DE1936062C3 - Winkelbewegliche Zahnkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine winkclbewegliche Zahnkupplung mit auswechselbaren Kupplungszähnen, einer Innen- und einer Außenhülse, wobei die Kupplungszähne mit ihrem Fuß in axial verlaufende Ausnehmungen der Innenhülse und mit ihrem bogenförmige Flanken besitzenden Kopf in axial verlaufende Zahnausnehmüngen der Außenhülse eingreifen.

Aus der FR-PS 1 380509 ist eine elastische Zahnkupplung mit auswechselbaren Kupplungszähnen, einer Innen- und einer Außenhülse bekannt, wobei die Kupplungszähne mit ihrem Fuß in axial verlaufende Ausnehmungen der Innenhülse und mit ihrem Kopf in axial verlaufende Zahnausnehmüngen der Außenhülse eingreifen. Die Ausnehmungen bzw. Zahnausnehmüngen in der Innen- und Außenhülse dieser Zahnkupplung besitzen einen muldenförmigen oder trapezförmigen Querschnitt, wobei diese unterschiedlichen Querschnittsformen auch wechselweise in der Innen- und Außenhülse hintereinander angeordnet sein können. Die zugehörigen Kupplungszähne besitzen einen kreisringabschnittförmigen Querschnitt, der mit seinem Rücken den muldenförmigen Ausnehmungen anliegt und mit seinen Enden in die trapezförmigen Zahnausnehmüngen eingreift. Bei dieser bekannten Zahnkupplung, die auch nur in geringem Umfange winkelbeweglieh ist, besitzen die Ausnehmungen bzw. Zahnausnehmüngen in der Innen- und Außenhülse sowie die zugehörigen Kupplungszähne verhältnismäßig komplizierte Querschnittsformen, die nur mit einem erhöhten Aufwand herstellbar und auch verschleißanfällig sind.

Aus der US-PS 2 867 102 ist eine elastische Wellenkupplung bekannt, bei der zwischen zwei Kupplungshälfisn ein Kupplungsring aus elastischem Material eingesetzt ist, der am inneren und/oder äußeren Umfang mit Zähnen versehen ist, welche in ebenfalls gezahnte, stirnseitige Öffnungen der beiden Kupplungsflansche eingreifen. Bei dieser bekannten Wellenkupplung, die ebenfalls nur in geringem Umfange winkelbeweglieh ist, können die Flanken der Zähne des Kupplungsringes unter einem Winkel von 60 bis 90° zueinander stehen.

AusderDE-GbmS 1959004 ist eine winkelbewegliche Zahnkupplung bekannt, bei der schlaufenartig ausgebildete Kunststoffzähne über radial abstehende Stege eines Innenringes gezogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine baulich einfache Zahnkupplung mit auswechselbaren Kupplungszähnen zu schaffen, die in größerem Umfange winkelbeweglieh ist, deren Verschleißteile einfacher und billiger herzustellen und schneller zu ersetzen sind und bei der die Kupplungszähne auf einfachen Rundbearbeitungsmaschinen, beispielsweise Drehbänken, herstellbar sind. Zur Lösung dieser Aufgabe wird für eine winkelbewegliche Zahnkupplung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, an den Kupplungszähnen die bogenförmigen Flanken des Kopfes so auszubilden, daß sie in jeder Querschnittsebene unter einem Innenwinkel von 90° zueinander stehen, und die Zahnausnehmüngen der Außenhülse mit ebenen Flanken zu versehen, die senkrecht zueinander stehen. Wenn zusätzlich die dem Fuß jedes Kupplungszahnes zugeordneten Ausnehmungen in der Innenhülse ebenfalls senkrecht zueinander stehende Anlageflächen besitzen, dann haben die Kupplungszähne in jeder Querschnittsebene ein quadratisches Profil.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete, winkelbewegliche Zahnkupplung hat den Vorteil, daß die Ausnehmungen in der Innenhülse und die Zahnausnehmüngen in der Außenhülse mit ihren ebenen Flanken und auch die Kupplungszähne mit ihrem einfachen geometrischen Querschnittsprofil sehr einfach hergestellt werden können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kupplungszähne sehr schnell ausgewechselt werden können, weil sie dazu nur in axialer Richtung aus der Zahnkupplung herausgeschoben werden müssen.

Wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Anzahl der Kupplungszähne vier oder ein Vielfaches von vier beträgt und jeweils vier in einem Winkel von 90° auf dem Teilkreisumfang versetzte Kupplungszähne mit ihren Außenkanten Ecken eines Quadrates bilden, dann können die Flanken ihrer Köpfe mit einer Rundbearbeitungsmaschine hergestellt bzw. bearbeitet werden. Wenn zusätzlich noch die Flanken von jeweils vier am Teilkreisumfang um 90° versetzt angeordneten Kupplungszähnen auf sich unter 90° kreuzenden Zylindermänteln liegen, dann hat die Zahnkupplung eine optimale Winkelbeweglichkeit, weil sich in diesem Falle die Kupplungszähne um jede der beiden Zylinderachsen innerhalb der Außenhülse veiklemmungsfrei drehen lassen.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Zahnkupplung hai den Vorteil eines einfachen konstruktiven Aufbaues und kann deshalb relativ billig hergestellt wer-

den. Weitere Vorteile bestehen darin, daß die Verschleißteile leicht und schnell ausgewechselt werden können, wodurch auch eine große Lagerhaltung für die relativ teuren Kupplungsteile entfällt. Infolge der günstigen Zahnform wirken die Tangentialkräfte nur noch als reine Druckkräfte auf die Kupplungszähne, so daß diese nicht mehr auf Sehen ing beansprucht werden. Daraus resultiert als weiterer Vorteil eine längere Standzeit für die Kupplungszähne.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Zahnkupplung entlang der Linie H-II in Fig. 2 geschnitten im Querschnitt, und

Fig. 2 dieselbe Zahnkupplung entlang der Linie I-I in Fig. 1 geschnitten im Längsschnitt.

Die dargestellte Zahnkupplung besteht im wesentlichen aus einer Außenhülse 1, einer Innenhülse 2 und zwischen diesen angeordneten Kupplungszähnen 3. Die Außenhülse 1 besitzt im Querschnitt keilförmige Zahnausnehmungen mit ebenen Flanken ία Die teils kugelig ausgebildete Innenhülse 2 besitzt die gleiche Anzahl keilförmiger Ausnehmungen mit ebenen Anlageflächen 2a. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind 12 Zahnausnehmungen bzw. Ausnehmungen in der Außenhülse 1 und der Innenhülse 2 vorgesehen, die in einem Winkel von 30° zueinander angeordnet sind. D; Spitzen der jeweils paarweise miteinander fluchtenden Zahnausnehmunge ' bzw. Ausnehmungen liegen auf gleichen Radien, wahrend die seitlichen Kanten auf einem Teilkreis zwischen der Außenhülse 1 und der Innenhülse 2 liegen.

In die Zahnausnehmungen bzw. Ausnehmungen der Außenhülse 1 und Innenhülse 2 sind die Kupplungszähne 3 eingesetzt, deren Querschnitt in jeder Querschnittsebene quadratisch ist. Jeweils vier um 90° am Umfang zueinander versetzte Kupplungszähne 3 bilden die Ecken eines Quadrates. Die Flanken 3a der Köpfe von jeweils vier am Umfang im 90° gegeneinander versetzten Kupplungszähnen 3 liegenaufsichunter90° kreuzenden Zylindermänteln mit dem Durchmesser D. Die Kupplungszähne 3 können aus Kunststoff, eventuell mit Molykote getränkt, oder aus Metall, beispielsweise Bronze, bestehen. Sie werden gegebenenfalls mit etwas Vorspannung in die Zahnausnehmungen bzw. Ausnehmungen der Außenhülse 1 und der Innenhü!se 2 eingesetzt.

An beiden Stirnseiten haben die Kupplungszähne 3 nasenförmige Ansätze 3i>, deren Umfangsflächen auf einem konzentrisch zur Außenhülse 1 angeordneten Kreisbogen liegen. Die nasenförmigen Ansätze 3b werden von einer Sperrscheibe 4 mit Ansätzen 4a übergriffen. Die Sperrscheibe 4 ist mittels eines !Federringes 12 auf einem Wellenzapfen 13 festgelegt. Die nasenförmigen Ansätze 3b am anderen Ende der Kupplungszähne 3 werden"von einer auf dem Wellenzapfen 13 angeordneten Scheibe 5 mit Ansätzen 5a hintergriffen. Die Scheibe 5 liegt einem Ring 10 mit einer Kugelpfanne 10a an. Der Ring 10 ist mittels eines, Federringes 11 an der Außenhülse 1 festgelegt.

Der Wellenzapfen 13 endet in einer Kugelkalotte 13a, die sich an ein Druckstück 7 a eines auf einem Wellenzapfen 9 drehfest aufgesetzten Kupplungsflansches 7 anlegt.

Bezugszeichenliste:

1 Außenhülse
la Flanke

2 Innenhülse
2a Anlagefläche

3 Kupplungszahn
3a Flanke

3 b Ansatz

4 Sperrscheibe

4 a Ansatz

5 Scheibe
5 a Ansatz

7 Kupplungsflansch

la Druckstück

9 Wellenzapfen

10 Ring

10a Kugelpfanne

11 Federring

12 Federring

13 Wellenzapfen
13a Kugelkalotte
D Durchmesser

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Winkelbewegliche Zahnkupplung mit auswechselbaren Kupplungszähnen, einer Innen- und einer Außenhülse, wobei die Kupplungszähne mit ihrem Fuß in axial verlaufende Ausnehmungen der Innenhülse und mit ihrem bogenförmige Flanken besitzenden Kopf in axial verlaufende Zahnausnehmungen der Außenhülse eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kupplungszähnen (3) die bogenförmigen Fianken (3a) des Kopfes in jeder Querschnittsebene unter einem Innenwinkel von 90° zueinander stehen und daß die Zahnausnehmüngen der Außenhülse (1) ebene Flanken (la) aufweisen, die senkrecht zueinander stehen.

2. Zahnkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Fuß jedes Kupplungszahnes (3) zugeordneten Ausnehmungen in der Innenhülse (2) ebenfalls senkrecht zueinanderstehende Anlageflächen (2a) besitzen.

3. Zahnkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Kupplungszähne (3) vier oder ein Vielfaches von vier beträgt und jeweils vier in einem Winkel von 90° auf dem Teilkreisumfang versetzte Kupplungszähne (3) mit ihren Außenkanten Ecken eines Quadrates bilden.

4. Zahnkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (2a) von jeweils vier am Teilkreisumfang um 90° versetzt angeordneten Kupplungszähnen (3) auf sich unter 90° kreuzenden Zylindermänteln liegen.

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