DE2324582A1

DE2324582A1 - Getriebekupplung

Info

Publication number: DE2324582A1
Application number: DE2324582A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1972-05-18
Filing date: 1973-05-16
Publication date: 1973-12-06
Also published as: FR2185320A5; GB1423024A; NL7306739A; ES414844A1; US3775997A; LU67601A1; BE798949A; CH568504A5

Description

PATENTANWALT F.

Dipl.-Ing. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK ¹ Dipl.-Ing. G. DANNENBERG · Dr. P. WEINHOLD ■ Dr. D. GUDEL

2B1134 6 FRANKFURT AM MAIN

TELEFON COeti)

2870M GR. ESCHENHEIMER STRASSE 3Θ

14.5.1973 Gu/gm Koppers Company,Ine.

η nr\ ύλ Κ17 Koppers Building

Case 7üM W Pittsburgh,Pa. 15219, USA

Getri eb ekupplung

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Kupplungen mit biegsamen Vellen, insbesondere Kupplungen mit ineinandergreifenden Zahnrädern. *

Im allgemeinen besteht die Aufgabe von Getriebekupplungen darin, im wesentlichen poachsiale, jedoch in bezug aufeinander

miteinander
fluchtende Veilen/zu verbinden, um ein Drehmoment von einem Antriebselement .auf ein angetriebenes Element zu übertragen. Flexible Getpriebekupplungen sind nützlich bei der Verwendung in Walzwerken, v/o z.B. jede Walze durch eine Antriebswelle angetrieben wird, die an eine angetriebene Wolle gekuppelt ist, und zwar durch ein Paar von Getriebekupplungen, die durch eine Getriebe-* bzw, Zwischenwelle verbunden sind.

Üblicherweise besitzen Getriebekupplungen eine äussere Man-

/bzw. Muffe
schette/mit radial nach innen sich erstreckenden Stirnrädern, die mit radial nach aussen sich erstreckenden Stirnrädern an einer konzentrischen Nabe im Inneren der Manschette in Ein-*· griff steht.Die Zahnräder an der Nabe können beispielsweise

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gewölbt sein, tun zu gewährleisten, daß die Nabe innerhalb d.er_ Manschette winkelig drehbar ist, während-Torsion durch das entsprechende Zahnrad übertragen wird. Sind jedoch die entsprechenden bzw. in Eingriff stehenden Zahnräder im Winkel gedreht bzw abweichend, so erfolgt" ein unausgeglichenes Belasten des Zahnes und die Torsionsübertragungskapatitat der eingreifenden Zahnräder wird gewöhnlich proportional der Abweichrate reduziert. Gelegentlich verursacht die unausgeglichene Belastung ein Versagen einiger der Zähne.

In der US-PS 1,905,431 wird vorgeschlagen, das Versagen eines Zahnrades infolge unausgeglichener Belastungen während der Abweichung durch Verwendung einer-zweiten bzw. äusseren Nabe zu .verringern, die konzentrisch über der inneren Nabe angeordnet ist, so daß ein winkeliges Nichtfluchten zwischen der Manschette und der äusseren Nabe und zwischen Elementen der äusseren und inneren Nabe gev.'ährleistet ist. Durch die Verwendung ^zweiter konzentrischer Sätze von Nabenzahnrädern ist die Gesamtabweichung pro Satz weniger als im Falle der Verwendung eines einzelnen Satr.es _P und zwar für denselben Betrag' der Wellenabweichung, wodurch die Belastung, -die aus miteinander im Eingriff stehende Zahnräder während der Abweichung ausgeübt ist, reduziert wird.

Ein bekanntes Problem bei Getriebekupplungen mit inneren und äusseren Naben entsteht durch die Drehung der Kupplungskomponenten über·ihre individuellen Drehpunkte. Dies bedeutet, daß die äussere Nabe bis zur Manschettenverbindung über ainen Punkt drehbar ist, der achsial und radial von dem ■ Drehpunkt der Verbindung der inneren zu der äusseren Nabe abweicht. Wenn diese Drehpunkte abweichen, v/erden unausgeglichene /oraente erzeugt. Wenn daher die Komponenten während des Betriebes gedreht werden, entstehen durch die unausgegli-

nren
chenen/ipomente störende Zentrifugalkräfte, die auf die Kupplungsanordnung einwirken, wodurch

•eine dem Fachmann bekannte Leerlaufwirkung entsteht. " ■ · Wenn dies geschiet, ist die Möglichkeit eines Versagens des

Zahnrades erhöht,

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In der US-PS 3,070,979 ist eine komplizierte zusammengesetzte Kupplung beschrieben, die insbesondere im Rahmen der Schifffahrt Verwendung findet, und mit der die Winkelabweichung pro Satz von miteinander im Eingriff stehenden Zahnrädern verringert und die Bewegung bzw. Verlagerung zwischen Drehpunkten für konzentrische Getriebesätze begrenzt wird. Es besteht jedoch Bedarf für eine Kupplung, durch die die Winkelabweichung pro Satz von Zahnrädern reduziert wird (beispielsweise indem die 'Gesamtabweichtmg zwischen zwei Sö.tr;en von miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern aufgeteilt wird). Weiter-' hin ist es wünschenswert, daß ein gemeinsamer achsialer Drehpunkt für jeden Getriebesatz aufrechterhalten wird, und daß die Konzentrizität zwischen den Nabenelementen aufrechterhalten wird, ohne daß zusätzliche komplizierte Einrichtungen erforderlich sind, und daß die Kupplung in verschiedenen Verwendungsbereichen anwendbar ist, bei denen ein einfaches Auseinandernehmen und Wiederzusammenbauen erforderlich sein kann.

