DE1815167C - Wellenkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sloh auf eine Wellenkupplung, 3d und in der Nähe des Bunde» 26 ein Stinwahnrad

bestehend aus zwei' gleichachsig einander gegenüber· $2, das mit dem Stirnzahnrad 14 kämmt,

liegenden spitzzähnigen Kronenzahnrädern, von denen Auf der Hohlwelle 22 sitzt drehbar ein erstes, gene·

das eino zum Einrücken axial verschiebbar ist. roll mit 34 bezeichnetes topfförmlges Kronenzahnrad,

Wenn zwei gleiche Zähnezahl aufweisende Kronen· 5 do»wn Mittelöffnung 36 (F i g. 2) die Einschnürung 28 Zahnräder durch Axialverschiebung miteinander in der Hohlwelle 22 lose aufnimmt. Dadurch kann das Eingriff gebracht werden sollen und die spitze Zahn» Zahnrad 34 leicht gegen die Rotationsachse der Hohl·

kuppe eines jeden Zahnes des einen der beiden Kronen- welle 22 geneigt werden! Dieses erste Kronenrad 34

Zahnräder auf die Mitte einer Zahnlücke des anderen trägt einen Kranz von stirnseitig keilförmig ange- Kronenzahnrades axial ausgerichtet ist, so ist beim io spitzten Zähnen 38. Am Rande der Soheibe 40 des Einrücken keine gegenseitige Drehung der beiden Kronenzahnrades 34 sind drei Radialnuten 42 vor- Kronenzahnräder erforderlich, Stehen aber die spitze gesehen, die einen gegenseitigen Winkelabstand von Zahnkuppe des einen Rades den keilförmigen Zahn· Jeweils 120° aufweisen (F i g."2) und deren Bedeutung

flanken des anderen Rades gegenüber, so gleiten sie noch erklärt wird.

beim Einrücken der Kupplung an diesen Zahnflanken 15 Um das Rad 34 normalerweise an dem Bund 24

entlang, bis beide Zahnräder miteinander voll im Ein- der Hohlwelle 22 in Anlage zu halten, ist auf den Ge-

griff stehen. Dreht sich hierbei eines der Kronenzahn- windeabschnitt 30 der Hohlwelle 22 eine Mutter 44

räder nicht, so wird das andere um einen entsprechen- aufgeschraubt, die als Abstützung für eine zwischen

den Winkel gedreht, wodurch ein Fehler in der Dreh- ihr und dem Rad 34 sitzende Blattfeder 46 dient. Wie

winkelstellung (Phasenlage) der betreffenden Welle ao aus F i g. 3 ersichtlich, weist die Blattfeder 46 in

entsteht. Bei einem Zahnrad mit der Zähnezahl η der Mitte eine sechseckige Öffnung 48 sowie in gleichen

beträgt der Drehwinkel X, um den das zweite Rad Winkelabständen von 120° drei radiale Schenkel 50

gegenüber dem ersten gedreht wird: auf. Um die Blattfeder mit der Mutter 44 zu verbinden,

kann letztere an ihrem dem Rad 34 benachbarten

0 < AC⁰ < ± 36O°/2n (1) 95 Ende mit einem verjüngten Abschnitt versehen sein,

dessen Profil demjenigen der Mittelöffnung 48 der

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wellenkupplung Blattfeder entspricht und an dem diese angeschweißt

der eingangs genannten Art zu schaffen, die überall werden kann. Die drei radialen Schenkel 50 der Blatt-

dort angewandt werden kann, wo von einer treibenden feder 46 greifen mit ihren Enden in die Radialnuten 42

Welle zu einer getriebenen Welle eine Drehbewegung 30 des Rades 34 ein und drücken diese dadurch gegen

genau übertragen werden soll, wie z. B. bei einem den Bund 24 der Hohlwelle 22. Eine Gegenmutter 52

Energiezähler. Dabei soll der Drehwinkel, um den eines hält die Mutter 44 auf dem Gewindeabschnitt 30 der

der beiden Kronenzahnräder beim Einrücken gegen- Hohlwelle fest.

