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Title:
CONNECTING DEVICE FOR THE RIGID CONNECTION OF TWO SHAFTS, AND SHAFT ARRANGEMENT WITH A CONNECTING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/119709
Kind Code:
A1
Abstract:
A connecting device (4) for the connection of mechanical shaft parts (2, 3), having a first connector section (6) for connection to a first shaft part (2), and a second connector section (10) for connection to a second shaft part (3), wherein the first connector section (6) can be connected in a positively locking manner to a mating section (7) of the first shaft part (2) for the transmission of torque, wherein a locking mechanism (12) which is preferably functionally independent of the transmission of torque is provided on the connecting device (4), said locking mechanism (12) having at least one displaceable blocking element (13), for example a ball (14), which can be transferred between a release position, in which the first connector section (6) can be released from the mating section (7), and a blocking position, in which a release of the mating section (7) from the first connector section (6) is prevented in a positively locking manner by way of the blocking element (13), wherein the locking mechanism (12) has at least one displaceable locking bolt (19) which, in a fixing position, secures the blocking element (13) in the blocking position and, in a release position, permits a transfer of the blocking element (13) into the release position, and which is preferably connected to an annular actuating element (23).

Inventors:
JANKOVIC DARKO (AT)
NEUMAYER CHRISTOPH (AT)
MARJANOVIC TIHOMIR (AT)
Application Number:
PCT/AT2020/060477
Publication Date:
June 24, 2021
Filing Date:
December 18, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SEIBT KRISTL & CO GMBH (AT)
International Classes:
F16D1/116; G01M17/007; G01M13/025
Domestic Patent References:
WO2017013147A12017-01-26
WO2013052976A12013-04-18
WO2018134322A12018-07-26
WO2017013146A12017-01-26
Foreign References:
DE4410306C11995-07-13
DE102015106018A12016-10-20
US2990189A1961-06-27
DE202017100289U12017-03-24
US20040126182A12004-07-01
DE3501262C11986-07-17
JPS5437403U1979-03-12
DE3340130C11985-03-21
DE3802849C11989-06-15
DE3818808A11989-12-07
Attorney, Agent or Firm:
SONN & PARTNER PATENTANWÄLTE (AT)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Verbindungsvorrichtung (4) zur Verbindung von mechanischen Wellenteilen (2,3), aufweisend einen ersten Anschlussabschnitt (6) zur Verbindung mit einem ersten Wellenteil (2) und einen zweiten Anschlussabschnitt (10) zur Verbindung mit einem zweiten Wellenteil (3), wobei der erste Anschlussabschnitt (6) zur Dreh momentübertragung formschlüssig mit einem Gegenabschnitt (7) des ersten Wellenteils (2) verbindbar ist, wobei an der Verbindungs vorrichtung (4) ein von der Drehmomentübertragung vorzugsweise funktionell unabhängiger Verriegelungsmechanismus (12) mit zu mindest einem verschieblichen Blockierelement (13) vorgesehen ist, welches zwischen einer Freigabestellung, in welcher der erste Anschlussabschnitt (6) von dem Gegenabschnitt (7) lösbar ist, und einer Blockierstellung, in welcher ein Lösen des Gegen abschnitts (7) von dem ersten Anschlussabschnitt (6) formschlüs sig durch das Blockierelement (13) verhindert wird, überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (12) zumindest einen verschiebbaren Sperrbolzen (19) aufweist, welcher in einer Fixierstellung das Blockierelement (13) in der Blockierstellung sichert und in einer Auslösestellung ein Über führen des Blockierelements (13) in die Freigabestellung er laubt.

2. Verbindungsvorrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Blockierelement (13) durch eine Kugel (14) gebildet ist, welche in einem vorzugsweise im Wesentlichen radi al zur Drehachse (15) angeordneten Kugelkanal (16) gelagert ist.

3. Verbindungsvorrichtung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der erste Anschlussabschnitt (6) einen Verzah nungsbereich (8) aufweist und der Kugelkanal (16) über eine Ka nalöffnung (17) in den Verzahnungsbereich (8) mündet, vorzugs weise wobei die Kanalöffnung (17) einen kleineren Querschnitt als die Kugel (14) aufweist.

4. Verbindungsvorrichtung (4) nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kugel (14) in der Blockierstellung zumindest teilweise durch die Kanalöffnung (17) ragt.

5. Verbindungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrbolzen (19) in den Kugel kanal (16) hineinragt, insbesondere diesen durchdringt, und in der Fixierstellung die Kugel (14) in der Blockierstellung si chert.

6. Verbindungsvorrichtung (4) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrbolzen (19) zumindest einen ersten Abschnitt (61) mit einem ersten Querschnitt (20) und zumindest einen zweiten Abschnitt (62) mit einem im Vergleich zum ersten Querschnitt (20) kleineren zweiten Querschnitt (21) aufweist, wobei in der Fixierstellung der Sperrbolzen (19) zumindest mit dem ersten Abschnitt (61) in den Kugelkanal (16) ragt und die Kugel (14) in der Blockierstellung sichert.

7. Verbindungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus (12) ein Auslöseelement (22), insbesondere einen ringförmiges Betäti gungselement (23), aufweist, durch dessen Betätigung der Sperr bolzen (19), insbesondere alle Sperrbolzen (19), von der Fixier stellung in die Auslösestellung überführbar ist/sind.

8. Verbindungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei, vorzugsweise zumin dest drei insbesondere im Wesentlichen regelmäßig um die Dreh achse (15) angeordnete Blockierelemente (13) und dazu jeweils korrespondierende Sperrbolzen (19) vorgesehen sind, welche in einer Fixierstellung jeweils das korrespondierende Blockierele ment (13) in der Blockierstellung sichern und in einer Auslöse stellung ein Überführen des jeweils korrespondierenden Blockie relements (13) in die Freigabestellung ermöglichen, wobei die Sperrbolzen (19) durch ein um die Drehachse (15) angeordnetes ringförmiges Betätigungselement (23) von der Fixierstellung in die Auslösestellung überführbar sind.

9. Verbindungsvorrichtung (4) nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlussab schnitt (6) einen Verzahnungsbereich (8) aufweist, der zur Dreh momentübertragung mit einer Gegenverzahnung (9) des ersten Wel- lenteils (2) verbindbar ist.

10. Verbindungsvorrichtung (4) nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass der Verzahnungsbereich (8) eine insbesondere um laufende Innenverzahnung und/oder eine insbesondere umlaufende Außenverzahnung aufweist.

11. Verbindungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlussabschnitt (6) ringförmig ist.

12. Wellenanordnung (1) mit einem ersten Wellenteil (2) und ei nem zweiten Wellenteil (3), welche über eine Verbindungsvorrich tung (4) miteinander lösbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.

13. Wellenanordnung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, dass der erste Anschlussabschnitt (6) einen Verzahnungsbe reich (8) und der Gegenabschnitt (9) des ersten Wellenteils (2) einen Bereich mit einer Gegenverzahnung (9) aufweist, wobei die Gegenverzahnung (9) Zähne (18') besitzt, die kürzer sind als die Zähne (18) des Verzahnungsbereichs (8) der Verbindungsvorrich tung (4).

Description:
VERBINDUNGSVORRICHTUNG ZUM STARREN VERBINDEN ZWEIER WELLEN UND WELLENANORDNUNG MIT EINER VERBINDUNGSVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zur Verbin dung von mechanischen Wellenteilen, aufweisend einen ersten An schlussabschnitt zur Verbindung mit einem ersten Wellenteil und einen zweiten Anschlussabschnitt zur Verbindung mit einem zwei ten Wellenteil, wobei der erste Anschlussabschnitt zur Drehmo mentübertragung formschlüssig mit einem Gegenabschnitt des ers ten Wellenteils verbindbar ist, wobei an der Verbindungsvorrich tung ein von der Drehmomentübertragung vorzugsweise funktionell unabhängiger Verriegelungsmechanismus mit zumindest einem ver schieblichen Blockierelement vorgesehen ist, welches zwischen einer Freigabestellung, in welcher der erste Anschlussabschnitt von dem Gegenabschnitt lösbar ist, und einer Blockierstellung, in welcher ein Lösen des Gegenabschnitts von dem ersten An schlussabschnitt formschlüssig durch das Blockierelement verhin dert wird, überführbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Wellenanordnung mit einer solchen Verbindungsvorrichtung.

Bei der Prüfung von Fahrzeugantriebssträngen auf Prüfständen werden Verbindungswellen zwischen Prüfrädern und Belastungsma schinen bislang mittels Schrauben befestigt. Diese Art der Ver bindung besitzt den Vorteil, dass sie grundsätzlich eine geringe Fehleranfälligkeit besitzt und hohen Belastungen standhält. Nachteilig ist jedoch, dass die Einrichtung des Prüflings am Prüfstand mit einem erhöhten Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden ist, da jede Verbindungswelle einzeln verschraubt werden muss. Zudem ist es bei dieser Verbindungsart nicht möglich, die Prüf linge im Fehlerfall rasch zu trennen. Eine rasche Trennung ist aber zum Beispiel erforderlich, wenn der Prüfling in Brand gerät und daher umgehend vom Prüfstand entfernt werden muss.