Demgemäss ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, das

der Winkel

Nichtfluchten bzw. die Abweichung/zwischen jedem Satz von Zahnrädern zu reduzierenu. einen gemeinsamen Drehpunkt für die inneren und äusseren Naben aufrechtzuerhalten, so daß verhindert wird, daß die Teile durch unausgeglichene Momente in Verbindung mit den Kupplungskomponenten außer Eingriff geraten. Darüber hinaus wird ein Kupplungskonzept vorgeschlagen, das für verschiedene Anwendungsgebiete nützlich ist. Weiterhin kann die Kupplung nach der Erfindung auseinandergenommen und wieder zu-' sammengesetzt v/erden, und zwar ohne die durch komplizierte und verschiedenartige Kupplungskomponenten verursachten Schwierigkeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgernässe Getriebekupplung dadurch gekennzeichnet, daß eine aussere Manschette bzw. Muffe mit radial sich nach innen erstreckenden Stirnrädern vorgesehen ist, ferner, daß eine äussere Nabe innerhalb der Muffe radial sich nach aussen erstreckende Stirnräder besitzt, die mit den Stirnrädern der Muffe in Eingriff stehen, und die

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radial sich nach innen erstreckende Stirnräder aufweisen, daß eine innere Nabe innerhalb der äusseren Nabe radial nach aussen ·sich erstreckende Stirnräder besitzt, die mit den inneren Zähnen der äusseren Nabe in Eingriff stehen, daß die inneren und äusseren Naben winkelig drehbar sind, und zwar relativ zueinander und relativ zu der Muffe, und daß eine Führungseinrichtung zwischen der inneren und äusseren Nabe zum Aufrechterhalten radialer Konzentrizität zwischen diesen und zum Einengen bzw. Begrenzen der relativen Achsiolbewegung zwischen der inneren und der äusseren Nabe längs der Kupplungsachse vorgesehen ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Äusführungsbeispielen. näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben.-Es zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht, teilweise in Schnitt eines Paares einer Getriebekupplung nach der Erfindung zum Verbinden einer Antriebswelle mit einer angetriebenen Welle durch eine Zwischenwelle;

Figur 2 eine der Getriebekupplungen nach Figur 1 mit der Zwischenwelle und inneren und äußeren Naben, die bezüglich der Muffe winkelig nicht fluchten; .

Figur 3 eine schematische Darstellung der inneren und äusseren Naben mit balligen, achsial fluchtenden Zahnrädern? ■

Figur 4 eine schematische Darstellung der Naben nach Figur J5f wobei diese in winkelig nicht fluchtenden Posi-, tionen bezüglich der Muffe angeordnet sind;

Figur 5 eine schematische Darstellung der inneren und — äusseren Naben mit achsial fluchtenden Zahnrädern,

ballig

wobei nur die Zahnräder der äusseren Nabe/gewölbt sind;.

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Figur 6- eine schematische Darstellung der Naben nach Figur 5, wobei diese bezüglich der Muffe winkelig nicht fluchten j

Figur 7 schematisch eine Darstellung der inneren und äusseren Naben, wobei diese ballige Zahnräder besitzen, die nicht achsial fluchten.;

Figur 8 sehematiscti eine Darstellung der Naben nach Figur 7, wobei diese bezüglich der Muffe -winkelig nicht fluchten ;

Figur 9 schematisch eine Darstellung der inneren und äusseren Naben, wobei diese Zahnräder besitzen, die nicht achsial nur mit dem balligen Zahnrad der äusseren Nabe fluchten;

Figur 10 schematisch eine Darstellung der Nabe nach Figur 9, wobei diese bezüglich der Muffe winkelig nicht fluchten ;

Figur 11 schematisch eine Darstellung der äusseren Nabe, wobei diese konische Lageroberflächen und innere Naben mit konvexen Lageroberflächen besitzt;

Figur 12 schematisch eine Darstellung der Naben nach Fig.11, wobei diese bezüglich der Muffe winkelig nicht fluchten;

Figur 13 schematisch eine Darstellung der erfindungsgeinässen Getriebekupplung mit einer äusseren Nabe, einer Mittelnabe und einer inneren Nabe;

^ und

Figur 14 eine schematische Darstellung der Naben nach Fig.13» wobei diese bezüglich der Muffe in winkelig nicht fluchten ·

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In der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche Teile mit denselben Bezeichnungen versehen?

Figur. 1 zeigt ein Paar von Getriebekupplungen, die als Ganzes mit iO bezeichnet sind. Die Kupplungen 10 verbinden eine Antriebswelle 12 mit einer angetriebenen Welle 14 durch eine Zwi-

_ (spindle shaft) sehen- bzw.- Gewindewelle 16,/die an ihren entgegengesetzten Enden mit einem Paar von-Getriebekupplungen 18 und 20 in ähnlicher Weise verbunden ist. Diese allgemeine Anordnung ist bekannt für die Herstellung einer winkelig abweichenden bzw. nicht fluchtenden Verbindung zwischen relativ nicht fluchtenden Wellen, wenn eine derartige Verbindung dazu verwendet wird, einen Drehmoment von einem Antriebselement auf ein angetriebenes Element zu übertragen. Die Kupplungen 18 und 20 besitzen im allgemeinen eine innere Nabe, die als Ganzes mit 30 bezeichnet ist, eine äussere Nabe, die als Ganzes mit 40 unc eine Manschette bzw. Muffe, die als Ganzes mit 50 bezeichnet ist. Ein-Dichtelement 60 umgibt die Welle 16 am linken Ende der Muffe 50 (vgl. Figur 1). Die Welle 14 ist mit der Kupplung 20 innerhalb des entgegengesetzten Endes der Muffe 50 derart verbunden, daß eine winkelige Abweichung der Welle 14 bezüglich der Muffe 50 nicht möglich ist. Die Welle ·12. ist mit der Kupplung 18 in ähnlicher Weise, wie der bezüglich der Welle 14 beschriebenen, verbunden.

Figur 2 zeigt ferner, daß die Kupplung 20 mit der Welle 16, die innere Nabe 30 und die äussere Nabe 40 bezüglicn der Muffe 50 winkelig abweichen. Die Dichtung 60 ist derartig betätigbar, daß sie radial der winkeligen Abweichung der Welle 16 anpassbar ist.

