DE4231345A1 - Kupplung zum verbinden von wellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung zum Verbinden von Wel­ len, insbesondere eine Kupplung zum Verbinden der Ausgangs­ welle einer Kupplung mit der Eingangswelle eines Getriebes.

Im Antriebszug von Fahrzeugen, die Getriebe und Kupplung enthalten, erfordern Kupplungen häufig einen Ersatz oder eine Reparatur. Hierzu muß die Kupplung vom Antriebszug aus­ gebaut werden. In manchen Antriebszügen ist es erforderlich, das Getriebe auszubauen, ehe die Kupplung ausgebaut werden kann. Der Ausbau eines Getriebes und der Kupplung erfordert zusätzliche Zeit, Arbeit und Kosten.

Bisher wurde vorgeschlagen, an der Ausgangswelle der Kupplung und an der Eingangswelle des Getriebes eine Verzahnung mit Keil oder Feder vorzusehen und dann die Kupplung mit dem Ge­ triebe mit einem Teil zu koppeln, das auf beide Wellen auf­ gekeilt ist. Dies erfordert jedoch beträchtliche Fertig­ keiten für Aus- und Einbau der Kupplung, um einen falschen Einbau zu vermeiden.

Die Erfindung sieht dagegen ein Kopplungsstück oder eine Kupplung zum Verbinden einer ersten Keilwelle mit einer zwei­ ten Keilwelle vor, unter Verwendung einer zurückziehbaren Hülse. Die Hülse hat eine erste Büchse, die auf die erste Welle gekeilt ist und eine zweite Büchse, die auf die zwei­ te Welle gekeilt ist, das heißt z. B. mittels einer Nut und eines Keiles verbunden ist. Eine erste Feder erstreckt sich zwischen der ersten Welle und der ersten Büchse, um die erste Büchse gegen die zweite Welle zu drücken, während eine zweite Feder sich zwischen der ersten Büchse und der zwei­ ten Büchse erstreckt, um die zweite Büchse gegen die zweite Welle zu drücken. Die zweite Büchse hat eine Keilverzahnung, die mit dem Keil oder der Keilverzahnung der zweiten Welle in Eingriff steht.

Ein Vorteil dieses vorgenannten Kopplungsstückes liegt darin, daß es sich eignet zum Koppeln der Ausgangswelle einer Kupp­ lung mit der Eingangswelle eines Getriebes in einem Getriebe­ zug, so daß die Kupplung vom Getriebe für Ersatz oder Repa­ ratur ausgekoppelt und leicht beim Wiedereinbau mit dem Ge­ triebe gekoppelt werden kann.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfol­ gend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenan­ sicht eines erfindungsgemäßen Kopplungs­ stückes zeigt zum Koppeln der Ausgangswel­ le einer Kupplung mit der Eingangswelle eines Getriebes.

Fig. 2 zeigt vergrößert im Schnitt das Kopplungs­ stück nach Fig. 1 und

Fig. 3 zeigt vergrößert im Schnitt das Kopplungs­ stück nach Fig. 1 im entkoppelten Zustand.

Fig. 1 zeigt eine Kupplung 10, die in einem Gehäuse 12 einge­ baut ist und eine Ausgangswelle 14 hat, welche mittels einer Kopplungsmuffe 16 mit der Eingangswelle 18 eines nicht ge­ zeigten Getriebes gekoppelt ist. Die Kupplung 10 ist eine Zug-Kupplung, die in üblicher Weise mittels einer Schalt­ gabel 20 betätigt wird.

Die Ausgangswelle 14 der Kupplung 10 hat eine Keilverzahnung 22, während die Eingangswelle 18 des Getriebes eine Keilver­ zahnung 24 hat. Die Eingangswelle 18 hat einen größeren Durchmesser als die Ausgangswelle 14, wodurch es ermöglicht wird, das die Kopplungsmuffe 16 eine Keilverbindung sowohl mit der Ausgangswelle wie mit der Eingangswelle erlaubt.

Vorzugsweise sind die Ausgangswelle 14 und die Eingangswelle 18 hohl oder rohrförmig, um Gewicht zu sparen und das Träg­ heitsmoment zu reduzieren. Da die Kopplungsmuffe 16 hohl oder rohrförmig ist, trägt sie nur wenig Gewicht oder Träg­ heit zu dem Getriebezug bei.

