DE1425231C - Kupplung zum Befestigen einer Nabe auf einer Welle über ein Vielnutprofil, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

allgemeinen so dimensioniert, daß sie beim stoß- io gerade Außenzähne und das Zahnrad geneigte Innenartigen Anfahren sowie bei sonstigen Spitzen des die zähne aufweist, die aber erheblich schmaler sind als Welle beanspruchenden Drehmomentes wie Torsions- die Zahnlücken an der Welle. Der Zwischenraum stabfedern wirken, d. h. sich etwas verdrehen und so zwischen beiden Verzahnungen wird durch die entdas Triebwerk vor Überbeanspruchung schützen. Da- sprechend geneigten Längsfinger einer Ringbuchse bei wird im allgemeinen wohl die Welle, nicht aber 15 ganz ausgefüllt, so daß am Ende doch wieder eine ein über einen verzahnten Bereich dieser Welle ge- starre Einspannung auf der ganzen Zahnlänge vorschobenes Ritzel verdreht. Bei normaler Verzahnung Hegt. Auch dort läßt sich also der erfindungsgemäß mit parallel zur Wellenachse verlaufenden und gleich- angestrebte Effekt nicht erreichen, bleibenden Zähnen treten infolgedessen vor allem Bei einer Kupplung der vorgeschlagenen Art, wo-

in der Zone des Eintritts des Zahnwellenprofils in die 30 bei die Nabe des Antriebszahnrades od. dgl. am Ende Nabe des Zahnrades Spannungsspitzen auf, denn es der Welle angeordnet ist, wird erfindungsgemäß vorwird die Welle durch die Nabe gewissermaßen ohne geschlagen, daß die Breite der Zahnlücken von jede Torsionsmöglichkeit festgehalten. Welle oder Nabe in Richtung auf dieses Wellenende

Bei bekannten Verzahnungen obiger Art, welche stetig abnimmt. Es steht auf diese Weise für die Vereiner Dauerbeanspruchung durch ein nach Betrag 25 drehung der Welle ein längeres Wellenstück zur Ver- und Richtung wechselndes Drehmoment unterworfen fügung, wie wenn umgekehrt die Zahnlücken am werden, ergeben "sich daher häufig Dauerbrüche im Wellenende ihre größte Breite erreichen würden. Profilauslauf der Wellen. Mit der Erfindung wird weiter ein Verfahren zur

Aufgabe der Erfindung ist es, Dauerbrüche infolge Herstellung einer derartigen Kupplung vorgeschlavon Spannungsspitzen im Bereich der Verzahnung 30 gen, wobei die Vorschubsrichtung des die Zahnzu vermeiden. lücken herstellenden Werkzeuges, z. B. eines Profil-

Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten fräsers in einer gemeinsamen Ebene mit der Wellen-Kupplungen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß achse liegt. Dieses Verfahren kennzeichnet sich erentweder an der Welle oder an der Nabe sich die findungsgemäß dadurch, daß die Vorschubrichtung Zahnlücken von dem einen bis zum anderen Ende 35 des Werkzeuges einen spitzen Winkel mit der Wellender Verzahnung stetig erweitern und daß die in diese achse einschließt.

Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar

Fig. 1 einen Wellenabschnitt mit einem Zahn-40 profil für Wechseldrehmomente gleicher Größe,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus der abgewälzten Wellenmantelfläche der F i g. 1 und

F i g. 3 einen Ausschnitt aus der abgewälzten Mantelfläche einer weiteren Ausführungsform.

Nach Fig. 1 und 2 ist eine Welle am Ende über eine bestimmte Länge mit einer Verzahnung 10 versehen, welche in die Innenverzahnung einer über das Wellenende geschobenen und nicht dargestellten Ritzelnabe eingreift und so das Ritzel drehfest mit

den Drehmoment ungehindert verdrehen. Durch 5° der Welle verbindet. Diese.Welle soll ein nach Größe diese erfindungsgemäße Ausbildung der Wellen- bzw. und Richtung wechselndes Drehmoment übertragen, Nabenverzahnung werden also die normalerweise am wobei das maximale Drehmoment in beiden Dreh-Profilauslauf der Wellenverzahnung auftretenden richtungen denselben Betrag aufweist. Die Wellen-Spannungsspitzen abgebaut. verzahnung besitzt längs der Wellenachse 11 sich er-Es ist zwar durch die deutsche Patentschrift 55 streckende Zähne 12 und Zahnlücken 13, welche von 635 934 eine Keilwellenverbindung bekanntgewor- dem das Ritzel tragenden Wellenende 14 ausgehend den, deren Hauptzweck die innige Verbindung beider in Pfeilrichrung sich stetig verbreitern, wie die etwas Teile ist. Von einer Vermeidung von Dauerbrüchen übertriebene Darstellung der F i g. 2 besonders gut an der angegebenen Stelle ist nichts gesagt. Dort lie- erkennen läßt. Da die Innenverzahnung der Ritzelgen auch die Zähne von vornherein auf ihrer ganzen 60 nabe Zähne 15 konstanter Breite aufweist, wobei Länge aneinander an, so daß der erfindungsgemäß diese Zahnbreite den Zahnlücken am Wellenende 14 erreichbare Effekt gar nicht auftreten kann. Die entspricht, ergibt sich für die Zähne der Ritzelnabe Welle ist dort auch bei sich erweiternden Zahnlücken ein längs der Welle stetig wachsendes Flankenspiel, genauso starr eingespannt, als wenn sie die üblichen Die Zahnlücken 13 werden durch einen Profilgerade verlaufenden Zahnflanken im Profil aufweisen 65 fräser 16 erzeugt, dessen Drehachse 17 in der Prowürde. Außerdem verbreitern sich dort die Nuten in jektion die Wellenachse 11 schneidet. Die Symmetrieder falschen Richtung, und sie müssen das auch, weil ebene 18 der Zahnlücken 13 enthält also die Wellenman die Nabe aufschieben muß. achse 11. Die Vorschubrichtung 19 des Werkzeuges

