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Klauenkupplung für Getriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen Die
Erfindung betrifft die Ausbildung einer Klauenkupplung für Getriebe, insbesondere
von Kraftfahrzeugen. Sie hat besondere Bedeutung bei Wechselkupplungen mit zwecks
Überholwirkung abgeschrägten Stirnflächen der Klauenzähne (Abweisklauen) von Wechselgetrieben,
deren Räder ständig im Eingriff sind. Sie bringt jedoch auch bei einfachen Zähnen
von Klauenkupplungen Vorteile.
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Obwohl bei derartigen Kupplungen der Eingriff nur bei ungefährem Gleichlauf
der beiden zu kuppelnden Teile erfolgen kann, entstehen durch das nötige Spiel zwischen
den Klauenzähnen Stöße nach der einen oder anderen Richtung, die die Klauen über
das Maß des zu übertragenden Drehmomentes hinaus beanspruchen. Andererseits gestattet
die gedrängte Bauart hochwertiger Getriebe nicht. Klauen mit besonders großem Sicherheitsübermaß
unterzubringen. Die Klauenform läßt insbesondere für den Übergang von der hohen
Seite des Klauenzahnes auf den Grund nur verhältnismäßig kleine Halbmesser zu, wodurch
außer der verringerten Festigkeit die Klauenzähne besonders empfindlich gegen Stöße
sind. Dies wird noch durch die beim Schleifen desÜbergangshalbmessers entstehenden
Schleifrisse vergrößert. Es hat sich gezeigt, daß durch derartige Stöße Risse entstehen
können, die früher oder später zum Bruch führen und daher eine Gefahrenquelle für
derartige Getriebe darstellen.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Klauenzähne beseitigt diese Gefahren
in weitestgehendem Maße dadurch, daß die Seitenflächen der Klauenzähne im Zahngrund
mit einer verhältnismäßig großen Hohlkehle hinterschnitten sind, wobei vorteilhafterweise
deren Halbmesser wesentlich größer ist als der mit Rücksicht auf die Gegenklauen
ohne Hinterschnitt mögliche. Der Halbmesser der Hohlkehle soll je nach Größe des
Klauenzahnes etwa ein Viertel, mindestens aber ein
Achtel der Zahnhöhe
betragen. Halbmesser unter etwa 1,5 mm sind unbrauchbar, da diese Kerbwirkung hervorrufen.
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Es ist bei Zahnkupplungen bekannt, die tragenden Flächen der Kupplungszahnflanken
selbst hinterschnitten auszuführen, um die Kupplungsglieder sicher im Eingriff zu
halten. Eine Verringerung der Stoßempfindlichkeit wird dadurch nicht erzielt.
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Erfindungsgemäß wird bei Abweisklauennurdiehohe Seite des Klauenzahnes
mit einer diese hinterschneidenden Hohlkehle ausgeführt. Vorteilhafterweise wird
in diesem Fall zwischen der niederen Seite des Klauenzahnes und dem Zahngrund eine
Hohlkehle mit großem Halbmesser ohne Hinterschnitt angeordnet.
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Vorteilhafterweise werden die Hohlkehlen geglättet und im weiteren
Ausbau der Erfindung die Hohlkehlen nicht gehärtet und der Baustoff an dieser Stelle
verdichtet, z. B. durch Rollen, und gegebenenfalls danach geglättet.
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Es ist durch die Erfindung erreicht, daß die bei den sonst üblichen
verhältnismäßig kleinen Halbmessern vorhandene Kerbwirkung außergewöhnlich verkleinert
und damit die Festigkeit der Klaue wesentlich erhöht wird. Außerdem ist die Klaue
noch weitergehend unempfindlich gegen Stöße.
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Da angenommen werden kann, daß bei sämtlichen Klauen das Kraftmoment
von der äußersten Kante der tragenden Flanke übernommen wird, was durch kleinste
Schrägstellung der Klauen, wie sie auch beim sorgfältigsten Zusammenbau vorkommen
kann, und durch im Betrieb auftretende Form- und Lageänderungen entsteht, wird bei
der erfindungsgemäßen Ausführung eine wesentliche Verkleinerung des Hebelarms, an
welchem die zu übertragende Kraft angreift, erreicht. Die Beanspruchung kann bis
auf ein Viertel des bei normaler Ausführung üblichen Wertes herabgesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß die Hohlkehlen vollständig,frei von
Schleifrissen ausgeführt werden können.
