DE1177423B

DE1177423B - Cardan gear coupling

Info

Publication number: DE1177423B
Application number: DET16451A
Authority: DE
Inventors: Karl Haneklaus
Original assignee: Tacke K G P
Current assignee: Tacke K G P
Priority date: 1959-03-24
Filing date: 1959-03-24
Publication date: 1964-09-03

Description

Kardanische Zahnkupplung Die Hauptpatentanmeldung T 15354 XII / 4/ c betrifft eine kardanische Zahnkupplung, deren Hülse mit Innenverzahnung in eine gewölbte Außenverzahnung der mit einer Welle verbundenen Nabe eingreift und deren kugelförmige, die Außenverzahnung tragende Nabe an beiden Seiten mittels kalottenförrniger Lagerflächen abgestützt ist. Nach der Hauptpatentanmeldung weist die Hütse eine in an sich bekannter Weise auf einer Kugelfläche konvex gewölbte Verzahnung auf. Eine in dieser Weise ausgestaltete kardanische Zahnkupplung ermöglicht eine wesentliche Vergrößerung des Verlagerungswinkels und ist besonders vorteilhaft für Antriebe, die bei kleinen Einbauräumen große Ablenkungswinkel erfordern, wobei die Winkelverlagerungen mit einem besonders geringen Zahnspiel übertragen werden.Cardanic tooth coupling The main patent application T 15354 XII / 4 / c relates to a cardanic tooth coupling whose sleeve with internal teeth engages in arched external teeth of the hub connected to a shaft and whose spherical hub, which carries the external teeth, is supported on both sides by means of spherical bearing surfaces. According to the main patent application, the hat has teeth convexly curved in a manner known per se on a spherical surface. A cardanic tooth coupling designed in this way enables a substantial increase in the displacement angle and is particularly advantageous for drives which require large deflection angles in small installation spaces, the angular displacements being transmitted with a particularly small amount of tooth play.

Bei kardanischen Zahnkupplungen für parallele, winklige und axiale Verlagerungen der miteinander gekuppelten Wellen ist es bekannt, auf der antreibenden Welle eine glockenförmige Nabe anzuordnen, die als Hülse der Zahnkupplung dient und mit ihrer zylindrischen Innenverzahnung in die konvex gewölbte Außenverzahnung einer Gelenkwelle eingreift. An dem anderen Ende der Gelenkwelle ist die innenveirzahnte Hülse einer zweiten Zahnkupplung befestigt, in die die gewölbte Außenverzahnung der auf der angetriebenen Welle angeordneten Kupplungsnabe eingreift.With cardanic gear couplings for parallel, angular and axial Displacements of the coupled shafts are known to occur on the driving force Shaft to arrange a bell-shaped hub, which serves as a sleeve of the tooth coupling and with their cylindrical internal teeth into the convex external teeth engages a cardan shaft. At the other end of the cardan shaft is the internally toothed one Sleeve of a second tooth coupling attached, into which the arched external toothing the clutch hub arranged on the driven shaft engages.

Es ist ferner bekannt, eine teleskopartig ausgebildete hohle Zwischenwelle an beiden Enden mit einer geraden Außenverzahnung zu versehen, in die die geraden Innenverzahnungen je einer Kupplungsnabe eingreifen. Der Parallelversatz der Wellen wird durch eine gewölbte Außenverzahnung der beiden Kupplungsnaben ausgeglichen, die in gerade Innenverzahnungen der beiden Kupplungshülsen eingreifen.It is also known to provide a telescopic hollow intermediate shaft at both ends with straight external teeth, into which the straight internal teeth of a coupling hub each engage. The parallel offset of the shafts is compensated for by a curved external toothing of the two coupling hubs, which mesh with the straight internal toothing of the two coupling sleeves.

Bei einer anderen bekannten Doppelzahnkupplung tragen die beiden Enden einer Zwischenwelle eine gewölbte Außenverzahnung, die in die gerade Innenverzahnung je einer Kupplungshülse eingreift.In another known double tooth clutch, the two ends of an intermediate shaft have arched external teeth that engage the straight internal teeth of a coupling sleeve.

Bei sämtlichen bisher bekannten Doppelzahnkupplungen können jedoch keine größeren Axialverschiebungen und Radialverlagerungen der gekuppelten Wellen ausgeglichen werden.However, with all previously known double tooth clutches no major axial and radial displacements of the coupled shafts be balanced.

Die nach der technischen Lehre der Hauptpatentanmeldung ausgestaltete kardanische Zahnkupplung soll durch die vorliegende Erfindung weiter ausgebildet werden, um außer parallelen und winkligen Verlagerungen größere Axialverschiebungen der beiden miteinander gekuppelten Wellen zu ermöglichen. Diese Anforderungen treten beispielsweise in Walzwerksantrieben auf, bei denen die Zahnkupplung zur Verbindung des Kammwalzeengetriebes mit dem mit einem Antriebsmotor gekuppelten Untersetzungsgetriebe verwendet wird, wobei sowohl Axialverschiebungen des Achszapfens des Kammwalzengetriebes, um die ProfilwaIzen des Walzengerüstes in die für das jeweilige Walzprofil benötigte Lage zu bringen, als auch parallele und winklige Wellenverlagerungen auftreten, z. B. bei Abnutzung der Fundamentgleitfläche des Kammwalzengetriebes.The one designed according to the technical teaching of the main patent application Cardan gear coupling is to be further developed by the present invention in addition to parallel and angular displacements, larger axial displacements of the two shafts coupled to each other. These demands occur for example in rolling mill drives where the gear coupling is used for connection of the pinion gear with the reduction gear coupled with a drive motor is used, both axial displacements of the journal of the pinion gear, around the profile rolls of the roll stand to the one required for the respective roll profile Position, as well as parallel and angular shaft displacements occur, z. B. when the foundation sliding surface of the pinion gear is worn.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung für eine kardanische Zahnkupplung entsprechend der Hauptpatentanmeldung dadurch gelöst, daß die Innenverzahnung einer Zwischenwelle konvex gewölbt ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die gewölbte Außen- und Innenverzahnung in die Enden der als Muffe ausgebildeten hohlen Zwischenwelle eingearbeitet, wodurch sich eine besonders einfache Bauweise ergibt.According to the invention, this object is achieved for a cardanic tooth coupling solved according to the main patent application in that the internal toothing a Intermediate shaft is convex. According to a further feature of the invention is the arched external and internal toothing in the ends of the sleeve, which is designed as a sleeve hollow intermediate shaft incorporated, resulting in a particularly simple design results.

Man kann auch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die gewölbte Innenverzahnung in einem an die Zwischenwelle angeflanschten Ring aus einem Werkstoff höherer Festigkeit als die Zwischenwelle einarbeiten. Eine derartige Ausgestaltung der Zwischenwelle erleichteit deren Bearbeitung und gibt die Möglichkeit, für den die gewölbte Innenverzahnung tragenden Ring einen Werkstoff höherer Festigkeit als für die Zwischenwelle zu verwenden, was sich besonders für die Übertragung großer Drehmomente empfiehlt.You can also use the curved in a further embodiment of the invention Internal toothing in a ring made of one material and flanged to the intermediate shaft Incorporate higher strength than the intermediate shaft. Such a configuration the intermediate shaft facilitates their processing and gives the opportunity for the the arched internal toothing bearing ring is a material higher in strength than to use for the intermediate shaft, which is particularly useful for the transmission of large Recommended torques.

Die Zahnkupplung gemäß der Erfindung ist von besonderer Bedeutung für Walzwerke zur Verbindung des Kammwalzengetriehes mit dem Antriebsgetriebe. Sie kann aber auch in vielen anderen Fällen sowohl für horizontale als auch vertikale und geneigte Wellenleitungen mit gleichem Vorteil Anwendung finden, bei denen die Kupplung neben einer großen Axialverschiebung auch winklige und parallele Verlagerungen der miteinander verbundenen Wellen aufnehmen muß. In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 eine Zahnkupplung mit einteiliger Kupplungsmuffe in zwei verschiedenen Stellungen der Wellennabe, F i g. 2 eine Zahnkupplung mit zweiteiliger Kupplungsmuffe in zwei verschiedenen Stellungen der Wellennabe.The tooth coupling according to the invention is of particular importance for rolling mills for connecting the pinion gear with the drive gear. However, it can also be used with the same advantage in many other cases for horizontal as well as vertical and inclined shaft lines, in which the coupling must absorb not only a large axial displacement but also angular and parallel displacements of the interconnected shafts. In the drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in longitudinal section. It shows F i g. 1 shows a tooth coupling with a one-piece coupling sleeve in two different positions of the shaft hub, FIG. 2 a tooth coupling with a two-part coupling sleeve in two different positions of the shaft hub.

Gemäß F i g. 1 ist auf dem Ende einer Welle 1, z. B. dem Wellenzapfen eines Kammwalzengetriebes einer Walzenstraße, eine Nabe 2 befestigt, deren über das Ende der Welle 1 ragender Teil 3 glockenförmig ausgebildet ist und eine zylindrische Innenverzahnung 4 trägt. In diese greift eine konvex gewölbte Außenverzahnung 5 ein, die auf dem sphärisch gewölbten Ende 6 einer Kupplungsmuffe 7 angeordnet ist. An dem anderen Ende der Kupplungsmuffe 7 ist eine konvex gewölbte lnnenverzahnung 8 vorgesehen, die in eine zylindrische Geradverzahnung 9 einer Wellennabe 10 eingreift. Diese ist auf dem Ende einer Welle 11, z. B. dem Wellenzapfen eines Antriebsgetriebes, befestigt und ragt auf dem größten Teil ihrer Länge über die Stirnseite des Wellenzapfens 11. Die beiden Wellen 1 und 11 sind etwa um die Breite der Außenverzahnung 9 gegeneinander verschiebbar; der Verschiebungsbereich ist durch die an den beiden Stirnseiten der Nabe 10 befestigten Anschlagringe 12 und 13 begrenzt, von denen Ring 13 bei dem geringsten axialen Abstand der Wellen 1, 11 an der äußeren Stirnseite der gewölbten Innenverzahnung 8 anliegt, wie aus der oberen Hälfte der F i g. 1 ersichtlich ist, während bei der größten Axialverschiebung der beiden Wellen 1, 11 entsprechend der unteren Hälfte der F i g. 1 der Anschlagring 12 an der inneren Stirnseite der gewölbten Innenverzahnung 8 anliegL Die im Eingriff miteinander stehenden Verzahnungen 4, 5 sind durch einen mit dem Ende des glockenförTnigen Kupplungsteils 3 verschraubten ringförmigen Deckel 14 abgeschlossen, der mit seiner mit einer konkaven Eindrehung 15 versehenen Innenseite an der konvex gewölbten Fläche 6 der Kupplungsmuffe 7 anliegt. Die andere Seite der Wölbung 6 der Kupplungsmuffe 7 liegt an einer konkaven Eindrehung 16 des glockenförinigen Kupplungsteils 3 an, so daß das der Welle 1 zugewendete Ende der Kupplungsmuffe 7 eine kugelgelenkartige Abstützung an dem auf dem Wellenzapfen 1 befestigten glockenförmigen Kupplungsteil 3 erfährt.According to FIG. 1 is on the end of a shaft 1, e.g. B. the shaft journal of a pinion gear of a rolling train, a hub 2 is attached, the protruding over the end of the shaft 1 part 3 is bell-shaped and a cylindrical internal toothing 4 carries. A convexly curved external toothing 5 , which is arranged on the spherically curved end 6 of a coupling sleeve 7 , engages in this. At the other end of the coupling sleeve 7 there is a convexly curved internal toothing 8 which engages in a cylindrical straight toothing 9 of a shaft hub 10 . This is on the end of a shaft 11, for. B. the shaft journal of a drive gear, attached and protrudes over the largest part of its length over the end face of the shaft journal 11. The two shafts 1 and 11 can be displaced against each other approximately by the width of the external toothing 9; the displacement range is limited by the stop rings 12 and 13 attached to the two end faces of the hub 10 , of which ring 13 rests against the outer end face of the arched internal toothing 8 at the smallest axial distance between the shafts 1, 11 , as can be seen in the upper half of the F. i g. 1 can be seen, while with the greatest axial displacement of the two shafts 1, 11 corresponding to the lower half of FIG. 1, the stop ring 12 on the inner end face of the arcuate inner toothing 8 anliegL The engaging each other teeth 4, 5 are closed by a screwed to the end of the glockenförTnigen coupling part 3 annular lid 14 which is provided with its having a concave recess 15 inside at the convex surface 6 of the coupling sleeve 7 rests. The other side of the buckle 6 of the coupling sleeve 7 is located in a concave recess 16 at the glockenförinigen coupling part 3, so that the shaft 7 undergoes 1 facing towards the end of the coupling sleeve is a ball and socket type support on the mounted on the shaft journal 1 bell-shaped coupling part. 3