Lücken eingreifenden Zähne des anderen Teils über die ganze Verzahnungslänge eine gleichbleibende Breite aufweisen, die der Zahnlückenbreite an der engsten Stelle entspricht.

Die Ausbildung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß bei entsprechender Wahl des Schräglaufwinkels ein entlang der Welle sich stetig vergrößerndes Flankenspiel erreicht wird, so daß erst bei dem größten zu übertragenden Drehmoment die Zahn- 45 flanken der Zahnwelle an den Zahnflanken der Nabe durchlaufend anliegen. Dadurch kann sich die Welle über ihre ganze Länge, d. h. also auch im Bereich der Verzahnung, entsprechend dem zu übertragen-

schließt mit der Wellenachse 11 einen spitzen Winkel α ein; die Zahnlücke 13 wird dadurch von einem zum anderen Ende der Verzahnung 10 tiefer und breiter und die Gerade 20, welche von den Mittelpunkten des Profilgrundes gebildet wird, ist gegenüber der Wellenachse 11 um denselben Winkel α geneigt (α größer als b).

Wird kein Drehmoment übertragen, so liegen die Naben- und Wellenzähne nur am Wellenende 14 aneinander an und im übrigen Verzahnungsbereich 10 ergibt sich ein zu beiden Seiten der Zähne gleich großes Flankenspiel. Wird ein Drehmoment von der Welle auf die Ritzelnabe oder umgekehrt übertragen, so vermindert sich mit wachsendem Drehmoment das Flankenspiel auf einer Zahnseite. Die Vorschubrichtung 19 und die sich daraus ergebende Zahnlückenverbreiterung wird derart gewählt, daß bei maximalem Drehmoment die Zahnflanken einer Zahnseite gerade auf ihrer ganzen Länge anliegen (strichpunktierte Lage der Nabenzähne 15 in F i g. 2). Beim Richtungswechsel des zu übertragenden Drehmomentes heben diese Zahnflanken ab und dafür kommen diejenigen der anderen Zahnseite zur Anlage (stoßartiges Anfahren eines Kraftfahrzeuges im Vorwärts- und Rückwärtsgang).

F i g. 3 zeigt einen Ausschnitt aus der abgewälzten Mantelfläche einer Welle zur Übertragung eines Wechseldrehmomentes, das in den beiden Drehrichtungen verschieden groß ist — z. B. für die Antriebshalbwellen von Kraftfahrzeugen, bei denen der kleinste Vorwärtsgang und der Rückwärtsgang ver- . schieden übersetzt sind. Dabei verläuft erfindungsgemäß die Vorschubrichtung des zur Herstellung der Verzahnung verwendeten Profilfräsers windschief zur Wellenachse, d. h. sie bildet in zwei zueinander senkrechten Ebenen spitze Winkel mit der Wellenachse. Die zugehörige Ritzelnabenverzahnung besitzt wie im Falle der F i g. 1 und 2 zur Wellenachse 11 parallele Zähne bzw. Zahnlücken. Das Flankenspiel der Nabenzähne 15 ist also zu beiden Seiten dieser Zähne verschieden groß, entsprechend den verschiedenen maximalen Drehmomenten in den zwei Drehrichtungen.

Um dieselbe Wirkungsweise zu erhalten, können selbstverständlich bei beiden Ausführungsformen die Verzahnungen von Welle und Ritzelnabe miteinander vertauscht werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kupplung zum Befestigen einer Nabe auf einer Welle über ein Vielnutprofil, insbesondere für die drehfeste Verbindung der Achswelle eines Kraftfahrzeuges mit einem Antriebszahnrad, wobei sich die ineinander eingreifenden Zähne und Zahnlücken im wesentlichen in Wellenlängsrichtung erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß entweder an der Welle oder an der Nabe sich die Zahnlücken (13) von dem einen bis zum anderen Ende der Verzahnung stetig erweitern und daß die in diese Lücken (13) eingreifenden Zähne (15) des anderen Teils über die ganze Verzahnungslänge eine gleichbleibende Breite aufweisen, die der Zahnlückenbreite an der engsten Stelle entspricht.

2. Kupplung nach Anspruch 1, wobei die Nabe des Antriebszahnrades od. dgl. am Ende der Welle angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Zahnlücken (13) von Welle oder Nabe in Richtung auf dieses Wellenende (14) stetig abnimmt.

3. Verfahren zur Herstellung einer Kupplung mit Vielnutprofil nach Anspruch 1 oder 2, und wobei die Vorschubrichtung des die Zahnlücken herstellenden Werkzeuges, z. B. eines Profilfräsers, in einer gemeinsamen Ebene mit der Wellenachse liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubrichtung des Werkzeuges einen spitzen Winkel mit der Wellenachse einschließt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen