DE1918032U - Zahnkupplung. - Google Patents

Description

Bochum, den 12. November 1962 ^-

Alfons Jahnel G.m.b.H., Zahnräderfabrik, Bochum.?

Gelenkige formschlüssige Zahnkupplung

Es sind Zahnkupplungen bekannt, bei denen auf den zu verbindenden Wellenenden außenverzahnte Nabenkörper aufgebracht oder aufgeschrumpft sind, die in eine innenverzahnte Mitnehmerhülse eingreifen und durch diese formschlüssig miteinander verbunden sind. Die Zahnköpfe der Nabenkörper liegen auf einer Kugelfläche, die Zähne haben Geradverzahnung und über die gesamte Zahnbreite gleiche Zahnstärke. Die kugeligen Zahnköpfe der Nabenkörper stützen sich im Zahngrund der Mitnehmerhülse ab und zentrieren diese dadurch auf den Nabenkörpern. Da bei diesen Kupplungen die kleinen bzw. schmalen Kopfflächen der Zähne der Nabenkörper in dem entsprechend schmalen Zahngrund der Mitnehmerhülse zentriert sind, ist die Herstellung dieser Verzahnung mit den erforderlichen Paßgenauigkeiten nur unter beträchtlichen Schwierigkeiten möglich. - Es sind ferner in größerem Ausmaße gelaicige formschlüssige Zahnkupplungen bekannt, bei denen die auf den Wellenenden angeordneten Nabenkörper eine auf dem Xquatorstreifen einer Kugel eingefräste Außen-Geradverzahnung mit gewölbten bzw. balligen Zähnen (Bogenverzahnung) aufweisen. Diese Nabenkörper greifen mit ihren Zähnen in eine (ggf. ausizwei Teilen zusammengesetzte) Mitnehmerhülse mit Jnnen-Geradverzahnung ein. Auf die beiden Enden der Mitnehmerhülse sind AbSchlußdeekel aufgeschraubt, die sich mittels eines ringförmigen Vorsprungs auf besonderen kugeligen Flächen der Nabenkörper in der Äquatorebene zentrierend abstützen, wobei diese kugeligen Stützflächen und die den verzahnten Teil der beiden Nabenkörper umhüllenden Kugelflächen den gleichen Mittelpunkt haben. Bei solchen Zahnkupplungen stellt jeder verzahnte Nabenkörper und der mit diesem im Eingriff stehende Teil der Mitnehmerhülse ein Gelenk dar, jede Kupplung bildet also ein Doppelgelenk bzw. Doppelkardan und läßt daher in gewissem Ausmaße Winkelabweichungen, Mittenversetzungen oder Axialverschiebungen der Wellen zu, ohne daß infolge der gewölbten Form der Zähne der beiden Nabenkörper (mit von der Mitte nach beiden Seiten abnehmender Zahnstärke) schädliche Kantendrücke zwischen diesen Zähnen und den Zahnflanken der mit normaler Innenverzahnung versehenen Mitnehmerhülsen auftreten können. Die Abstützung der mit den ringförmigen Vorsprüngen versehenen Abschlußdeckel auf den kugeligen Stützflächen der beiden Nabenkörper sorgt

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auch bei Winkelabweichungen und Versetzungen der Wellen für die Zentrierung der 'ineinandergreifenden Kupplungsteile (also jedes Nabenkörpers mit dem zugehörigen Teil der Mitnehmerhülse).

Die Erfindung geht aus von einer gelenkigen formschlüssigen Zahnkupplung, bei der auf den zu verbindenden Wellenenden Nabenkörper aufgezogen oder aufgeschrumpft sind, die eine auf dem Ä'quatorstreifen einer Kugel eingefräste Außen-Geradverzahnung mit balligen Zähnen (Bogenverzahnung) aufweisen, mittels deren sie in eine Mitnehmerhülse mit normaler Innen-Geradverzahnung eingreifen, und bei der die Mitnehmerhülse sich auf kugeligen Flächen der Nabenkörper in deren Äquatorebene zentrierend abstützt. Erfindungsgemäß werden bei einer Zahnkupplung dieser Art die kugeligen Stützflächen der beiden Nabenkörper durch die Kopfflächen besonders ausgebildeter Zähne mit größerer Zahnstärke als der der normalen Zähne gebildet, die auf einer Kugelfläche angeordnet und mit geringem Spiel in einer Zylinderfläche des verzahnten Teiles der Mitnehmerhülse zentriert sind, wobei die Kopfflächen den gleichen Mittelpunkt haben wie die den mit normalen Zähnen versehenen Teil der Nabenkörper umhüllenden Kugelflächen.

Da bei der erfindungsgemäßen Zahnkupplung die Zentrierung zwischen den Nabenkörpern und der Mitnehmerhülse mittels einer Kugelfläche erzielt wird, die von den breiten Kopfflächen eines Teiles besonders ausgebildeter Zähne der Nabenkörper mit größerer Zahnstärke gebildet wird und sich in einer Zylinderfläche des verzahnten Teiles der Mitnehmerhülse abstützt, entfallen die bei den vergleichbaren bekannten Kupplungen vorhandenen ringförmigen Vorsprünge der Abschlußdeckel sowie die besonderen, außerhalb des verzahnten Teiles befindlichen kugelförmigen Stützflächen der Nabenkörper, auf denen sich die Vorsprünge zentrierend abstützen. Der Aufbau der Kupplung wird dadurch einfacher und ihre Herstellung billiger, weil die Kupplung eine geringere Zahl von Flächen mit hoher Paßgenauigkeit besitzt.

Die besonders ausgebildeten Zähne der Nabenkörper haben vorzugsweise eine Zahnstärke, die, im Teilkreis gemessen, der Zahnstärke zweier oder mehrerer normaler Zähne einschließlich der zwischen diesen sonst vorhandenen Zahnlücken entspricht und die in besondere Zahnlücken der Mitnehmerhülse von entsprechender Weite eingreifen, wobei die Flankenformen der normalen und der besonders ausgebildeten Zähne einander gleich sind. Diese Ausführung ermöglichst eine einfache Art der Herstellung der Kupplungsteile, weil bei den Nabenkörpern an den

Stellen, wo statt mehrerer normaler Zähne ein besonders ausgebildeter Zahn mit großer Zahndicke vorhanden sein soll, lediglich einige Einfräsungen zu unterbleiben brauchen, während bei der Mitnehmerhülse an den entsprechenden Stellen einige zusätzliche Einfräsungen voreunehmen sind. Im übrigen können die Kupplungsteile aber durch die üblichen spanabhebenden Verformungsverfahren hergestellt werden.

Die Zähne mit größerer Zahnstärke sind in gleichmäßigen Abständen auf den Nabenkörpern verteilt angeordnet, wobei vorzugsweise jeweils zwei von ihnen einander diametral gegenüberliegen. Dadurch wird die Herstellung und die Nachprüfung der Genauigkeit der Paßflächen an den Nabenkörpern und in der Mitnehmerhülse wesentlich erleichtert.

Die Kopfflächen der Zähne mit größerer Zahnstärke können auf einer anderen Kugelfläche liegen wie die Kopfflächen der normalen Zähne der Nabenkörper (bei gleichem Mittelpunkt). Es stellt aber eine große Vereinfachung der Herstellung der Verzahnung und damit eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Fertigung dar, wenn die beiden Kugelflächen zusammenfallen, ihre Radien bzw. Durchmesser also gleich gewählt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zannkupplung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 einen unterbrochenen Längsschnitt durch die Kupplung nach der Linie I-I in Fig. 2 und

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

Von der Zahnkupplung, die spiegelbildlich zu der senkrecht auf der Kupplungsmittelachse angeordneten Ebene a-a in Fig. 1 ausgebildet ist, ist im wesentlichen nur der linksseitige Teil dargestellt.

Auf den zu verbindenden Wellenenden 1 und 1^! sind Nabenkörper 2 und 2^f aufgezogen oder aufgeschrumpft (im folgenden sind lediglich die Teile der linksseitigen Kupplungshälfte genannt und bezeichnet^ die spiegelbildlich zu der Ebene a-a angeordneten entsprechenden Teile

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der rechtsseitigen Kupplungshälfte^weglassen). Auf dem Aquatorstreifen eines kugelförmigen Teils 2" des Nabenkörpers 2 mit der Kugeloberfläche K., dem Radius R, und der Breite m ist eine bekannte Außen-Geradverzahnung mit gewölbten bzw. balligen Zähnen J, deren Dicke von der Zahnmitte nach den beiden Seiten hin abnimmt, eingefräst. Die Verzahnung hat die bei Kupplungen dieser Art übliche Zahnteilung

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(in Fig. 1 ist einfachheitshalber eine größere Zahnteilung und damit eine kleinere Zähnezahl angenommen worden, als sie in Wirklichkeit vorhanden i&t).

