JPH0138973B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばボスと軸のような機械部分を
摩擦力によつて相対回動不能に結合するための継
手であつて、外円錐面を有し所属の機械部分を同
軸的に取囲む少なくとも１つの圧力リングを備え
ており、この圧力リングの外円錐面が外側リング
の内円錐面によつて全面的に接触しており、前記
外側リングがリング状の肩部の円筒内周面で以つ
て圧力リングのリング状のピストンと供給管路を
介して液体で負荷可能なリング状の圧力室とを取
囲んでおり、前記外側リングが前記リング状のピ
ストンにおいて軸線方向に液力的に支持可能であ
り、かつ圧力リングの上向きに傾斜する外円錐面
に対して軸線方向で移動可能である形式のものに
関する。

前述の公知の継手（米国特許第3865497号明細
書、第４図）は２つの軸ジヤーナルを互いに合致
するように結合している。この場合には外円錐面
を有する圧力リングが両方の軸ジヤーナルを被つ
ていてかつ一方の端部でおねじの上にスリーブナ
ツトの形の不動に保持されたリングピストンを支
持している。このリングピストンは外側リングの
構成部分によつて形成されたリング状の肩部の円
筒内周面によつて取囲まれており、前記外側リン
グの内円錐面が圧力リングの外円錐面に全面的に
接触している。この場合にはリングピストン、圧
力リング及び外側のリングが横断面のほぼ方形の
リング状の圧力室を形成しており、この圧力室は
排気弁を介して大気圧に向かつて開かれ得る。リ
ング状の圧力室から軸線方向の間隔をおいて、全
面的に接触している円錐面の範囲に液体で負荷可
能な半径方向の供給孔が設けられており、この供
給孔が外側リングの内円錐面に設けられたリング
溝内に開口している。

公知の剛節継手（米国特許第3865497号明細書、
第４図）は次のように作用する： 供給孔が液体で圧力負荷され、この液体は同時
に両方の円錐面間の間隙を潤滑しかつこの円錐状
のリング間隙を通つてリング状の圧力室内に達す
る。この圧力室の排気弁によつて閉じられてい
る。供給孔圧力はリング状の圧力室内に外側リン
グを圧力リングの上向きの外円錐面に対して軸線
方向移動せしめる圧力を形成する。供給孔圧力が
壊圧せしめられると、圧力リングと外側リングと
の軸線方向の緊締された位置が自縛作用によつて
確保される。この場合には圧力リング・内径の先
細によつて、両方の軸ジヤーナル間の摩擦力に基
づく結合が行われる。

公知の継手を解除するために、再び液体が両方
の円錐面間の範囲に圧入され、排気弁が開かれる
ので、リング状の圧力室内には圧力は生ぜしめら
れない。むしろ両方の円錐面間に圧力を生ぜし
め、この圧力がいわば傾斜する面の法則に応じて
外側リングを圧力リングに対する緊締位置からリ
ングピストンの方向へ移動させる、すなわち弛緩
せしめるようにしてある。

公知の剛節継手（米国特許第3865479号明細書、
第４図）は多くの理由から欠点であることがわか
つた： 公知の継手は複動式のシリンダの原理に基づき
作動するので、この継手の構造は元来まつたく高
価である。さらに必要に応じて両方の軸ジヤーナ
ルをほぼ同じ直のリング張力で負荷することが極
めて困難である。それというのは圧力リングが一
方の軸ジヤーナルの範囲では薄くなつており、他
方の軸ジヤーナルの範囲では比較的に厚くなつて
いるからである。さらに圧力リング及び外側リン
グの分解が、圧力リング及び外側リングの円錐面
が緊締状態で自縛作用を伴つて互いに接触してお
り、比較的長い時間の経過した後に連結面におけ
る食込みが避けられないので極めて困難である。
分割のために円錐面間にもたらされるべき液体圧
力は通常は外側リングをその緊締位置から持ち上
げ、圧力リングから押し離す能力を有していな
い。むしろ付加的な分解補助手段、例えば液力的
な引抜装置を用いることになつている。公知の継
手においては分解性は両方の円錐面が費用のかか
る研削によつて比較的正確に加工された場合にの
み与えられる。

本発明の目的は冒頭に述べた形式の公知の継手
（米国特許第3865497、第４図）から出発して、構
造が簡単であり、確実な‐特に対称的な‐緊締が
行われ、同時に問題のない分解が可能になるよう
にすることである。この目的を達成するために本
発明の構成では、圧力リングに、同軸的であるが
互いに反対方向に上向きに傾斜する外円錐面を有
する付加的な圧力リングが軸線方向で不動に結合
されており、この付加的な圧力リングの外円錐面
上にピストンを形成する付加的な外側リングがそ
の内円錐面でで以つて全面的に接触して軸線方向
で移動可能に配置されており、液体のための供給
管路が直接圧力室内に開口しており、各円錐面の
傾きがそれぞれ互いに円錐面間の摩擦角よりわず
かに大きくなつており、外側リングの軸線方向で
緊締された位置が、外側リングによつて保持され
軸線方向に調節可能なストツパを用いて確保可能
であるようにした。

本発明に基づき両方の外側リングが軸線方向で
互いに不動に結合された両方の圧力リングに対し
て相対的に軸線方向に移動可能、ひいては緊締可
能であることによつて、負荷される全結合範囲に
わたつて常に均一な対称的な緊張が得られる。本
発明の実施態様において、両方の圧力リングが小
さい直径の範囲で互いに当接していることによつ
て特に簡単な構造が得られる。このような実施態
様では両方の外側リング間において軸線方向で制
限された圧力室は、両方の外側リングをその内円
錐面で以つて圧力リングの対応する上向きの外円
錐面に対して移動させることによつて両方の外側
リングの液力的な拡開を可能にする。

本発明の実施態様においては液体のための供給
管路が円錐面間の間隙路（米国特許第3865497号、
第４図参照）の介在なしに直接圧力室に開口して
いる。もつぱら単動式に作用するシリンダの形式
に従つた液力による直接的な圧力負荷は、互いに
接触する円錐面の傾き角が本発明に基づき自縛作
用の外側に位置しているので可能である。液体圧
力が壊圧せしめられると、ただちにそれぞれ外側
リングと所属の内側リング（圧力リング）との間
に形成された緊張力が補助手段なしに‐互いに食
い込んでいる円錐面においてする‐分解方向で軸
線方向の移動運動を生ぜしめる。これに対して緊
張力を液力的に形成して維持しようとする場合に
は、簡単な形式で軸線方向に調節可能なストツ
パ、特にストツパねじを用いて緊締位置が確実に
固定される。例えばストツパねじによつて緊締位
置が固定され、圧力室が圧力軽減せしめられる
と、本発明による継手は液体圧力とは全く無関係
になる；すなわち緊締位置が対応する円錐面間の
各自縛作用の除去された状態でもつぱらストツパ
ねじ若しくはこのストツパねじと同等の手段によ
つて維持される。

対応する円錐面が自縛作用なしに互いに接触し
ている、すなわち通常8゜より大きな半円錐角を有
しているので、円錐面の面加工が、自縛作用範囲
に設けられており、従つて費用を掛けて研削せね
ばならない円錐面におけると同様には正確に行わ
れる必要はなくなる。本発明に基づく円錐面は旋
盤で加工されるだけでよい。

本発明の有利な実施態様は特許請求の範囲第２
項以下に記載されており、これらの実施態様を組
み合わせることも可能である。

次に図面を用いて本発明の実施例を具体的に説
明する。

図面においては軸が符号１０で、軸ジヤーナル
が符号１０ａ及び１０ｂでかつ軸の回転軸線が符
号Ｘで示されている。軸１０を取囲むボスが符号
１１で、互いに合致するように結合された軸ジヤ
ーナル１０ａ，１０ｂを取囲むボス状の連結スリ
ーブが符号１２で示されている。

第１図に示されているように、圧力リング１３
ａがボス１１の周囲に緊締されている。付加的な
圧力リング符号１４ａで示されている。小さい方
の外径の範囲で互いに当接する両方の圧力リング
１３ａ，１４ａの内側の端面間にシールリング１
５が設けられている。圧力リング１３ａと対応す
る外側リングが符号１６でかつ付加的な圧力リン
グ１４ａと対応する付加的な外側リングが符号１
７で示されている。

