DE2201539A1

DE2201539A1 - Schnelltrennkupplung und Kreuzgelenk-Anordnung mit einer solchen Kupplung

Info

Publication number: DE2201539A1
Application number: DE19722201539
Authority: DE
Inventors: Meli Joseph P; Condon William T
Original assignee: Twin Disc Inc
Current assignee: Twin Disc Inc
Priority date: 1971-01-13
Filing date: 1972-01-13
Publication date: 1972-08-17
Also published as: US3662567A; DE2201539C3; DE2201539B2; GB1340822A; JPS5227780B1

Description

DIPL.-ING. Λ. GRÜNECKER «*o MUNCHEN22

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DR.-INQ. H. KINKELDEY DR.-ING. VV. STOCKMAIR, Ae. E. ccawinst of techn.) · Ttlegramm· Monopol Mönchen PATENTANWÄLTE Τ·Ι«χ 05-28380

13. Jan. U^

2?/Hä

Twin Disc, Incorporated, 1^26 Kacine Street., Rctcine . Wisconsin, USA

Schnelltrennkupplung und Kreuzgelenk-Anordnung mit einer aolchen Kupplung

Die Erfindung betrifft eine Schneiltrermkupplung für eine Kraftübertragung, ein Lastschaltgetriebe od.dgl. und eine Kreuzgelenk-Anordnung mit einer solchen Kupplung.

In Kraftübertragungen, Lastschaltgetrieben od.dgl. ' muß es möglich sein, die angetriebene Maschine von dem Abtriebsglied der Kraftübertragung leicht und schnell zu trennen und schnell wieder zu verbinden, wenn der Antrieb wieder aufgenommen werden soll. Zu diesem Zweck sind Kupplungen vorgeschlagen und mit beträchtlichem Erfolg verwendet worden, die einen Antriebs- und einen Abtriebsflansch besitzen, welche mit Hilfe von Schubstiften,

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Bajonettverschlüssen od.dgl. lösbar zusammengehalten werden. Im allgemeinen erfolgt die Kraftübertragung mit Hilfe von Stirnflächenkeilen, stirnseitigen Verzahnungen oder Reibflächen an den miteinander zu verbindenden Planschen. In manchen bisher verwendeten Einrichtungen, sind zusammen mit Schubstiften und Bajonettverschlüssen auch Keilverzahnungen oder längskeile vorgesehen. In vielen dieser Kupplungen werden Klemmflansche mit einer oder zwei Schrauben verwendet, die zum öffnen der Kupplung gelockert werden müssen. Diese bisher verwendeten Einrichtungen sind im allgemeinen kompliziert, und das Zusammensetzen und Auseinandernehmen der Kupplung erfordert beträchtliche Zeit. Ferner werden die verschiedenen in diesen älteren Einrichtungen verwendeten Teile oft verlegt, und unter bestimmten Bedingungen können sie nur schwer zusammengesetzt werden.

Eine erfindungsgemäße Schnelltrennkupplung für eine Kraftübertragung, ein Lastschaltgetriebe od.dgl. besitzt zwei voneinander trennbare' Plansche, die einander entgegengesetzte, verjüngte Flächen haben, an denen zum lösbaren Zusammenklemmen der Flansche Klemmstücke angreifen können, welche durch schnell lösbare Mittel an den verjüngten Flächen der Flansche anhaltbar und durch elastische Mittel von den verjüngten Flächen der Flansche wegdrückbar sind, wenn die Kupplung gelöst werden soll. Diese hat eine zwischen den Flanschen angeordnete Einrichtung zum Ubertragen eines Drehmoments zwischen den Flanschen, so daß diese miteinander antriebsverbunden sind, wenn die Klemmstücke die Flansche starr zusammenhalten. In dem einen der Flansche

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ist eine Zentriereinrichtung vorgesehen, die den anderen Flansch zentriert, wodurch das Zusammensetzen erleichtert wird.

