DE102017105558A1 - MACHINE PART, COMPOSITION AND USE OF A MACHINE PART TO MAKE A JOINT - Google Patents
MACHINE PART, COMPOSITION AND USE OF A MACHINE PART TO MAKE A JOINT Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Maschinenteil mit einem ersten Gehäuse, wobei das erste Gehäuse eine stirnseitige erste Gehäuseverzahnung aufweist, ausgelegt zur Kopplung mit einer stirnseitigen zweiten Gehäuseverzahnung eines zweiten Gehäuses eines zweiten Maschinenteils, wobei die erste stirnseitige Gehäuseverzahnung selbsthemmend ausgeführt ist. The invention relates to a machine part having a first housing, wherein the first housing has a front-side first housing toothing, designed for coupling to a front-side second Gehäuseverzahnung a second housing of a second machine part, wherein the first end-side housing toothing is self-locking.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung betrifft ein Maschinenteil mit einem Gehäuse, einen Verbund zweier Maschinenteile und eine Verwendung zweier Maschinenteile zum Ausbilden eines Verbundes.The invention relates to a machine part with a housing, a composite of two machine parts and a use of two machine parts for forming a composite.
Stand der TechnikState of the art
Aus dem Stand der Technik sind Maschinenteile, die an ein zweites Maschinenteil gekoppelt werden können, bekannt. Zwei Maschinenteile, wie beispielsweise ein Motorgehäuse und ein Getriebegehäuse, werden oft über massive Flansche oder Adapterplatten verbunden und durch zahlreiche Schraubenverbindungen gesichert.From the prior art machine parts that can be coupled to a second machine part, known. Two machine parts, such as a motor housing and a gear housing, are often connected via massive flanges or adapter plates and secured by numerous screw connections.
Der Stand der Technik resultiert oftmals in einer großen und aufwändigen Bauform, welche aufwändig zu montieren ist.The prior art often results in a large and expensive design, which is expensive to assemble.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, die Probleme aus dem Stand der Technik, zumindest teilweise, zu lösen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, möglichst werkzeuglos und schnell zu kuppelnde Maschinenteile anzugeben. Die Fehleranfälligkeit bei der Montage sollte gering sein.The object of the invention is to solve the problems of the prior art, at least partially. In particular, it is an object of the invention to provide as possible tool-free and quickly coupled machine parts. The error rate during assembly should be low.
Die Aufgabe wird mit einem Maschinenteil nach Anspruch 1, sowie mit einem weiteren Maschinenteil und einer Verwendung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.The object is achieved with a machine part according to
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Maschinenteil mit einem ersten Gehäuse, wobei das erste Gehäuse eine stirnseitige erste Gehäuseverzahnung aufweist, ausgelegt zur Kopplung mit einer stirnseitigen zweiten Gehäuseverzahnung eines zweiten Gehäuses eines zweiten Maschinenteils, wobei die erste stirnseitige Gehäuseverzahnung selbsthemmend ausgeführt ist. Eine Verzahnung wird hierin als selbsthemmend bezeichnet, wenn sie im Eingriff mit einer zu der Verzahnung identischen oder spiegelbildlichen weiteren Verzahnung Selbsthemmung aufweist.One aspect of the invention relates to a machine part having a first housing, wherein the first housing has a front-side first housing toothing, designed for coupling with a front-side second Gehäuseverzahnung a second housing of a second machine part, wherein the first end-side housing toothing is self-locking. A toothing is referred to herein as self-locking, if it has self-locking in engagement with a toothing identical or mirror-image further teeth.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Maschinenteil mit einem ersten Gehäuse, wobei das erste Gehäuse eine stirnseitige erste Gehäuseverzahnung aufweist, ausgelegt zur Kopplung mit einer stirnseitigen zweiten Gehäuseverzahnung eines zweiten Gehäuses eines zweiten Maschinenteils, wobei das Maschinenteil eine erste Welle mit einer stirnseitigen Wellenverzahnung umfasst. Bei dem Begriff „Wellenverzahnung“ bezeichnet der Begriffsteil „Welle“ den Umstand, dass es sich um eine an einer Welle stirnseitig angeordnete Verzahnung handelt. Die Wellenverzahnung kann eine Kerb-, Keil-, Hirth- oder eine andere Verzahnung sein.A further aspect relates to a machine part having a first housing, wherein the first housing has a front-side first housing toothing, designed for coupling to a front-side second housing toothing of a second housing of a second machine part, wherein the machine part comprises a first shaft with an end-side shaft toothing. In the term "wave toothing" the term "wave" designates the circumstance that it is a toothing arranged on the face side of a shaft. The serration may be a serration, wedge, hirth or other serration.