Neben der genannten Verbindungsart mittels Verschraubung sind aus dem Stand der Technik Welle-Nabe-Verbindungen bekannt, bei denen mittels Passfedern oder Verbindungsbolzen bzw. Verbin dungsstiften eine formschlüssige Verbindung zur Drehmomentüber tragung zwischen zwei Elementen hergestellt werden kann. Diese Verbindungsart ist jedoch ebenfalls im Fehlerfall nicht schnell lösbar. Eine lösbare Verbindung ist des Weiteren aus der WO 2018/134322 Al bekannt. Die WO 2018/134322 Al offenbart einen andersartigen Tauchscooter für Unterwassersportarten mit einem Propeller, wo bei am Propeller ein Kugelsperrbolzen zur lösbaren Verbindung mit einer Antriebswelle vorgesehen ist. Da der Kugelsperrbolzen fest am Propeller angeordnet ist, können mit der Vorrichtung der WO 2018/134322 Al keine Wellenteile eines Fahrzeugantriebsstran ges bzw. eines Prüfstandes miteinander verbunden bzw. rasch von einander gelöst werden.

Aus dem Stand der Technik sind Verbindungsvorrichtung zur Ver bindung von mechanischen Wellenteilen des Weiteren aus DE 3802849 CI, DE 3818808 Al und WO 2017/013146 Al bekannt.

Im Lichte dieser Ausführungen ist es daher Aufgabe der vorlie genden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumin dest teilweise zu lindern oder zur Gänze zu beseitigen. Insbe sondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verbindungsvorrich tung zur raschen und einfachen Verbindung zweier Wellenteile zur Verfügung zu stellen, die insbesondere im Fehlerfall eine rasche Trennung zwischen den Wellenteilen ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Verbindungsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Erfindungsgemäß wird daher eine Verbindungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art zur Verfügung gestellt, bei der der Verriegelungsmechanismus zumindest einen verschiebbaren Sperrbolzen aufweist, welcher in einer Fixier stellung das Blockierelement in der Blockierstellung sichert und in einer Auslösestellung ein Überführen des Blockierelements in die Freigabestellung erlaubt. Vorteilhafterweise wird durch den Verriegelungsmechanismus ein unbeabsichtigtes Trennen der form schlüssigen Verbindung zur Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Wellenteil und der Verbindungsvorrichtung verhindert. Bei Bedarf, beispielsweise im Fehlerfall, kann jedoch durch Überfüh ren des Blockierelements von der Blockierstellung in die Frei gabestellung die formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Anschlussabschnitt und dem Gegenabschnitt sofort und im Bedarfs fall auch noch während der Rotation der beiden Wellenteile ge löst werden. Auch ein Verbinden des Gegenabschnitts mit dem ers- ten Verbindungsabschnitt ist auf rasche und einfache Weise mög lich. Das Blockierelement kann zwischen der Freigabestellung und der Blockierstellung verschieblich sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Verriegelungsmechanismus bzw. das Blockierelement funktionell unabhängig von der Drehmo mentübertragung. Das bedeutet, dass der Verriegelungsmechanismus nicht zur Übertragung von Drehmomenten zwischen den Wellenteilen beiträgt und daher eine Drehmomentübertragung auch ohne Verrie gelungsmechanismus stattfinden könnte. Allerdings wäre ohne Ver riegelungsmechanismus ein Trennen des ersten Wellenteils von der Verbindungsvorrichtung jederzeit möglich, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen würde. Im Normalbetrieb, d.h. wenn kein Fehlerfall eintritt, soll daher ein Trennen des ersten Wel lenteils von der Verbindungsvorrichtung durch den Verriegelungs mechanismus verhindert werden können. Vorzugsweise erfolgt das Lösen des ersten Anschlussabschnitts vom Gegenabschnitt in axia le Richtung, d.h. parallel zur Drehachse. Demnach ist das Blo ckierelement dazu eingerichtet, in der Blockierstellung ein Lö sen des Gegenabschnitts vom ersten Anschlussabschnitt in eine Richtung parallel zur Drehachse zu blockieren. Bevorzugt ist der erste Anschlussabschnitt als Anschlussflansch oder als An schlussring ausgebildet. Das Blockierelement kann zumindest teilweise innerhalb des Anschlussflansches oder innerhalb des Anschlussrings angeordnet sein. Zur Übertragung von Drehmoment durch Formschluss kann der erste Anschlussabschnitt eine Verzah nung, vorzugsweise eine Evolventenverzahnung, aufweisen. Beson ders günstig ist dabei, wenn die Verzahnung eine Innenverzahnung und/oder eine Außenverzahnung ist. Die Verzahnung kann als In nen- oder Außenverzahnung gemäß DIN 5480-1 (März 2006) ausgebil det sein. Der erste Anschlussabschnitt und der Gegenabschnitt sind dann bei dieser speziellen Ausführungsform im zusammenge setzten Zustand über eine Zahnwellenverbindung gemäß DIN 5480-1 (März 2006) verbunden. Bei den Wellenteilen kann es sich unter anderem um Wellen, Wellenstummel, Achsen oder ähnliches handeln. Der erste und der zweite Wellenteil können auch als zwei ge trennte Teile derselben Welle oder Achse betrachtet werden, die über die Verbindungsvorrichtung miteinander verbunden sind. Der zweite Wellenteil kann mittels Kraftschluss und/oder Reibschluss mit der Verbindungsvorrichtung über den zweiten Anschlussab schnitt verbunden sein. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Anschlussabschnitt an gegenüberliegenden Seiten der Ver bindungsvorrichtung angeordnet. In einer Weiterbildung der Er findung kann der Verriegelungsmechanismus ferngesteuert und vor zugsweise elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch zwischen der Freigabestellung und der Blockierstellung überführt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verriegelungsmechanismus zumindest zwei, insbesondere zumindest drei oder vier, Blockierelemente aufweist. Wenn der erste An schlussabschnitt als Anschlussring oder Anschlussflansch ausge bildet ist, ist es vorteilhaft, wenn die Blockierelemente vor zugsweise regelmäßig beabstandet voneinander entlang des Umfangs des Anschlussringes oder Anschlussflansches angeordnet sind. Die Verbindungsvorrichtung besteht vorzugsweise aus einem Metall, insbesondere Stahl.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Blockierelement durch eine Kugel gebildet ist, welche in einem vorzugsweise im Wesentlichen radial zur Drehachse angeordneten Kugelkanal gelagert ist. Der Kugelkanal ermöglicht eine Ver schiebung der Kugel von der Blockierstellung in die Freigabe stellung und vice versa. Bevorzugt ist der Kugelkanal länglich ausgebildet und weist im Vergleich zum Außendurchmesser der Ku gel einen geringfügig größeren Innendurchmesser, auf. Wenn meh rere Blockierelemente vorgesehen sind, ist jede Kugel in einem eigenen Kugelkanal gelagert.

