DE1525400A1

DE1525400A1 - Im Stillstand ein- und ausrueckbare Zahnkupplung

Info

Publication number: DE1525400A1
Application number: DE19661525400
Authority: DE
Inventors: Walter Abels
Original assignee: ZAHNRAEDERFABRIK BOCHUM ALFONS
Current assignee: ZAHNRAEDERFABRIK BOCHUM ALFONS
Priority date: 1966-03-17
Filing date: 1966-03-17
Publication date: 1969-07-10
Also published as: FR1514796A; US3411322A; GB1169118A

Description

Zähnräderfabrik Bochum . Bochum, den lo'. März I966 AIfons J 'a h η e 1 G.m.b.H.

Im Stillstand ein- und ausrückbare Zahnkupplung

Die Erfindung betrifft eine im Stillstand ein- und ausrückbare Zahnkupplung mit innenverzahnter Kupplungshülse, in die ein außenverzahnter Kupplungszapfen mit konisch verjüngtem Einführungsende eingreift.

Kupplungen dieser Art werden für sich oder als Kupplungsspindeln in Verbindung mit Kugelgelenken als Walzwerkskupplungen verwendet. Um bei ihnen das Einfädeln der Antriebswelle beim Einkuppeln zu erleicxitern, hat man der Kupplungshülse bzw. -muffe bereits eine nacxi dem Kuyplungsmund hin erweiterte Einführungsbohrung oder dem Kupplungszapfen ein konisch verjüngtes Einführungsende gegeben. Trotzdem war das Einfädeln noch beschwerlich und zeitraubend, weil, wenn die Kupplungsnälften beim Kuppelvorgang mit ihren Zähnen gegeneinanderstießen, erst die Verdrehung einer Kupplungshälfte vorgenommen_werden mußte, um die Zähne der einen Kupplungshälfte vor die Zahnlücken der anderen zu stellen und danach das formschlüssige Ineinanderschieben zu ermöglichen. Dies sowie die bei häufigem Gegeneinanderstoßen der Zähne der KupplungsiiäIften unvermeidliche Beschädigung der Kupplung waren schwerwiegende Mängel der bisherigen Kupplungsbauarten. Die Erfindung bezweckt, diese Mängel zu beseitigen.

ErfindungsgemäiB ist bei einer Zalinkupplung der vorgenannten Art in einer hinter dem unverzaimten Zentrierrand des Kupplungshülsenmundes befindlichen Ausnehmung ein durch eine Feder belasteter ringsegmentförmiger Einfädelarm in radialer Ebene begrenzt schwenkbar gelagert, der eine auf der Innenseite vorspringende Verzahnung mit etwa drei Zähnen aufweist, deren Teilung derjenigen der Kupplurigshülsenverzahnung entspricht, wobei bei eingerückter Kupplung das Profil der Verzahnung des Einfädelarms in nach außen geschwenkter Stellung sich, in axialer liichtung gesehen, mit dem Profil der Verzannung der Kupplungshülse dec^t (Zahn mit Zahn und Zahnlücke mit Zaiinlücke), aber bei ausgerückter Kupplung unter Einwirkung der Federkraft etwa um die Zahnhöhe in das Innere der Kupplungshülse hinein verschwenkt wird und dabei mit ihren Zahnprofilen die Zahnlücken der Kupplungshülse überdeckt.

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Die erfindungsgeniäße Zahnkupplung ergibt bei der Durch! Kupplungsvorganges folgende Wirkung:

Beim Einschieben des Kupplungszapfens in die Kupplungshülse stützt sich das konisch verjüngte Einführungsende des ersteren zunächst auf dem unverzahnten Zentrierrand der Kupplungshülse und danach auf den nach innen vorspringenden Verzahnungsteil des federbelasteten schwenkbaren Einfädelarms ab. Hat der Kupplungszapfen dabei eine solche Stellung, daß seine Zähne in die Zahnlücken des Einfädelarms eingreifen., dann entsteht zwischen diesen beiden Teilen eine forrnschlüssige Verbindung, die bewirkt, daß der Einfädelarm, wenn er beim weiteren Einschieben des Kupplungszapfens nach außen verschwenkt wird, dem Kupplungs zapfen eine Drehbewegung erteilt, nach deren Beendigung (in der nach außen verschwenkten Stellung des Einfädelarms) die Verzahnungsprofile des Einfädelarms und der Kupplungshülse sich decken, k so daß dem weiteren Einschieben des Kupplungszapfens bis zur Beendigung des Kuppelvorganges nichts im Wege steht. - Hat der Kupplungszapfen beim Einschieben in den Einfädelarm aber eine solche Stellung, daß die Zähne des ersteren auf die Zähne des letzteren auftreffen (so daß sich also keine formschlüssige Verbindung zwischen ihnen ergibt), dann wird beim weiteren Einschieben des KupplungsZapfens der Einfädelarm nach außen verschwenkt, wobei sich das Verzahnungsprofil des Einfädelarms gegenüber dem Verzahnungspr'ofil des Kupplungs zapf ens soweit verdreht, daß schließlich die Zähne des einen Teiles den Zahnlücken des anderen gegenüberstehen und die Teile dann ohne weiteres ineinandergeschoben werden können. Nach der Verschwenkung des Einfädelarms hat somit der Kupplungszapfen eine Stellung, die sein Einschieben in die Kupplungshülse ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Zahnkupplung ermöglicht also das selbsttätige Einfädeln des Kupplungszapfens in die Kupplungshülse, gleichgültig v/eiche Stellung die beiden Kupplungsteile zueinander haben. Dadurch wird eine wesentliche Vereinfachung und Beschleunigung des Kuppelvorganges sowie eine Schonung der Kupplung erzielt, weil von ihr die mitunter hohen Beanspruchungen ferngehalten werden, die bei Kupplungen bisheriger Bauart infolge des Aufeinanderstoßens der Zähne der beiden Kupplungshälften auftreten konnten.