Die Kupplung nach der Erfindung ist mit besonderem Vorteil zusammen mit einem Kreuzgelenk verwendbar, an deren Gabel einer der Flansche der Kupplung starr befestigt ist. Mit Hilfe der schnell lösbaren federbelastetjen Klemmstücke können die Flansche schnell voneinander getrennt werden. Dabei bleibt insbesondere die ganze Klemmeinrichtung auf einem der Flansche montiert.

Eine Schnelltrennkupplung der eingangs genannten Art besitzt erfindungsgemäß einen ersten Flansch mit zwei in der Umfangerichtung im Abstand voneinander angeordneten, verjüngten Klemmflächen, an dem ersten Flansch vorgesehene Mittel zur Btarren Befestigung des ersten Flansches an einem ersten Kraftübertragungsglied, einen zweiten Flansch mit zwei in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten, verjüngten Flächen, die je einer verjüngten Fläche des ersten Flansches benachbart sind, so daß auf einander diametral entgegengesetzten Seiten der Kupplung je ein Paar einander entgegengesetzter Klemmflächen vorhanden sind, an dem zweiten Flansch vorgesehene Mittel zur Befestigung an einem zweiten Kraftübertragungsglied, eine zwischen den Flanschen vorgesehene Schraubanordnung, die zwei verjüngte Klemmstücke trägt, welche beim Festziehen der Schraub-

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anordnung an je einem der beiden einander diametral entgegengesetzten Paare von einander entgegengesetzten Kleiusaflachen angreifen, so daß beim Anziehen der Schraubanordnung die einander entgegengesetzten Klemmflachen jedes Paares von den verjüngten Klemmstücken zueinander hin.bewegt und dadurch beide Flansche zusammengeklemmt werden, außerdem elastische Mittel, welche die verjüngten Klemmstücke von den ihnen zugeordneten Flächen radial auswärts zu einer Flanschfreigabestellung hin belasten, und zwischen den Flanschen angeordnete, drehmomentübertragenden Verbindung zwischen ihnen bewirkende Antriebselemente.

In der erfindungsgemäßen Schnelltrennkupplung für eine Kraftübertragung, ein Lastschaltgetriebe od.dgl. sind \zwei/mithin! aneinanderliegende und voneinander trennbare Flansche vorgesehen, die einander entgegengesetzte, verjüngte Flächen besitzen, an denen ein zu ihnen komplementär verjüngtes Klemmstück angreifen kann, das gegen die verjüngten Flächen der Flansche gedrückt wird. Die Klemmetücke sind mit Hilfe einer lösbaren Schraubanordnung lösbar an den verjüngten Flächen der Flansche angehalten. Die Schraubanordnung trägt ferner eine elastische Einrichtung zum Abrücken der Klemmstücke von den Verjüngten Flächen der Flansche, wenn diese voneinander getrennt werden sollen· Die Schraubanordnung ist vorzugsweise in einander gegenüberliegenden Vertiefungen der Flansche angeordnet. Sie kann mit Hilfe einer zentral angeordneten Zentriereinrichtung in einem der Flansche gehalten sein. Diese Zentriereinrichtung

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_wird von einem der Plansche getragen und führt den anderen Flansch in der richtigen Relativlage. In der ausgerückten Stellung trägt daher der eine der Flansche die Schraubanordnung, die Klemmstücke und die elastische Einrichtung. Alle diese Teile werden mit Hilfe der Zentriereinrichtung von · einem der Flansche getragen.

Die Erfindung schafft ferner eine Kreuzgelenk-Anordnung mit einer Schnelltrennkupplung der vorstehend angeordneten Art, deren einer Flansch mit einer Gabel eines Kreuzgelenks verbunden ist. Hierbei ist vorgesehen, daß die Schnelltrennkupplung einen ersten Flansch mit zwei in Umfangerichtung im Abstand voneinander angeordneten, verjüngten Klemmflächen besitzt, daß an dem ersten Flansch Mittel sun starren Befestigen des ersten Flansches an einer der Gabeln vorgesehen sind, daß ein zweiter Flansch mit zwei in Umfangerichtung im Abstand voneinander angeordneten, verjüngten Flächen vorhanden ist, die jeweils einer verjüngten Fläche des ersten Flansches benachbart sind und zusammen mit diesem auf einander allgemein diametral entgegengesetzten Seiten der Kupplung je ein Paar einander entgegengesetzt angeordneter Kiemflächen bilden, daß an dem zweiten Flansch Kittel zum Befestigen des zweiten Flansches an einem Kraftübertragungsglied vorgesehen sind, daß sich zwischen den Flanschen eine Schraubanordnung befindet, auf der zwei verjüngte Klemmstücke angeordnet sind, die an je einem der einander diametral entgegengesetzten Paaren einander entgegengesetzter Klemmflächenangreifen, so daß beim Anziehen der Schraubanordnung die verjüngten Klemmflächen von den einander entgegengesetzten

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Klemmstücken zueinander hin bewegbar und dadurch beide Flansche zusammenklemmbar sind, und daß die verjüngten Klemmstücke von den ihnen zugeordneten Kiemmflächen mittels einer elastischen Einrichtung zu einer Flanschfreigabestellung hin belastet sind.

Vorzugsweise ist die Achse der Schraubanordnung in derselben Längsebene angeordnet wie die Gabel, an der die Kupplung, beispielsweise mit dem ersten Flansch lösbar angebracht ist, so daß die Kräfte des auf das Gelenk wirkenden Kräftepaars so klein wie möglich sind.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigt:

Pig. 1 eine Schrägansi ctrt einer erfindungsgemäßen Kupplung, die an einem Kreuzgelenk einer Kraftübertragung angebracht ist,

Fig. 2 eine Schrägansicht ähnlich Fig. 1 mit einer Anordnung der Kupplung, wobei ein Flansch abgenommen ist und eine Schraubanordnung sowie Klemmstücke sich in einer Freigabestellung befinden,

Flg. 5 eine auseinandergezogene Schrägansicht ähnlich Fig. mit einer Anordnung der Kupplung in einer um etwa gedrehten Stellung, wobei ein Flansch und ein drehmomentubertragendes Element ausgebaut dargestellt ist,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Kupplung gemäß Fig. 1 entsprechend der Linie 4-4 in Fig. 6,

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Fig. 5 eine Stirnansieht, von der Linie 5-5 in Fig. 4

gesehen,
Fig. 6 eine weitere Stirnansicht, von der Linie 6-6 in

Pig. 4- gesehen, und " . .

Fig. 7 einen Teil-Längsschnitt entsprechend der Linie 7-7 in Fig. 4-,

Die Vorrichtung nach der Erfindung· ist mit besonderem Vorteil zusammen mit einem Kreuzgelenk J verwendbar.·, das zwei Gabeln 1 und 2 besitzt, die auf den Achsen 3 und f in bekannter Weise schwenkbar miteinander verbunden sind.

Die Kupplung weist einen ersten Flansch F auf, der eine allgemein quer angeordnete Fläche 5 unr. zwei diametral im Abstand voneinander angeordnete, verjüngte Klemmflächen 6 und 7 hat, die der Querfläche 5 benachbArt und auf einander

diametral entgegengesetzten Seiten der Kupplung angeordnet sind.

Der erste Flansch F besitzt ferner zur Aufnahme einer · nachstehend beschriebenen Schraubanordnung eine Quervertiefung 9 sowie eine Keilnut 10, welche die Querfläche 5 des ersten Flansches durchsetzt und unter einem Winkel von etwa 90° zu der Vertiefung 9 angeordnet ist· Den ersten Flansch durchsetzt axial eine zentrale °ffnung 11, d'ie zur Aufnahme einer nachstehend beschriebenen Zentriereinrichtung dient·

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Zum Befestigen des ersten Flansches F an der Gabel 2 des Kreuzgelenks J ist der Flansch F in seinem einen axialen Ende mit radialen Schlitzen 12 und 13 versehen, und die Gabel 2 ist von Schrauben 15 durchsetzt, die in Gewindelöcher 17 auf der hinteren Fläche des Flansches F eingeschraubt sind. Auf diese Weise kann der Flansch F an einem ersten Kraftübertragungsglied, z.B. dem Kreuzgelenk J₁ befestigt werden.