Bevorzugt ist, wenn der erste Anschlussabschnitt einen Verzah nungsbereich aufweist und der Kugelkanal über eine Kanalöffnung in den Verzahnungsbereich mündet, vorzugsweise wobei die Kanal öffnung einen kleineren Querschnitt als die Kugel aufweist.

Durch die Kanalöffnung kann die Kugel in der Blockierstellung zumindest teilweise in den Verzahnungsbereich ragen und dadurch ein Lösen des Gegenabschnitts des ersten Wellenteils vom ersten Anschlussabschnitt der Verbindungsvorrichtung, insbesondere in axiale Richtung, verhindern. Der Gegenabschnitt kann eine ent sprechende Gegenverzahnung aufweisen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Verriegelungsmechanis mus zumindest einen verschiebbaren Sperrbolzen aufweist, welcher in einer Fixierstellung das Blockierelement in der Blockierstel lung sichert und in einer Auslösestellung ein Überführen des Blockierelements in die Freigabestellung ermöglicht. Der Sperr bolzen ist bevorzugt parallel bzw. koaxial zur Drehachse orien tiert. Der Sperrbolzen ist verschieblich in der Verbindungsvor richtung gelagert. Es kann vorgesehen sein, dass eine Rückstell feder den Sperrbolzen in der Fixierstellung hält und der Sperr bolzen durch Überwinden der durch die Rückstellfeder erzeugten Federkraft in die Auslösestellung überführt werden kann. Wenn der Verriegelungsmechanismus mehrere Blockierelemente aufweist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass jedem Blockierelement ein ei gener Sperrbolzen zugeordnet ist.

Wenn die Verbindungsvorrichtung einen Kugelkanal mit einer Kugel als Blockierelement aufweist, ist es vorteilhaft, wenn der Sperrbolzen in den Kugelkanal hineinragt, insbesondere diesen durchdringt, und in der Fixierstellung die Kugel in der Blo ckierstellung sichert. Bevorzugt ist dabei, wenn in der Fixier stellung die Kugel zwischen der Kanalöffnung und dem Sperrbolzen eingeklemmt ist, wobei die Kugel zumindest teilweise durch die Kanalöffnung ragen kann. Vorzugsweise verläuft die Längsachse des Sperrbolzens im Wesentlichen rechtwinkelig zur Längsachse des Kugelkanals.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sperrbolzen zumindest einen ersten Abschnitt mit einem ersten Querschnitt und zumindest einen zweiten Abschnitt mit einem im Vergleich zum ersten Querschnitt kleineren zweiten Querschnitt aufweist, wobei in der Fixierstellung der Sperrbolzen zumindest mit dem ersten Abschnitt in den Kugelkanal ragt und die Kugel in der Blockier stellung sichert. Zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich kann ein sich verjüngender Übergangsbereich vorgesehen sein.

