DE68903350T2 - Bajonettschnellkupplung. - Google Patents

Description

• Die mechanische Verbindung zweier Teile oder Organe kann auf sehr verschiedene Weise erfolgen. Eines der einfachsten und der am wenigsten platzraubenden Mittel ist die Verwendung einer Kupplung vom Typ der Bajonett-Kupplung, die an einem ihrer Organe einen vorspringenden Zapfen, und am Ende des anderen eine Hülse mit einem spiralförmigen Schlitz zur Aufnahme und Blockierung des Zapfens aufweist.
• Eine solche Struktur ist im Dokument WO-A-8 202 993 beschrieben.
• Kupplungen dieses Typs sind allgemein bekannt und werden auf zahlreichen Gebieten angewandt. Sie sind allerdings allgemein auf die Verbindung von Organen beschränkt, die unbeweglich bleiben sollen, da sie nur schwer und mit Sicherheit die Übertragung eines Drehmomentes gewährleisten können, vor allem wenn dieses groß ist.
• Um Anschlüsse mit völliger Sicherheit zu schaffen, sind die am häufigsten verwendeten Mittel beispielsweise Spannbügel, Schrauben- Mutter Systeme, usw . . Ihre Nachteile bestehen darin, daß sie genaue Manipulationen erfordern sowie die Anwendung ganz bestimmter Spannkräfte, was mögliche Fehler bei der Anwendung hervorruft.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Nachteilen abzuhelfen und einen Schnellanschluß zu schaffen, der gleichzeitig mit den Vorteilen einer Kupplung vom Typ der Bajonett-Kupplung einen Anschluß ohne axiales oder winkelmäßiges Spiel bewirkt, und dabei zum einen die Übertragung selbst von großen Drehmomenten, zum anderen die Herstellung des Anschlusses durch einen einzigen Handgriff ermöglicht; und die weiter in jedem Moment gelöst werden kann.
• Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Schnellanschluß vom Typ der Bajonett-Kupplung zur Herstellung der Verbindung zweier Organe, von denen das eine in einer Hülse endet, die mindestens einen spiralförmigen Schlitz besitzt, während das andere ein Endstück aufweist, das mindestens einen seitlich vorspringenden Zapfen trägt, der sich in den Schlitz der Hülse einfügen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse ein Führungs- und Verriegelungsorgan trägt, daß gegen Drehen blockiert und axial sowie elastisch relativ zur Hülse beweglich ist, um den Zapfen elastisch gegen den Boden des spiralförmigen Schlitzes zurückzudrücken und in dieser Position zu verriegeln.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Führungs- und Verriegelungsorgan aus einem Ring, der axial entlang der Hülse gleitet und gegen das offene Ende der Hülse durch eine Feder zurückgedrückt wird, die gegenüber jedem spiralförmigen Schlitz einen offenen Längsschlitz aufweist, der relativ zum Eingang des spiralförmigen Schlitzes seitlich versetzt ist.
• Infolge dieser Anordnung zwingt ein bloßer axialer Druck auf das eine oder das andere zu verbindende Organ jeden der Mitnahmezapfen, zum Eindringen in den spiralförmigen Schlitz den gleitenden Ring zurückzudrücken und dann, unter der kombinierten Wirkung der Ränder der beiden Schlitze, die für seine Blockierung und für die Zurückbewegung des Ringes in die Verriegelungsstellung erforderliche winkelmäßige Verschiebung durchzuführen. Die beiden Organe sind somit sicher und ohne winkelmäßiges Spiel verbunden und können Drehmomente in der einen oder der anderen Richtung übertragen, unabhängig von deren Größe.
• Die nachfolgende Beschreibung einer beispielshalber und ohne Beschränkungsabsicht wiedergegebenen und in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsform läßt die Vorteile und Merkmale der Erfindung deutlicher erkennen.
• Fig. 1 stellt eine perspektivische, zerlegte Ansicht eines Schnellanschlusses gemäß der Erfindung dar;
• Fig. 2 stellt eine Seitenansicht des gekuppelten Schnellanschlusses dar; und
• Fig. 3 stellt eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante des gekuppelten Schnellanschlusses dar.
• Der Schnellanschluß gemäß der Erfindung dient zur Herstellung der Verbindung zweier Organe 1 und 2, insbesondere zweier koaxialer Wellen, von denen eine 1 an ihrem Ende ein verlängertes Endstück 4 von im wesentlichen zylindrischer Form umfaßt, das mindestens einen Mitnahmezapfen 6 trägt, vorzugsweise aber zwei davon, wie Fig. 1 zeigt. Das Organ 2 endet in einer hohlen, ebenfalls zylindrischen Hülse 8, die an ihrem Eingangsende 10 offen ist, und in deren Wand zwei Schlitze 12 eingearbeitet sind, von denen jeder einen der Zapfen 6 aufnehmen kann.
