DD241107A1 - Schaltbare zahnkupplung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltbare Zahnkupplung fuer das formschluessige Verbinden von Rotationsteilen. Es ist Ziel der Erfindung, ein gesichertes Einkuppeln bei unterschiedlichsten Einsatzbedingungen zu gewaehrleisten. Dafuer ist die Aufgabe zu loesen, Rotationsteile mit geringem koaxialen Achsversatz und Winkelabweichungen der Wellen zueinander formschluessig zu verbinden. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass ein Kupplungsgegenstueck (1) innerhalb seiner Innenverzahnung (2) eine an der Abtriebswelle (3) angebrachte Einlaufscheibe (4) mit zylindrischem Umfang und konischem Ende aufweist, das Kupplungsstueck (6) an seiner Stirnseite mit einer Zwischenscheibe (8) versehen ist und die Stirnseite der Zwischenscheibe (8) kreissegmentfoermige Mitnehmerscheiben (9) aufweist, zwischen deren Innenseiten und in diesen gefuehrt radial bewegliche und nach innen federbelastete Kupplungsklauen (10) angeordnet sind. Fig. 1

Description

Verbindungselemente verbunden und axial ferderbelastet. Die Zwischenscheibe und die Mitnehmerscheiben sitzen fest auf den Buchsen, während das Kupplungsstück ein radiales Spiel zu den Buchsen aufweist. Zwischen dem Bund des Kupplungsstückes und der Gegenfläche der Zwischenscheibe ist ein radialer Abstand vorhanden. In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung können die Mitnehmerscheiben auch kreissektorförmig ausgebildet sein, wodurch sich die Anzahl der Kupplungsklauen zwischen den Mitnehmerscheiben erhöhen läßt.

Zu Beginn des Kupplungsvorganges befinden sich die radial beweglichen Kupplungsklauen durch die Federbelastung in ihrer Innenstellung. Beim axialen Verschieben des Kupplungsstückes gleiten die Kupplungsklauen mit ihren angepasten Innenkanten auf das konische Ende der Einlaufscheibe, wodurch die Kupplungsklauen radial nach außen gedrückt werden. Bei dieser axialen und radialen Bewegung schieben sich die Außenverzahnungen der Kupplungsklauen in die Innenverzahnung des Kupplungsgegenstückes. Dadurch wird bewirkt, daß beim Einkuppeln die Möglichkeit der Zahn-auf-Zahn-Stellung durch spitze Zähne ausgeschlossen ist. Das Halten der formschlüssigen Verbindung wird durch das Gleiten der Innenflächen der Kupplungsklauen auf den zylindrischen Teil der Einlaufscheibe gewährleistet. Das konische Ende und die Innenflächen der Kupplungsklauen sind dafür so gestaltet, daß die radiale Ausrichtbewegung vor dem vollständigen Einkuppeln erfolgt. Die radial beweglichen Kupplungsklauen kompensieren geringe koaxiale Abweichungen der An- und Abtriebswelle zueinander derart, daß bei der Rotation eine ständige radiale Hin- und Herbewegung der Kupplungsklauen erfolgt. Eine geringe Winkelabweichung der Wellen zueinander wird dadurch ausgeglichen, daß das Kupplungsstück durch sein radiales Spiel zu den Buchsen der Verbindungselemente und dem radialen Abstand des Kupplungsstückbundes zur Gegenfläche der Zwischenscheibe zusammen mit der Antriebswelle gegenüber der Zwischenscheibe und den folgenden Bauteilen leicht geneigt werden kann. Die zwangsläufige Rückbewegung erfolgt dabei durch axial wirkende Federn auf den Verbindungselementen. Das Auskuppeln wird durch axiales Zurückziehen des Kupplungsstückes erreicht, wobei die Kupplungsklauen durch die radiale Federbelastung wieder in ihre Ausgangsstellung bewegt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: Vorderansicht der Kupplung; oberhalb der Mittellinie — ausgekuppelt, unterhalb — eingekuppelt Fig. 2: Seitenansicht der linken Kupplungshälfte Fig. 3: Seitenansicht des Schnittes A-A aus Fig. 2.