Die Kopplungsmuffe 16 hat eine erste keilverzahnte Büchse 26 mit einer Innenverzahnung 28, die in Eingriff mit der Außen­ verzahnung 22 der Ausgangswelle 14 der Kupplung 10 steht. Die erste keilverzahnte Büchse 26 hat ferner eine äußere Keilverzahnung 30, die in Eingriff mit der Innenverzahnung 32 einer zweiten keilverzahnten Büchse 34 steht. Die Innen­ verzahnung 32 der keilverzahnten Büchse 34 steht ferner in Eingriff mit der Außenverzahnung 24 der Eingangswelle 18, die mit dem nicht gezeigten Getriebe verbunden ist. Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, steht die Verzahnung 22 in Eingriff mit der Verzahnung 28 der Büchse 26 und die Verzahnung 32 der zweiten Büchse 34 steht in Eingriff sowohl mit der Außen­ verzahnung 30 der ersten Büchse und der Außenverzahnung 24 der Eingangswelle 18, wodurch eine positive Kopplung zwischen der Welle 14 und der Welle 18 erreicht wird, so daß die bei­ den Wellen in beiden Richtungen zusammen rotieren.

Die Kopplungsmuffe 16 ist normalerweise vorgespannt, um die feste Verbindung zwischen der Ausgangswelle 14 und der Ein­ gangswelle 18 aufrechtzuerhalten. Dies wird erreicht durch eine erste kegelige Schraubenfeder 36, welche die erste keil­ verzahnte Büchse 26 in Kopplungsposition vorbelastet sowie durch eine zweite kegelige Schraubenfeder 38, welche die zwei­ te keilverzahnte Büchse 34 in Kopplungsposition vorbelastet. Die erste Feder 36 ist unter Druck eingebaut zwischen einem ersten Anschlag in Form eines Ringes 39, der in einer Nut 40 angrenzend an das freie Ende 42 der ersten Büchse sitzt. Das andere Ende der kegeligen Schraubenfeder 36 liegt an ei­ ner Platte 44 an, die in einer Nut 46 der Ausgangswelle 14 befestigt ist, so daß die Feder 36 unter Druck steht, um die erste Büchse 26 zu beaufschlagen, so daß sie aus der Aus­ gangswelle 14 vorsteht.

Die zweite Büchse 34 hat ein freies Ende 48, das an einem ge­ teilten Ring 50 anliegt, der in Nuten 52 sitzt, die in der Keilverzahnung 24 der Ausgangswelle 14 ausgebildet ist. Die zweite Büchse 34 wird gegen den geteilten Ring 50 angedrückt durch die zweite Feder 58, die am inneren Ende 54 der zwei­ ten Büchse und an einem geteilten Ring 56 anliegt, der in Nuten 58 sitzt, die in die äußere Keilverzahnung 30 der ersten Büchse 26 eingeschnitten sind.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, wird durch die erste Feder 36 die erste Büchse 26 beaufschlagt, so daß sie sich bezüglich der Ausgangswelle 14 verschiebt, bis das freie Ende 42 der ersten Büchse am freien Ende 60 der Welle 18 anliegt, während die zweite Schraubenfeder 38 die zweite Büchse 34 belastet, bis das freie Ende 48 der zweiten Büchse am Ring 50 anschlägt. Die verschiedenen Keile der Verzahnungen sind lang genug, und die beiden Federn 36 und 38 sind stark genug, so daß eine positive Verbindung durch die Kopplungsmuffe 16 zwischen den Wellen 14 und 18 aufrechterhalten wird, unabhängig von irgendeiner axialen Bewegung, die in der Verbindung auftreten könnte, wenn die Wellen rotieren. Es ist ferner eine Arretierschraube 64 in eine Bohrung 66 der zweiten Büchse 34 und durch einen Schlitz 68 in der ersten Büchse 26 geschraubt, die am freien Ende 70 der Ausgangswelle 14 anliegt. Die Schraube 64 dient auch als Halterung, um die Büchsen 26 und 34 in der zurückge­ zogenen Position nach Fig. 3 zu halten.