Ein weiterer Aspekt betrifft einen Verbund aus einem Maschinenteil in einer der hierin beschriebenen typischen Ausführungsformen mit einem zweiten Maschinenteil mit einem zweiten Gehäuse aufweisend eine zweite Gehäuseverzahnung passend zu der ersten Gehäuseverzahnung. Typische zweite stirnseitige Gehäuseverzahnungen sind identisch oder spiegelbildlich zu der ersten Gehäuseverzahnung ausgeführt.Another aspect relates to a composite of a machine part in one of the typical embodiments described herein with a second machine part having a second housing having a second housing serration matching the first housing serration. Typical second end-side Gehäuseverzahnungen are identical or mirror-inverted to the first housing serration executed.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Maschinenteils in einer der hierin beschriebenen typischen Maschinenteil-Ausführungsformen zum Ausbilden eines Verbundes nach einer der hierin beschriebenen typischen Verbund-Ausführungsformen.Another aspect of the invention relates to the use of a machine part in any of the typical engine part embodiments described herein to form a composite according to one of the typical composite embodiments described herein.
Ausführungsformen der Erfindung betreffen insbesondere Maschinenteile mit einem ersten Gehäuse mit einer stirnseitigen ersten Gehäuseverzahnung. Das erste Gehäuse kann beispielsweise ein Motorgehäuse mit einem darin aufgenommenen Motor oder ein Getriebegehäuse mit einem darin aufgenommen Getriebe sein. Ein Getriebegehäuse weist üblicherweise eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite auf. Die stirnseitige erste Gehäuseverzahnung kann beispielsweise auf der Antriebsseite zur Kopplung an einen Motor ausgeführt sein. Beispielsweise kann die stirnseitige erste Gehäuseverzahnung auf der Abtriebsseite zur Kopplung an eine Arbeitsmaschine ausgeführt sein. Das erste Gehäuse kann einteilig oder auch mehrteilig ausgeführt sein. Beispielsweise, aber hierauf nicht beschränkt, kann ein Motorgehäuse oder ein Getriebegehäuse mehrere formschlüssig verbundene Teile aufweisen. Ein Motorgehäuse oder ein Getriebegehäuse kann mehrere stoffschlüssig verbundene Teile aufweisen, wie etwa durch Schweißverfahren verbundene Teile.Embodiments of the invention relate in particular to machine parts having a first housing with a front-side first housing toothing. The first housing may be, for example, a motor housing with a motor housed therein or a gear housing with a gear housed therein. A transmission housing usually has a drive side and an output side. The front-side first housing toothing can be designed, for example, on the drive side for coupling to a motor. For example, the front-side first housing toothing can be designed on the output side for coupling to a work machine. The first housing may be made in one or more parts. For example, but not limited to, a motor housing or a transmission housing may have a plurality of positively connected parts. A motor housing or a transmission housing may have a plurality of cohesively connected parts, such as parts connected by welding.
Ein zweites Maschinenteil, zum Ausbilden eines Verbundes, ist typischerweise analog zu einem der hierin beschriebenen Ausführungsformen des Maschinenteils ausgeführt.A second machine part, for forming a composite, is typically designed analogously to one of the embodiments of the machine part described herein.
Die Stirnseite ist typischerweise eine zur Längsachse des Gehäuses senkrecht stehende Seite. Die Stirnseite bezeichnet diejenige Seite des ersten Gehäuses, an der eine zweite stirnseitige Gehäuseverzahnung eines zweiten Gehäuses mit der ersten stirnseitigen Gehäuseverzahnung des ersten Gehäuses in Eingriff gebracht werden kann. Für den Begriff „stirnseitig“ gelten die hierin beschriebenen Definitionen für „Stirnseite“ analog. Typischerweise weist die erste Gehäuseverzahnung bei einem Eingriff mit der zweiten Gehäuseverzahnung Selbsthemmung auf bzw. ist selbsthemmend ausgeführt. Dabei erzeugt die Selbsthemmung bei Übertragung eines Drehmoments einen durch Haftreibung verursachten Widerstand gegen eine axiale Verschiebung der Verzahnung.The end face is typically a side perpendicular to the longitudinal axis of the housing. The front side denotes the side of the first housing, on which a second end-side housing toothing of a second housing can be brought into engagement with the first end-face housing toothing of the first housing. For the term "end face", the definitions for "face" described herein apply analogously. Typically, the first housing teeth on engagement with the second housing toothing on self-locking or self-locking executed. there generates the self-locking during transmission of torque caused by static friction resistance to axial displacement of the toothing.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Maschinenteil eine erste Welle. Die erste Welle umfasst typischerweise eine stirnseitige Wellenverzahnung. Üblicherweise ist die erste Welle in dem ersten Gehäuse gelagert. Bei typischen Ausführungsformen ist die Wellenverzahnung selbsthemmend ausgeführt. Die Wellenverzahnung kann in typischen Ausführungsformen beispielsweise als Kerbverzahnung, Keilverzahnung oder als Hirth-Verzahnung ausgeführt sein. In typical embodiments, the machine part comprises a first shaft. The first shaft typically includes a frontal shaft toothing. Usually, the first shaft is mounted in the first housing. In typical embodiments, the shaft toothing is self-locking. The shaft teeth can be performed in typical embodiments, for example, as serrations, splines or Hirth teeth.