各圧力リングの円錐形の外周面が符号Ａでかつ
各外側リングの円錐形の内周面が符号Ｉで示され
ている。

互いに接触している円錐面の母線の傾きは、各
円錐の半円錐角α（第４図）が、申し分なく加工
されかつ潤滑され互いに滑動する２つの円錐外周
面の摩擦角よりわずかに大きくなるように規定さ
れている。

両方の圧力リング１３ａ，１４ａは、両方の圧
力リングを互いに内外にねじはめる（第１図、ね
じ１８）か又は両方の圧力リングを別の形式で内
側で若しくは共通の中間片にねじはめることによ
つて互いに軸線方向で不動に結合されている。

外側リング１６は軸線方向で片側に突出するリ
ング状の肩部１９を有しており、この肩部は円筒
形の内面で以つて円筒内周面２０を形成してお
り、この円筒内周面が付加的な外側リング１７の
ピストン面を形成する円筒外周面２１と協働す
る。

付加的な外側リング１７は円筒外周面２１の延
長部におねじ２２を有しており、このおねじはス
リーブナツト２４のめねじ２３内にねじ込まれて
いる。スリーブナツト２４はリング状の肩部に当
接している。

付加的な外側リング１７の半径方向の圧力面２
５と外側リング１６の半径方向の圧力面２６との
間に圧力室２７が設けられており、この圧力室が
接続孔２８及び２つの通路２９，３０を介して直
接に液体で圧力負荷可能である。円筒内周面２０
と円筒外周面２１との間の液体的に有効なリング
シールが符号３１で示されている。

第２図に示した実施例は第１図に示した実施例
と著しく異なつていない。基本的な構成及び作用
は第２図の実施例においても、別のすべての実施
例においても同じである。

第２図の実施例は、第１図の実施例に対しても
つぱら圧力リング間の軸線方向の不動の結合が異
なつて構成されているにすぎない。第２図から明
らかなように、ボス１１が片側で肩部３３によつ
て制限された旋削部３２を備えている。この場合
にはねじ３４を用いて端面側でボス１１に圧着さ
れたフランジリング３５が間に介在されたスペー
サリング３６を介して両方の圧力リング１３ｂ，
１４ｂを互いに軸線方向で不動に圧着している。

組立過程は第１図及び第２図の実施例において
も別の実施例においても類似の形式で次のように
行われる；まずボス１１が軸１０に押しはめら
れ、次いで圧力リング１３ａ，１４ａ若しくは１
３ｂ，１４ｂが所属の外側リング１６，１７と一
緒にボス１１に押しはめられる。その際に圧力リ
ング１３ａ，１４ａ若しくは１３ｂ，１４ｂ間の
結合部がシールリング１５を用いてシールされ
る。すでに述べたように圧力リング１３ａ，１４
ａ若しくは１３ｂ，１４ｂが軸線方向で互いに不
動に結合されている。

さらにスリーブナツト２４がリング状の肩部１
９の端面に対して当接するまでねじ込まれ、その
際外周面Ａと内周面Ｉとが十分に接触する。確実
なねじ結合が例えばハンマ及びたがねのような比
較的大きな工具を用いて容易に得られる。最後に
液力ポンプ圧力導管（図示せず）を介して接続孔
２８に接続され、オイル若しくはグリスが圧力室
２７内に圧入される。

所定の圧力が得られると、外側リング１６，１
７が対応する圧力リングに対して相対的に軸線方
向で互いに離反することに応じてスリーブナツト
２４がリング状の肩部１９の端面に対して締め付
けられる。液体圧力が崩壊した後に接続孔２８が
ほこりよけ用栓（図示せず）によつて閉られる。
分解するためには、再び圧力媒体が圧力室２７内
へ導入され、そこでスリーブナツト２４がリング
状の肩部１９からねじはずされ得るように圧力が
高められる。