Die winkligen und parallelen Verlagerungen der Wellen 1, 11 werden durch die konvex gewölbten Verzahnungen 5 und 8 aufgenommen, die infolge ihrer Anordnung an den Enden der Kupplungsmuffe 7 einen großen Mittenabstand voneinander haben. Die Größe der Axialverschiebung der beiden Wellen 1, 11 gegeneinander wird durch die Breite der geraden Außenverzahnung 9 der Wellennabe 10 bestimmt. Wie die Zeichnung erkennen läßt, hat die Zahnkupplung trotz ihrer allseitigen Verlagerungsfähigkeit einen einfachen Aufbau mit nur einer Kupplungsmuffe 7, die lediglich an ihren Enden die gewölbte Außenverzahnung 5 und die gewölbte Innenverzahnung 8 trägt, dagegen innen eine glatte zylindrische Ausgestaltung aufweist.The angular and parallel displacements of the shafts 1, 11 are absorbed by the convexly curved teeth 5 and 8 , which, due to their arrangement at the ends of the coupling sleeve 7, have a large center-to-center distance from one another. The size of the axial displacement of the two shafts 1, 11 relative to one another is determined by the width of the straight external toothing 9 of the shaft hub 10 . As the drawing reveals, the tooth coupling has a simple structure despite its all-round displaceability with only one coupling sleeve 7, which only carries the curved external teeth 5 and the curved internal teeth 8 at its ends, but has a smooth cylindrical design on the inside.

Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht die gewölbte Inrienverzahnung 8 mit der Kupplungsmuffe 7 aus einem Stück. Gemäß F i g. 2 kann die gewölbte Innenverzahnung 28 auch in einem besonderen Ring 29 vorgesehen sein, der mit dem als Flansch 27 ausgebildeten Ende der Kupplungsmuffe 7 durch Schrauben 30 verbunden ist. Eine derartige Ausgestaltung der Kupplung erleichtert die. Bearbeitung der Kupplungsmuffe 7 und ermöglicht es, den die gewölbte Innenverzahnung 28 tragenden Ring 29 aus einem Werkstoff höherer Festigkeit als die Kupplungsmuffe 7 herzustellen, was z. B. bei der Übertragung großer Drehmomente von Vorteil ist.In the embodiment described, the arched in-line toothing 8 and the coupling sleeve 7 are made in one piece. According to FIG. 2, the arched internal toothing 28 can also be provided in a special ring 29 which is connected to the end of the coupling sleeve 7 designed as a flange 27 by screws 30 . Such a design of the coupling facilitates this. Machining of the coupling sleeve 7 and makes it possible to manufacture the ring 29 carrying the arched internal teeth 28 from a material of higher strength than the coupling sleeve 7 , which, for. B. is advantageous when transmitting large torques.

Dieser die gewölbte Innenverzahnung 28 tragende Ring 29 kann sowohl bei einer nicht ausrückbaren als auch bei einer ausrückbaren Kupplung Anwendung finden.This ring 29 carrying the arched internal toothing 28 can be used both with a non-disengageable and with a disengageable clutch.

Claims

Claims: 1. Cardan gear coupling, whose sleeve with internal teeth engages in curved external teeth of the hub connected to a shaft and whose spherical hub carrying the external teeth is supported on both sides by means of dome-shaped bearing surfaces, the sleeve having teeth convexly curved on a spherical surface , according to patent application T 15354X11 / 47c, characterized in that the internal teeth (8, 28) of an intermediate shaft (7) are convexly curved.

2. Tooth coupling according to claim 1, characterized in that the arched external and internal toothing (5, 8) are incorporated into the ends of the hollow intermediate shaft (7) designed as a sleeve. 3. Tooth coupling according to claim 1, characterized in that the curved internal toothing (28) is incorporated in a ring (29) flanged to the intermediate shaft (7 ) and made of a material of higher strength than the intermediate shaft (7) .

Considered publications: German Patent Specifications No. 666 227, 962 827; French Patent Nos. 404 713, 1,159,898; British Patent No. 660 685-. USA. Patent Nos. 1 641 668.1 647 136, 2906 106th