Typischerweise ist die Wellenverzahnung zur Kopplung mit einer zweiten Welle mit einer zweiten Wellenverzahnung ausgelegt.Typically, the shaft toothing is designed for coupling to a second shaft with a second shaft toothing.
Insbesondere kann die Wellenverzahnung Selbsthemmung aufweisen. Axiale Kräfte bei der Drehmomentübertragung zwischen der ersten Welle und der zweiten Welle auf diese Wellen der Maschinenteile können minimiert oder verhindert werden. Die Übertragung des Drehmoments erfolgt typischerweise zumindest im Wesentlichen formschlüssig. Die erste Welle kann beispielsweise über einen Motor angetrieben werden. Die zweite Welle kann beispielsweise eine Getriebewelle sein, die ein Drehmoment der ersten Welle aufnimmt. Bei der Übertragung von Gegendrehmomenten zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse werden durch die Selbsthemmung der Gehäuseverzahnung ebenfalls axiale Kräfte minimiert.In particular, the shaft toothing may have self-locking. Axial forces in the torque transmission between the first shaft and the second shaft to these shafts of the machine parts can be minimized or prevented. The transmission of the torque is typically at least substantially positive fit. The first shaft can be driven by a motor, for example. The second shaft may be, for example, a transmission shaft which receives a torque of the first shaft. In the transmission of counter torques between the first housing and the second housing also axial forces are minimized by the self-locking of the housing teeth.
Bei typischen Ausführungsformen der Erfindung weist die erste stirnseitige Gehäuseverzahnung einen Flankenwinkel von höchstens 20°, höchstens 15° oder höchstens 12°oder höchstens 9° auf. Typischerweise beträgt der Flankenwinkel mindestens 1° oder mindestens 2°. In typischen Ausführungsformen beträgt der Flankenwinkel mindestens 5° oder mindestens 7° oder mindestens 10°. Typische Baustoffe für die Gehäuseverzahnungen sind bspw. Stahl mit einem Haftreibwert von etwa 0,2 oder Kunststoff mit einem Haftreibwert von etwa 0,15. Der Flankenwinkel ist dabei so gewählt, dass dieser selbsthemmend wirkt.In typical embodiments of the invention, the first frontal housing teeth have a flank angle of at most 20 °, at most 15 ° or at most 12 ° or at most 9 °. Typically, the flank angle is at least 1 ° or at least 2 °. In typical embodiments, the flank angle is at least 5 ° or at least 7 ° or at least 10 °. Typical building materials for the Gehäusenzzahnahnungen are, for example, steel with a coefficient of friction of about 0.2 or plastic with a coefficient of friction of about 0.15. The flank angle is chosen so that it acts self-locking.
Typische Ausführungsformen weisen typischerweise an der ersten Gehäuseverzahnung an ihrem Außenumfang einen ersten Durchmessersprung auf. Üblicherweise ist ein Außendurchmesser der ersten Gehäuseverzahnung am ersten Durchmessersprung größer in Richtung des zweiten Maschinenteils eines Verbundes des ersten mit dem zweiten Maschinenteil. Der Außendurchmesser wird beispielsweise größer in Richtung der Stirnseite der den ersten Durchmessersprung umfassenden ersten Gehäuseverzahnung. Der erste Durchmessersprung ist typischerweise als Teil einer in die Gehäuseverzahnung eingelassenen Nut ausgeführt.Typical embodiments typically have a first diameter jump on the first housing toothing on its outer circumference. Usually, an outer diameter of the first housing serration at the first diameter jump is larger in the direction of the second machine part of a composite of the first with the second machine part. The outer diameter becomes larger, for example, in the direction of the end face of the first housing serration comprising the first diameter jump. The first diameter jump is typically performed as part of a recessed into the housing toothing groove.