Nach Fig. 1 befindet sich ein Kupplungsgegenstück 1 mit spitzwinkliger Innenverzahnung 2 auf derAntriebswelle3. Innerhalbder Innenverzahnung 2 ist koaxial eine Einlaufscheibe 4 mit zylindrischem Umfang und konischem Ende befestigt. Auf der •Antriebswelle 5, die als Keilwelle ausgebildet ist, befindet sich ein axial verschiebbares Kupplungsstück 6, welches über ein Radiallager 7 mittels einer Schaltgabel bewegt werden kann. Weiterhin befinden sich auf der Stirnseite des Kupplungsstückes 6 in Richtung der Abtriebswelle 3 eine Zwischenscheibe 8 und an deren Stirnseite zwei symmetrisch angeordnete kreissegmentförmige Mitnehmerscheiben 9, die in Verbindung mit Fig. 2 gut sichtbar sind. An der Zwischenscheibe 8 und zwischen den Innenflächen der Mitnehmerscheiben 9 liegen an den Innenflächen radial geführte Kupplungsklauen 10 mit Außenverzahnung 11. Mittels Stifte 12 und Federn 13 sind sie bezüglich der Zwischenscheibe 8 radial nach innen belastet. Auf Fig.3 ist in Verbindung mit Fig. 2 der Zusammenbau der Bauteile am Kupplungsstück 6 ersichtlich. Das Kupplungsstück 6 ist mit der Zwischenscheibe 8 und den Mitnehmerscheiben 9 über in Buchsen 14 geführte Schrauben 15 verbunden. Die Mitnehmerscheiben 9 und Zwischenscheibe 8 sitzen fest auf den Buchsen 14 und sind durch Schrauben 16 separat miteinander verbunden. Das Kupplungsstück 6 weist bezüglich der Buchsen 14 ein radiales Spiel auf. Die drei genannten Bauteile sind durch auf den Schrauben 15 befindliche Federn 17 axial belastet. Zwischen dem Bund 18 des Kupplungsstückes 6 und der Gegenfläche 19 der Zwischenscheibe 8 ist ein radialer Abstand vorhanden. Durch diese Ausführung ist eine leichte Neigung des Kupplungsstückes 6 und der Antriebswelle 5 gegenüber den anderen Bauteilen möglich. Die radial beweglichen Kupplungsklauen 10 kompensieren geringe koaxiale Abweichungen der Antriebswelle 5 zur Antriebswelle 3 derart, daß bei der Rotation eine ständige radiale Hin- und Herbewegung der Kupplungsklauen 10 erfolgt. Zu Beginn des Kupplungsvorganges befinden sich die Kupplungsklauen 10 durch die Belastung der Federn 13 in ihrer Innenstellung. Beim axialen Verschieben des Kupplungsstückes 6 gleiten die Kupplungsklauen mit ihren angephasten Innenkanten auf das konische Ende der Einlaufscheibe 4, wodurch die Kupplungsklauen 10 radial nach außen gedrückt werden. Durch diese Bewegungsvorgänge schieben sich die Außenverzahnungen 11 der Kupplungsklauen 10 in die Innenverzahnung 2 des Kupplungsgegenstückes. Es ist so die Vermeidung von Zahn-auf Zahn-Stellungen beim Einkuppeln möglich. Das Halten'der formschlüssigen Verbindung wird durch das Gleiten der Innenflächen der Kupplungsklauen 10 auf den zylindrischen Teil der Einlaufscheibe 4 gewährleistet. Das Auskuppeln wird durch axiales Zurückziehen des .Kupplungsstückes 6 erreicht, wobei die Kupplungsklauen 10 durch die Kräfte der Federn 13 wieder in ihre Ausgangsstellungen bewegt werden.

Claims (3)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Schältbare Zahnkupplung mit axial verschiebbarem, außenverzahntem Kupplungsstück und mit einer Innenverzahnung versehenen, Kupplungsgegenstück zum formschlüssigen Verbinden von Rotationsteilen, die während des Schaltvorganges stillstehen, gekennzeichnet dadurch, daß das Kupplungsgegenstück (1) innerhalb seiner Innenverzahnung (2) eine an der Abtriebswelle (3) stirnseitig und symmetrisch angebrachte Einlaufscheibe (4) mit zylindrischem Umfang und konischem Ende aufweist, das Kupplungsstück (6) an seiner Stirnseite in Richtung Abtriebswelle (3) mit einer Zwischenscheibe (8) versehen ist und die Stirnseite der Zwischenscheibe (8) symmetrisch befestigte kreissegmentförmige Mitnehmerscheiben (9) aufweist, zwischen deren Innenseiten und in diesen geführt radial bewegliche und nach innen ferderbelastete Kupplungsklauen (10) mit Außenverzahnung (11) angeordnet sind.
2. 2. Schaltbare Zahnkupplung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß Kupplungsstück (6), Zwischenscheibe (8) und Mitnehmerscheiben (9) durch in Buchsen (14) geführte Verbindungselemente verbunden und axial federbelastet sind, Zwischenscheibe (8) und Mitnehmerscheiben (9) fest auf den Buchsen (14) sitzen, während das Kupplungsstück (6) ein radiales Spiel zu den Buchsen (14) aufweist und zwischen dem Bund (18) des Kupplungsstückes (6) und der Gegenfläche (19) der Zwischenscheibe (8) ein radialer Abstand vorhanden ist.
3. 3. Schaltbare Zahnkupplung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mitnehmerscheiben (9) kreissektorförmig ausgebildet sind.