Um ein rasches Lösen des ersten Anschlussabschnittes von dem Ge genabschnitt zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn der Ver riegelungsmechanismus ein Auslöseelement, insbesondere einen Auslösering, aufweist, durch dessen Betätigung der Sperrbolzen, insbesondere alle Sperrbolzen, von der Fixierstellung in die Auslösestellung überführbar ist/sind. Der bzw. die Sperrbolzen können mit dem Auslöseelement fest, insbesondere starr, verbun- den sein. Das Auslöseelement kann mit zumindest einer Rückstell feder verbunden sein, durch welche das Auslöseelement in einer ersten Position gehalten wird. In der ersten Position des Auslö- seelements wird der bzw. werden die Sperrbolzen in der Fixier stellung gehalten. Durch Überwinden der Federkraft der Rück stellfeder kann das Auslöseelement betätigt, d.h. in eine zweite Position gebracht werden, wodurch der/die Sperrbolzen in die Auslösestellung überführt werden. Nachdem die zur Überwindung der Federkraft aufgebrachte Kraft wieder entfernt wurde, wird das Auslöseelement durch die Rückstellfeder wieder in die erste Position und damit der/die Sperrbolzen in die Fixierstellung ge bracht. Das Auslöseelement kann manuell, beispielsweise per Hand, betätigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Aus löseelement auch durch einen elektrischen Auslösemechanismus be tätigt werden. In einer möglichen Weiterbildung kann der elekt rische Auslösemechanismus ferngesteuert, beispielsweise via Funk, betätigt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind zumindest zwei, vor zugsweise zumindest drei, insbesondere im Wesentlichen regelmä ßig um die Drehachse angeordnete Blockierelemente und dazu je weils korrespondierende Sperrbolzen vorgesehen, welche in einer Fixierstellung jeweils das korrespondierende Blockierelement in der Blockierstellung sichern und in einer Auslösestellung ein Überführen des jeweils korrespondierenden Blockierelements in die Freigabestellung ermöglichen, wobei die Sperrbolzen durch einen um die Drehachse angeordneten Auslösering von der Fixier stellung in die Auslösestellung überführbar sind. Bei dieser Ausführungsform ist demnach ein Auslöseelement der oben be schriebenen Art in Form eines Auslöserings vorgesehen.

Um eine sichere Drehmomentübertragung zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass der erste Anschlussabschnitt einen Verzah nungsbereich aufweist, der zur Drehmomentübertragung mit einer Gegenverzahnung des ersten Wellenteils verbindbar ist. Der Ver zahnungsbereich ist vorzugsweise in sich geschlossen, d.h. um laufend, ausgebildet. Bevorzugt mündet die Kanalöffnung des Ku gelkanals in den Verzahnungsbereich. Die Kanalöffnung kann zwi schen Zähnen des Verzahnungsbereichs angeordnet sein oder einen Zahn oder mehrere Zähne des Verzahnungsbereichs zumindest teil- weise durchbrechen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Verzahnungsbereich eine insbesondere umlaufende Innenverzahnung und/oder eine insbesondere umlaufende Außenverzahnung aufweist. Die Verzahnung kann als Evolventenverzahnung ausgebildet sein. Die Verzahnung kann nach DIN 5480-1 (März 2006) ausgebildet sein.

Vorzugsweise ist der erste Anschlussabschnitt ringförmig ausge bildet.

Die eingangs erwähnte Aufgabe wird auch durch eine Wellenanord nung mit einem ersten Wellenteil und einem zweiten Wellenteil gelöst, welche über eine Verbindungsvorrichtung der oben be schriebenen Art miteinander lösbar miteinander verbunden sind. Der zweite Wellenteil kann mit der Verbindungsvorrichtung kraft- und/oder formschlüssig über den zweiten Anschlussabschnitt ver bunden sein. Unter anderem kann der zweite Wellenteil mit der Verbindungsvorrichtung verschraubt sein. Bei dem zweiten Well enteil kann es sich beispielsweise um eine Antriebswelle han deln. Bei dem ersten Wellenteil kann es sich zum Beispiel um ei ne Abtriebswelle, einen Anschlussflansch oder einen Wellenstum mel handeln. Der erste und der zweite Wellenteil können auch als zwei getrennte Teil derselben Welle betrachtet werden, die über die Verbindungsvorrichtung miteinander verbunden sind. Der erste Anschlussabschnitt und der Gegenabschnitt können zur Drehmomen tübertragung gemäß der Norm DIN 5480-1 (März 2006) über eine Zahnwellenverbindung verbunden sein.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Anschlussabschnitt ei nen Verzahnungsbereich und der Gegenabschnitt des ersten Wellen teils einen Bereich mit einer Gegenverzahnung aufweist, wobei die Gegenverzahnung Zähne besitzt, die kürzer sind als die Zähne des Verzahnungsbereichs der Verbindungsvorrichtung.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Figuren beschrieben, auf die sie allerdings nicht beschränkt sein soll.

Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht einer Wellenanordnung mit einem ersten und einem zweiten Wellenteil, die über eine Verbindungs vorrichtung lösbar miteinander verbunden sind;

Fig. 2 zeigt die Schrägansicht gemäß Fig. 1 mit einer aufgebro chenen Verbindungsvorrichtung;

Fig. 3 zeigt einen Teilbereich von Fig. 2 in vergrößerter Dar stellung;

Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Ver bindungsvorrichtung, wobei sich Blockierelemente in einer Frei gabestellung befinden;

Fig. 5A, 5B zeigen jeweils eine Schnittansicht einer oberen Hälfte der Verbindungsvorrichtung; in Fig. 5A befinden sich Blo ckierelemente in der Blockierstellung und Sperrbolzen in der Fi xierstellung; in Fig. 5B befinden sich Blockierelemente in der Freigabestellung und Sperrbolzen in der Auslösestellung;

Fig. 6 zeigt einen ersten und einen davon gelösten zweiten Well enteil;

Fig. 7 zeigt schematisch einen Teilbereich von Fig. 6 in aufge schnittener und vergrößerter Ansicht;

Fig. 8 zeigt eine Explosionsdarstellung der Verbindungsvorrich tung; und

Fig. 9 zeigt die Explosionsdarstellung aus Fig. 8 in Seitenan sicht.

Fig. 1 zeigt eine Wellenanordnung 1 mit einem ersten Wellenteil 2 und einem zweiten Wellenteil 3. Die beiden Wellenteile 2, 3 sind über eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung 4 mitei nander lösbar verbunden. In der gezeigten Darstellung ist der erste Wellenteil 2 als Anschlussflansch 60 ausgebildet und mit einem Prüfrad 5 eines Prüfstandes verbunden. Der erste Wellent eil 2 kann als Teil des Prüfrades 5 betrachtet werden. Der zwei te Wellenteil 3 führt zu einer Belastungsmaschine (nicht ge zeigt). Um das Prüfrad 5 bzw. den ersten Wellenteil 2 im Fehler- fall rasch vom zweiten Wellenteil 3 und damit von der Belas tungsmaschine trennen zu können, sind die beiden Wellenteile 2,

3 über die Verbindungsvorrichtung 4 lösbar miteinander verbun den.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte und teilweise aufgeschnittene Dar stellung der Verbindungsvorrichtung 4 und der beiden Wellenteile 2 und 3 gemäß Fig. 1. Zur Übertragung von Drehmoment ist die Verbindungsvorrichtung 4 über einen ersten Anschlussabschnitt 6 der Verbindungsvorrichtung 4 mit einem korrespondierenden Gegen abschnitt 7 des ersten Wellenteils 2 formschlüssig verbunden.

Der Formschluss ist jedenfalls in Drehrichtung vorhanden. Zur formschlüssigen Verbindung des ersten Anschlussabschnitts 6 mit dem Gegenabschnitt 7 weist der erste Anschlussabschnitt 6 in der gezeigten Ausführungsform einen Verzahnungsbereich 8 und der Ge genabschnitt 7 eine entsprechende Gegenverzahnung 9, jeweils mit Zähnen 18 bzw. 18', auf (siehe beispielsweise Fig. 4). An der gegenüberliegenden Seite ist die Verbindungsvorrichtung 4 über einen zweiten Anschlussabschnitt 10 form- und/oder reibschlüssig mit dem zweiten Wellenteil 3 verbunden.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Verbindungsvor richtung 4 aus Fig. 2. Es ist erkennbar, dass der erste An schlussabschnitt 6 als Anschlussring 11 ausgebildet ist. Um im Normalbetrieb ein unbeabsichtigtes Lösen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Wellenteil 2 und der Verbindungs vorrichtung 4 zu verhindern, weist die Verbindungsvorrichtung 4 erfindungsgemäß einen Verriegelungsmechanismus 12 auf. Der Ver riegelungsmechanismus 12 besitzt mehrere Blockierelemente 13, welche entlang des Umfangs des Anschlussrings 11 vorzugsweise regelmäßig beabstandet zueinander angeordnet sind. Erfindungsge mäß ist vorgesehen, dass die Blockierelemente 13 zwischen einer Blockierstellung (vgl. Fig. 5A), in welcher ein Lösen des Gegen abschnitts 7 von dem ersten Anschlussabschnitt 6 formschlüssig durch die Blockierelemente 13 verhindert wird, und einer Frei gabestellung (vgl. Fig. 5B), in welcher der erste Anschlussab schnitt 6 von dem Gegenabschnitt 7 lösbar ist, überführbar sind. In der gezeigten Ausführungsform sind die Blockierelemente 13 durch Kugeln 14 gebildet. Die Kugeln 14 sind jeweils in einem eigenen, im Wesentlichen radial zur Drehachse 15 der Wellenano- rdnung 1 orientierten Kugelkanal 16 gelagert, welcher in dem An schlussring 11 angeordnet sein kann. Um ein Lösen des Gegenab schnitts 7 vom ersten Anschlussabschnitt 6 zu verhindern, mündet jeder Kugelkanal 16 über eine Kanalöffnung 17 in den Verzah nungsbereich 8 der Verbindungsvorrichtung 4 (in Fig. 4 besser erkennbar). In der Blockierstellung, wie sie beispielsweise in Fig. 5A gezeigt ist, ragen die Kugeln 14 zumindest teilweise durch die Kanalöffnungen 17 in den Verzahnungsbereich 8 und ver hindern dadurch formschlüssig ein Herausziehen des ersten Wel lenteils 2 in axiale Richtung, d.h. parallel zur Drehachse 15, wenn der Gegenabschnitt 7 mit dem ersten Anschlussabschnitt 6 verbunden ist.

In Fig. 4 (und auch zum Teil in Fig. 5A und Fig. 5B) ist erkenn bar, dass die Zähne 18' des Gegenabschnitts 7 kürzer sind als die Zähne 18 des ersten Anschlussabschnittes 6. Wenn der Gegen abschnitt 7 zur Gänze in den ersten Anschlussabschnitt 6 einge schoben ist, befinden sich in der Blockierstellung die durch die Kanalöffnungen 17 ragenden Kugeln 14 in Richtung der Drehachse 15 betrachtet hinter den Zähnen 18' des Gegenabschnittes 7 auf der Seite des ersten Wellenteils 2 und blockieren somit ein Lö sen der Zähne 18' des Gegenabschnitts 7 von den Zähnen 18 des ersten Anschlussabschnitts 6. Die Kugeln 14 können in der Blo ckierstellung teilweise an abgeflachten Stirnseiten der Zähne 18' des Gegenabschnitts 7 anliegen.

Der Verriegelungsmechanismus 12 trägt prinzipiell nicht zur Übertragung von Drehmomenten bei, sondern verhindert lediglich formschlüssig ein (unbeabsichtigtes) Trennen des ersten Wellen teils 2 von der Verbindungsvorrichtung 4. Die Kanalöffnungen 17 können zwischen Zähnen 18 des Verzahnungsbereichs 8 in den Ver zahnungsbereich 8 münden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kanalöffnungen 17 die Zähne 18 des Verzahnungsbereichs 8 teil weise durchbrechen. Jedenfalls ist in der gezeigten Ausführungs form vorgesehen, dass die Kugeln 14 in der Blockierstellung zu mindest teilweise in den Verzahnungsbereich 8 ragen und dadurch wie oben beschrieben im verbundenen Zustand ein Lösen der Gegen verzahnung 9 verhindern. Um die Kugeln 14 gegen Herausfallen zu sichern, ist es günstig, wenn die Kanalöffnungen 17 einen klei neren Querschnitt aufweisen als die Kugeln 14. Um die Blockierelemente 13 in der Blockierstellung zu sichern, ist für jedes Blockierelement 13 ein verschiebbarer Sperrbolzen 19 vorgesehen. Die dargestellten Sperrbolzen 19 weisen einen ersten Abschnitt 61 mit einem ersten Querschnitt 20 und einen zweiten Abschnitt 62 mit einem im Vergleich zum ersten Quer schnitt kleineren zweiten Querschnitt 21 auf und können zwischen einer Fixierstellung (vgl. Fig. 5A) und einer Auslösestellung (vgl. Fig. 5B) verschoben werden. Die Sperrbolzen 19 ragen zu mindest teilweise seitlich in die Kugelkanäle 16 bzw. durchdrin gen diese. In der Fixierstellung sichern die Sperrbolzen 19 die Kugeln 14 in der Blockierstellung. In der Fixierstellung ragen die Sperrbolzen 19 mit ihren ersten Abschnitten 61 in die jewei ligen Kugelkanäle 16. Dabei liegen die Sperrbolzen 19 mit dem ersten (dickeren) Abschnitt 61 an den Kugeln 14 an und klemmen diese zwischen den Kanalöffnungen 17 und dem Sperrbolzen 19 un verschieblich und formschlüssig ein. In dieser Stellung kann die formschlüssige Verbindung zur Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Wellenteil 2 und der Verbindungsvorrichtung 4 nicht ge löst werden, da die Kugeln 14 ein Herausziehen des Gegenab schnitts 7 aus dem ersten Anschlussabschnitt 6 verhindern. Durch Betätigen eines Auslöseelements 22 können sämtliche Sperrbolzen 19 in die Auslösestellung gebracht werden. Dabei werden die Sperrbolzen 19 verschoben und teilweise aus dem Gehäuse der Ver bindungsvorrichtung 4 gedrückt. In der Auslösestellung der Sperrbolzen 19 sind die Blockierelemente 13 bzw. Kugeln 14 nicht mehr unverschieblich eingeklemmt. In der Auslösestellung ist ein Trennen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Gegenab schnitt 7 und dem ersten Anschlussabschnitt 6 möglich. Wie in Fig. 5B erkennbar ist, ragen in der Auslösestellung die Sperr bolzen 19 nicht mehr mit ihren ersten Abschnitten 61 mit den ersten Querschnitten 20, sondern mit den zweiten Abschnitten 62 mit den (kleineren) zweiten Querschnitten 21 in die Kugelkanäle 16. Die Kugeln 14 können somit in nach oben geschoben werden. Dies kann beispielsweise durch Herausziehen des ersten Wellen teils 2 erfolgen, wodurch in der gezeigten Ausführungsform durch die abgeflachten Stirnseiten der Zähne 18' des Gegenabschnitts 7 die Kugeln 14 im Kugelkanal 16 nach außen, d.h. weg von der Drehachse 15, verschoben werden. In der gezeigten Ausführungsform ist das Auslöseelement ein 22 ein ringförmiges Betätigungselement 23, das mit sämtlichen Sperrbolzen 19 verbunden ist. Das Betätigungselement 23 ist um die Drehachse 15 angeordnet und wird mit Hilfe zumindest einer Rückstellfeder 24 in einer Position gehalten, in welcher sich die Sperrbolzen 19 in der Fixierstellung befinden. Die Rück stellfeder 24 ist in der gezeigten Darstellung konzentrisch um einen Sperrbolzen 19 angeordnet (und umgibt diesen zumindest teilweise) . Im Falle von mehreren Rückstellfedern 24 können die se jeweils konzentrisch um einen Sperrbolzen 19 angeordnet sein. Durch Betätigen des Betätigungselements 23 und Überwinden der Federkraft können sämtliche Sperrbolzen 19 in die Auslösestel- lung gebracht werden. Das Betätigungselement 23 kann manuell o- der mittels eines elektrischen Auslösemechanismus (nicht darge stellt) ausgelöst werden.

Fig. 6 zeigt eine Darstellung, in welcher der erste Wellenteil 2 und die Verbindungsvorrichtung 4 voneinander getrennt sind. Das Auslöseelement 22 bzw. das Betätigungselement 23 ist dabei betä tigt, wodurch die Sperrbolzen 19 sich in der Auslösestellung be finden. In dieser Stellung kann der Gegenabschnitt 7 des ersten Wellenteils mit dem ersten Anschlussabschnitt 6 verbunden wer den. Wenn das Auslöseelement 22 nach Verbinden des Gegenab schnitts 7 mit dem ersten Anschlussabschnitt 6 losgelassen wird und das Auslöseelement 22 auf Grund der durch die Rückstellfe dern 24 erzeugten Federkraft zurück in die Ausgangsstellung ge bracht wird, werden die die Sperrbolzen 19 in die Fixierstellung überführt und die Blockierelemente 13 in der Blockierstellung fixiert. Ein Lösen des Gegenabschnitts 7 vom ersten Anschlussab schnitt ist dann ohne Betätigung des Auslöseelements 22 nicht mehr möglich. Mit anderen Worten wird durch Betätigen des Auslö seelements 22 ein Verbinden und Trennen des Gegenabschnitts 7 mit dem ersten Anschlussabschnitt 6 ermöglicht.

Fig. 7 zeigt die Darstellung von Fig. 6 in einer vergrößerten und teilweise aufgebrochenen Darstellung.

Figuren 8 und 9 zeigen Explosionsdarstellungen der erfindungsge mäßen Verbindungsvorrichtung 4, wobei erkennbar ist, dass der erste Anschlussabschnitt 6 als Anschlussring 11 ausgebildet ist. An den Anschlussring 11 ist (im verbundenen Zustand) ein weite res Ringelement 25 als Zwischenelement, das Auslöseelement 22 und der zweite Anschlussabschnitt 10 angefügt. Der erste 6 und zweite 10 Anschlussabschnitt und das Ringelement 25 sind mittels Verbindungsmittel 26, insbesondere Schrauben und Bolzen, mitei nander verbunden.