über dem anderen gedreht wird, möglichst klein sein. Ein zweites, generell mit 54 bezeichnetes Kronen-

Dadurch wird auch ein Fehler in dem auf die getrie-. 35 zahnrad sitzt drehbar auf der Tragachse 16. Dieses

bene Welle übertragenen Drehwinkel klein. zweite Rad ist ebenfalls topfförmig ausgebildet und

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer WeI- besitzt den gleichen Durchmesser wie das Rad 34. Die

lenkupplung der eingangs genannten Art dadurch ge- offene Tupfform des Rades 54 steht derjenigen des

löst, daß die Zähnezahlen der beiden Zahnräder um Rades 34 gegenüber und wird — wie später beschrieben

einen Zahn verschieden sind und daß das eine Zahnrad 4» normalerweise in einer gewissen Entfernung von

über eine axial wirkende Feder drehfest mit piner Welle demselben gehalten, ^uch da« Rs>«JS4 Wt stirnseitig

vi,rJvisv?«>n und Twm anJer» :■ ? ;Hr,;ud hin ueigbai ist. mit einem Kranz von Zähnen 56 versehe», welche die

Zur Erläuterung aer crnnaung ist nachfolgend ein gleiche .orm besitzen wie die Zähne 38 des er&ten

AusfUhrungsbeispiel an Hand einer Zeichnung näher Rades, während ihre Anzahl jedoch von derjenigen

beschrieben. 45 des ersten Rades abweicht. Das zweite Rad weist

F i g. 1 ist ein Längsschnitt durch das Getriebe eine büchsenförmige Nabe 58 auf, die an einem Bund

eines Spitzenenergiezählers mit einer Wellenkupplung 60 der Tragachse 16 anliegt. Auf der Nabe 58 sitzt

nach der Erfindung; ein Zahnkranz 62, der mit einem Stirnzahnrad 64

F i g. 2 ist eine Rückansicht des in F i g. 1 gezeig- kämmt,

ten ersten Kronenzahnrades der Kupplung; 50 Das Stirnrad 64 sitzt auf einer Welle 66, die mit dem

F i g . 3 zeigt eine in F i g. 1 eingezeichnete Blatt- als Block 68 dargestellten getriebenen Teil einem

feder; Zählwerk in Verbindung steht.

F i g. 4 zeigt eine Abwicklung der beiden spitz- Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist auf der Tragachse 16

zähnigen Kronenzahnräder der Kupplung vor dem zwischen der Trugplatte 18 und dem Bund 26 der

Eingriff; SS Hohlwelle 22 eine Druckfeder 70 angeordnet, welche

F i g. 5 zeigt die beiden Kronenzahnräder im Ein- die Hohlwelle 22 und damit das erste Zahnrad 34'

griff. nach links an das zweite Zahnrad 54 anzudrücken

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Kupplung in sucht. Diese Wirkung der Feder 70 wird normaler-

cinem Wattstundenzähler gezeigt. Der Wattstunden- weise durch einen Schalthebel 72 aufgehoben, der um

zähler ist als Block 10 dargestellt. Mit ihm steht in 60 einen Bolzen 74 schwenkbar ist und mit einem Ende

Verbindung die Welle 12 und ein fest auf dieser sitzen- am Bund 26 anliegt. Normalerweise wird der Schalt-

des Stirnzahnrad 14. Zwei im Abstand angeordnete hebel 72 durch eine (nicht gezeigte) Schaltvorrichtung

Tragplatten 18 und 20 halten eine Tragachse 16, die herkömmlicher Art in seiner aus F i g. 1 ersichtlichen

parallel zu der Welle 12 verläuft. Auf der Tragachse 16 Lage gehalten.

sitzt eine im Ganzen mit 22 bezeichnete, drehbare 65 Zu einem gewünschten Zeitpunkt tritt die Schalt-

und axial verschiebliche Hohlwelle. Diese weist an einrichtung in Tätigkeit, um den Schalthebel 72 im

ihren beiden Enden je einen Bund 24 bzw. 26 auf, Uhrzeigersinn zu schwenken. Nun erteilt die gespannte

sowie eine Einschnürung 28, einen Gewindeabschnitt Feder 70 der Hohlwelle 22 mitsamt den Muttern 44/52

und der Blattfeder 46 eine Längsbewegung, wobei das Kronenrad 34 mit dem zweiton Kronenrad 54 in Eingriff tritt. Auf diese Welse wird die Drehbewegung des treibenden Teils 10 nunmehr auf den getriebenen Teil 68 übertragen. Nach Aolauf des gewünschten β Sohaltintervalls fuhrt die Schaltvorrichtung den Schalt* hebel 72 in seine Auegangslage zurück, in der er die Druckfeder 70 spannt und gleichzeitig die Kronenzahnräder 34 und 54 wieder trennt. Auch das Zählwerk 68 kehrt nunmehr in die Nullstellung zurück.

Die Art des Eingriffs zwischen den beiden Kronen-' rädern 34 und 54 wird nachfolgend beschrieben. Zur Erläuterung sei angenommen, daß die beiden Räder die Zähnezahlen η und (n + 1) haben, z. B. 8 und 9.