Die Kupplung besitzt ferner einen zweiten Flansch F2 mit einer allgemein quer angeordneten Fläche 20, die sich in der Schließstellung der Kupplung in der Nähe der Querfläche 5 des ersten Flansches befindet. Der zweite Flansch F2 hat zwei injUmfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Flächen 22 und 23» die je einer der verjüngten Flächen 6 und 7 des ersten Flansches benachbart sind und mit diesen auf einander diametral entgegengesetzten Seiten der Kupplung je ein Paar von einander gegenüberliegenden Klemmflächen bilden. In dem zweiten Flansch ist eine Vertiefung 25 ausgebildet, die sich quer über die Fläche 20 erstreckt, der - Vertiefung 9 des ersten Flansches gegenüberliegt und zu ihr komplementär ist.

Der zweite Flansch F2 ist mit einer Einrichtung zu seiner Befestigung an einem (nicht gezeigten) zweiten Kraft-' Übertragungsglied versehen. Diese Einrichtung umfaßt eine Anzahl von Öffnungen 27» die den radial angeordneten Teil 28 des Flansches durchsetzen und (nicht gezeichnete) Be-

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festigungsschrauben aufnehmen. Außerdem ist der zweite Flansch mit einer zentralen Ausnehmung 29 ausgebildet, die mit der axialen, zentralen Ausnehmung 11 des ersten Flansches F fluchtet·

Es ist eine Einrichtung vorgesehen, welche die einander entgegengesetzten Klemmflächen 6 und 22 zueinander hin bewegt und die einander entgegengesetzten Klemmflächen 7 und 23 zueinander hin bewegt. Diese Einrichtung besitzt zwei Klemmstücke 32 und 33» die auf der Innenseite einander gegenüberliegende, verjüngte Flächen haben, die an je einer der verjüngten Flächen 6,22 und 7,23 der Flansche F bzw. F2 angreifen. Das Klemmstück 32 hat eine zentrale Ausnehmung, mit deren Hilfe es auf der Schraubanordnung 37 verschiebbar gelagert ist. Die Schraubanordnung 37 ist in die Gewindeöffnung 38 des Klemmstücks 33 Eingeschraubt. Auf der Schraubanordnung 37 sind zwei Schraubenfedern 40 und 41 montiert, die in geeigneten Vertiefungen 42 und 43 der Flansche F und F2 angeordnet sind.

Venn in der sonst zusammengesetzten Kupplung die Schraube 37 in den gewindetragenden Klemmstück 33 angezogen wird, werden die Klemmstücke 32 und 33 radial einwärtsgezogen, bis sie an den entsprechenden verjüngten Flächen der Flansche F bzw. F2 angreifen, die dadurch axial fest zusammengespannt werden. Zum Trennen der Kupplung wird die Schraube 37 aus dem Klemmstück 33 herausgeschraubt, wobei die Federn 40 und 41 die Klemmstücke radial auswärts und von den verjüngten Flächen der Flansche

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p "bzw. F2 wegbewegen, die jetzt axial voneinander getrennt werden können.

Zwischen den Flanschen F, F2 sind Antriebselemente zum Übertragen eines Antriebs-Drehmoments vorgesehen. Diese Antriebselemente können aus zwei Keilen 50 und 51 bestehen, die von je einer Kopfschraube 52 und*53 in der Vertiefung 10 eines der Flansche, z.B. des Flansches F, gehalten werden. Bei zusammengesetzter Kupplung sind die Keile 50,51 in einer entsprechenden Keilnut 60 des Flansches F2 angeordnet, so daß die herausnehmbaren Keile 50,51 eine Einrichtung zum Übertragen eines Drehmoments zwischen den Flanschen F und F2 bilden.