Die Nut wird typischerweise durch den ersten und einen dem ersten Durchmessersprung gegenüberliegenden Durchmessersprung gebildet. Üblicherweise ist der gegenüberliegende Durchmessersprung auf der axial gegenüberliegenden Seite des ersten Durchmessersprungs ausgeführt. Die Nut verläuft typischerweise am Gehäuseaußenumfang, beispielsweise im Bereich der jeweiligen Gehäuseverzahnung. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist eine Nut an einer Innenseite der Zähne der Gehäuseverzahnung angeordnet. Typische Zähne als Teil der Gehäuseverzahnung weisen an ihrem Außenumfang eine in Umlaufrichtung ausgerichtete Nut auf. Eine Nut ermöglicht die Aufnahme eines Sicherungselementes, wobei zum axialen Halten eines Sicherungselementes bei typischen Ausführungsformen auch lediglich ein Durchmessersprung vorgesehen sein kann. Bei weiteren Ausführungsformen verläuft die Nut typischerweise am Innenumfang des Gehäuses.The groove is typically formed by the first and a first diameter jump opposite diameter jump. Usually, the opposite diameter jump is performed on the axially opposite side of the first diameter jump. The groove typically extends on the outer circumference of the housing, for example in the region of the respective housing toothing. In further embodiments, a groove is disposed on an inner side of the teeth of the housing serration. Typical teeth as part of the housing toothing have on its outer periphery a groove oriented in the circumferential direction. A groove allows the inclusion of a securing element, wherein for axially holding a securing element in typical embodiments, only a diameter jump can be provided. In further embodiments, the groove is typically on the inner circumference of the housing.
Typischerweise weist der erste Durchmessersprung eine gegenüber einer Querschnittsebene des Maschinenteils geneigte Wand auf. Die Querschnittsebene ist dabei ein Schnitt, der senkrecht auf der Drehachse der Welle steht. Die geneigte Wand kann beispielsweise um mindestens 1° oder mindestens 5° geneigt sein. Die geneigte Wand ist beispielsweise um höchstens 20° oder höchstens 15° geneigt, bspw. um eine Selbsthemmung zu erreichen. Auch der gegenüberliegende Durchmessersprung kann bei typischen Ausführungsformen eine geneigte Wand aufweisen.Typically, the first diameter jump on a relative to a cross-sectional plane of the machine part inclined wall. The cross-sectional plane is a section that is perpendicular to the axis of rotation of the shaft. The inclined wall may, for example, be inclined by at least 1 ° or at least 5 °. The inclined wall is inclined, for example, by at most 20 ° or at most 15 °, for example, in order to achieve a self-locking. The opposite diameter jump may also have a sloping wall in typical embodiments.
Typische Maschinenteile der Erfindung umfassen ein Sicherungselement, welches in einem geschlossenen Zustand an dem ersten Durchmessersprung anliegt. Das Sicherungselement kann beispielsweise ein Sicherungsring sein, beispielsweise ein offener oder geschlossener Sicherungsring, ein Sprengring, ein Runddrahtsprengring, oder ein aus mehreren Elementen bestehendes Sicherungselement. Bei typischen Ausführungsformen weist das Sicherungselement einen veränderbaren Umfang auf, so dass es beispielsweise geweitet werden kann. Das Sicherungselement ist beispielsweise aus einem elastisch verformbaren Material, wie etwa aus einem Metall mit elastischem Dehnungsbereich oder aus einem elastischen Kunststoff. Das Sicherungselement kann beispielsweise auch als Gummiring ausgeführt sein. In typischen Ausführungsformen ist die geneigte Wand des Durchmessersprungs derart geneigt, dass die Wand selbsthemmend gegenüber einem radialen Entweichen des Sicherungselements wirkt.Typical machine parts of the invention comprise a securing element which abuts in a closed state at the first diameter jump. The securing element may, for example, be a securing ring, for example an open or closed securing ring, a snap ring, a round wire snap ring or a securing element consisting of several elements. In typical embodiments, the securing element has a variable circumference, so that it can be widened, for example. The securing element is, for example, made of an elastically deformable material, such as a metal with an elastic stretch region or of an elastic plastic. The securing element can for example also be designed as a rubber ring. In typical embodiments, the inclined wall of the diameter jump is inclined so that the wall acts self-locking against radial escape of the securing element.
Bei typischen Ausführungsformen weist das Maschinenteil einen Überwurfring auf. Der Überwurfring kann beispielsweise als Muffe oder Überwurfmutter ausgeführt sein. Typische Überwurfringe sind axial entlang des Gehäuses verschiebbar.In typical embodiments, the machine part has a coupling ring. Of the Coupling ring can be designed for example as a sleeve or union nut. Typical coupling rings are axially displaceable along the housing.
In weiteren Ausführungsformen weist das erste Gehäuse ein Außengewinde auf, in welches der Überwurfring eingreift. Dies ermöglicht eine axiale Bewegung bzw. Sicherung des Überwurfrings durch Drehen des Überwurfrings.In further embodiments, the first housing has an external thread, in which engages the coupling ring. This allows an axial movement or securing the coupling ring by turning the coupling ring.
Typischerweise übergreift der Überwurfring in einem geschlossenen Zustand den ersten Durchmessersprung. Der Überwurfring kann so beispielsweise das Sicherungselement vor radialer oder axialer Verschiebung sichern. Beispielsweise drückt der Überwurfring das Sicherungselement an den ersten Durchmessersprung heran.Typically, the coupling ring in a closed state overlaps the first diameter jump. The coupling ring can thus secure, for example, the securing element against radial or axial displacement. For example, the coupling ring presses the securing element to the first diameter jump.
In typischen Ausführungsformen ist der Überwurfring mittels eines Federelements gegenüber dem Gehäuse axial, insbesondere in Richtung des zweiten Maschinenelements vorgespannt. Das Federelement kann beispielsweise als Wellscheibe ausgeführt sein. In typischen Ausführungsformen drückt das Federelement den Überwurfring an das Sicherungselement heran. Das Federelement spannt den Überwurfring in Richtung der Stirnseite vor. In typischen Ausführungsformen ist der Überwurfring über das Federelement gegen das Sicherungselement vorgespannt.In typical embodiments, the coupling ring is biased axially relative to the housing by means of a spring element, in particular in the direction of the second machine element. The spring element can be designed, for example, as a corrugated disk. In typical embodiments, the spring element presses the coupling ring against the securing element. The spring element biases the coupling ring in the direction of the front side. In typical embodiments, the coupling ring is biased against the securing element via the spring element.
Die erste Welle typischer Ausführungsformen weist ein Ausgleichselement zum Ausgleichen eines radialen oder axialen Versatzes oder eines Winkelversatzes der ersten Welle relativ zu einer zu verbindenden zweiten Welle auf. Bei typischen Ausführungsformen ist ein Ausgleichselement an der ersten Welle angebracht. Das Ausgleichselement kann beispielsweise als Balgkupplung, Metallbalg, oder als Wellrohrkupplung ausgeführt sein, oder als ein ähnliches Ausgleichselement, das einen radialen oder axialen Versatz einer Verbindung zweier Wellen oder zweier Gehäuse ausgleicht. Das Ausgleichselement kann beispielsweise Ungenauigkeiten ausgleichen, etwa solche aufgrund von Fertigungstoleranzen, thermischer Ausdehnung oder Kontraktion. Das Ausgleichselement kann bei einem typischen Verbund gemäß den Ausführungsformen den Anpressdruck zwischen den Maschinenteilen erhöhen oder eine axiale Vorspannung ausgleichen. In weiteren typischen Ausführungsformen weist die zweite Welle ein Ausgleichselement auf. Bei typischen Ausführungsformen ist ein Ausgleichselement am ersten oder zweiten Gehäuse zum Ausgleichen eines radialen oder axialen Versatzes der zwei Maschinenelemente zueinander angebracht.The first shaft of typical embodiments has a compensation element for compensating for a radial or axial offset or an angular offset of the first shaft relative to a second shaft to be connected. In typical embodiments, a compensation element is attached to the first shaft. The compensating element can be designed, for example, as a bellows coupling, metal bellows, or as a corrugated pipe coupling, or as a similar compensating element, which compensates for a radial or axial offset of a connection of two shafts or two housings. The compensation element can compensate for example inaccuracies, such as those due to manufacturing tolerances, thermal expansion or contraction. The compensation element can increase the contact pressure between the machine parts or compensate for an axial bias in a typical composite according to the embodiments. In other typical embodiments, the second shaft has a compensation element. In typical embodiments, a compensating element is attached to the first or second housing for balancing radial or axial displacement of the two machine elements relative to one another.
Typischerweise sind an den Stirnflächen von zumindest einem Teil der Zähne der ersten Gehäuseverzahnung jeweils Einlaufflächen vorgesehen. Die Einlaufflächen, welche auch als Einlaufschrägen bezeichnet werden können, sind üblicherweise an einem axial äußeren Ende der Zähne. Dadurch wird eine ineinander gleitende und einfach zu verbindende Verzahnung geschaffen. Die Zahnspitzen können beispielsweise Einlaufschrägen aufweisen. Eine Schräge der Zahnspitzen bezeichnet eine Fläche oder einen Teil einer Fläche der nicht senkrecht auf der Längsachse der Welle steht. Dies kann beispielsweise eine einzelne Schräge sein, oder zwei Schrägen mit einer zumindest im Wesentlichen dachförmig zulaufenden Geometrie, aber auch eine Schräge einer balligen oder halbkreisförmigen Rundung auf den Stirnflächen. Die Längsachse der Welle bezeichnet eine Achse, die in Richtung der Drehachse der Welle oder in Richtung einer rotationssymmetrischen Achse des Gehäuses ausgerichtet ist.Typically, inlet surfaces are respectively provided on the end faces of at least part of the teeth of the first housing toothing. The inlet surfaces, which may also be referred to as inlet slopes, are usually at an axially outer end of the teeth. This creates a telescoping and easy to connect teeth. The tooth tips may have, for example, inlet slopes. A slope of the tooth tips refers to a surface or part of a surface that is not perpendicular to the longitudinal axis of the shaft. This may for example be a single bevel, or two bevels with an at least substantially roof-shaped tapering geometry, but also a slope of a crowned or semi-circular curve on the end faces. The longitudinal axis of the shaft denotes an axis which is aligned in the direction of the axis of rotation of the shaft or in the direction of a rotationally symmetrical axis of the housing.
Typische Einlaufflächen sind gegenüber einer Querschnittsebene um mindestens 10° oder mindestens 20° geneigt. Die Querschnittsebene ist eine auf der Längsachse senkrecht stehende Ebene. Der Neigungswinkel typischer Einlaufflächen beträgt höchstens 30°. Die Einlaufflächen sind dabei typischerweise gestaltet, so dass sie die Zähne einer ersten Gehäuseverzahnung in die Zahnlücken einer zweiten Gehäuseverzahnung führen. Die Einlaufflächen unterstützten die Ausrichtung einer zweiten Gehäuseverzahnung in eine zur Kopplung geeigneten Position, aus welcher beispielsweise ein geschlossener Zustand erfolgen kann.Typical inlet surfaces are inclined at least 10 ° or at least 20 ° with respect to a cross-sectional plane. The cross-sectional plane is a plane perpendicular to the longitudinal axis. The angle of inclination of typical inlet surfaces is at most 30 °. The inlet surfaces are typically designed so that they lead the teeth of a first housing toothing in the tooth spaces of a second housing toothing. The inlet surfaces support the alignment of a second housing serration in a position suitable for coupling, from which, for example, a closed state can take place.
Bei typischen Ausführungsformen der Erfindung ist die Nut derart angeordnet, dass bei einem geschlossenen Zustand einer Verbindung mit einem zweiten Gehäuse mit zweiter Gehäuseverzahnung und zweiter Nut ein axialer Versatz zwischen der ersten Nut und der zweiten Nut auftritt.In typical embodiments of the invention, the groove is arranged such that in a closed state of a connection with a second housing with second housing serration and second groove an axial offset between the first groove and the second groove occurs.
In typischen Ausführungsformen ist durch den axialen Versatz das Sicherungselement vorgespannt um die beiden Gehäuseverzahnung gegen ein Öffnen der Verbindung zu verspannen.In typical embodiments, the securing element is pretensioned by the axial offset in order to clamp the two housing serrations against an opening of the connection.
In typischen Ausführungsformen des Verbundes ist die stirnseitige zweite Gehäuseverzahnung analog zu den hierin beschriebenen typischen Ausführungsformen der stirnseitigen ersten Gehäuseverzahnung ausgeführt.In typical embodiments of the composite, the front-side second housing toothing is embodied analogously to the typical embodiments of the end-face first housing toothing described herein.
In typischen Ausführungsformen des Verbundes sind die Flanken der ersten und der zweiten Gehäuseverzahnung in einem geschlossenen Zustand, zumindest teilweise, flächig anliegend. Der geschlossene Zustand ist eine, zumindest teilweise, formschlüssige Verbindung. In typischen Ausführungsformen ist der geschlossene Zustand eine vorgespannte formschlüssige Verbindung.In typical embodiments of the composite, the flanks of the first and second housing serrations are in a closed state, at least partially, lying flat. The closed state is a, at least partially, positive connection. In typical embodiments, the closed state is a preloaded positive connection.