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In der Zeichnung ist eine Klauenform für Abweisklauen schematisch
gezeigt. In Abb. i, wie sie üblicherweise angewandt und in Abb. 2, wie sie nach
der Erfindung gestaltet wird.
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In Abb. i bedeutet i den einen Klauenring einer Kupplung eines Wechselgetriebes
und 2 den dazugehörigen anderen Klauenring. Die Klauen haben die mit Rücksicht auf
das Einspuren beim Überholen ausgebildeten Stirnflächenformen, die mit 3 und 5 bezeichnet
sind. 4 ist der Halbmesser, der im Klauengrund des Klauenringes 2 gerade noch möglich
ist, so daß mit Sicherheit die Klauen des Ringes i Platz haben. 6. ist der Halbmesser
im Grund des Klauenringes i, dessen Größe ebenfalls durch die Klauenform bestimmt
ist. 7 ist die tragende Fläche der beiden Klauen, wenn die Kraftübertragung in der
mit Pfeil bezeichneten Richtung erfolgt und wenn dabei angenommen ist, daß der Zusammenbau
und die Herstellung der. Klauen derart genau vorgenommen wurde, daß die ganze Fläche
trägt. Praktisch wird dies nie der Fall sein, so daß nur die Kante des einen oder
anderen Klauenzahnes das Drehmoment überträgt, wodurch ein Hebelarm von der Länge
9 entsteht, der vom äußersten tragenden Punkt bis zum Einsatzpunkt des Halbmessers
4 in die Rechnung einzusetzen ist. 8 ist die an der Übertragung teilnehmende Fläche,
wenn die Übertragung entgegen der gezeigten Pfeilrichtung stattfindet.
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In Abb. 2 bedeuten außer den in Abb. i angegebenen Bezugszeichen io
den einen Klauenring und 2o den anderen Klauenring. ii ist der Hebelarm von der
das Drehmoment übertragenden Kante bis zum Einsatzpunkt des Halbmessers. 12 ist
die an der Übertragung des Drehmomentes teilnehmende Fläche, wenn wieder angenommen
werden kann, daß die theoretische Parallelität der beiden Flanken erreicht ist.
13 ist der Halbmesser im Klauengrund der Klauenringe, der so groß gewählt ist, daß
die entsprechenden Klauen mit Sicherheit Platz haben. 14 ist der Halbmesser der
Hohlkehle, der ein Viertel bis mindestens ein Achtel der Zahnhöhe groß gewählt ist.
Die an der Übertragung teilnehmende Fläche 12 ist dabei etwa so groß wie die Fläche
B. 15 ist der dem Halbmesser 14 entsprechende Halbmesser in der Hohlkehle des Klauenringes
io.
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Der Übergang von dem Halbmesser 14 bzw. 15 zu der niedrigen Flanke
kann statt durch die Grundlinie und den Halbmesser 13 auch durch eine Gerade oder
eine an beide Halbmesser tangierende oder irgendeine andere Linie hergestellt werden.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, wird durch die erfindungsgemäße
Anordnung eine Hohlkehle erreicht, deren Halbmesser ein Vielfaches des Halbmessers
ist, der mit Rücksicht auf die Klauenform ohne Hinterschneidung der Seitenflanken
der Klauen möglich wäre. Dabei ist die das Drehmoment übertragende Fläche gleich
groß wie die Fläche, die auch bei den früheren Ausführungen beim Wechsel der Antriebsrichtung
zur Verfügung stand und die durch die Form der Stirnflächen der Klauen festgelegt
war. Der Hebelarm ii des Kraftangriffs ist ganz wesentlich kleiner als bei den üblichen
Ausführungen. Die Wurzel der Klaue an dem Klauenring ist außerdem durch den großen
Halbmesser, der auf der niederen Seite der Klauen möglich wird, außerordentlich
verstärkt. Auch die Verhinderung von Schleifrißbildung und das Verdichten des Baustoffs
in der Hohlkehle ergeben eine erhöhte Betriebssicherheit von Getrieben mit nach
der Erfindung ausgebildeten Klauenzähnen.