Die Kupplung besitzt ferner eine Kupplungs- bzw. Mitnehmerhülse 4, die aus zwei Hälften besteht, welche in der Ebene a-a zusammenstoßen und mittels der gegeneinander zentrierten Flanschen 5 durch Schrauben 6 miteinander verbunden sind. Die Mitnehmerhülse hat eine Iänen-Geradverzahnung mit Zähnen 8, deren Teilung der Teilung der Außenverzahnung des Nabenkörpers 2 entspricht. Die Zähne 3 der Nabe 2 greifen also in die Zahnlücken zwischen den Zähnen 8 der Mitnehmerhülse 4 ein, wegen ihrer Wölbung bzw. Balligkeit erzeugen sie aber auch bei der größtzulässigen Winkelabweichung keine Kantenpressung.

Der Nabenkörper 2 hat außer der Verzahnung mit den üblich geformten Zähnen 3 noch einige besonders ausgebildete Zähne lo, deren Zahnstärke Sj im Teilkreis T gemessen, der Zahnstärke s zweier normaler Zähne und der zwischen diesen sonst vorhandenen Zahnlücke entspricht. Durch Weglassen der Ausfräsung jeweils einer Zahnlücke ±n gleichmäßigen Abstauen sind diese breiten Zähne Io entstanden, die daher die gleiche Flankenform besitzen wie die normalen Zähne 3· Die Aufteilung der Zähne Io ist so gewählt, daß je zwei Zähne Io einander diametral gegenüber liegen. Die Kopfflächen Io' sämtlicher Zähne Io sind in einer Kugelfläche Kp mit dem Radius Rp angeordnet; sie sind mit geringem Spiel in einer Zylinderfläche Z des verzahnten Teiles der Mitnehmerhülse 4 zentriert und haben den gleichen Mittelpunkt M wie die den verzahnten Teil 2" des Nabenkörpers umhüllende Kugelfläche K₁ mit dem Radius R-,. Diese "Kopfflächen Io' bilden zusammen mit den Kopfflächen des nicht dargestellten rechtsseitigen Kupplungsteiles kugelige Stützflächen, auf die sich die Mitnehmerhülse 4 in der Äquatorebene der Stützflächen zentrierend abstützt.

Die beträchtliche Breite der Kopfflächen Io' und der entsprechenden Teile der Zylinderfläche Z ermöglichen eine"einfache und genaue Herstellung der zentrierenden Teile der Verzahnung. Zur Vereinfachung der Fertigung macht man die Radien R-, und R_? zweckmäßig einander gleich, so daß die Kugelflächen K^ und Kp in eine einzige Kugelfläche zusammenfallen.

Patentansprüche

Claims (4)

1. Gelenkige formschlüssige Zahnkupplung,, bei der auf den zu verbindenden Wellenenden Nabenkörper aufgezogen oder aufgeschrumpft sind, die eine auf dem Äquatorstreifen einer Kugel eingefräste, gewölbte Außen-Geradverzahnung mit balligen Zähnen (Bogenverzahnung) aufweisen, mittels deren sie in eine Mitnehmerhülse mit normaler Innen-Geradverzahnung eingreifen, und bei. der die Mitnehmerhülse sich auf kugeligen Flächen der Nabenkörper in deren Äquatorebene zentrierend abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die kugeligen Stützflächen der beiden Nabenkörper (2, 2^!) durch die Kopfflächen (lo^!) besonders ausgebildeter Zähne (lo) mit größerer Zahnstärke (S) als der der normalen Zähne (3) gebildet werden, die auf einer Kugeloberfläche (K₂) angeordnet und mit geringem Spiel in einer Zylinderfläche (Z) des verzahnten Teiles der Mitnehmerhülse (²J-) zentriert sind., wobei die Kopfflächen (lo^!) den gleichen Mittelpunkt (M) haben wie die den mit normalen Zähnen versehenen Teil der Nabenkörper umhüllenden Kugelflächen (K-,) .

2. Zahnkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besonders ausgebildeten Zähne (lo) eine Zahnstärke (S) aufweisen, die, im Teilkreis gemessen, der Zahnstärke -gweier -oder—mehrerer normaler Zähne (3) einschließlich der zwischen diesen sonst vorhandenen Zahnlücken entspricht und die in besondere Zahnlücken der Mitnehmerhülse (4) von entsprechender Weite eingreifen, wobei die Plankenformen der normalen und der besonders ausgebildeten Zähne einander gleich sind.

j5· Zahnkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (lo) mit größerer Zahnstärke in gleichmäßigen Abständen auf den Nabenkörpern (2, 2') verteilt angeordnet sind und jeweils zwei von ihnen einander diametral gegenüberliegen.

4. Zahnkupplung nach Anspruch 1/3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfflächen (lo') der Zähne (lo) mit größerer Zahnstärke auf derselben Kugelfläche liegen wie die Kopfflächen der normalen Zähne (3) der Nabenkörper (2, 2¹).