• Jeder Schlitz 12 weist eine gekrümmte Form auf, d. h., er umfaßt im Anschluß an einen im wesentlichen axial verlaufenden Eingang 14 einen im wesentlichen spiralförmigen Abschnitt 16.
• Auf der Hülse 8 ist gleitend ein Ring 18 montiert, der in Drehrichtung mit der Hülse 8 fest verbunden ist, und zwar durch jedes geeignete Mittel, wie etwa Abflachungen, eine polygonale Form, oder, wie dargestellt, durch Längsriffeln 20, die in die Innenoberfläche eingearbeitet sind und mit den zugehörigen Riffeln 22 der Außenoberfläche der Hülse 8 zusammenwirken. Eine Spiralfeder 24 ist ebenfalls um die Hülse 8 montiert. Sie liegt zum einen auf der Kante des gleitenden Ringes 18 auf, und zum anderen auf einer äußeren Schulter bzw. einem Vorsprung 26 des Organs 2, derart, daß sie darauf hinwirkt, den Ring 18 nach außen hin, d. h. in Richtung des offenen Endes 10 der Hülse 8 zurückzudrücken.
• Der Ring 18 weist ebenfalls zwei Schlitze 28 auf, die in Längsrichtung verlaufen und an demjenigen Ende des Ringes offen sind, das abseits der Feder 24 liegt. Jeder der Schlitze 28 besitzt eine ausreichende Breite, um das Eindringen eines Zapfens 6 in das Organ 1 zu ermöglichen. Vorzugsweise besitzen die Schlitze 28 ein trichterförmiges Profil, wobei deren Breite in Richtung ihres offenen Endes zunehmend wächst (Fig. 1).
• Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, ist jeder der Schlitze 28 oberhalb eines der Schlitze 12 der Hülse 8 angeordnet, dabei zur Seite hin, relativ zum Eingang des Schlitzes 12, verschoben, derart, daß der äußere Rand 30 des Ringes 18 teilweise den Eingang des Schlitzes 12 sperrt.
• Ein oder mehrere Vorsprünge 32, die beispielsweise durch Stauchen oder Umfalten des Materials der Hülse 8 nach dem Montieren des Ringes 18 gebildet werden, halten den Ring auf der Hülse zurück. In der Ruhestellung, d. h., vor dem Kuppeln des Schnellanschlusses, wird der Ring 18 also durch die Feder 24 gegen die Vorsprünge 22 in eine genau bestimmte Winkelstellung zurückgedrückt.
• Wenn die Verbindung zwischen den Organen 1 und 2 hergestellt werden soll genügt es, das verlängerte Endstück 4 in das Innere der Hülse 8, durch Plazieren jedes der Zapfen 6 vor dem Eingang 14 eines der Schlitze 12, einzuführen. Ein axiales Andrücken auf das eine oder das andere Organ 1 und 2 ermöglicht es dann dem Zapfen 6, den Rand 30 des Ringes 18 gegen die Wirkung der Feder 24 zurückzudrücken und 50 in den Schlitz 12 einzudringen. Jedoch wird aufgrund des von der Feder 24 ausgeübten Druckes und der Schräge des unteren Randes des Abschnittes 16 des Schlitzes 12 der Zapfen 6 durch den Rand des Schlitzes 28 zunehmend zur Seite hin zurückgedrückt, derart, daß sich der Zapfen gleichzeitig mit seinem axialen Vortücken in der Hülse winkelmäßig relativ zum Eingang des Schlitzes 12 verschiebt und sich dem Boden des letzteren nähert. Er gleitet dann entlang der einander entgegengesetzten Ränder der beiden Schlitze und ermöglicht es so dem Ring 18, nach und nach seine Ausgangsstellung wieder zu erreichen. In diesem Moment wird der Ring 6, wie Fig. 2 deutlich zeigt, zwischen den Rändern der Schlitze 12 und 28 eingesperrt, was ihm die Rückkehr nach hinten unmöglich macht.
• Vorzugsweise wird am Übergang zwischen dem eigentlichen Organ 1 und dem Endstück 4 eine äußere Schulter 36 angebracht, so daß das Anschlagen dieser Schulter gegen den Rand 10 der Hülse 8 der Verriegelungsstellung entspricht, was das schnelle Anschließen erleichtert.
• Die Organe 1 und 2 sind also dicht miteinander verriegelt. Ihre Axialverschiebung wird durch die Berührung des Zapfens 6 mit den Rändern des Schlitzes 12 verhindert, während ihre relative Verschiebung in Drehrichtung durch die Berührung des Zapfens 6 mit den Rändern der beiden Schlitze 12 und 28 verhindert wird. Die Arretierung der Organe 1 und 2 ist spielfrei, da das winkelmäßige und/oder axiale Spiel automatisch durch die Druckfeder aufgenommen wird, unabhängig von den Herstellungstoleranzen und dem Verschleiß der Anschlußeinrichtung.