Zwischen den Flanschen F und F2 befindet sich eine Zentriereinrichtung, die das Zusammensetzen der Flansche erleichtert, so daß einer der Flansche ohne weiteres in der richtigen Relativlage im Bereich des anderen Flansches angeordnet und die konzentrische Lage des antreibenden und angetriebenen Teils aufrechterhalten werden kann. Diese Zentriereinrichtung besitzt ein Glied 70, das im Preßsitz in der zentralen Ausnehmung des Flansches F sitzt und seinerseits eine Aussparung 71 hat, in der die Schraube 37 festgelegt werden kann. Das Glied 70 hat ein verjüngtes, freies Ende 72, das die Einführung des Gliedes 70 in die zentrale Ausnehmung 29 des Flansches F2 erleichtert.

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Bei offener Kupplung werden die Schraube 37» die Klemmstücke 32 und 33, die Federn 40 und 41 sowie die Zentrierelemente mit Hilfe des Zentriergliedes 70 zusammengehalten und auf dem Flansch F2 festgelegt, so daß diese.Teile nicht verschoben werden bzw. verlorengehen können. Die Kupplung kann leicht wieder zusammengesetzt bzw. geschlossen werden:; man braucht dazu nur den Flansch F2 auf die Zentriereinrichtung 70 aufzuschieben, die Klemmstücke 32 und über den ihnen zugeordneten verjüngten Flächen der Flansche anzuordnen und dann die Schraube 37 festzuziehen.

Der Flansch F ist an der Gabel 2 des Kreuzgelenks J starr befestigt. Die Schraubanordnung 37 ist insbesondere in derselben Längsebene angeordnet wie die Gabel 2, an welcher der Flansch F befestigt ist. Da die Schraubanordnung und die Gabel in der Längsrichtung, d.h. sowohl in Umfangs- als auch in Axialrichtung fluchten, wird die Beanspruchung durch die auf das Gelenk wirkenden Kräftepaare auf ein Minimum herabgesetzt. In einem Kreuzgelenk treten ja bei jedem Umlauf des Gelenks zweimal Momente bzw. Kräfte zweiter Ordnung auf, die eine Funktion des Gelenkwinkels* sind. Da die Klemmschraubanordnung erfindungsgemäß in derselben Ebene angeordnet ist wie die Gabel 2, an welcher der zugeordnete Flansch angebracht ist, werden die infolge der sekundären Kräftepaare des Kreuzgelenks J auf die Klemmstücke 32, 33 wirkenden Kräfte bzw. Momente' vemachlässigbar klein.

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Claims

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Patentansprüche

M.)Schnelltrennkupplung für eine Kraftübertragung, ein !lastschaltgetriebe od.dgl., gekennzeichnet durch einen ersten Flansch (F) mit zwei in der Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten, verjüngten Klemmflächen (6,7), durch an dem ersten Flansch vorgesehene Mittel (12,13,15) zur starren Befestigung des ersten Flansches (F) an einem ersten Kraftübertragungsglied (2), durch einen zweiten Flansch (F2) mit zwei in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordneten, verjüngten Flächen (22,23), die je einer verjüngten Fläche (6,7) des ersten Flansches (F) benachbart sind, so daß auf einander diametral entgegengesetzten Seiten der Kupplung je ein Paar (6,22;7,23) einander entgegengesetzter Klemmflächen vorhanden sind, durch"an dem zweiten Flansch (F2) vorgesehene Mittel (27) zur Befestigung des zweiten Flansches an einem zweiten Kraftübertragungsglied, durch eine zwi schen den Flanschen (F,F2) angeordnete Schraubanordnung · (37)% die zwei verjüngte Klemmstücke (32,33) trägt, welche beim Festziehen der Schraubanordnung (37) an je einem der beiden einander diametral entgegengesetzten Paare (6,22; 7,23) von einander entgegengesetzten Klemmflächen angreifen, so daß beim Anziehen der Schraubanordnung (37) die einander entgegengesetzten Klemmflächen (6,22;7,23) jedes

