22 mit etwas größerem Durchmesser. Im Rohr 22 ist ein Stützring 23 eingesetzt, durch den das Rohr 21 hindurchgeführt ist. Der Stützring 23 soll entweder in Bezug auf das Rohr 22 oder das Rohr 21 stationär sein und ist mit einem Ringflansch 24 versehen, der als Anschlag für einen kegelstumpfförmigen Federring 25 dient. Im größeren Rohr 22 ist in Anlage an den stationären Ring 23 eine Muffe 26 der gleichen Art wie die Muffe 1β in Fig. 2 angeordnet, während um das Rohr 21 eine Muffe 27 von im wesentlichen derselben Bauart wie die Muffe 10 nach Fig. 1 geschoben ist. Der Federring 25 liegt mit seiner Innenringflache auf der Muffe 27 und mit seiner Außenringfläche an der Muffe 26 an. Durch Aufbringung von Kräften C auf die Außenringfläche des Federringes 25 mittels eines Druckelementes

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(nicht gezeigt) kann der Federring 25 verdreht bzw. verkantet und die in unterbrochenen Linien 28 gezeigte Stellung gedruckt werden. Auf diese Weise'können die Radialmaße des Pederringes verändert werden, wodurch beide Muffen 2β und 27 beträchtlichen Radialkräften ausgesetzt werden, durch die die Muffen 26, in engen Kontakt mit dem Rohr 22 bzw. dem Rohr 21 gepreßt werden, wie dies in übertriebener Weise durch die strichlierten Linien 29 und 30 yassaz veranschaulicht ist; diese strichlierten Linien zeigen in übertriebener •Weise die Funktionsweise der Muffen 26 und 27 bei Herstellung einer Haftreibung zwischen den jeweiligen Muffen und den Rohren 21 und 22.

Die Muffen 26, 27 sind in Bezug auf den Stützring 23 völlig frei, wobei die Muffe 27 mit entsprechender Passung in den ringföraigenAnschlagflansch 24 hineinragt.

Die in Fig. 3 gezeigte Reibungskupplung stellt sowohl eine mechanische Reibungskupplung als auch eine Abdichtung gegen Druckmedien dar.

Fig. 4 zeigt genau dieselbe Reibungskupplung zwischen zwei mechanischen Elementen, wobei das Rohr aus Fig. 3 durch einen Stift, Stab od.dgl. 30 ersetzt ist,

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während das Rohr 22 der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform beibehalten wurde. Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel sol 1 nur eine erf indungsgeniäße Reibungskupplung veranschaulichen, die bloß eine rein mechanische Kupplungsverbindung zwischen beispielsweise dem Stab 30 und dem Rohr 22 darstellen soll. In diesem Beispiel ist ein stationäres Stützelement 31 gezeigt, das am inneren Ende 32 des Stiftes 30 befestigt wird. Das Stützelement . 31 ist auch mit einem ringförmigen Stützflansch 33 versehen, der als Anschlagfläche dient.

Wie aus dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungs beispiel ersichtlich ist, können bei der Befestigung der Stützelemente, die zur Einschränkung der Axialverschiebung des Federringes auf der Muffe dienen, wenn axiale Kräfte auf den Federring einwirken, gewisse Probleme auftauchen. Eine einfache Lösung dieses Problems ist in den Figuren 5 und β gezeigt. Hierbei ist eine Muffe 34 gezeigt, die etwa in ihrer Mitte mit einer an der Außenseite verlaufenden Rille 35 versehen ist, deren Form am besten aus Fig. β ersichtlich ist. Die Rille dient zur Aufnahme der Innenringfläche des Federringes, wozu im vorliegenden Fall der Federring 36 etwas nach innen gedrückt werden muß, um in die Nut 35 einrasten zu können; dabei dient die Wand der Nut als Sperre gegen Axialverschiebung des Federringes.

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Pig. 7 zeigt eine andere einfache Alternative zur Lösung des oben angeführten Problems. In dieser Zeichnungsfigur ist eine Muffe 37 gezeigt, die an ihrer Außenseite mit einem Ringflansch od.dgl. 38 versehen ist, an dem einFederring 39 anliegt und so gegen Weiterverschiebung entlang der Muffe 37 nach rechts gesichert ist, wenn der Federring 39 durch Einwirken von Axialkräften in die strichliert gezeigte Stellung 40 gekippt wird, wie dies im Zusammenhang mit den früheren AusführungsbeispiäLen bereits beschrieben wurde.

In Pig. 8 ist ein weiteres Beispiel der Siche-•rung des Pederringes gegenAxialverschiebung veranschaulicht, wobei hier der Federring mit 41 bezeichnet- ist. Gemäß diesem Beispiel ist ein mechanisches Element 4-2, das beispielsweise eine zylindrische,Wand, Behälterwand od.dgl. besitzen kann, mit einer Einführöffnung 43 für das zweite Element 44 versehen, das in diesem Falle ein Rohr ist. Auf das Rohr 44 ist eine Muffe 45 mit einer außen konisch verlaufenden Fläche aufgeschoben. Wenn der Federring 41 in der Zeichnung axial nach rechts verschoben wird, dann wird er durch de·", zunehmenden Durchmesser der konischen Fläche gegen weitere Axialverschiebung gesichert. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, nimmt der Ring auf der Muffe 45 eine

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natürliche Halteteilung ein, worauf der Ring 41 durch Einwirken axialer Kräfte in Pfeilrichtung D auf die Außenseite des Ringes in die strichliert gezeichnete Stellung 46 gekippt bzw. gedreht werden kann. Infolge der auf den Ring ausgeübten Kraft wird die konische Muffe 45 etwas nach innen gedrückt, wie dies in übertriebener Form durch die strichlierten Linien 47 gezeigt ist, wodurch eine starke Haftreibung zwischen der zylindrischen Innenseite der Muffe und der gegenüberliegenden Außenseite des Rohres 44 entsteht. Die zur Aufbringung der axialen Kräfte in Pfeilrichtung D erforderliche Druckeinrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel verstellbar, beispielsweise in Form einer am stationären Element 42 angeordneten Schraubverbindung. Um jedoch die Veranschaulichung des Prinzips der Erfindung im Zusammenhange mit konisch ausgebildeten Muffen nicht unnötig zu komplizieren,' ist in Fig. 8 eine solche zur Druckausübung vorgesehene Einrichtung nicht gezeigt.

Ein praktisches Beispiel einer rein mechanischen Reibungsverbindung zwischen zwei mechanischen Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung ist, teilweise im Schnitt, in Fig. 9 gezeigt. In dieser Zeichnungsfigur bezeichnet das Bezugszeichen 48 ein massives Stabelement,

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während das Bezugszeichen 49 ein Ende eines Rohres bezeichnet, das das andere der beiden durch die erfindungsgemäße Reibungskupplung zu verbindenden mechanischen Elemente darstellt. In einem Ende des Stabelementes 48 ist eine zylindrische Bohrung 50 zur Aufnahme des Rohrendes 49 vorgesehen. Das Rohr 49 kann natürlich soweit eingeführt werden, bis es am Boden 51 der Bohrung 50 anliegt, obwohl im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Rohr bis zu jeder beliebigen Stelle entlang der axialen Länge der Bohrung eingeschoben werden kann, da die Reibungskupplung der vorliegenden Erfindung flexibel und nicht an bestimmte Montagepunkte gebunden ist.

In dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ist auch eine zylindrische Muffe 52 gezeigt, die mit Schiebesitz auf das Ende des Rohres 49 aufgeschoben ist. Bei diesem Beispiel ist die Muffe 52 in eine Ausdrehung der Bohrung 50 im Stabelement 48 eingesetzt, wobei das Ende 53 des Stabelementes eine Sicherung gegen Axialverschiebung des Federringes 54 darstellt.

In dem in Fig. 9 gezeigten AusfUhrungsbeispiel ist das Ende 55 des Elementes 48 mit Gewinde 56 versehen, das an einem Teil mit etwas größerem Durchmesser

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als der Hauptdurchmesser des Elementes 48 angeordnet ist. Auf das Gewinde 56 ist eine Schraubkappe 57 aufgeschraubt, die als Ringanpreßelement dient und lose auf dem Rohr 49 gleitend geführt ist. Dio Schraubkappe 57 ist innen mit einer Druckfläche 58 versehen, an der der Federring 54 mit seiner Außenseite anliegt. Alle in Fig. 9 mit voll aufgezogenen Linien gezeigten Stellungen der Elemente stellen die Ausgangsstellung vor Herstellung der Reibungsverbindung dar. Die strichlierten Linien 59 zeigen den Federring 54 in seiner verkanteten bzw. verdrehten Stellung, in die der Ring gepreßt wird, wenn durch Anziehen der Schraubkappe 57* d.h. durch Aufschrauben nach rechts in der Zeichnung, auf den Ring 54 durch die Druckfläche 53 Druck ausgeübt wird. Durch die Kniehebelwirkung, die im wesentlichen durch Einwirken der Druckfläche 58 auf den Federring 54 entsteht, wird die Muffe 52 stark gegen die Außenseite des Rohres 49 gepreßt, so daß die Muffe in die strichliert gezeigte Stellung βθ nach innen gebogen wird. Die Muffe 52 verteilt dadurch die Hebelkräfte um den Federring derart, daß eine günstige Kräfteverteilung zwischen Außenseite des Rohres 49 und Innenseite der Muffe 52 erzielt wird, was zu einer verhältnismäßig einheitlichen Kräfteverteilung führt; dadurch wird die

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Reibungsverbindung wirksamer und eine unerwünschte Deformierung der Außenseite des Rohres 49 verhindert, so daß gegebenenfalls die Kupplung,durch Lösen der Schraubkappe 57 und Entfernen des Rohres 49 aus der Muffe 52 gelöst werden kann.