In Figur 1 definiert die Muffe 50 im wesentlichen eine achsia-Ie Bohrung. Ein erstes Ende der Muffe 50 besitzt die Dichtung 6Oj, die -aa einer ersten radialen Fläche der Muffe 50 durch Schrauben 51 befestigt ist.

Die Dichtung 60 besitzt einen ersten ringförmigen Ring 61, der an einen zweiten ringförmigen Ring 62 zur Ausbildung einer

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dazwischenliegenden, sich radial nach innen erstreckenden ringförmigen Ausnehmung 63 anstösst. Ein dritter, runder, kreisförmig elastischer Ring 64 befindet sich in ringfürmige'm Eingriff mit der Welle 16 und besitzt einen starren ringförmigen Bereich 65, der sich radial nach aussen erstreckt und durch Einschieben innerhalb der Ausnehmung 63 mit dieser im Eingriff steht. Somit dichtet der Ring 64 gleitend innerhalb der Muffe 50 und um die Zwischenwelle 16 herum. Der Ring 64 ist unter der Bezeichnung "Spirolox" im Handel erhältlich.

Die Manschette bzw. Muffe 50 besitzt radial sich nach innen erstreckende und achsial unter Abstand vorgesehene Sätze von Zähnrädern 52 und 53. Die Zahnräder 52 stehen in Eingriff mit der äusseren Nabe 40, wie weiter unten noch näher beschrieben. Die Zahnräder 53 stehen in Eingriff mit einer Nabe 70, die sich radial nach aussen erstreckende Zahnräder 71 besitzt. Die Zahnräder 53 und 71 gewährleisten eine nicht drehbare Verbindung zwischen der Muffe 50 und der Nabe 70. Ein herkömmlicher 0-föraiger Ring 72 aus Kautschuk gewährleistet eine wirksame Gleitdichtung zwischen der Nabe 70 und der Muffe 50. Die Nabe 70 ist an einer zweiten radialen Fläphe der Muffe 50 durch einen Ring 73 und Schrauben 74 befestigt.

Die angetriebene Welle 14 besitzt einen Endbereich 14a mit verringertem Durchmesser, der eine längliche Keilnut 14 b aufweist. Die Welle 14 und der verlängerte Bereich 14 a bilden zusammen eine Radiale Fläche 14 c, d.e an eine radiale Fläche 75 der Nabe 70 anstösst. Der verlängerte Bereich 14 a ist innerhalb einer inneren Bohrung 76 der Nabe 70 einpassbar. In der Bohrung 76 ist ein passender Keil angeordnet, um die Welle 14 innerhalb der Nabe 70 nicht drehbar zu befestigen. Die Welle 14 ist bezüglich der Nabe 70 durch eine radiale Platte 77 und Schrauben 78 achsial befestigt.

Die äussere Nabe 40 ist innerhalb der Muffe 50 angeordnet und besitzt ähnliche bzw. entsprechende radiale plattenartige sphärische Segmente 41, die achsial entgegengesetzt angeordnet sind

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und an entgegengesetzten Seiten eines ringförmigen Zahnradsegmentes 42 der äusseren Nabe durch Schrauben 46 befestigt sind. Die sphärischen Segmente 41 besitzen innere ringförmige sphärische bzw. konkave Lagerflächen 43» die mit äusseren, ringförmigen sphärischen bzw. konvexen Lagerflächen 36 an der inneren Nabe 30 zusammenwirken und mit diesen in Eingriff stehen, wie weiter unten noch näher"beschrieben ist. Fallsch erwünscht, kann die äussere Nabe 40 konische Lagerflächen 80 besitzen (vgl. Fig* 11 und 12), und zwar anstelle der konkaven Lagerflächen 43 der Figuren 1-10. Die konischen Lageroberflächen 80 stehen zum Zusammenwirken in Berührung mit äusseren ringförmigen sphärischen'bzw. konvexen Lageroberflächen 36 an der inneren Nabe 30. Ein Zahnradsegraent 42 der äusseren Nabe befindet sich zwischen Lagersegmenten 41 und besitzt radial siclrnach aussen erstreckende Zahnräder 44 und radial sich nach innen erstreckende Zahnräder 45. Die Zahnräder 44 ergreifen sich nach innen erstreckende Zahnräder 52 der Muffe 50 zur Herstellung, einer nicht drehbaren Verbindung, und die Zahnräder 45 erfassen sich nach aussen erstreckende Zahnräder 37 der inneren Nabe. Die Zahnräder 44 können bei Pos. 48 ballig sein,d.h. die Zähne 44 können achsial kreisförmig gebogene Flächen besitzen, die in bekann-ter Weise ausgebildet sind, um die Winkeldrehnung.bzw. Abweichung der äusseren Nabe 42 bezüglich der Muffe 50 zu führen und zu ermöglichen.

Die Zwischen- bzw, Gewindewelle 16 besitzt einen verlängerten Bereich 16a mit verringertem Durchmesser, der eine längliche Keilnut 16b aufweist. Die Welle 16 und der verlängerte Bereich 16a bilden eine radiale Fläche 16c-. Der verlängerte Bereich 16a ist innerhalb einer inneren Bohrung 31 der Inneren Nabe 30 einpassbar. In der Bohrung 31 befindet sich ein passender Keil zum nichtdrehbaren Befestigen der Welle 16 innerhalb der Nabe 30. Die Welle 16 ist achsial bezüglich der Nabe durch radiale Platten 32 und Schrauben 33 befestigt.