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Paares von den verjüngten Klemmstücken (32,33) zueinander hin bewegt und dadurch beide Flansche (F,F2) zusammengeklemmt werden, durch elastische Mittel (40,41), welche die verjüngten Klemmstücke (32,33) von den ihnen zugeordneten Flächen (6,22;7»23) radial auswärts zu einer Flanschfreigabestellung hin belasten, und durch zwischen den Flanschen (F,F2) angeordnete, eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen ihnen bewirkende Antriebselemente (50,51»60).
2. Kupplung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine von einem der Flansche (F) getragene, zentral angeordnete Zentriereinrichtung (70) zum Zentrieren des anderen Flansches.
3* Kupplung nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß jeder der Flansche (F,F2) eine allgemein zentrale Ausnehmung (11,29) besitzt und die Zentriereinrichtung ein Glied (70) aufweist, das von der Schraubanordnung (39) getragen, in einer der Ausnehmungen (11) angeordnet und in die Ausnehmung (29) des anderen. Flausches (F2) einführbar ist.
4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3t dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebselemente in den Flanschen (F,F2) ausgebildete Keilnuten (60) und herausnehmbar in letzteren angeordnete Keile (50,51) aufweisen.

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5· Kupplung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Plansch (F) eine allgemein quer angeordnete Fläche (5) besitzt, daß die beiden verjüngten Klemmflächen (6,7) des ersten Flansches (F) diametral im Abstand voneinander angeordnet und der Querfläche (5) benachbart sind, daß in der Querfläche (5) eine quer angeordnete Ausnehmung bzw. Vertiefung (9) ausgebildet ist, daß der zweite Flansch (F2) eine allgemein quer angeordnete Fläche (20) besitzt, die im Bereich der Querfläche (5) des ersten Flansches (F) angeordnet werden kann, daß die verjüngten Flächen (22,23) des zweiten Flansches diametral im Abstand voneinander angeordnet und der Querfläche (20) des zweiten Flansches (F2) benachbart sind, und daß in dem zweiten Flansch (F2) eine zu der Ausnehmung bzw. Vertiefung (9) des ersten Flansches (F) komplementäre Ausnehmung bzw. Vertiefung (25) ausgebildet ist.
6. Kreuzgelenk-Anordnung mit zwei schwenkbar miteinander verbundenen Gabeln und mit einer Schnelltrennkupplung} dadurch geke nnzeichnet» daß die Schnell^: trennkupplung einen ersten Flansch (F) mit zwei in Umfangsrichtung im 'Abstand voneinander angeordneten, verjüngten Klemmflächen (6,7) besitzt, daß an dem ersten Flansch Mittel (12,13,15) zum starren Befestigen des ersten Flansches (F) an einer der Gabeln (2) vorgesehen sind, daß ein zweiter Flansch (F2) mit zwei in Umfangsrichtung im

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Abstand voneinander angeordneten, verjüngten Flächen (23,22) vorhanden ist, die jeweils einer verjüngten Fläche (6,7) des ersten Flansches (F) benachbart sind und zusammen mit diesen auf einander allgemein diametral entgegengesetzten Seiten der Kupplung je ein Paar (6,22;7,23) voneinander entgegengesetzt angeordneter Klemmflächen bilden, daß an dem zweiten Flansch (F2) Mittel (27) zur Befestigung des zweiten Flansches an einem Kraftübertragungsglied vorgesehen sind, daß sich zwischen den Flanschen (F,F2) eine Schraubanordnung (37) befindet, auf der zwei verjüngte Klemmstücke (32,33) angeordnet sind, die an je einem der einander diametral entgegengesetzten Paare (6,22;7»23) einander entgegengesetzter Klemisflachen angreifen, so daß beim Anziehen der Schraubanordnung (37) die verjüngten Klemmflächen (6,22;7123) von den einander entgegengesetzten Klemmstücken (32,33) zueinander hin bewegbar und dadurch beide Flansche (F,F2) zusammenklemmbar sind, und daß die verjüngten Klemmstücke (32,33) von den ihnen zugeordneten Klemmflächen (6,22;7,23) mittels einer elastischen Einrichtung (40,41) zu einer Flanschfreigabestellung hin belastet sind.
7· Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel (12,13*15) zum lösbaren Befestigen des ersten Flansches (F) an der genannten Gabel (2).

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8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß die Achse der Schraubanordnung (37) in derselben Ebene angeordnet ist wie die Gabel (2,), an der die Kupplung angebracht ist.

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