Die Figuren 10 und 11 zeigen eine praktischere Konstruktion der erfindungsgemäßen Reibungskupplung, die besonders für die gleichzeitige Abdichtung gegen unter Druck stehende Medien geeignet ist, in einem Anfangsstadium der Herstellung der Verbindung bzw. in verspanntem Zustand der Kupplung. In den Figuren 10 und 11 besteht ein mechanisches Element aus einem verhältnismäßig dickwandigen Rohr öl, während das andere Element aus einem verhältnismäßig dünnwandigenkohr 62 mit kleinerem Durchmesser als das Rohr 61 besteht. Das Rohr 62 liegt mit Schiebesitz verhältnismäßig eng an der Innenseite 6j5 des Rohres öl. Auf das Rohr 62 ist eine Muffe 64 von - verglichen mit den oben beschriebenen Muffen - etwas modifizierter Bauart aufgepaßt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel besteht die Muffe 64 aus einem konischen Teil 65, dessen Außenfläche 66 an einer entsprechenden konibchen Ringfläche in der öffnung des Rohres öl anliegt und einem Ringflansch 67, der in dem gezeigten Beispiel ebenfalls konisch ausgebildet ist. Zwischen der konischen Fläche 66 und dem

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Ringflansch &J ist eine ringförmige Schulter 68 vorgesehen, die als Anschlag für den Federring 69 dient.

Wie aus der Zeichnungsfigur ersichtlich, ist das Rohr 61 mit einem Gewindeendteil 70 versehen, auf den ein kappenartiges Anpreßelement 7I aufgeschraubt ist. Das Anpreßelement ¹Jl besitzt eine innere Anpreßfläche 72, an der der Federring 69 in der in Fig. 10 gezeigten Stellung, d.h. in der Stellung, in der die Verbindung zwischen den beiden Elementen 61 und 62 noch nicht fertiggestellt ist, lose anliegt.

Fig. 11 veranschaulicht jene Stellung des in , Fig. 10 gezeigten Elementes, in der die Reibungskupplung bereits verspannt ist. Wie aus der Figur ersichtlich, wurde in dieser Stellung der Federring 69 durch Aufschrauben des Anpreßelementes Jl verkantet bzw. verdreht. Das Bezugszeichen 75 zeigt an, wie infolge der Hebelwirkung durch den Federring 69 die Muffe 64 in engen Kontakt mit der Wand des Rohres 62 nach innen gebogen ist. Auf diqse Weise entsteht eine dichtende Reibungsverbindung zwischen der Innenseite der Muffe und der Außenseite des Rohres 62, Wie aus der Zeichnung weiteres ersichtlich ist, wird auch zwischen der Außenseite des Ringflansches 67 und der Innenseite des Federringes 69 ein enger dichtender Kontakt geschaffen.

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Weiters wurde auch durch die Axialverschiebung des Anpreß element es 71 ein enger dichtender Kontakt zwischen der konischen Fläche 66 der Muffe 64 und einer entsprechenden konischen Fläche in der öffnung des Rohres 61 hergestellt, was bedeutet, daß zwischen dem Rohr 61 und dem Rohr 62. eine äußerst wirksame Dichtung geschaffen wurde. Außerdem wird zwischen der Außenseite des Federringes 69 und einer Auflagefläche 74 im Inneren des Anpreß element es "Jl eine Abdichtung geschaffen, die eine zusätzliche Sicherung der so hergestellten Reibungskupplung gegen aus den Rohren 61 und 62 austretendes Druckmedium darstellt.

Das Anpreßelement Jl ist an seiner Innenseite mit einer ringförmigen Radialfläche 75 versehen, die gleichzeitig, während das Anpreßelement den Federring 69 in seine verkantete bzw. verdrehte Lage preßt, die Muffe 64 an die konische Fläche in der öffnung des Rohres 61 anpreßt, so daß das Anpreßelement Jl eine Doppelfunktion erfüllt, nämlich die Muffe 64 in eine Stopstellung zu führen und gleichzeitig den Federring in seine Arbeitsstellung zu verkanten.

Die in den Figuren 12 und I3 veranschaulichte AusfUhrungsform ist im wesentlichen dieselbe wie in den Figuren 10 und 11, wobei die einzelnen Elemente mit denselben Bezugszeichen wie in den Figuren 10 und 11 bezeichnet sind. Der Unterschied zwischen der

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Ausführungsform nach Pig. 12 und Ij5 und der nach Fig. und 11 besteht in einer Modifizierung der Muffe 64, deren beiden Teile 65 und 67 beim Beispiel nach Fig. und 11 aus einem Stück bestehen.

Während in Fig. 10 und 11 die Muffe 64 aus zwei eine Einheit bildenden Teilen 65 und 67 besteht, besteht die Muffe nach den Figuren 12 und I3 aus getrennten Teilen, und zwar einem konischen Teil 76, der lose über eine zylindrische Hülse 77 ragt. Ansonsten arbeitet die Anordnung nach den Figuren 12 und Ij5 Im wesentlichen gleich jener nach den Figuren 10 und 11. Die zylindrische Hülse 77 stellt die eigentliche Muffe dar, die - wie aus Fig. 15 ersichtlich 1st - allein den vom Federring 69 ausgeübten Kräften ausgesetzt ist, wobei diese Kräfte die Hülse nach innen an das Rohr 62 anpressen, während der konische Teil 76 im wesentlichen völlig entlastet ist und so die konische Fläche 78 der Muffe besser an der entsprechenden konischen Fläche in der Mündung des Rohres 61 dichtend anliegen kann; so kann die Fläche 78 auch nicht gebogen werden, wenn der Federring 69 verdreht bzw. verkantet wird, sondern sie wird durch die axialen Kräfte des Anpreßelementes 71 nur in noch engeren dichtenden Reibungskontakt mit demRohr 61 und der Außenseite des Rohres 62 gepreßt. Diese Kupplung bietet hinsichtlich der abdichtenden

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Eigenschaften gewisse Vorteile, gegenüber der Ausführungsform nach den Figuren 10 und 11.

Pig. 14 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Kupplung zur Verbindung von zwei rohrförmigen mechanischen Elementen mittels einer erfindungsgemäßen mechanischen Reibungskupplung, die gleichzeitig als Dichtung gegen aus den zu verbindenden Elementen austretendes Druckmedium dient. In diesem Ausführungsbeispiel bezeichnet das Bezugszeichen 79 eine Muffe mit Gewinden 80 und 81, in welche Muffe zwei Rohre 82 und 83 so eingeschoben sind, daß sie an ihren Enden 84 bzw. 85 aneinander anliegen. Auf jedes Rohr 82 und ist eine Muffe aufgeschoben, die aus einem konischen Dichtungsteil 86, der in eine konische öffnung 87 in den jeweiligen Enden der Muffe 79 eingepaßt ist, und einem konischen Teil 88 besteht, der sich in entgegengesetzter Richtung zum konischen Teil 86 hin verjüngt und auf dem ein Federring 89 der gleichen Art wie in Bezug auf die anderen Ausführungsbeispiele beschrieben aufsitzt. Auf jedes Gewindeende der Muffe ist auch ein kappenartiges Anpreßelement .90 aufgeschraubt. Das ^/ Anpreßelement 90 auf der rechten Seite des Ausführungsbeispieles wurde so angezogen, daß der Federring 89 auf dem konischen Teil 88 der Muffe nach innen gegen die Muffe 79 in eine Anschlagstellung gedruckt und unter

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Einwirkung der Anpreßfläche 91 im Anpreßelement 90 verdreht bzw. verkantet wird. Nach dem Verdrehen bzw. Verkanten des Ringes steht die Außenseite des Pederringes 89 mit einer Ringfläche 92 im Inneren des Anpreßelementes 90 in Berührung. Auf diese Weise dient der Federring 89 als Dichtung, während sowohl an seinem Innen- als auch an seinem Außenringteil wirksame Haftreibung besteht. Gleichzeitig bewirkt er eine Einbuchtung der Muffenteile 86, 88 zur Mitte hin, wenn der Ring verkantet bzw. verdreht wird, was in übertriebener Form durch die Linie 93 angedeutet ist, und stellt somit eine dichtende Haftreibung zwischen dem Rohr 82 und der Muffe 79 her.

Auf der linken Seite der Fig. 14 ist das andere kappenförmige Anpreßelement 90 in einer Ausgangsstellung gezeigt, aus der es auf der Muffe 79 festgeschraubt werden und so ein Verkanten des Federringes 89 bewirken kann.

Fig. 15 zeigt dieselbe Anordnung wie Fig. 14, jedoch mit dem Unterschied, daß die zu verbindenden mechanischen Elemente zwei Stäbe 94 und 95 sind.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch e".nes der gezeigten Rohre durch einen massiven Stab ersetzt werden.

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Die Figuren 16 und 17 zeigen die Anordnung naoh den Figuren 14 und 15 mit der einzigen Abänderung, daß die Gleitringe od.dgl. 96, an die die Federringe angepreßt werden, wenn sie verkantet bzw. verdreht werden, lose im kappenförmigen Anpreßelement 90 eingeführt sind.

Fig. 18 zeigt eine modifizierte Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen einem rohrförmigen Element 97 'und einem Rohr 98. Bei dieser Variante hat die Muffe 99 die Form einer elastischen zylindrischen Hülse, die mit einem Schlitz 100 versehen ist. Durch denSchlitz 100 soll ermöglicht werden, daß die Muffe bei einer bestimmten Umfangsbewegung um das Rohr 98 fester an diesem anliegt, so daß die gegenüberliegenden Randflächen des Schlitzes in abdichtenden Kontakt miteinander gebracht werden, wenn der Federring 101 beim Aufschrauben der Kappe 102 auf das Gewindeende 103 des rohrformigenElement.es 97 verkantet bzw. verdreht wird. In diesem Ausführungsbeispiel bildet der Schlitz 100 in der Mitte einen stufenförmig vorstehenden Teil 104, der ein genaues Ausrichten der Schlitzkanten der Muffe 99 ermöglichen soll. Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch andere Ausführungen zur Erzielung der gewünschten SchlitzkrUmmung möglich. Zweckmäßig soll jedoch der Durchmesser der Muffe ' 99 im unverspannten

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Zustand bezüglich der Breite des Schlitzes 100 so eingestellt werden, daß die Schlitzränder im verspannten Zustand der Kupplung eng und dichtend aneinander liegen und so ein Austreten des durch das rohrförmige Element 97 und das Rohr 98 geförderten Mediums verhindern. Bei rein mechanicchen Kupplungen wird durch die Schlitzmuffe die Haftreibung der Kupplung erhöht.

Pig. 19 zeigt eine weitere modifizierte Ausführungsform der Erfindung, wobei das Bezugszeichen I05 eine zylindrische Muffe bezeichnet, die ein Roh IO6 locker umschließt, das in ein rohrförmiges Element I07 eingeführt ist. Auf die Muffe I05 ist eine Hülse I08 locker aufgeschoben, die als Anschlag für den Federring 109 dient. Bei dieser Ausführungsform ist in der Anpreßkappe 110 auch ein lockerer Gleit- oder Schlitzring 111 angeordnet; der Federring wird bei Verkanten bzw. Verdrehen an den Ring 111 angepreßt, während er gleichzeitig gegen die Muffe I05 gepreßt wird.

Die Fig. 20 und 21 zeigen eine Ausführungsform einer dichtendenReibungskupplung gemäß der Erfindung in unverspanntem bzw. verspanntem Zustand, wobei diese Ausführungsform komplizierter ist als die bereits beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung.

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Die Fig. 20 und 21 zeigen ein mechanisches Element in Form eines Rohres 112 und ein zweites mechanisches Element in Form eines rohrförmigen Elementes 113, z.B. einen Rohrstutzen od.dgl., an dessen einem Ende ein Gewinde 114 vorgesehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Muffe eine etwas gegenüber den vorher beschriebenen Muffenarten abgeänderte Form. So besteht in den Figuren 20 und 21 die Muffe aus einem konischen Teil 115, der in eine entsprechende konische Ausnehmung 116 im Element 113 paßt, und einem ringförmigen Außenflansch 117 und einem konischen Ringflansch 118, die zusammen eine Ringnut 119 bilden, in die ein Federring 120 lose eingesetzt ist (Fig. 20).

Auf das Gewinde 114 des mechanischen Elementes 113 wird ein kappenformiges Anpreßelement 121 aufgeschraubt, das innen mit einer ringförmigen Schulter 122 versehen ist, die gegenüber der Nut 119 vor dem Federring 120 in die Muffe paßt, wobei der Federring 120 noch in Ruhestellung ist (Fig. 20).

In Fig. 21 wurde das Anpreßelement 121 auf dem Gewinde 114 festgeschraubt, wodurch die . ringförmige Schulter 122 denFederring 120 so verkantet bzw. verdreht hat, daß, verglichen zur Stellung gemäß Fig. 20, die Feder eine gestrecktere Stellung einnimmt. Nach

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dem Verkanten bzw. Verdrehen des Ringes wird der äußere Ringflansch 117 radial nach außen gebuchtet und so in dichtende Anlage an die Innenfläche 123 des rohrförmigenElementes 113 gebracht. Gleichzeitig wurde der Federring in eine Stellung auf dem konischen Ringflanech 118 gebracht, in der dieser radial nach innen in festen Kontakt mit der Außenseite des Rohres 112 gedrückt wird, wobei auch Teile des konischen Teiles 115 der Muffe axial nach innen gedrückt werden und so eine dichtende Haftreibung mit der Außenseite des Rohres 112 geschaffen wird.

Wie aus den Fig. 20 und 21 ersichtlich ist, wird durch Verwendung der besonders ausgeführten Muffe der vorliegenden Erfindung eine besonders gute Haftreibung und ein guter Abdichteffekt erzielt, wobei der konische Teil 115 der Muffe durch die Keilwirkung zwischen dem Rohr 112 und dem rohrförmigen Element 113 eine Art von Reibungskupplung und die ringförmigen Flansche 117 und 118 eine andere Art von Reibungskupplung darstellen, die die erstere Kupplung sowohl in Bezug auf die Innenseite des rohrförmigen Elementes 113 als auch auf die Außenseite des Rohres 112 ergänzt. Diese Anordnung stellt eine äußerst wirksame und verläßliche Reibungsverbindung dar.

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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können wahlweise auch der äußere Ringflansch II7 oder beide Ringflansche 117 und 118 konisch ausgebildet sein.

Die unter Bezugnahme auf Fig. 20 und 21 beschriebenen und veranschaulichten Alternativkonstruktionen liegen gänzlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Diese Alternativkonstruktionen ermöglichen Jedoch eine besondere Modifizierung, die rein formell von den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen abweicht, deren Wirkungsweise jedoch technisch im wesentlichen gleich ist.

Eine solche Modifizierung besteht darin, daß der verdrehbare und kippbare Federring durch einen im wesentlichen starren Ring ersetzt wird, dessen eine oder beide Umfangsflächen konisch verlaufende Berührungsflächen mit den ringförmigen Flanschen besitzen.

Anhand der Fig. 1 und 2 wurden bereits verschiedene Kantenprofile des Federringes dargelegt. Die besondere Formgebung dieser Profile wird zweckmäßig je nach Erfordernis durch den Fachmann, besonders am jeweiligen Verwendungsort, gewählt, wobei es äußerst wichtig ist, daß die besondere Ausführung* des Federringes den durch die jeweiligen Umstände bedingten Anforderungen entspri cht.

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Einer von vielen solchen Fällen wird in der besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung berücksichtigt, bei de.¹ eine Muffe mit konischer Anschlagfläche für den Federring verwendet wird und wo die Muffe gleichzeitig zur axialen Abdichtung in herkömmlicher Weise, besonders unter Verwendung konischer Dichtungselemente, verwendet wird. Zur weiteren Veranschaulichung des Prinzips auf Basis der vorliegenden Erfindung wird auf Fig. 22 Bezug genommen. Diese FIf-, 22 ist die schematische Ansicht einer Muffe mit für den besonderen Zweck besonders geeigneter Konstruktion.

Fig. 22 zeigt also ein stationäres Element 125 mit einem inneren konischen Sitz 124. An der konischen Sitzfläche liegt ein entsprechender konischer Teil 126 einer erfindungsgemäß ausgeführten Muffe 127 an. Der konische Teil 126 wird in herkömmlicher Weise durch Aufbringen axialer Kräfte in engen Kontakt mit der Sitzfläche 124 gepreßt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist die Muffe an ihrem anderen Ende mit einem weiteren konischen Teil 128 versehen, der sich in die dem erstgenannten konischen Teil entgegengesetzte Richtung verjüngt und einen Konuswinkel oc besitzt, dessen Größe nach Bedarf gewählt wird.

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Auf den konischen Teil 128 ist erfindungsgemäß ein Federring Ij51 lose aufgesetzt, der ein im wesentlichen planes Kantenprofil 129 aufweist, wobei diese Kante mit der zylindrischen Fläche IJO des konischen Teiles 128 einen Winkel β einschließt. In dieser Stellung nimmt der Federring I3I eine erste Stopstellung auf der konischen zylindrischen Fläche I30 ein, d.h. er befindet sich in einer Stellung, bevor der Federring I3I noch den erforderlichen Kräften zum Verkanten bzw. Verdrehen ausgesetzt ist.

Zum Verspannen der Kupplung werden in Pfeilrichtung E wirkende axiale Kräfte auf den Federring I3I aufgebracht. Im Zusammenhang damit beginnt sich die Feder 131 zu verkanten, so daß bei fortdauernder Verschiebung der Feder auf der zylindrischen Fläche I30 von der erstenStopstellung der Winkel β kleiner wird, bis der Federring seine endgültige Stopstellung 132 erreicht hat, In dieser Lage liegt die Kantenfläche 129 öng auf der zylindrischen Fläche I30 auf; der Federring wandelt die Axialkräfte E in radiale Kräfte um, die die Muffe 127 radial nach innen zur Mitte drücken und die ganze Muffe axialen Kr'tften aussetzen, durch die die erforderliche Haftreibung zwischen dem konischen Teil 126 und dem Sitz 124 erzeugt wird. Dank ihrer Konstruktion besitzt diese

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Kupplung äußerst gute Relbungs- und Dlchtungseigenschaften, wobei der Federring gleichzeitig zur Kräfteübertragung für beide Kupplungsarten dient.

Obwohl die Kantenprofile des Federringes bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel völlig plan sind, können doch im Rahmen der vorliegenden Erfindung die planen Flächen dieser Profile unterbrochen oder die Randzonen des Profils beispielsweise abgeschrägt oder abgerundet sein.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Federring eine relativ große Wandstärke, obwohl dies keineswegs ein einschränkendes Merkmal der Erfindung

In der vorliegenden Beschreibung wurde auf die Oberflächenbesehaffenheit der Muffe nicht besonders eingegangen, da diese nach Bedarf gewählt werden kann. So wird man zweckmäßigerweise darauf achten, daß die Oberflächen der Muffe, die mit den mechanischen Elementen direkt in Berührung kommen, eine zweckentsprechende Oberflächenstruktur erhalten, um eine möglichst gute Haftreibung zwischen den Teilen zu erhalten.

Weiterhin können im Rahmen der vorliegenden Erfindung verschiedene Federringe nebeneinander auf ein

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und derselben Muffe oder auf Muffenkombinationen oder auf einzelnen Muffen, die auf die eine oder andere Weise miteinander verbunden sind, verwendet werden.

Ferner kann die erfindungsgemäße Reibungskupplung auch zur Verbindung von mechanischen Elementen mit mehreren Oberflächen, die vorzugsweise in Umfangsrichtung in gleichem Abstand liegen und einen hauptsächlich kreisförmigen Querschnitt besitzen, z.B. Stahldrähte, verwendet werden. Zur Erhöhung der Reißfestigkeit der Verbindung kann in diesem Fall der Raum zwischen den erwähnten, in Umfangsrichtung in Abstand voneinander liegenden Flächen mit einem geeigneten Material, beispielsweise durch Schweißen od.dgl., ausgefüllt werden, um so eine im wesentlichen zylindrische Fläche als Berührungsfläche für die erfindungsgemäße Reibungskupplung zu erhalten. Die Reibungskupplung gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch zwischen mechanischen Elementen verwendet werden, von denen zumindest eines mehrere in Umfangsrichtung in Abstand liegende Flächen und einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, ohne daß der in die Kupplung eingeführte, Teil eine völlig kreisförmige Fläche erhält.

30 9833/0845 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche ;

Γΐ.J Reibungskupplung bzw. -verbindung zur Verbindung von mechanischen Elementen, von denen zumindest eines eine im wesentlichen zylindrische Oberfläche besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Muffe (10, 16, 26, 27* 34, 37, 45, 52, 64, 77; 86, 88; 99, 105; H8, 117; 127) vorgesehen ist, die koaxial mit der zylindrischen Fläche verläuft und entlang der zylindrischen Fläche axial auf bestimmte axiale Bezugsstellungen verstellbar ist, wobei im wesentlichen koaxial mit der Muffe ein kegelstumpf förmiger Federring (11, I7, 25, 36, 39, 41, 54, 69, 89, 101, 109, 120, 131) angeordnet ist, der zumindest mit einer Außenfläche auf der Oberfläche der Muffe aufliegt und unter starker Einwirkung auf diese Oberfläche der Muffe durch ein axial verstellbares Anpreßelement (57, 7I, 90, 102, 110, 121), das auf den Federring einwirkt, verdreht bzw. verkantet werden kann.

2. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe zumindest um die eine Umfangsfläche mit einem Abstützelement (12, 18, 23, 5I, 35, 38, 53, 97) versehen ist, das einen Anschlag für den Federring bildet, wenn dieser nach Verdrehen bzw. Verkanten gegenüber der Muffe verschoben wird.

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3. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (jj4) mit einer Ringnut (35) versehen ist, deren Wände die Abstutzeinrichtung bilden.

4. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (37) mit'einem ringförmigen Anschlag (38) versehen ist, der aus der Fläche des entsprechenden Umfangsteiles der Muffe hervorragt.

5. Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Umfangsfläche der Muffe (45, 88, II8, 128),auf dem der Federring (41, 89, 120, I3I) aufliegt, in Biegerichtung des Federringes ansteigenden Durchmesser aufweist, also im Axialschnitt beispielsweise konische oder im wesentlichen hyperbolische Form aufweist.

6. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites mechanisches Element (55, 61, 79, 97, I07, II3) mit Anschlagflächen versehen ist, die im montierten Zustand der Kupplung ein Verschieben der Muffe (52, 65, 86, 99, I05, II5) entlang der zylindrischen Fläche verhindern, und daß die Anpreßeinrichtung (57, 7I, 9O₃ 102, 110, 121) erstens mit eine:· dem Federring (54, 69, 89, 101, 109, 120) zusammenwirkenden Axialdruck übertragenden Einrichtung

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und zweitens mit einem Gewinde versehen ist, daa in ein entsprechendes Gewinde (56, 70, 80, 81* 103, I.l4) auf ■ dem anderen mechanischen Element (55, 6l, 79* 97* 107, 113) eingreift, wodurch der Federring unter Einwirkung auf die Muffe, wenn das Anpreßelement gegen den Federring gedrückt wird, verkantet bzw. verdreht wird.

7. Reibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite mechanische Element (61, 79* 113) mit konischen Anschlagflächen (66, Qj, 116) versehen ist, die eine Verschiebung der Muffe (64) entlang der zylindrischen Fläche verhindern, und daß ein konisches Element (65, 86, 115)* das im wesentlichen denselben
Konuswinkel besitzt wie die konische Anschlagfläche

(66, 87, 116), so angeordnet ist, daß es mit der Muffe (64) zusammenwirkt, wobei die konische zylindrische
Fläche des konischen Elementes durch das Anpreßelement (71, 90, II3) gegen die konischen Anschlagflächen des anderen mechanischen Elementes (6l, 79* 113) gepreßt wird.

8. Reibungskupplung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das konische Element (65) einen integralen
Teil der Muffe (64) bildet.

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9. Reibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichr net, daß das konische Element (76) in Bezug auf die Muffe (77) lose ist, jedoch zumindest im verspannten Zustand der Kupplung an dieser anliegt.

10. Reibungskupplung nach Anspruch 7* 8 oder 9* dadurch gekennzeichnet, daß neben Anpreßflächen (72) zur Zusammenwirkung mit dem Federring (69, 86) das Anpreßelement; (71, 90) auch mit Anpreßflächen (75)* die mit der Muffe (64, 77* 86) zusammenwirken, versehen ist, um axiale Kräfte an diese und von dieser zu übertragen.

11. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpreßelement (57* 7** 90, 102, 110) mit einer gegenüber der Muffe (52, 64, 77, 86, 99, 105) gelegenen Umfangsfläche von solcher Radialabmessung versehen ist, daß die Differenz der Radien zwischen der inneren Umfangsfläche des Anjireßelementes (57, 71, 90, 102, 110) und der gegenüberliegenden Fläche der Muffe (52, 64, 77* 86, 99* 105), an der der Federring (54, 69, 89, 101, I09) anliegt, mindestens der Radialabmessung des Federringes (54, 69, 89, 101, 109) in dessen verkanteten bzw. verdrehten Zustand entspricht, d.h. daß der Federring (54, 69, 89, 101, IO9) mit im wesentlichen radial gerichteten Kräften über seine

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eine Außenseite auf die Muffe (52, 64, 77, 86, 99, 105) und mit seiner anderen Seite auf die der Muffe (52, 64, 77 > 86, 99, 105) gegenüberliegende Umfangsflache des Anpreßelementes (57, 71, 90, 102, 110) gepreßt wird.

12. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das eine mechanische Element ein im wesentlichen massiver Stab bzw. Stift (50, 94, 95) ißt und das andere Element (22) eine Ausnehmung zur Aufnahme des Stabes bzw. Stiftes (30, 94, 95) aufweist.

13. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Elemente aus im wesentlichen' massiven Stäben (94, 95) bestehen, wobei zumindest die Enden derselben zylindrisch ausgebildet und in beliebiger Entfernung zueinander im wesentlichen axial ausgerichtet sind oder mit ihren Enden einander gegenüberliegen bzw. ,aneinanderstoßen, wobei der Endteil von einer Kupplungsmuffe (10, 79) umgeben ist, die zusammen mit einem der Stäbe in Bezug auf den anderen Stab das zweite mechanische Element bildet.

14. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Elemente Rohre, Schläuche oder dgl. (21, 22; 30, 22) unterschiedliche' Abmessungen sind, wobei ein Rohr (21, 30) teleskopartig in ein zweites Rohr (22) geschoben ist, während dazwischen ein ringförmiger Spc.lt von ausreichender

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Größe freibleibt, um zumindest die Muffe (27) und den Federring (25) aufzunehmen.

15. Reibungskupplung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Elemente Rohre, Schläuche od.dgl.. (8j5, 82) derselben Abmessung sind, wobei zumindest die Enden der Elemente in einer bestimmten Entfernung voneinander im wesentlichen racial miteinander fluchten ode/ die Enden direkt aneinander anliegen und wobei die Enden von einer gemeinsamen Kupplungshülse (16, 79) umgeben sind, die zusammen mit einem der Elemente eines der mechanischen Elemente bildet.

16. R-ibungslcupplung nach einem der Ansprüche 1 bis I5., dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (99) mit Schlitz (100) und elastisch ausgebildet ist., so daß die Schlitzfläehen durch Radialkräfte,, die bei "Verkanten bzw. Verdrehen des T"ederringes (IQ*!) ausgeübt werden* zusammengepreßt vrerden..

17-. Reibungslaipplung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die auf die konische Umfangsfläche anstoßende tfmfangsfläche des Federringes (4l, 89) der Muffe (45, 88) im wesentlichen dieselbe Konizität wie die tFmfangs fläche der Muffe besitzt und daß die Kanten des Federringes (41,, 8,9) abgerundet oder' abgeschrägt sind*

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1-3. Reibungskupplung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Federringes (89)* die auf der konischen Umfangsflache (38) der Muffe aufliegt, dieselbe Konizität besitzt wie die Umfangsflache der Muffe.

19. Reibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch eine gesonderte, über die Muffe (27, IO5) lose geschobene Hülse (24, 33, I08) gebildet ist..

20. Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 19* dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe zwei im wesentlichen konzentrische ringförmige Flansche (117* 118) aufweist, die in radialem Abstand voneinander liegen und zwischen denen der Federring (120) verdrehbar angeordnet ist.

21. Reibungskupplung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ringflansch (HS) eine sich verjüngende Kontaktfläche aufweist, die mit dem Federring

(120) zusammenwirkt.

22. Modifizierte Reibungskupplung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (120) durch einen im wesentlifhen starren Ring ersetzt ist, der zumindest ■ χι einer seiner Umfangsflachen in Übereinstimmung mit olr.err: koninohon Ringflansch (II8) konisch ausgebildet ist.

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2j5." Reibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das eine der miteinander zu verbindenden Elemente aus mehreren in Umfangsrichtung in Abstand voneincxtder liegenden Außenflächen mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt, z.B. Stahldrähten, besteht.

24. Reibungskupplung nach Anspruch 23* dadurch gekennzeichnet, daß der von der Reibungskupplung umschlossene Raum zwischen den in Umfangsrichtung in Abstand voneinander liegenden Flächen zur Erzielung einer im wesentlichen zylindrischen Außenfläche mit einem geeigneten Material ausgefüllt ist.

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