Die innere Nabe 3o besitzt ferner in ähnlicher Weise ausgebildete radiale plattenartige sphärische Segmente 3k_f die

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achsial entgegengesetzt angeordnet und benachbart entgegengesetzter Seiten eines ringförmigen Zahnradsegmentes 35 der inneren Nabe angeordnet sind. Die Segmente 34 besitzen äussere ringförmige sphärische bzw. konvexe Lageroberflächen 36, und das Zahnradsegment 35» das zwischen den Segmenten 34 angeordnet ist, besitzt sich radial nach aussen erstreckende Zahnräder 37»die die Zahnräder 35 der äusseren Nabe erfassen, um so eine nicht drehbare Verbindung zwischen diesen- herzustellen. Die Lagersegmente 34 bilden zusammen mit dem inneren Segment 35 die innere Nabe 30 einschliesslich der Bohrung 31, und zwar wenn sie achsial längs des Wellenbereiches 16a fluchten und zwischen der Platte 32 und der radialen Fläche 16c befestigt sind. Falls erwünscht, kann die innere Nabe 30 als einheitliches Teil durch einstückiges Ausbilden der Segmente 34 und hergestellt werden, so daß eine einstückige Nabe 30 entsteht, die gleichzeitig am· Wellenbereich 16a zwischen Platte 32 und radialer Fläche 16c befestigt sein kann.

Figur 2 zeigt, daß durch das zusammenwirkende Eingreifen der Lageroberflächen 43 der äusseren Nabe bzw. durch das zusammenwirkende tangentiale Eingreifen der konischen Lageroberflächen 80 der äusseren Nabe mit den Lageroberflächen 36 der inneren Nabe eine Führung zum Aufrechterhalten der Konzentrizität zwischen der inneren Nabe 30 und der äusseren Nabe 40 in entsprechender Weise hergestellt wird, und daß beide sich über, einen gemeinsamen Punkt C längs der Achse der Kupplung drehen, und zwar relativ zueinander und relativ zur Muffe 50, Ebenfalls ist die innere Nabe 30 und die äussere Nabe 4O^- gleichzeitig achsial¹ bezüglich der Muffe 50 beweglich, jedoch wirken die entsprechenden Lageroberflächen 43 und 36 bzw. die Oberflächen 80 und 36 zusammen, um die relative Achsialbewegung zwischen der inneren Nabe 30 und der äusseren Nabe 40 zu begrenzen. Die Zahnräder 44 sind bei 48 in der üblichen Weise gewölbt, so daß die Nabe 40 geführt und bezüglich der Muffe 50 im Winkel gedreht werden kann· In vorteilhafter Weise kann das sich nach aussen erstreckende Zahnrad 37 der inneren Nabe bei 38 gewölbt sein, d.h. das Zahnrad 37 kann eine achsiale bogenförmige Konfiguration aufweisen, und zwar ähnlich dem Zahnrad 44, um eine Führung

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der inneren Nabe 30 bezüglich der äusseren Nabe 40 und bezüglich der Muffe 50 zu gewährleisten.

Ein sich radial nach aussen erstreckender ringförmiger Schul-terbereicti #9 der äusseren Nabe 40 stösst an sich nach innen erstreckende Zähne 52 der Muffe 50, um ein Drehen der äusseren Nabe 40 relativ zur Muffe 50 zu begrenzen. Ein sich radial nach innen erstreckender Schulterbereich 82 der äusseren Nabe 40 stösst an die Welle 16 und an eine äussere periphere Oberfläche 84 der radialen Platte 32, um ein.Drehen der Welle 16 und der inneren Nabe 30 bezüglich der äusseren Nabe 40 zu begrenzen, wodurch Halteelemente zwischen der Muffe 50, der äusseren Nabe 40 und der inneren Nabe 30 gebildet werden.

Die Figuren 3-10 zeigen schematisch eine teilweise Ansicht der Muffe 50 mit den sich radial nach innen erstreckenden Zahnrädern 52, der äusseren Nabe 40 einschliesslich der sich radial nach aussen erstreckenden Zahnräder 44, die Zahnräder 52 und sich radial nach innen erstreckende Zahnräder 45 erfassen sowie die innere Nabe 30 mit den sich radial nach aussen erstreckenden Zahnrädern 37, die sich nach innen erstreckende -Zahnräder 45 der äusseren Nabe 'erfassen.' In jeder der Figuren ist die innere Nabe 30 und die äussere Nabe 40 drehbar über einen Mittelpunkt C, der auch als Drehpunkt ("hinge point") bekannt ist.

In Figur 3 stellt ein Pfeil R 1 den Radius des gewölbten Zahnrades 44 dar, und zwar ausgehend vom Drehpunkt C, wodurch es ermöglicht wird, daß die äussere Nabe 40 relativ zu der Muffe 50 über den Punkt C drehbar ist. Ebenfalls stellt ein Pfeil R 2 den Radius des gewölbten Zahnrades 37 dar, und zwar ausgehend vom Punkt C, so daß die innere Nabe 30 relativ zu der Muffe 50 und relativ zur äusseren Nabe 40 über den Punkt C drehbar ist. Achsial entgegengesetzt angeordnete sphärische ringförmige Lageroberflächen 43 der äusseren Nabe 40 stehen in wirksamem Eingriff mit achsial entgegengesetzt angeordneten sphärischen ringförmigen Lageroberflächen 36 der inneren Nabe 30. Ein mit R 3 bezeichneter Pfeil stellt den Radius der Lageroberflächen 36 der inne ren Nabe dar, und ein Pfeil R 4 bezeichnet den mit-erweiterten

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Radius der,Lageroberfläche 43 der Susseren Nabe. Die Radien R und R 4 gehen beide aus vom Punkt C, wodurch folgende vorteilhafte Bedingungen hergestellt werden:

1. Die innere Nabe 30 ist drehbar über dem Punkt C, und zwar relativ zur äusseren Nabe 40 und der Muffe 50;

2. die äussere Nabe 40 ist drehbar über dem Punkt C,

und zwar relativ zur inneren Nabe 30 und der Muffe 50;

3. beide Naben 30 und 40 sind drehbar über dem Punkt C, und zwar relativ zueinander und zu der Muffe 50;

4. beide Naben 30 und 40 können gleichzeitig bezüglich der Muffe 50 bewegt werden;

5. weder Nabe 30, noch Nabe 40 besitzen ei.ie relative Achsialbewegung; und

6. die äussere Nabe 40 ist konzentrisch (geführt) mit der inneren Nabe 30.

Figur 4 zeigt schematisch die Naben 30 und 40 der Figur 3» und zwar über einen Punkt C relativ zueinander und relativ zur Muffe 50 gedreht. Die Nabe 40 ist durch einen Winkel alpha ( (λ ) und die Nabe 30 durch einen Winkel beta ( Ä ) winkelig abgebogen bzw. abgedreht. Da jedoch die gesamten winkeligen Abweichungen bzw. das Nichtfluchten über dem Punkt C auftritt, sind die unerwünschten unausgeglichenen Momente im wesentlichen begrenzt, da die Naben 30 und 40 über dem Punkt C drehbar sind.

Die Figuren 5 und 6 zeigen, daß infolge der Führung, die durch die Lagerflächen 43 und 36 hergestellt wird, eine Wölbung des Zahnrades 37 nicht unbedingt erforderlich ist, um die innere Nabe 30 innerhalb der äusseren Nabe 40 zu führen. Infolgedessen kann das Zahnrad 37 gerade ausgebildet sein, da die Oberflächen 43 und 36 ein Drehen der inneren Nabe 30 über den Punkt C er-

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lauben, um ein winkeliges Nichtfluchten der ¥elle 16 bezüglich der ¥elle 14 zu kompensieren.

Die Figuren 7 und 8 verdeutlichen, daß die Vorteile der vorliegenden Erfindung selbst dann nicht verletzt werden, wenn es erwünscht ist, den Zahnradmittelpunkt achsial zu versetzen. In Figur 7 sind die Zahnräder 44 und 45-der äusseren Nabe 40 achsi al fluchtend angeordnet, und zwar bezüglich des Punktes C, während die Zahnräder 37 der inneren Nabe 30 bezüglich Punkt C achsial fluchten, wodurch eine achsiale Versetzung zwischen C und C, die mit Delta C (40 ) bezeichnet ist, errichtet wird. Durch die von den ringförmigen Lageroberflächen 43 und 36 der entsprechenden äusseren und inneren Naben 40 und 30 errichteten Führung v/erden jedoch die sechs grundsätzlichen vorteilhaften Bedingungen, wie sie zuvor genannt wurden, gewährleistet, und zwar infolge der durch den Punkt C verlaufenden Radien R 3 und R 4. "

In den Figuren 9 und 10 sind die Vorteile der Erfindung verdeutlicht, obgleich· die inneren Zahnräder 37 niciit gewölbt bzw. gebogen und die Zahnräder der inneren Nabe 30 und der äusseren Nabe 40 in einem Abstand ( ^C ) achsial versetzt sind.

Die Fifjur 11 zeigt den Führungseffekt zwischen den konischen Oberflächen 80 der äusseren Nabe 40 und den konvexen Oberflächen der inneren Nabe 30. Der Pfeil R 1 verdeutlicht den Radius des gewölbten Zahnrades 44, und zwar ausgehend vom Schwenkpunkt C, wodurch ermöglicht ist, daß die äussere Nabe 40 sich über den Punkt C bezüglich der Muffe 50 dreht. Ebenfalls repräsentiert der Pfeil R 2 den Radius des gewölbten Zahnrades 37,- und zwar ausgehend vom Punkt C, wodurch gewährleistet ist, daß die innere Nabe 30 sich über den Punkt C bezüglich der Muffe 50 und bezüglich der äusseren Nabe 40 dreht. Die achsial entgegengesetzt angeordneten konischen Lageroberflächen 80 der äusseren Nabe 40 ergreifen die achsial entgegengesetzt angeordneten kreisförmigen sphärischen Lageroberflächen 36 der inneren Nabe 30 und wirken mit diesen zusammen. Der Pfeil R 3 stellt den Radius der Lageroberflächen 36 der inneren Nabe dar,und eine Linie N

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die Normale zu der Lageroberfläche 80. Der Radius R 3 und die Normale N gehen beide aus vom Punkt C, so daß dieselben Vorteile entstehen, wie sie zuvor bezüglich Figur 3 beschrieben v/urden.

Figur 12 zeigt schematisch die Naben 30 und 40 der Figur 11, und zwar gedreht über den Punkt C relativ zueinander und zu der Muffe 50. Die konvexen Oberflächen 36 stehen in Eingriff mit den konischen Oberflächen 80, die Nabe 40 ist winkelig abgewichen bzw. abgedreht durch einen Winkel alpha ( v\ ) und die Nabe 30 ist durch einen Winkel beta ( fi ) abgedreht; da die gesamte winkelige Abweichung bzw. das Nichtfluchten über dem Punkt C auftritt, v/erden die unerwünschten unausgeglichenen Momente jedoch im wesentlichen begrenzt, da die.Naben 30 und 40 über dem Punkt C drehbar sind.

In den Figuren 13 und- 14 ist zusätzlich eine Zwischennabe 86 angeordnet, und zwar zwischen der äusseren Nabe 40 und der inneren Nabe 30. Die Muffe 50, die äussere Nabe 40 und die innere Nabe 30 sind wie weiter oben beschrieben ausgebildet, und sie werden daher im folgenden nicht mehr im einzelnen beschrieben. Die Zwischennabe 86 ist innerhalb der äusseren Nabe 40 angeordnet und kann einstückig ausgebildet sein (vgl.Fig.13). Die Nabe 86 kann aus einzelnen, nicht gezeigten Teilen bestehen, und zwar ähnlich der Ausbildung der Nabe 40 der Fig.1, In der nachfolgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Zwischennabe 86 einstückig ausgebildet ist. '

Die Zwischennabe 86 besitzt äussere ringförmige sphärische bzw. konvexe Lageroberflächen 88, die an jedem der achsial entgegengesetzt angeordneten und sich radial nach aussen erstreckenden Schulterbereichen 90 vorgesehen sind, und die mit den inneren spärischen bzw. konkaven Flächen 43 der äusseren Wanne 40 in Eingriff stehen und mit-diesen zusammenwirken. Innere kreisförmige sphärische bzw. konkave Lagerflächen 92 sind an jedem von achsial entgegengesetz angeordneten und sich radial nach innen erstreckenden Schulterbereichen 94 vorgesehen und stehen in Eingriff mit den äusseren Lagerflächen 36 der inneren Wanne 30

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und wirken mit diesen zusammen.

Die Zwischennabe 86 besitzt fernerhin radial sich nach aussen erstreckende Zahnräder 96 und radial sich nach innen erstreckende · Zahnräder 98, die im wesentlichen zwischen dem achsial entgegengesetzt angeordneten Schulterbereichen 90 und 94 vorgesehen sind. Die sich nach aussen erstreckenden Zahnräder 96 erfassen die sich nach innen erstreckenden Zahnräder 45 der äusseren Nabe 40 und bilden mit diesen eine, nicht drehbare Verbindung aus, und die nach innen sich erstreckenden Zahnräder 98 ergreifen die sich nach aussen erstreckenden Zahnräder 37 der Nabe 40, um mit diesen eine nicht drehbare Verbindung herzustellen. Die Zahnräder 96 können gewölbt sein, wie weiter .oben beschrieben, um ein winkeliges Drehen der Zwischennabe relativ zu der äusseren Nabe 40 zu ermöglichen.

Das Zusammenwirken und Eingreifen der äusseren Nabenoberfläche 43 mit den konvexen Oberflächen 88 und das der konkaven Oberflächen 92 der Zwischennabe mit den Oberflächen 36 der inneren Nabe bewirkt eine Führung zum Aufrechterhalten der Konzentrizität zwischen der äusseren Nabe 40, der Zwischennabe 86 und der inneren Nabe 30, und verursacht, daß alle' drei Naben über einem gemeinsamen Punkt C drehbar sind, und zwar längs der Achse der Kupplung, relativ zueinander· und relativ zur Muffe 50. Ebenfalls sind alle drei Naben gleichzeitig achsial beweglich relativ zur Muffe 50, jedoch wirken die passenden Oberflächen 43, 88, 92 und 36 zusammen, um die relative Achsial-. bewegung zwischen der äusseren Nabe 40, der Zwischennabe 86 und der inneren Nabe 30 zu begrenzen.

In Figur 13 bezeichnet der Pfeil R 1 den Radius der gewölbten Zähne 44; und zwar ausgehend vom Schwenkpunkt C, wodurch die äussere Nabe 40 über dem Punkt C relativ zur Muff e 50 drehbar ist. Der Pfeil R 2 bezeichnet den Radius der gewölbten Zähne 96, und zwar ausgehend vom Schwenkpunkt C, wodurch ein Drehen der Zwischennabe 86 über den Punkt C bezüglich der Muffe 50 und der äusseren Nabe 40 gewährleistet ist. Der Pfeil R 3 "bezeichnet den Radius der gesamten Zähne 37» und zwar ausgehend

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vom Schwenkpunkt C, wodurch ein Drehen der inneren Nabe 30 über den Punkt C relativ zur Muffe 50 der äusseren Nabe 40 und Zwischennabe 86 gewährleistet ist. Die achsial entgegengesetzt angeordneten sphärischen ringförmigen Oberflächen 43 der äusseren Nabe 40 stehen in Eingriff mit den aussen achsial entgegengesetzt angeordneten sphärischen Oberflächen 88 der Zwischennabe 86, und die innen achsial entgegengesetzt angeordneten sphärischen Oberflächen 92 der Zwischennabe 86 stehen in Eingriff mit den achsial entgegengesetzt angeordneten Oberflächen 36 der inneren Nabe 30. Der Pfeil R 4 bezeichnet den Radius der äusseren Oberfläche 43» und der Pfeil R 5 bezeichnet ά?η gleich weiten Radius der Oberflächen 88 der Zwischennabe. Der Pfeil R 6 bezeichnet den Radius der inneren Oberflächen 92 der Zwischennabe, und der Pfeil R 7 bezeichnet den gleich weiten Radius der Oberflächen 36 der inneren Nabe. Die Radien R 4, R 5» R 6 und R 7 gehen alle aus vom Punkt C, wodurch die folgenden vorteilhaften Bedingungen erhalter werden:

1. Die innere Habe 30 ist drehbar Über dem MiHelpunk-t C, und zwar relativ zur Zwischennabe 86, äusseren Nabe 4 und Muffe 50;

2. die Zwischennabe 86 ist drehbar über dem Mittelpunkt C, und zwar relativ zur inneren Nabe 30, äusseren Nabe 40 und Muffe 50;

3. die äussere Nabe 40 ist drehbar über dem Mittelpunkt C, und zwar relativ zur inneren Nabe 30, Zwi3chennabe 86 und Muffe 50;

4. alle Naben 30, 86 und 40 sind drehbar über dem Punkt C, und zwar relativ zueinander und zur Muffe 50;

5. alle Naben 30, 86 und 40 können bezüglich der Muffe 50 gleichzeitig bewegt werden;

6. alle Naben 30, 86 und 40 weisen keine relative achsiale Bewegung auf;

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Ι. Die äussere Nabe 40 wird konzentrisch (geführt) gehalten, und zwar mit der Zwischennabe 86 und der inneren Nabe 30; und

8. die Zwischennabe 86 wird konzentrisch (geführt) gehalten, und zwar mit der äusseren Nabe 40 und der inneren Nabe 30.

Figur 14 zeigt schematisch die Naben 30, 86 und 40 der. Figur 13, und zwar gedreht über den Punkt C relativ zueinander und relativ zur Muffe 50. Die äussere Nabe 40 ist winkelig abgebo- - gen bzw. gedreht durch einen Winkel alpha ( 0\ )» die Zwischen-"nabe 86 ist winkelig abgebogen bzw. gedreht durch einen Winkel beta ( & ) und die innere Nabe 30 ist winkelig abgebogen bzw. gedreht durch einen Winkel gamma ( f ). Da jedoch alle winkeligen Abbiegungen bzw. ein Nichtfluchten über dem Punkt C auftritt, sind die unerwünschten unausgeglichenen Nomente im wesentlichen begrenzt, da die Naben 30, 86 und 40 über dem Punkt C drehbar sind. ■

Der besondere Vorteil einer Dreinaben-Kupplung im Vergleich zu einer Zweinaben-Kupplung ist die, daß die Winkelabweichung für jede einzelne Nabe relativ zueinander nicht so gross wie die einer'Zweinaben-Kupplung zu sein braucht, um denselben Betrag des Nichtfluchtens der Winkel der Welle zu erhalten. Durch die Verringerung des Betrages der Drehung jeder einzelnen Nabe relativ zueinander wird bewirkt, daß die Zahnräder jeder Nabe einen grösseren Oberflächenkontakt mit den Zahnrädern der mit dieser in Eingriff stehenden Nabe aufrechterhält, wodurch eine Verringerung in der Abnutzung der Zahnräder gewährleistet wird, und infolgedessen die Lebensdauer der Zahnräder verlängert wird.

Vorteilhaft bei der Erfindung ist also, daß die vorgeschlagene Kupplung die Winkelabweichung zwischen jedem Satz von Zahnrädern reduziert wird, während ein gemeinsamer Dreh- bzw. Schwenkpunkt für die inneren und äusseren Naben aufrechterhalten wird, wodurch

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eine durch unausgeglichene Momente in Verbindung mit den Kupplungskomponenten hervorgerufener Leerlaufeffekt verhindert wird. Weiterhin schlägt die Erfindung in vorteilhafter V/eise eine Kupplung vor, die in verschiedenen Anwendungsbereichen nützlich ist und auseinandergenommen und wieder zusammengebaut werden kann ohne die sonst durch die Vervendung von komplizierten und verschiedenen Kupplungskomponenten auftretenden Schwierigkeiten.

Wichtig bei der Erfindung ist, dass eine Getriebekupplung ein Nichtfluchten zwischen den Achsen von im wesentlichen coachsialen, miteinander verbundenen Wellen herstellt. Eine äussere Manschette bzw. Muffe umschliesst die Kupplungskomponenten und besitzt radial sich nach innen erstreckende Zahnräder. Eine äussere, innerhalb der Manschette bzw. Muffe vorgesehene Nabe besitzt sich nach aussen erstreckende Zahnräder, die mit den Zahnrädern der Muffe ineinandergreifen, und ferner radial sich nach innen erstreckende Zahnräder. Eine innerhalb der äusseren Nabe vorgesehene innere Nabe besitzt radial sich nach aussen erstreckende Zahnräder", die mit den inneren Zahnrädern der äusseren Nabe in Eingriff stehen. Die inneren und äusseren Nabe sind inf Winkel drehbar relativ zueinander und relativ zu der Muffe, um das Nichtfluchten der Welle zu kompensieren. Eine Führungseinrichtung besitzt besondere Lageroberflächen an der äusseren Nabe, die entsprechende Lageroberflächen an der inneren Nabe umfassen, um eine radiale Konzentrizität zwischen der inneren und der äusseren Nabe aufrechtzuerhalten, und eine Winkelabweichung zu einem gemeinsamen Punkt längs der Achse der Kupplung zu begrenzen.

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Claims

Ansprüche . *"

1J Getriebekupplung, gekennzeichnet durch eine Manschette bzw. Muffe (50), die im wesentlichen eine achsiale Bohrung (31) definiert und radial nach innen sich erstreckende Zahnräder (52, 53) besitzt, ferner durch eine äussere Habe (40), die in der Muffe (50) vorgesehen ist, und die einen kreisförmigen Hauptteil (42) mit radial nach aussen sich erstreckenden Zahnrädern (44) und, radial sich nach innen erstreckenden Zahnrädern (45) besitzt, wobei die nach aussen sich erstreckenden Zahnräder (44) die nach innen sich erstreckenden Zahnräder (52) der Muffe (50) erfassen und mit diesen eine nicht drehbare Verbindung herstellen, und wobei die äussere Nabe (40) zum Kompensieren für ein Nichtfluchten der zwischen diesem befindlichen Winkeln winkelig drehbar ist, daß eine innere Nabe (30) vorgesehen ist, die nach aussen sich erstreckende Zahnräder (37) besitzt, die die Zahnräder (45) der äusseren Nabe (40) erfassen und mit diesen eine nicht drehbare Verbindung herstellen, wobei die innere Nabe (30) bezüglich der äusseren Nabe (40) und der Muffe (50) zum Kompensieren für ein zwischen diesen bestehendes nichtfluchtendes ¥inkelverhältnis winkelig drehbar ist, und daß zwischen der inneren und der äusseren Nabe (30, 40) eine Führungseinrichtung vorgesehen ist, deren Lageroberflächen (43) der äusseren Nabe (40) Lageroberflächen (36) der inneren Nabe (30) ergreifen, wodurch die inneren und äusseren Naben (30,40) zur V7inkel~ abweichutig über einen gemeinsamen Punkt (C) drehbar sind.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, die Führungseinrichtung (43, 36) die relative Achsialbewegung zwischen den inneren und äusseren Naben (30,407 begrenzt.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und äusseren Naben (30, 40) bezüglich der Muffe (50) gleichzeitig achsial beweglich sind.

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,5 232458,|_
4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d?ß

in der Führungseinrichtung konvexe sphärische Lageroberflächen (36) an der inneren Nabe (30) und konkave sphärische Lageroberflächen (43) an der äusseren Nabe (40) vorgesehen sind, wobei die Oberflächen (43) mit den Oberflächen (36) in Eingriff stehen, daß die Radien der Oberflächen (43> 36) durch einen gemeinsamen Punkt (C) längs der Getriebeachse zum Aufrechterhalten radialer Konzentrizität zwischen der inneren und der äusseren Nabe (30, 40) verläuft.
5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß achsial entgegengesetzt angeordnete Oberflächen (34) der inneren Nabe (30) benachbart den Seiten der nach aussen sich erstreckenden Zahnräder (35) der inneren Nabe befestigt sind, wobei die Oberflächen der inneren Nabe korrespondierende sphärische Segmente aufweisen, ε ο daß ringförmige sphärische Oberflächen (36) ausgebildet sind, und daß achsial entgegengesetzt angeordnete Oberflächen (43) der äusseren Nabe (40) benachbart der Seiten der sich nach innen erstreckenden Zahnräder (42) der äusseren Nabe (40) befestigt sind und die Oberflächen (36) der inneren Nabe (30) erfassen.
6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Führungseinrichtung weiterhin konvexe sphärische Lagerflächen (36) an der inneren Nabe (30) besitzt, daß konische Lagerflächen (80) an der äusseren Nabe (40) in Eingriff mit den konvexen Flächen (36) stehen, wobei die Radien der sphärischen Flächen (36, 80) durch einen gemeinsamen Punkt (C) längs der Getriebeachse verlaufen, ferner, daß eine Linie (N) als Normale jeder der konischen Oberflächen durch den gemeinsamen Punkt verläuft, und zwar zum Aufrechterhalten radialer Konzentrizität zwischen der inneren und äusseren Nabe (30, 40).
7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß achsial entgegengesetzt angeordnete Oberflächen (34) der

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inneren Nabe (30) benachbart den S_eiten der nach aussen sich erstreckenden Zahnräder (35) der inneren Nabe befestigt sind, wobei die Oberflächen der inneren Nabe korrespondierende sphärische Segmente aufweisen, so dass ringförmige sphärische Oberflächen (36) ausgebildet sind, und daß achsial entgegengesetzt angeordnete Oberflächen (43) der äusseren Nabe (40) benachbart der Seiten der sich nach innen erstreckenden Zahnräder (42) der äusseren Nabe (40) befestigt sind und die Oberflächen (36) der inneren Nabe (30) erfassen.
8. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischen- bzw. Getriebewelle. (16) nicht drehbar mit der inneren Nabe (30) verbunden ist und sich achsial von dieser erstreckt, wobei die innere Nabe (30) und ein Teil (16a) der Welle (16·) sich als achsiale Bohrung (31) in die Muffe (50) erstrecken, ferner dass, erste und zweite anstossende ringförmige Ringe (61, 62) an der Muffe'(50) zum Definieren einer radial nach innen sich erstreckenden ringförmigen Ausnehmung (63) zwischen den Ringen (61, 62) befestigt sind, und~daß ein dritter biegsamer Ring (64) die Zwischenwelle (16) umfasst, wobei der Ring (64) ein starres ringförmiges Teil (65) aufweist, daß sich radial nach aussen und innen die ringförmige Ausnehmung (63) erstreckt, wodurch die Muffe bzw. Manschette (50) um die Zwischenwelle (16) herum biegsam abdichtbar ist. " .
9. Kupplung nach Anspruch 1, ^dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (44) der äusseren Nabe (40) achsiale, gebogene, kreisförmige Flächen aufweisen.
10. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (37) der inneren Nabe (30) achsial gebogene, kreisförmige Flächen aufweisen.
11. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein radial nach aussen sich erstreckender ringförmiger Schulterbereich (49) an wenigstens einer Seite der äusseren Nabe

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(40) zum Anstossen an die Muffe (50) vorgesenen ist, wodurch eine Winkeldrehung der äusseren Nabe (40) relativ zu der Muffe (50) begrenzbar ist.
12. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Haltevorrichtung vorgesehen ist, die eine Winkeldrehung zwischen der inneren und äusseren Nabe (30,40) begrenzt.
13. Getriebekupplung, gekennzeichnet durch eine Manschette bzw. Muffe (50), die eine im v/esentlichen achsiale Bohrung

, (31) definiert .und radial nach innen sich erstreckende Zahnräder (52, 53) besitzt, ferner durch eine äussere Nabe (40), die in der Kuffe (50) angeordnet ist und einen ringförmigen Hauptteil (42) mit radial sich nach aussen erstreckenden Zahnrädern(44) und radial sich nach innen erstreckenden Zahnrädern (45) besitzt, wobei die nach aussen sich erstreckenden Zahnräder (44) der äusseren Nabe (40) die sich' nach innen erstreckenden Zahnräder (52) der Muffe (50) zum Ausbilden einer nicht drehbaren Verbindung dazwisehen umfassen, und wobei die äussere Nabe (40) relativ zu der Muffe (50) zum Kompensieren für ein Nichtfluchten des dazwi schenbefindlichen Winkels im Winkel drehbar ist, durch eine innere Nabe (30) mit nach aussen sich erstreckenden Zahnrädern (37), durch wenigstens eine Zwischennabe (86) mit sich nach aussen und nach innen erstreckenden Zahnrädern (96, 98), wobei die Zahnräder(96)die Zahnräder(45)der äusseren Nabe(4O) zur nichtdrehbaren Verbindung und die Zahnräder (98) die Zahnräder(37) der inneren Nabe (30) zur nichtdrehbaren Verbindung umfassen, und wobei die Zwischennabe (86) relativ zur Aufnahme(40)und relativ zur Muffe (50) zum Kompensieren für ein Nichtfluchten des dazwischenbefindlichen Winkels im Winkel drehbar ist, und wobei die innere Nabe (30) relativ zur Muffe (50) und zur äusseren Nabe (40) sowie relativ zur Zwischennabe (86) zum Kompensieren für ein Nichtfluchten des dazwischenbefindlichen Winkels winkelig drehbar ist, und durch eine Führungseinrichtung zwischen der inneren Nabe (30) und der Zwischennabe (86) sowie zwischen der Zwischennabe (86) und der äusseren Nabe (40), wobei Lageroberflächen (43)

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der äusseren Nabe (40) Lage'roberf lachen (88) der Zwischennabe, (86) und Lageroberflächen (92) der Zwischennabe (86) Lageroberflächen (36) der inneren Nabe (30) umfassen, so daß die innere Nabe (30), die Zwischennabe (86) und die äussere Nabe (40) über einen gemeinsamen Punkt (C) drehbar sind.

Der■Patentanwalt:

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