Bei der erfindungsgemäßen Zahnkupplung ist hinter dem schwenkbaren ■ Einfädelarm ein mit der Kupplungshülse fest verbundener Hing mit der Kupplungshülsenverzahnung entsprechender Innenverzahnung aus Kunst-

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stoff von hoher Oberflächenglätte, wie Polyamid, angeordnet. Dadurch wird der Schwenkbewegung des Einfädelarms ein geringerer Reibungswiderstand entgegengesetzt.

' Es empfiehlt sich außerdem,die Außenverzahnung des Kupplungszapfens in dessen konisch verjüngtem Einführungsende unter stetiger Verringerung der Zahnstärken und Zahnhöhen bis zum Zapfenende durchzuführen, weil dadurch ein besseres Erfassen des Kupplungszapfens durch den Einfädelarm gewährleistet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgeinäßen Zahnkupplung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 die Kupplung in gelöstem Zustande mit auseinandergezogenen Teilen, die Kupplungshülse im Querschnitt und der Kupplungszapfen in Seitenansicht; |

Fig. 2 eine Seitenansicht auf den Kund der Kupplungshülse in Richtung des Pfeiles χ in Fig. 1 gesehen;

Fig. 5 eine unterbrochene Seitenansicht auf die Stirnfläche des Kupplungszapfens in Richtung des Pfeiles y in Fig. 1 gesehen und

Fig. 4 eine unterbrochene Seitenansicht nach Fig. 2 mit geänderter Stellung eines Einzelteils der Kupplungshülse.

Die Kupplungsmuffe 1 mit der Innenverzahnung 2 ist im vorliegenden Beispiel mit einem mit Außenverzahnurig 3 versehenen Kugelgelenk 4 verbunden, kann aber auch für sich, also ohne dieses Kugelgelenk, verwendet werden. In diese Kupplungsmuffe ist ein mit entsprechender * Außenverzahnung 5 versehener Kupplungszapfen 6 durch Verschieben nach rechts einführbar, welcher ein das Einschieben erleichterndes, konisch verjüngtes Einführungsende 7 aufweist (in Fig. 3 ist das gesamte Profil der Außenverzahnung des Kupplungszapfens 6 dargestellt, in Fig. 1 jedoch einfachheitshalber nur ein einziger Zahn).

Am Kupplungsmund der Kupplungsmuffe 1 ist ein Ringkörper 8 befestigt, der eine nicatverzahnte Bohrung 8¹ aufweist;, deren Durchmesser etwas größer ist als der Kopfkreisdurchmesser der Verzahnung 5 des Kupplungszapfens 6. In einer Ausnehmung 9 des Ringkörpers 8, dessen Bohrung 8'

als Zentrierrand aient, oder auch in einer ringförmigen Ausnehmung t

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des eigentlichen Kupplungshülsenkörpers ist ein etwa ringseginentförmiger (halbringförmiger) Einfädelarm Io um einen Bolzen 11 in radialer Ebene begrenzt schwenkbar gelagert. Der Einfädelarm steht unter der Wirkung einer Schraubenfeder 12, die bestrebt ist, ihn in der in Fig. 2 gezeichneten Stellung zu erhalten, in der eine auf seiner Innenseite vorspringende Verzahnung 14 (Innengewinde) mit etwa drei Zähnen 14a, l4b, l4c, deren Teilung derjenigen der Kupplungshülsenverzahnung 2 entspricht, in den freien Raum der Kupplungshülse 1 hineinragt.

Beim Einkuppeln durch Einschieben des Kupplungszapfens 6 in die Kupplungsmuffe 1 stützt sich das konisch verjüngte Einführungsende ¹J zunächst auf den Zentrierrand 8' und danach auf den Einfädelarm Io ab. Wenn dabei die Zähne des Kupplungszapfens in Zahnlücken des Einfädelarms eingreifen, dann entsteht eine formschlüssige Verbindung, durch die beim weiteren Einschieben des konischen Einführungsendes 7 der Einfädelarm Io nach außen verschwenkt wird, wodurch zugleich dem mit dem Einfädelarm verbundenen Kupplungszapfen 6 eine Drehbewegung erteilt wird. Dann verdreht sich das Verzahnungsprofil 14 soweit gegenüber dem Verzahnungsprofil 2 der stillstehenden Kupplungsmuffe, bis der Zahn l4a den entsprechenden Zahn 2a und die Zähne l4b und l4c die entsprechenden Zähne 2b bzw. 2c genau überdecken. Dann befindet sich auch der an der Drehung teilnehmende Kupplungszapfen 6 in einer Stellung, in der die Zähne seiner Verzahnung 5 vor den Zahnlücken der Verzahnung 2 der Kupplungsmuffe stehen, wodurch sein unmittelbares Einr schieben in die Kupplungsmuffe 1 ermöglicht wird.

Die Verzahnung 5 des Kupplungszapfens 6 ist so ausgebildet, daß sie im Bereich des konisch verjüngten Einführungsendes 7 unter stetiger Verringerung der Zahnstärken und Zahnhöhen bis· zum Zapfenende durchgeführt 1st, wie auf der linken Seite der Pig. I dargestellt ist. Infolge dieser Zahnform erhält der Kupplungszapfen schon eine £p?inge Drehung, wenn seine Zähne außermittig in die Zahnlücken der Verzahnung 14 des Einfädelarms Io eingreifen.

Wenn beim Einschieben des Kupplungszapfens 6 dessen Zähne 5 nicht in die Zahnlücken" der Verzahnung 14 eingreifen, sondern auf die Zähne der Verzahnung 14 des Einfädelarms Io auftreffen, dann wird durch die geschilderte Form der Verzahnung 5 durch Krafteinwirkung auf die Verzahnung 14 eine Verdrehung auf den Einfädelarm ausgeübt, die das Ver-

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zahnungsprofil 14 soweit verdreht, bis seine Zähne Zahnlücken im Verzahnungsprofil 5 gegenüberstehen. Danach kann der Kupplungszapfen in den verschwenkten Einfädelarm eingeschoben werden und nimmt dann gegenüber der Kupplungshülse 1 eine Stellung ein, die auch sein Einschieben in diese ohne weiteres ermöglicht.

Um die Reibungskräfte an dem Einfädelarm Io bei dessen Verdrehung unter axialer Belastung durch den Kupplungszapfen 6 zu verringern, besteht der vor dem Einfädelarm vorhandene Ring 15 aus einem Werkstoff von hoher Oberflächenglätte, wie Polyamid.

- Patentansprüche -

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Claims

1. Im Stillstand ein- und ausrückbare Zahnkupplung mit innenverzahnter Kupplungshülse, in die ein außenverzahnter Kupplungszapfen mit konisch verjüngtem Einführungsende eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ninter dem unverzahnten Zentrierrand (8¹) des Kupplungshülsenmundes (8) befindlichen Ausnehmung (9) ein durch eine Feder (12) belasteter ringsegmentförmiger Einfädelarm (lo) in radialer Ebene begrenzt schwenkbar gelagert 1st, der eine auf der Innenseite vorspringende Verzahnung- (14) mit etwa drei Zähnen (l4a, l4b, 14c) aufweist, deren Teilung derjenigen der Kupplungshülsenverzatinung (2) entspricht, wobei bei eingerückter Kupplung das Profil der Verzahnung (l4) des Einfädelarms in nach außen geschwenkter Stellung sich, in axialer Richtung gesehen, mit dem Profil der Verzahnung (2) der Kupplungshülse deckt (Zahn mit Zahn und Zahnlücke mit Zahnlücke), aber bei ausgerückter Kupplung unter Einwirkung der Federkraft etwa um die Zahnhöhe in das Innere der Kupplungshülse hinein verschwenkt wird und dabei mit ihren Zahnprofilen die Zahnlücken der Kupplungshülse überdeckt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem schwenkbaren Einfädelarm (lo) ein mit der Kupplungshülse (1) fest verbundener Ring (15) mit der Kupplungshülsenverzahnung (2) entsprechender Innenverzahnung (ΐβ) aus Kunststoff von hoher Oberflächenglätte, wie Polyamid, angeordnet ist.

J>. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenverzahnung (5) des Kupplungszapfens (6) in dessen konisch verjüngtem Einführungsende (γ) unter stetiger Verringerung der Zahnstärken und Zahnhöhen bis zürn Zapfenende durchgeführt ist.

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