• Eine solche Verbindung wird durch einfachen Axialdruck erzielt, wobei die winkelmäßige Verschiebung automatisch durch die Wirkung des ausgeübten Druckes herbeigeführt wird. Weiter erfordert sie keine präzise Bedienung, da sich eine geringe ursprüngliche Versetzung des Zapfens 6 relativ zum Schlitz 12 von selbst durch die winkelmäßige Verschiebung relativ zu den beiden Organen korrigiert, während eine größere, die Verbindung verhindernde Versetzung sofort erfaßt wird, so daß die beiden Organe unverbunden bleiben. So bestätigt das geringste auf eines der Organe ausgeübte Drehmoment die Verriegelung oder zeigt ihr Nichtbestehen an. Die Kupplungsverbindung ist also äußerst sicher.
• Sie kann ebenfalls sehr leicht durch Zurückdrücken des Ringes 18 gegen die Wirkung der Feder 24 gelöst werden, wodurch augenblicklich die Zapfen 6 und das Organ 1 freigegeben werden.
• Der Schnellanschluß ist infolgedessen besonders für die Verbindung schwer zugänglicher Organe oder sogar für automatisch oder durch Fernsteuerung hergestellte Verbindungen anwendbar, gleichviel ob die zu verbindenden Organe massiv oder hohl sind, wobei das Endstück 4 ggf. hohl sein kann.
• Vorzugsweise wird das Zustandekommen des Anschlusses durch das Vorhandensein eines konischen Abschnittes 24 am Ende des Endstückes 4 erleichtert, was die Zentrierung und den Eintritt in die Hülse 8 erleichtert.
• Natürlich hat das Endstück 4, wie die Innenoberfläche der Hülse 9, vorzugsweise eine zylindrische Form auf Kreisbasis, kann aber auch jedes andere geeignete Profil besitzen. Die genannten Teile können vor allem komplementäre, prismatische Profile aufweisen, die zwischen sich ein ausreichendes Spiel freilassen, um die Verriegelung zu ermöglichen, aber dennoch eine positive Mitnahme im Falle des Brechens des Mitnahmezapfens ermöglichen. Desgleichen können die Mitnahmezapfen eine zylindrische Form auf Kreisbasis besitzen, wie dargestellt, oder sie können geeignete Abschrägungen aufweisen, die den Anschlägen auf den Rändern der Schlitze entsprechen, derart, daß die Berührungsoberflächen vergrößert werden.
• Natürlich kann die Anzahl der Mitnahmezapfen, der spiralförmigen Schlitze und der Verriegelungsschlitze je nach den Verwendungen und der Größe der zu übertragenden Kräfte variieren.
• In bestimmten Fällen ist es darüber hinaus vorteilhaft, als spiralförmige Feder 24 eine Feder zu benutzen, die aus einer flachen, spiralförmig gewickelten Lamelle statt einem Draht hergestellt ist. Die Feder bildet dann um die Hülse eine Schutzhülle gegen Verunreinigungen und andere äußere Einwirkungen.
• Ein noch wirksamerer Schutz gegen die Verunreinigungen kann durch Herstellen des Schnellanschlusses gemaß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante erzielt werden. In diesem Falle ist nämlich der Führungs- und Verriegelungsring 38 gleitend im Inneren der Hülse 40 des Organs 2 gelagert. Er wird durch die Riffeln 20, 22 oder durch jedes andere geeignete Profil in Drehrichtung fest mit der Hülse verbunden. Weiter ist eine Feder 24 im Inneren der Hülse zwischen dem Boden 42 der Innenbohrung der Hülse und dem Ring 38 untergebracht.
• Radiale Vorsprünge 44, die am offenen Ende der Hülse 40 angebracht sind, springen radial in das Innere der Hülle vor, um den Austritt des Ringes 38 zu verhindern.
• Der Ring 38 weist, wie der Ring 18, Längsschlitze 28 auf, die sich ausweiten und seitlich relativ zum Eingang 14 jedes der Schlitze 12 der Hülse 40 versetzt sind.
• Das Endstück 4 des Organs 1 besitzt in diesem Falle ein Profil sowie Abmessungen, die denen des Ringes 38 komplementär sind, in den das Endstück eindringen soll.
• Die Anschlußverbindung erfolgt in derselben Weise wie im Falle des Schnellanschlusses der Fig. 1 und 2. Das Eindringen des Endstückes 4 in den Ring 38 zwingt die Zapfen 6 dazu, den Ring zurückzudrücken, um in die Schlitze 12 einzudringen. Sodann drücken die Ränder der Schlitze 28 des Ringes die Zapfen 6 gegen den Boden der Schlitze 12 und blockieren sie in dieser Position.
• Wie Fig. 3 zeigt, sind dann alle Organe des Schnellanschlusses geschützt und nach außen durch die Hülse isoliert, die gegen die Schulter 36 des Organs 1 anliegt. Die Organe können durch äußere Einwirkungen weder angegriffen, noch beschädigt werden.

Claims (9)

1. Schnellanschluß vom Typ der Bajonett-Kupplung zur Herstellung der Verbindung zweier Organe, wobei der Schnellanschluß diese beiden Organe umfaßt, von denen das eine in einer Hülse (8, 40) endet, die mindestens einen spiralförmigen Schlitz (12) besitzt, während das andere ein Endstück (4) aufweist, das mindestens einen seitlich vorspringenden Zapfen (6) trägt, der sich in den Schlitz der Hülse einfügen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (8, 40) ein Führungs- und Verriegelungsorgan (18, 38) trägt, daß gegen Drehen blockiert und axial sowie elastisch relativ zur Hülse beweglich ist, um den Zapfen (6) elastisch gegen den Boden des spiralförmigen Schlitzes (12) zurückzudrücken und in dieser Position zu verriegeln.

2. Schnellanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungs- und Verriegelungsorgan aus einem Ring (19, 38) besteht, der axial entlang der Hülse (8, 40) gleitet und gegen das offene Ende (10) der Hülse durch eine Feder (24) zurückgedrückt wird, die gegenüber jedem spiralförmigen Schlitz (12) einen offenen Längsschlitz (28) aufweist, der relativ zum Eingang des spiralförmigen Schlitzes seitlich versetzt ist, derart, daß der Zapfen (6) des Endstückes (4) den Ring zurückdrücken muß, um in den Schlitz (12) einzudringen, dann aber durch die Ränder der beiden Schlitze eingesperrt wird.

3. Schnellanschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Längsschlitz (28) des gleitenden Ringes in Richtung seines Einganges trichterförmig ausgebildet ist.

4. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des Schlitzes (28) und des gleitenden Ringes (18, 38) teilweise den Eingang (14) des Schlitzes (12) der Hülse sperren.

5. Schnellanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse in der Nähe ihres offenen Endes (10) radiale Vorsprünge (32) zum Zurückhalten des gleitenden Ringes (18) aufweist.

6. Schnellanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungs- und Verriegelungsorgan (18, 38) in Drehrichtung fest mit der Hülse (8, 40) durch Riffeln (20, 22) verbunden ist.

7. Schnellanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungs- und Verriegelungsorgan (18) ein gleitend auf der Hülse (8) montierter Ring ist.

8. Schnellanschluß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (18) gegen das offene Ende der Hülse (8) durch eine Feder (24) zurückgedrückt wird, die aus einer flachen, spiralig gewickelten Lamelle hergestellt ist.

9. Schnellanschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungs- und Verriegelungsorgan (38) ein gleitend im Inneren der Hülse (40) montierter und elastisch nach außen hin zurückgedrückter Ring ist.