Wie Fig. 3 zeigt, wenn die Ausgangswelle 14 der Kupplung 10 (Fig. 1) von der Eingangswelle 18 des nicht gezeigten Getriebes abgekoppelt werden soll, werden die beiden Büchsen 26 und 34 teleskopartig zurück über die Ausgangswelle ge­ gen die Vorspannung der ersten und der zweiten Feder 36 und 38 geschoben. Da die Federn kegelig sind und sich ihr Durchmesser von einem Ende mit kleinem Durchmesser bis zu einem Ende mit großem Durchmesser erweitert, können die Fe­ dern zusammengedrückt werden, wobei die Windungen sich in­ einander legen, weshalb die Federn in axialer Richtung re­ lativ wenig Platz beanspruchen. Ein deutlicher Spalt 72 entsteht damit zwischen dem freien Ende 48 der zweiten Keil­ verzahnung 34 und dem freien Ende 60 der Eingangswelle 18. Der Spalt 72 ermöglicht es, die Kupplung 10 auszubauen, ohne das auch das von der Eingangswelle 18 angetriebene Getriebe ausgebaut werden muß.

Die Büchsen 34 und 26 werden zusammengeschoben, indem zunächst die Schraube 64 gelöst wird und ihr Schaft 74 aus der axialen Nachbarschaft mit dem Ende 70 der Ausgangswelle 14 zurückge­ zogen wird. In der dargestellten Ausführungsform ist eine Haltemutter 76 vorgesehen, deren Anlage an der Oberfläche der zweiten Büchse 34 zuerst gelockert wird. Die zweite Büchse 34 wird dann von der Welle 18 weggeschoben, um die Feder 38 zusammenzudrücken. Sobald die Feder 38 vollständig zusammen und gegen den Anschlagring 58 angedrückt ist, wie Fig. 3 zeigt, gleitet die erste Büchse 26 nach links aus der Position der Fig. 1 und 2 in die Position nach Fig. 3. Danach, um die Büchsen 26 und 34 in der zurückgezogenen Position nach Fig. 3 zu halten, wird die Schraube 64 wieder gegen die äußere Oberfläche der Ausgangswelle 14 angezogen. Damit die beiden Büchsen 26 und 34 sich nicht lockern oder anderweitig von der Ausgangswelle 14 lösen, wenn die Schraube 64 gelöst wird wird die Mutter 76 angezogen.

Nachdem die Kupplung 10 repariert oder eine neue Kupplung 10 fertig für den Einbau ist, wird die Ausgangswelle 14 der Kupplung ausgerichtet mit der Eingangswelle 18 des Ge­ triebes, wie Fig. 3 zeigt, und die Schraube 66 wird gelöst, so daß die beiden Federn 36 und 38 wieder die beiden Büch­ sen 26 und 34 beaufschlagen können. Die erste Büchse 26 wird dann beaufschlagt bis ihr freies Ende 42 am Ende 60 der Eingangswelle 18 anliegt, während die zweite Büchse 34 beaufschlagt wird, bis ihr freies Ende 48 am Anschlagring 52 anstößt.

Natürlich müssen die Zähne oder Keile 32 der zweiten Büchse 34 fluchten mit den Zwischenräumen zwischen den Zähnen 24 der Welle 18, damit die zweite Büchse 34 voll vorgeschoben bzw. eingekoppelt werden kann. Dies wird erreicht, indem die Ausgangswelle 14 mit der Schaltgabel 20 gelockert wird, so daß die Ausgangswelle etwas gedreht werden kann, so daß die Zähne 32 der Büchse 34 richtig mit den Zwischenräumen zwischen den Zähnen 24 auf der Welle 18 ausgerichtet sind.

In der dargestellten Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Wellen 14 und 18 bezeichnet als Ausgangswelle einer Kupp­ lung 10 und als Eingangswelle eines Getriebes, die Wellen 14 und 18 können jedoch auch als erste und zweite Wellen bezeichnet werden, in irgendeiner beliebigen Anordnung, bei der eine Kopplungsmuffe 16 verwendet wird, um die bei­ den Wellen lösbar miteinander zu verbinden.

Claims (13)

1. Kopplungsmuffe zum Verbinden einer ersten Keil­ welle mit einer zweiten Keilwelle, gekennzeichnet durch eine erste Büchse mit einer inneren und äußeren Keilverzahnung, die in Eingriff mit der ersten Welle steht, eine zweite Büchse mit Keil­ verzahnungen, die in Eingriff mit der ersten Büchse steht, eine erste Feder zwischen der er­ sten Welle und der ersten Büchse zum Beaufschla­ gen der ersten Büchse in Richtung auf die zweite Welle, und durch eine zweite Feder zwischen der ersten Büchse und der zweiten Büchse, um die zwei­ te Büchse in Richtung auf die zweite Welle zu drücken, wodurch die Keilverzahnungen der zwei­ ten Büchse in Eingriff mit der Keilverzahnung der zweiten Welle treten, um die erste Welle po­ sitiv mit der zweiten Welle zu koppeln.