第１図若しくは第２図に相応する実施態様を組
み合せることによつてほぼ第３図及び第４図の軸
連結が達成される。ボス状の共通の連結スリーブ
１２が軸ジヤーナル１０ａと１０ｂとを互いに結
合している。ほかの実施例とは異なつて圧力リン
グ１３ｃが符号ｙで示された半径方向の中央平面
の両側に連結スリーブ１２と一体に同一の材料で
構成されかつほぼ屋根形に互いに逆向きの円錐傾
きで以つて配置されている。

第３図の実施例においては圧力リング１４ｃが
スリーブナツト３７によつて連結スリーブ１２に
軸線方向で不動にねじ結合されているのに対し
て、第４図の圧力リング１４ｃは焼ばめによつて
軸線方向に移動可能に連結スリーブ１２にかぶせ
はめられている。

第３図のリングシール（Ｏ−リング）３１は外
側リング１７の円筒外周面２１内にはめ込まれて
いるのに対して、第４図のリングシール（Ｏ−リ
ング）３１はリング状の肩部１９の円筒内周面２
０内にはめ込まれている。第４図の実施例におい
ては中間片（圧力片若しくは充填片）３８が圧力
リング１４ｃの分解なしにリングシール（Ｏ−リ
ング）３１の交換を可能にする。連結スリーブ１
２の孔の中央範囲における力の集中を避けるため
に、連結スリーブの内側にリング溝３９が設けら
れている。このことは、例えば伝動装置が片持式
にフランジ結合され、軸端部１０ａ，１０ｂに曲
げ負荷がかかる場合に特に重要である。

第４図の実施例においては連結スリーブ１２の
内側の孔が圧力リング１４ｃの焼ばめの後に通常
のＨ−７製作誤差で加工される。第３図及び第４
図の実施例は、軸端１０ａの外周面をｇ６の製作
誤差でかつ軸端１０ｂの外周面をｇ６の製作誤差
で加工することを可能にする。組立ての際に図面
でそれぞれ左側の圧力室２７内の液体圧力が右側
の圧力室２７内の圧力よりほぼ50バール高くなつ
ていると、ロツクの際にまず連結スリーブ１２内
の軸端部１０ｂが滑動するようになる。このよう
なことと関連して実際には継手はシヨベルホイー
ル堀削機のシヨベルホイールの軸ジヤーナルを伝
動装置の軸ジヤーナルに結合するために用いられ
る。もちろん、シヨベルホイールの締付に際し
て、伝動軸（軸ジヤーナル１０ｂ）が大きなシヨ
ベルホイールの軸の軸ジヤーナル１０ａよりいく
らか簡単に交換される。

第５図〜第７図の実施例は、前述の実施例とは
おおよそ簡単な小さな安価なストツパねじの点で
異なつており、このストツパねじは特に大きな軸
径及びボス径と関連して有利である。

第５図においては外側リング１７がリング状の
支持肩部４０を備えている。支持肩部４０とリン
グ肩部１９との間に多部分から成る中間片４１若
しくは充填片がおおよそ多部構成のシムの形で組
立て中に圧力室２７内に必要な圧力を生ぜしめた
際にはめ込まれる。液体圧力が壊圧すると、多部
構成の中間片４１は両方の肩部１９，４０間に締
め付けられる。分解するためには再び圧力液体が
圧力室２７内に導入され、所定の圧力高さにおい
て多部構成の中間片４１が容易に取り出され得
る。

第６図及び第７図の実施例においては、例えば
第１図及び第２図のスリーブナツト２４の代りに
軸線方向のストツパねじ４２，４３が規則的に周
囲にわたつて分配され設けられている。このスト
ツパねじ４２，４３は内縁六角部４４を介して作
動可能である。