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Der Einsatz der Erfindung erfolgt für das formschlüssige Verbinden von Rotationsteilen. Sie ist beispielsweise für das Verbinden von automatisch auswechselbaren Bohrköpfen mit der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine vorgesehen.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Der bekannte Stand der Technik weist schaltbare Zahnkupplungen auf, die ein oder mehrere innen- und außenverzahnte Kupplungsteile besitzen und die Verbindung der Kupplungsteile über korrespondierende Verzahnungen und axiales Verschieben eines Kupplungsteiles erfolgt. Eine Ausführung dieser Lösungsform wird beispielsweise in der DD PS 148663 beschrieben. Um ein sicheres Einkuppeln in jeder Schaltstellung zu sichern und Schaden beim Einkuppeln zu vermeiden, sind komplizierte Verzahnungsgeometrien und Federelemente für die verzahnten Kupplungsteile vorgesehen. Dies macht den Aufbau der Kupplungen sehr kompliziert, erhöht ihre Störanfälligkeit und ihre Wartung. Eine andere Lösung besteht nach DEAS 1815167 aus zwei gleichachsig einander gegenüberliegenden spitzzähnigen Kronenzahnrädern, von denen das eine zum Einrücken axial verschiebbar ist. Die Zähnezahlen der beiden Zahnräder sind um einen Zahn verschieden und ein Zahnrad über eine axial wirkende Feder drehfest mit einer Welle verbunden und zum anderen Zahnrad hin neigbar. Dadurch soll der Drehwinkel, um den eines der beiden Kronenzahnräder beim Einrücken gegenüber dem anderen gedreht wird, möglichst klein sein. Diese komplizierte Zahngeometrie ist aber nur für Zählwerke großer Genauigkeit notwendig und nicht für ein breites Anwendungsgebiet mit unterschiedlichen Einsatzbedingungen gedacht.

   Ziel der Erfindung

   Es ist das Ziel der Erfindung, eine schaltbare Zahnkupplung zu entwickeln, bei der in jeder Schaltstellung ein Einkuppeln gesichert ist und bei unterschiedlichsten Einsatzbedingungen erfolgen kann.

   Wesen der Erfindung

   Die Erfindung hat die Aufgabe, Rotationsteile mit geringem koaxialem Achsversatz und Winkelabweichungen der Wellen zueinander, formschlüssig zu verbinden. Der Schaltvorgang soll sicher und mit geringen Axialkräften erfolgen können. Es kommt eine schaltbare Zahnkupplung mit axial verschiebbarem, außenverzahntem Kupplungsstück und mit einer Innenverzahnung versehenem Kupplungsgegenstück zum Einsatz. Es werden Rotationsteile verbunden, die während des Schaltvorganges stillstehen.

   Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kupplungsgegenstück innerhalb seines Innenzahnkranzes eine an der Abtriebswelle stirnseitig und symmetrisch zur Antriebswelle gerichtete Einlaufscheibe mit zylindrischem Umfang und konischem Ende aufweist. An der Stirnseite des Kupplungsstückes befindet sich in Richtung Abtriebswelle eine Zwischenscheibe, deren Stirnseite symmetrisch befestigte kreissegmentförmige Mitnehmerscheiben aufweist, zwischen deren Innenseiten und in diesen geführt radial bewegliche und nach innen federbelastete Kupplungsklauen mit Außenverzahnung angeordnet sind. Kupplungstück, Zwischenscheibe und Mitnehmerscheiben sind durch in Buchsen geführte