Fig. 4 zeigt die Zahnkuppe eines bestimmten ij keilförmigen Zahnes 34a des ersten Rades 34, von dem angenommen werden, daß er sich in der Ausgangslage, d, h. unter einem Winkel von 0 oder 360°, befindet und gerade auf den Scheitel eines ebenfalls keilförmigen Zahnes 54a zeigt, der unter dem gleichen Winkel an »o dem zweiten Zahnrad 54 auftritt. Aus F i g. 4 ist zu ersehen, daß der Versatz zwischen den einander gegenüberliegenden Zähnen allmählich kleiner wird und zwar in dem Maße, wie der Ort der betreffenden Zähne beider Räder von O nach 180° fortschreitet. Un- *5 ter »Versatz« sei der am Umfang gemessene Abstund zwischen dem Scheitel des betreffenden Zahnes auf einem der beiden Räder und der Mitte der gegenüberliegenden Zahnlücke des anderen Rades verstanden. So z. B. ist ein Abstand G1 zwischen dem Scheitel eines zweiten Zahnes 346 des ersten Rades 34 und zwischen der Mitte der Zahnlücke zwischen dem zweiten und dritten Zahn 546 und 54c des zweiten Rades 54 kleiner als der Abstand Gl zwischen dem dritten Zehn 34c des ersten Rades und der Mitte der Lücke zwischen den Zähnen 54c und 54d des zweiten Rades, bis schließlich der unter einem Winkel von 180° auftretende· 'ahn 34e des. ersten Rades 34 genau der Mitte der Lücke zwischen zwei nebeneinanderliegenden Zähnen 54e und 54/ des zweiten Rades 54 zu liegen kommt. Von nun an wächst der Abstand, wie bei o*...t/7 gezeigt, wieder an; der Zahn 34« liegt genau gegenüber dem Zahn 54a.

later -eichet Umständen also wird das erste Kronenzahnrad 34 durch die Druckfeder 70 gegen das zweite Rad 54 gepreßt. Dadurch treten die beiden Räder miteinander in Eingriff, wobei das erste, wie aus F i g. 5 ersichtlich, sich leicht gegenüber dem zweiten neigt. Dies kommt daher, daß der Zahn 34a des ersten Rades am Zahn S4a des zweiten Rades an- so stößt.

Natürlich kann sich der Zahn 34a auch nach einer Seite, z. B. längs der Zahnflanke 54a' des Zahnes 54a verschieben, wobei keiner der Zähne des ersten Rades auf den Scheitel elnei Zahne» des «weiten Rades trifft, Unter diesen Umstanden treten die beiden Zahnräder beispielsweise so miteinander In Eingriff, daß der Zahn 34a zuerst In Richtung des Pfeiles F Fig. 4) an der Zahnflanke S4e' enUanggle tet und daß dann der nachfolgende Zahn 34A auf die Zahnflanke 84/ des Zahnes 84/ trifft, der dem Zahn Ma vorangeht. Der Winkel, um den sich das erste Rad 34 beim Eingriff in das zweite Rad 54 dreht, kann folgende Maximalgrüße erreichen:

360° η

360°

360° π'θι +

wobei η und (« -Η 1) die Zähnezahlen des ersten und des zweiten Rades sind. Auf diese Art erfüllt der obenerwähnte Winkel X (in Grad) folgende Gleichung: 0<*°< ± 360°/w(rt + l) (2)

Nach Gleichung (1) hat der Drehwinkelfehler eine Maximalgröße von ± 360°/2 η, also unter der Annahme, daß « = 99 ist,

360°
2-99

± 180°·10-^s

Wählt man aber η = 99 und damit (n + 1) = 100, so wird der Maximalfehler bei der Kupplung nach der Erfindung nur

_36O°
99-100

jb360°-10->.

Also hat sich der Maximalfehler des übertragenen Drehwinkels auf ein Fünfzigstel vermindert.

Die Erfindung ist zwar an Hand eines Beispiels beschrieben worden, bei dem die Zähnezahl des ersten Rades um 1 kleiner als diejenige des zweiten Rades ist. Die beiden Rädt-r kimncn aber jede beliebige ganze ZähnezaW η bzw m erhalten, vorausgesetzt,

daß das Verhältnis ^m nicht

ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch ·

   Wellenkupplung, bestehend aus zwei gleichachsig einander gegenüberliegenden spitzzähnigen Kronenrädern, von denen das eine zum Einrücken axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähnezahlen (m, n) der beiden Zahnräder (34, 54) um einen Zahn verschieden sind und daß das eine Zahnrad (34) über eine axial wirkende Feder (46) drehfest mit einer Welle verbunden und zum anderen Zahnrad (54) hin neigbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen