DE4006446A1

DE4006446A1 - Dog clutch

Info

Publication number: DE4006446A1
Application number: DE4006446A
Authority: DE
Inventors: Helfried Gartner; Gebhard Ing Woentner
Original assignee: Steyr Daimler Puch AG
Current assignee: Steyr Daimler Puch AG
Priority date: 1989-03-07
Filing date: 1990-03-01
Publication date: 1990-09-20
Also published as: IT9019543A0; AT392133B; IT9019543A1; IT1241577B; FR2644216A1; ATA50389A

Abstract

Dog clutch

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klauenkupplung, deren Kupplungshälften ineinandergreifende Stirnklauen mit abge schrägten Flanken aufweisen.The invention relates to a dog clutch, the Coupling halves interlocking forehead claws with abge have sloping flanks.

Die abgeschrägten Flanken der stirnseitigen Kupplungsklauen sollen das Einschalten bzw. Auskuppeln der Kupplung erleich tern. Bei einer bekannten Klauenkupplung dieser Art (LUEGER LEXIKON DER TECHNIK, 4. Auflage, Deutsche Verlags-Anstalt Stuttgart 1960, Seite 460) sind die abgeschrägten Flanken jeweils nur an einer Klauenseite vorgesehen, so daß die Kupp lung nur für eine Drehrichtung zu gebrauchen ist, da sie in der anderen Drehrichtung löst und so als Überholkupplung dient. Auf jeden Fall aber sind die abgeschrägten Flanken ebenflächig was bei Kupplungsbetätigung unter Last zu einer bloßen Linien berührung der aneinandergleitenden Flanken zusammenwirkender Klauen führt. Aufgrund dieser Linienberührung ergibt sich eine verstärkte Abnützung der Klauenflanken, und es wird insbesonde re die dünne Härtungsschicht bei bloß oberflächengehärteten Kupplungshälften verletzt.The beveled flanks of the front clutch claws should make it easier to switch the clutch on or off tern. In a known claw coupling of this type (LUEGER LEXICON OF TECHNOLOGY, 4th edition, Deutsche Verlags-Anstalt Stuttgart 1960, page 460) are the beveled flanks only provided on one claw side, so that the dome is only to be used for one direction of rotation, as it is in the other direction of rotation and thus serves as an overrunning clutch. In any case, the beveled flanks are flat resulting in bare lines when the clutch is actuated under load touching the mutually interacting flanks Claws leads. Because of this line contact there is a increased wear on the claw flanks, and it becomes especially re the thin hardening layer with only surface hardened Coupling halves injured.

Für Ausgleichgetriebesperren der Triebachsen eines Ackerschlep pers werden die bekannten Klauenkupplungen in der Regel abge lehnt, weil die Ausgleichgetriebesperre bei der Schlepperar beitsfahrt auf dem Feld eingerückt bleiben, aber am Ende der jeweiligen Feldfahrt sofort gelöst werden soll, um das Wenden des Schleppers unverzüglich zu ermöglichen, wobei aber gerade das rasche Lösen der Ausgleichgetriebesperre am Wendepunkt große Schwierigkeiten bereitet, wenn zur Ausgleichgetriebe sperre eine Klauenkupplung vorgesehen ist.For differential locks on the drive axles of a farm tractor pers the known claw clutches are usually abge refuses because the differential lock on the tractor remain indented on the field, but at the end of the respective field trip should be resolved immediately to the turning to enable the tractor immediately, but straight the quick release of the differential lock at the turning point great difficulty when it comes to differential lock a dog clutch is provided.

Es ist auch schon eine Klauenkupplung mit einseitig abgeschräg ten Klauen bekannt (DE-PS 4 29 624), bei der in den Schrägflä chen jeweils eine Abtreppung vorgesehen, also eine Drehmoment übertragungsfläche für die zur normalen Drehrichtung ent gegengesetzte Drehrichtung angeordnet ist. Vor dieser Ab treppungsfläche liegt die Klauenabschrägung unter dem Rei bungswinkel für den betreffenden Klauenwerkstoff, um beim Einrücken infolge der Keilwirkung eine gewisse Verspannung herbeizuführen. Im übrigen sind aber die abgeschrägten Flanken ebenfalls ebenflächig, und es bringt die gewählte Konstruktion keine Betätigungserleichterung.It is also a claw coupling with a bevel on one side ten claws known (DE-PS 4 29 624), in which in the Schrägflä Chen a step is provided, i.e. a torque transmission area for the normal direction of rotation opposite direction of rotation is arranged. Before this Ab stair area is the claw slope under the row Practice angle for the claw material in question in order to Indent a certain amount of tension due to the wedge effect bring about. Otherwise, however, are the beveled flanks also flat, and it brings the chosen construction no easier operation.

Schließlich ist es bekannt (DE-AS 18 15 167), die beiden aus spitzzähnigen Kronenrädern bestehenden Hälften einer Wellen kupplung durch eine besondere Einrichtung, nämlich eine in Achsrichtung auf die Kupplungshälften wirkende Feder in Schließstellung zu halten und mit Hilfe eines gegen die Feder wirkenden Schalthebels auszurücken, jedoch ist diese Kupplung hauptsächlich zur Übertragung geringerer Kräfte, beispielsweise zur Anwendung bei einem Wattstundenzähler bestimmt und wäre als Ausgleichgetriebesperre der Triebachsen eines Ackerschleppers völlig unbrauchbar.Finally, it is known (DE-AS 18 15 167), the two from halves of a shaft with pointed teeth coupling by a special device, namely an in Axis direction of the spring acting on the coupling halves in Hold closed position and with the help of a spring disengaging the shift lever, but this clutch mainly for the transmission of lower forces, for example intended for use with a watt-hour meter and would be as Differential gear lock on the drive axles of an agricultural tractor completely useless.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen und eine Klauenkupplung der eingangs geschilderten Art zu schaffen, deren Betätigung mit einfachen Mitteln wesent lich erleichtert ist, ohne zu starken Abnützungen zu führen.The object of the invention is therefore to overcome these deficiencies eliminate and a claw coupling of the above To create kind, the operation of essential with simple means is easier without causing excessive wear and tear.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß alle Klauenflanken schraubenflächig in bezug auf die Kupplungsachse ausgebildet sind, wobei entweder der Steigungswinkel der schraubenflächigen Klauenflanken kleiner als der Reibungswinkel gewählt oder eine die Kupplungshälften in Schließstellung zusammenhaltende Einrichtung vorgesehen ist.The invention solves the problem in that all Claw flanks with a screw surface with respect to the coupling axis are formed, wherein either the pitch angle of the helical claw flanks smaller than the friction angle selected or one of the coupling halves in the closed position cohesive device is provided.

Durch die schraubenflächige Ausbildung aller Klauenflanken wird erreicht, daß beim Ein- oder Ausrücken der Kupplung über den gesamten Schaltweg die Klauenflanken der einander entgegenge setzten, zusammenwirkenden Klauen stets flächig aneinanderlie gen, wodurch Kantenpressungen und starke Abnützungen vermieden werden. Da alle Klauenflanken in gleicher Weise geformt sind, ist die Kupplung selbstverständlich für beide Drehrichtungen brauchbar. Ist der Steigungswinkel der schraubenflächigen Klauenflanken kleiner als der Reibungswinkel gewählt, so ergibt sich Selbsthemmung, d. h. die beiden Kupplungshälften werden bei Belastung nicht axial auseinandergetrieben. Bei größerem Steigungswinkel muß allerdings der in Achsrichtung wirkenden Komponente eine Kraft entgegengesetzt werden, wobei es sich um eine mechanische oder hydraulische Einrichtung handeln kann, die sich vorteilhafterweise auch zugleich zur Kupplungsbetäti gung selbst heranziehen läßt.Due to the helical design of all claw flanks achieved that when engaging or disengaging the clutch on the entire switching path the claw flanks of the opposite put, interacting claws always flat against each other conditions, thereby avoiding edge pressures and heavy wear will. Since all claw flanks are shaped in the same way, the coupling is of course for both directions of rotation useful. Is the helix angle of the helical Claw flanks chosen to be smaller than the friction angle, results in self-locking, d. H. the two coupling halves will not axially separated when loaded. With larger ones The pitch angle must, however, be the one acting in the axial direction Component to be opposed to a force, which is a mechanical or hydraulic device can act, which is also advantageous for clutch actuation supply itself.

Die Klauenkupplung ist erfindungsgemäß als Ausgleichgetriebe sperre für eine Triebachse eines Ackerschleppers ausgebildet, wofür sie aufgrund ihrer vorstehend geschilderten Eigenschaften besonders geeignet ist. Selbstverständlich wäre es aber auch möglich, sie für andere Kupplungszwecke, bei denen nur geringe Differenzdrehzahlen auftreten, z. B. zum Zuschalten einer zweiten Triebachse eines Fahrzeuges, heranzuziehen.The dog clutch is according to the invention as a differential lock designed for a drive axle of an agricultural tractor, for what they are due to their properties described above is particularly suitable. Of course it would also be possible to use it for other coupling purposes where only minor Differential speeds occur, for. B. to connect one second drive axle of a vehicle.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar zeigenIn the drawing, the subject of the invention is for example shown, namely show

Fig. 1 die beiden Hälften einer erfindungsgemäßen Klauen kupplung mit nur zwei Klauen im ausgerückten Zustand im Schaubild, Fig. 1, the two halves of a claw clutch according to the invention with only two clutches in the disengaged state in the diagram,

Fig. 2 eine zugehörige Seitenansicht, Fig. 2 is a side view thereof,

Fig. 3 die klauenbehaftete Stirnseite einer Kupplungshälfte in Ansicht und Fig. 3 shows the clawed end face of a coupling half and

Fig. 4 ein Anwendungsbeispiel bei einem Ausgleichgetriebe einer Schleppertriebachse im Schema. Fig. 4 shows an application example in a differential gear of a tractor drive axle in the diagram.

Die beiden Kupplungshälften 1, 2 weisen zwei beim Schließen der Kupplung ineinandergreifende Klauen 3 auf, zwischen denen passende Lücken 4 freigelassen sind. Selbstverständlich wäre es auch möglich und zweckmäßig, mehr als zwei Stirnklauen 3 und Lücken 4 vorzusehen, die geringe Klauenzahl wurde nur wegen der vereinfachten und klareren Darstellung gewählt.The two coupling halves 1 , 2 have two claws 3 which engage in one another when the coupling is closed, between which suitable gaps 4 are left free. Of course, it would also be possible and appropriate to provide more than two front claws 3 and gaps 4 , the small number of claws was chosen only because of the simplified and clearer representation.

Es ist ersichtlich, daß alle Klauenflanken 5 nach einer Schrau benfläche um die Kupplungsachse geformt sind, wobei der Stei gungswinkel 6 (Fig. 2) kleiner oder größer als der sich aus dem Klauenwerkstoff ergebende Reibungswinkel gewählt werden kann.It can be seen that all of the claw flanks 5 are shaped after a screw benfläche around the coupling axis, wherein the supply angle 6 ( FIG. 2) can be chosen to be smaller or larger than the friction angle resulting from the claw material.

Gemäß Fig. 4 dient ein Ausgleichgetriebe 7 für die Triebachse 8 eines Ackerschleppers. Mit dem Ausgleichgetriebegehäuse 9 einerseits und der zu dem einen Triebrad führenden Abtriebswel le 10 anderseits sind die beiden Hälften 1, 2 einer erfindungs gemäßen Klauenkupplung drehfest verbunden, wobei die Kupplungs hälfte 2 mittels eines hydraulisch beaufschlagbaren Kolbens 11 verschoben, d. h. ein- oder ausgerückt werden kann, so daß sich eine Ausgleichgetriebesperre ergibt. Ist der Steigungswinkel der Klauenflanken größer als der Reibungswinkel gewählt, so hat der bei eingerückter Kupplung dauernd beaufschlagte Kolben 11 auch die Aufgabe, die beiden Kupplungshälften 1, 2 in Schließ stellung zusammenzuhalten.According to FIG. 4, a differential gear 7 is an agricultural tractor for the drive axis 8. With the differential gear housing 9 on the one hand and to the one drive wheel leading Abtriebswel le 10 on the other hand, the two halves 1 , 2 of a claw coupling according to the invention are connected in a rotationally fixed manner, the coupling half 2 being displaced by means of a hydraulically actuatable piston 11 , ie it can be engaged or disengaged , so that there is a differential lock. If the pitch angle of the claw flanks is selected to be greater than the friction angle, then the piston 11 , which is continuously acted upon when the clutch is engaged, also has the task of holding the two clutch halves 1 , 2 together in the closed position.

Als Einrichtung zum Zusammenhalten der Kupplungshälften 1, 2 in der Schließstellung könnte auch ein Kniehebel bzw. ein Übertot punktmechanismus dienen.As a device for holding the coupling halves 1 , 2 together in the closed position, a toggle lever or an over-dead point mechanism could also be used.

Claims

1. Claw coupling, the coupling halves of which have interlocking end claws with beveled flanks, characterized in that all claw flanks ( 5 ) are designed with a screw surface with respect to the coupling axis, wherein either the pitch angle ( 6 ) of the helical claw flanks ( 5 ) is selected to be smaller than the friction angle or a coupling halves ( 1 , 2 ) holding together in the closed position is provided.

2. Claw clutch according to claim 1, characterized in that it is designed as a differential lock for a drive axle ( 8 ) of a tractor.