Eine typische Ausführungsform des Verbundes weist eine erste Nut der ersten Gehäuseverzahnung und eine zweite Nut der zweiten Gehäuseverzahnung auf. Dadurch kann ein in die Nuten eingesetztes Sicherungselement das erste und das zweite Maschinenteil axial fixieren. Die erste Nut ist typischerweise derart ausgeführt, dass beim Eingriff der Verzahnungen im geschlossenen Zustand die Nuten einen axialen Versatz zueinander aufweisen. Dabei kann in typischen Ausführungsformen das Vorzeichen des axialen Versatzes derart gewählt sein, so dass das Sicherungselement die Gehäuse gegeneinander in Richtung des geschlossenen Zustands vorspannt. Der axiale Versatz beträgt in typischen Ausführungsformen mindestens 0,05 mm, typischerweise mindestens 0,1 mm, typischerweise höchstens 1 mm oder höchstens 0,5 mm. Die Vorspannung wird beispielsweise dadurch erreicht, dass das Sicherungselement abwechselnd auf den jeweiligen Wänden der Nuten oder des jeweiligen Durchmessersprungs der beiden Verzahnungen anliegt.A typical embodiment of the composite has a first groove of the first Housing toothing and a second groove of the second housing toothing on. As a result, a securing element inserted into the grooves axially fix the first and the second machine part. The first groove is typically designed such that when the teeth engage in the closed state, the grooves have an axial offset from each other. In this case, in typical embodiments, the sign of the axial offset can be selected such that the securing element biases the housings against each other in the direction of the closed state. The axial offset in typical embodiments is at least 0.05 mm, typically at least 0.1 mm, typically at most 1 mm or at most 0.5 mm. The bias voltage is achieved, for example, in that the securing element abuts alternately on the respective walls of the grooves or the respective diameter jump of the two teeth.
Typische Ausführungsformen weisen die Vorteile auf, dass ein Maschinenteil mit einem zweiten Maschinenteil möglichst werkzeuglos gekoppelt werden kann. Dadurch wird ein möglichst einfaches Verbinden zweier Maschinenteile erreicht. Der Verbund kann ohne zusätzliche axiale Verschraubungen erfolgen. Ein weiterer Vorteil in typischen Ausführungsformen ist ein möglichst einfaches Lösen des Verbundes. In typischen Ausführungsformen ist die Verbindung des Verbundes selbstzentrierend. Vorteile der typischen Ausführungsformen sind eine geringe Fehleranfälligkeit beim Verbinden des Verbundes. Die gering rotierenden Massen der typischen Ausführungsformen weisen den Vorteil einer geringen Massenträgheit auf.Typical embodiments have the advantages that a machine part with a second machine part can be coupled as possible without tools. This achieves the simplest possible connection of two machine parts. The composite can be done without additional axial screwing. Another advantage in typical embodiments is the simplest possible release of the composite. In typical embodiments, the compound of the composite is self-centering. Advantages of the typical embodiments are a low susceptibility to error when connecting the composite. The low-rotating masses of typical embodiments have the advantage of low inertia.
Figurenlistelist of figures
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand folgender Figuren erläutert, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist.
-
1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine erste Ausführungsform eines Maschinenteils; -
2 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine Ausführungsform eines Verbundes; -
3 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine weitere Ausführungsform eines Maschinenteils in einem Verbund mit einer weiteren Ausführungsform eines Maschinenteils; und -
4 zeigt in einer schematischen Teilansicht eine weitere Ausführungsform eines Maschinenteils in einem Verbund mit einer weiteren Ausführungsform eines Maschinenteils.
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1 shows a schematic view of a first embodiment of a machine part; -
2 shows a schematic sectional view of an embodiment of a composite; -
3 shows in a schematic sectional view of another embodiment of a machine part in a composite with another embodiment of a machine part; and -
4 shows in a schematic partial view of another embodiment of a machine part in a composite with another embodiment of a machine part.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
In der
Die Selbsthemmung wird durch eine geeignete Wahl der Flankenwinkel der Zahnflanken erreicht. Der Flankenwinkel ist so gewählt, dass der Betrag des Tangens des Flankenwinkels kleiner als der Haftreibwert ist. Der Flankenwinkel bezeichnet hierin den Winkel einer Flanke gegenüber der Längsachse des Zahnes bzw. gegenüber der Längsachse einer Welle des Maschinenteils. Der Haftreibwert ist über die Haftreibung zweier sich berührender Körper bestimmt, hier also der Materialien der beiden Gehäuseverzahnungen.The self-locking is achieved by a suitable choice of the flank angle of the tooth flanks. The flank angle is chosen so that the tangent of the flank angle is smaller than the coefficient of friction. The flank angle herein denotes the angle of an edge with respect to the longitudinal axis of the tooth or with respect to the longitudinal axis of a shaft of the machine part. The static friction coefficient is determined by the static friction of two touching bodies, in this case the materials of the two housing teeth.