第６図の実施例においては、各軸線方向孔４５
がストツパねじ４２を受容するために内側の軸線
方向範囲にめねじを備え、かつ外側の軸線方向範
囲に平滑な内周壁を備えている。この平滑な内周
壁に対して、ストツパねじ４２が同じく平滑なシ
ヤフト４６の範囲にＯ−リング４７を保持してい
る。このようにして個々のストツパねじ４２が所
属の軸線方向孔４５内に液体的にシールされた状
態ではめ込まれる。個々のストツパねじのシール
は、外側リング１７がそのピストン範囲にリング
つば状の付加部４８を有しており、この付加部が
リングシール３１ａ，３１ｂと一緒に圧力室２７
の液体的なシール作用を生ぜしめている場合には
不必要になる。ストツパねじ４３は所属の孔４９
と一緒に、第６図の実施例に比べて半径方向で内
側にずらされ、液体的なピストンシール区域（３
１ａ，３１ｂ）外に配置されており、従つて軸線
方向で全長にわたつてねじが設けられ得る。もち
ろん、ストツパねじ４４は孔４９を例えば第５図
の肩部１９及び４０に相当する範囲に設けること
によつて半径方向でピストンシール区域３１ａ，
３１ｂの外側にも配置され得る。すべての実施例
にあてはまる半円錐角αが第４図に示されてい
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は軸−ボス結合部の実施例の縦断面図、第２
図は軸−ボス結合部の別の実施例の縦断面図、第
３図は２つの軸ジヤーナル間の結合部の実施例の
縦断面図、第４図は２つの軸ジヤーナル間の結合
部の別の実施例の縦断面図、第５図、第６図及び
第７図は軸とボスとの間の結合部のそれぞれ異な
る実施例の縦断面図である。 １０……軸、１０ａ及び１０ｂ……軸ジヤーナ
ル、１１……ボス、１２……連結スリーブ、１３
ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ及び１４ｂ……圧力
リング、１５……シールリング、１６及び１７…
…外側リング、１８……ねじ山、１９……肩部、
２０……円筒内周面、２１……円筒外周面、２２
……おねじ、２３……めねじ、２４……スリーブ
ナツト、２５及び２６……圧力面、２７……圧力
室、２８……接続孔、２９及び３０……通路、３
１……リングシール、３２……旋削部、３４……
ねじ、３５……フランジリング、３６……スペー
サリング、３７……スリーブナツト、３８……中
間片、３９……リング溝、４０……支持肩部、４
１……中間片、４２及び４３……ストツパねじ、
４４……内縁六角部、４５……軸線方向孔、４６
……シヤフト、４７……Ｏ−リング、４８……付
加部、４９……孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機械部分を摩擦力によつて相対回動不能に結
   合する継手であつて、外円錐面を有しかつ所属の
   機械部分を同軸的に取囲む少なくとも１つの圧力
   リングを備えており、この圧力リングの外円錐面
   が外側リングの内円錐面と全面的に接触してお
   り、前記外側リングがリング状の肩部の円筒内周
   面で以つてリングピストン及び、供給導管を介し
   て液体によつて負荷可能なリング状の圧力室を取
   囲んでおり、かつ軸線方向で液力的にリングピス
   トンに支持可能であり、圧力リングの上向きに傾
   斜する外円錐面に対して軸線方向に移動可能であ
   る形式のものにおいて、圧力リング１３ａ，１３
   ｂ，１３ｃに同軸的ではあるが反対方向に上向き
   に傾斜する外円錐面Ａを有する付加的なリング１
   ４ａ，１４ｂ，１４ｃが軸線方向で不動に結合さ
   れており、この付加的な圧力リングの外円錐面Ａ
   の上に、ピストンを形成する付加的な外側リング
   １７がその内円錐面で以つて全面的に接触して軸
   線方向で移動可能に配置されており、液体のため
   の供給管路３０が直接圧力室２７内に開口してお
   り、各円錐面の傾き角αがそれぞれ互いに接触す
   る円錐面Ａ，Ｉ間の摩擦角よりわずかに大きくな
   つており、外側リング１６，１７の軸線方向で緊
   締された位置が、外側リング１７によつて保持さ
   れ軸線方向に調節可能なストツパ２４，４１，４
   ２，４３を用いて確保可能であることを特徴とす
   る、２つの機械部分を摩擦力によつて相対回動不
   能に結合するための継手。 ２ 両方の圧力リング１３ａ，１４ａ；１３ｂ，
   １４ｂ；１３ｃ，１４ｃが小さい円錐直径の範囲
   で互いに当接せしめられている特許請求の範囲第
   １項記載の継手。 ３ ピストンを形成する外側リング１７がそのピ
   ストン範囲の延長部の外周面に軸線方向でリング
   状の肩部１９に対してねじ調節可能なスリーブナ
   ツト２４を受容するためのおねじ２２を形成して
   いる特許請求の範囲第１項記載の継手。 ４ 両方の圧力リング１３ａ，１４ａ；１３ｃ，
   １４ｃが互いにねじ結合されている特許請求の範
   囲第１項記載の継手。 ５ 両方の圧力リング１３ｃ，１４ｃが結合リン
   グ内で互いにねじ結合されている特許請求の範囲
   第１項記載の継手。 ６ 両方の圧力リングが結合リング上で互いにね
   じ結合されている特許請求の範囲第１項記載の継
   手。 ７ 両方の圧力リング１３ｂ，１４ｂがボス１１
   によつて形成された肩部３３とボス１１上にねじ
   はめられた部材３５との間に軸線方向で互いに不
   動に保持されている特許請求の範囲第１項記載の
   継手。 ８ ピストンを形成する外側リング１７がそのピ
   ストン範囲の延長部の外周にリング状の支持肩部
   ４０を形成しており、この支持肩部とリング状の
   肩部１９との間に少なくとも２つの部分から成る
   シム４１が配置されている特許請求の範囲第１項
   記載の継手。 ９ 外側リングの一方１７がその周囲にわたつて
   分配された軸方向孔４５によつて貫通されてお
   り、これらの軸方向孔がそれぞれ平滑な内壁区分
   とめねじ区分を形成しており、前記各軸方向孔４
   ５がおねじ範囲とリングシール４７を備えた平滑
   な外周範囲とを有するねじ４２によつて貫通され
   ており、このねじの一端が隣接する外側リング１
   ６の端面に支えられている特許請求の範囲第１項
   記載の継手。 １０ 外側リングの一方１７が周囲にわたつて分
   配された軸線方向のめねじ孔によつて貫通されて
   おり、このめねじ孔内にねじ４３が受容されてお
   り、このねじの一端が隣接する（対応する）外側
   リング１６の端面に支えられており、前記各めね
   じ孔が圧力リング１３ａ，１４ａと付加的な外側
   リング１７のリング状のピストンを形成する範囲
   との間に配置されている特許請求の範囲第１項記
   載の継手。 １１ 互いに合致する２つの軸ジヤーナル１０
   ａ，１０ｂの相対回動不能な結合のために、両方
   の軸ジヤーナル１０ａ，１０ｂを取囲むほぼ円筒
   状の連結スリーブ１２が設けられており、この連
   結スリーブが各軸ジヤーナル１０ａ，１０ｂの範
   囲にそれぞれ２つの圧力リング１３ｃ，１４ｃと
   この圧力リングに緊締された対応する外側リング
   １６，１７を保持している特許請求の範囲第１項
   記載の継手。 １２ 連結スリーブ１２の半径方向の中央平面ｙ
   の両側に、外円錐面Ａで以つて互いにほぼ家根形
   に配置された２つの圧力リング１３ｃが設けられ
   ており、これらの圧力リングに付加的な圧力リン
   グ１４ｃが反対方向に上向きに傾斜する外円錐面
   Ａで以つて接続されていて直接的に若しくは間接
   的に連結スリーブに取付けられている特許請求の
   範囲第１１項記載の継手。 １３ 連結スリーブ１２の半径方向の中央平面ｙ
   の両側に設けられ互いにほぼ家根形に配置された
   圧力リング１３ｃが連結スリーブ１２に一体的に
   かつ同一の材料で形成されている特許請求の範囲
   第１１項記載の継手。 １４ 付加的な圧力リング１４ｃがねじ３７によ
   つて連結スリーブ１２に取付けられている特許請
   求の範囲第１１項記載の継手。 １５ 付加的な圧力リング１４ｃが焼ばめによつ
   て連結スリーブ１２に結合されている特許請求の
   範囲第１１項記載の継手。