2. Koppplungsmuffe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halterung zum Halten der ersten und der zweiten Büchse in zurückgezogener Position.

3. Kopplungsmuffe nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Federn kegelige Schrau­ bendruckfedern sind, die, wenn die Kopplungs­ muffe ausgekoppelt wird, axial zusammengedrückt werden, wobei die Windungen sich eine um die an­ dere ineinander legen.

4. Kopplungsmuffe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wellen Außenverzahnungen haben, wobei die Innenverzahnung der ersten Büchse in Eingriff mit der Außenverzahnung der ersten Welle tritt, und die Innenverzahnung der zweiten Büchse in Eingriff mit der Außenverzahnung der ersten Büchse und der Außen­ verzahnung der zweiten Welle tritt.

5. Vorrichtung zum Koppeln der Ausgangswelle einer Kupp­ lung mit der Eingangswelle eines Getriebes, wobei die Ausgangswelle und die Eingangswelle keilverzahnt sind, gekennzeichnet durch eine Kopplungsmuffe mit einer ersten und einer zweiten keilverzahnten Büchse, wo­ bei die erste keilverzahnte Büchse in Eingriff mit der Ausgangswelle der Kupplung steht und die zweite keilverzahnte Büchse in Eingriff sowohl mit der er­ sten keilverzahnten Büchse als auch in einer vorge­ schobenen Position in Eingriff mit der Eingangswelle des Getriebes steht, ferner durch wenigstens eine Feder zum Beaufschlagen der zweiten Büchse in eine vorgeschobene Position, in der zum Entkuppeln der Ausgangswelle der Kupplung von der Eingangswelle des Getriebes die zweite Büchse axial gegen die Vor­ spannung der Feder verschoben wird, um die zweite Büchse von der Eingangswelle des Getriebes zu ent­ koppeln, wodurch die Kupplung aus dem Antriebszug ausgebaut werden kann, ohne das Getriebe auszubauen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine weitere Feder, die zwischen der ersten Büchse und der Ausgangswelle der Kupplung angeordnet ist und die erste Büchse zur Anlage an der Eingangs­ welle des Getriebes drückt, daß ferner die Feder, welche die zweite Büchse in die vorgeschobene Position drückt, zwischen der zweiten Büchse und der ersten Büchse angeordnet ist, wobei durch Verschieben der zweiten Büchse in die zurückgezo­ gene Position die erste Büchse in die zurückgezo­ gene Position gedrückt wird, und dadurch die erste Büchse vom Anschlag an der Eingangswelle des Ge­ triebes gelöst wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn konische Schraubenfedern sind, bei denen die Windungen ineinander liegen, wenn die Fe­ dern zusammengedrückt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder, welche die erste Büchse be­ aufschlagt, in der ersten Büchse angeordnet ist, und daß die Feder, welche die zweite Büchse beaufschlagt, außerhalb der ersten Büchse angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag an der Eingangswelle des Getriebes vorgesehen ist zum Eingriff mit der zweiten Büchse, wenn die letztere sich in der vorgeschobenen Position befindet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung vorgesehen ist, um die beiden Büchsen in der zurückgezogenen Position zu halten.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung eine Schraube, die sich durch die beiden Büchsen erstreckt zum selektiven Eingriff mit der Ausgangswelle der Kupplung, um die beiden Büch­ sen in der zurückgezogenen Position zu halten.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Büchsen mit Bezug auf die Ausgangswelle der Kupplung nur durch die Halterung axial gehalten sind, wenn die beiden Büchsen sich in zurückgezogener Position befinden, und daß sie axial in der vorge­ schobenen Position gehalten sind nur durch Eingriff mit der Eingangswelle des Getriebes, wodurch die Kopplungsmuffe auf der Ausgangswelle der Kupplung unbehindert montiert werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle der Kupplung und die Eingangs­ welle des Getriebes beide rohrförmig ausgebildet sind, um Gewicht und Trägheit zu reduzieren.