In der Ausführungsform der
Die Gehäuseverzahnung
Die erste Gehäuseverzahnung
In der
Ein Sicherungselement
Der erste Durchmessersprung als Teil einer in die Gehäuseverzahnung eingelassenen Nut ist geeignet zur Aufnahme eines Sicherungselements. Das Sicherungselement ist in einer Ausführungsform radial elastisch aufweitbar und weist eine Rückstellkraft auf. Ein zweites Maschinenteil mit einem zweiten Gehäuse weist eine zweite Gehäuseverzahnung auf. Die zweite Gehäuseverzahnung weist einen zweiten Durchmessersprung als Teil einer in die zweite Gehäuseverzahnung eingelassene Nut auf. In einer typischen Ausführungsform weist die zweite Gehäuseverzahnung eine stirnseitig angefaste Außenkante auf. Die stirnseitig angefaste Außenkante der zweiten Gehäuseverzahnung weist eine abgeschrägte Fläche auf. Die hierin für das erste Gehäuse beschriebenen Merkmale, sind auch bei typischen zweiten Gehäusen vorhanden.The first diameter jump as part of a recessed in the housing serration groove is suitable for receiving a securing element. The securing element is radially elastically expandable in one embodiment and has a restoring force. A second machine part with a second housing has a second housing toothing. The second housing serration has a second diameter jump as part of a recessed into the second housing serration groove. In a typical embodiment, the second housing toothing has a front edge chamfered outer edge. The frontally chamfered outer edge of the second housing toothing has a bevelled surface. The features described herein for the first housing are also present in typical second housings.
Unmittelbar vor dem Koppeln mit dem ersten Gehäuse berührt die stirnseitig angefaste Außenkante das Sicherungselement der ersten Gehäuseverzahnung. Die stirnseitig angefaste Außenkante der zweiten Gehäuseverzahnung weitet das Sicherungselement an der ersten Gehäuseverzahnung zumindest teilweise beim Vorgang des Koppelns der ersten mit der zweiten Gehäuseverzahnung auf. Beim Aufweiten verliert das Sicherungselement zumindest teilweise den Kontakt mit dem Durchmessersprung der Nut der ersten Gehäuseverzahnung.Immediately before coupling with the first housing, the outer edge chamfered on the face contacts the securing element of the first housing toothing. The frontally chamfered outer edge of the second housing serration expands the securing element on the first housing serration at least partially during the process of coupling the first housing serration to the second. When expanding the fuse element loses at least partially the contact with the diameter jump of the groove of the first housing toothing.
Beim Fortschreiten des Koppelns weiten die äußeren Einlaufflächen der zweiten Gehäuseverzahnung das Sicherungselement weiter auf und gleiten unter ihm hindurch, bis ein erster Durchmessersprung der zweiten Gehäuseverzahnung überwunden ist. Das aufgeweitete Sicherungselement springt dann sowohl in die Nut der ersten Gehäuseverzahnung zurück als auch in die Nut der zweiten Gehäuseverzahnung. Das Zurückkehren des Sicherungselements in die ursprüngliche Ausdehnungsweite kann schlagartig geschehen. Durch den schlagartigen Kontakt des Sicherungselements mit den Durchmessersprüngen kann beispielsweise ein wahrnehmbares Geräusch entstehen. Das erfolgreiche Koppeln beider Maschinenteile kann so bestätigt werden.As the coupling progresses, the outer raceways of the second housing serration further expand the securing element and slide beneath it until a first diameter jump of the second housing serration is overcome. The widened securing element then jumps back both into the groove of the first housing toothing and into the groove of the second housing toothing. The return of the fuse element in the original expansion width can be done abruptly. By the sudden contact of the fuse element with the diameter jumps, for example, a noticeable noise. The successful coupling of both machine parts can thus be confirmed.
Das Maschinenteil
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Maschinenteil eine erste Welle mit einer stirnseitigen Wellenverzahnung. Die erste Welle und die stirnseitige Wellenverzahnung sind über ein Ausgleichselement miteinander verbunden. Das Ausgleichselement ermöglicht eine achs- und winkelversetzte Verbindung der ersten Welle mit einer zweiten Welle. In der in
In
Bei Ausführungsformen ist die Gehäuseverzahnung jeweils integral mit dem Gehäuse ausgeführt. Bei weiteren Ausführungsformen sind die Gehäuseverzahnung und das Gehäuse jeweils einzelne, insbesondere form- oder kraftschlüssig verbundene, Teile.In embodiments, the housing teeth are each integral with the housing. In further embodiments, the housing toothing and the housing are each individual, in particular positive or non-positively connected, parts.
Eine erste Nut
Durch ein Federelement
In der in der
Die von einem Motor angetriebene erste Welle
In einem geschlossenen Zustand greifen beide Gehäuseverzahnungen
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Klauenkupplung. In Wikipedia, Die freie Enzyklopädie vom 13.03.2017. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Klauenkupplung&oldid=163544983 [abgerufen am 29.11.2017] |
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