DE970949C - Nur bei positivem (bzw. negativem) Drehzahlunterschied einrueckbare Zahnkupplung - Google Patents

Description

• Nur bei positivem (bzw. negativem) Drehzahlunterschied einrückbare Zahnkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine nur bei positivem (bzw. negativem) Drehzahlunterschied einrückbare Zahnkupplung für Zahnradgetriebe, bei der eine mit der verschiebbaren Kupplungshälfte fest verbundene Schaltmuffe und ein gegenüber dieser beschränkt verdrehbarer, in eine oder mehrere durchgehende Längsnuten mit je einem achsparallelen Steg eingreifender, an der anderen Kupplungshälfte schleifender Sperring Anschläge aufweisen, die ein Einrücken der Kupplung bei der nicht gewünschten Relativ drehrichtung verhindern.
• Bei einer bekannten Kupplung dieser Art bestehen die genannten Anschläge aus in radialen Bohrungen der Schaltmuffe sitzenden Sperrstiften, die durch Federwirkung - unterstützt durch die Fliehkraft - in entsprechende radiale Aussparungen auf der Innenseite der Stege gedrückt werden. Diese bekannte Einrichtung ist vorwiegend für Getriebe von leichteren Kraftfahrzeugen entwickelt worden, läßt sich jedoch schon mit Rücksicht auf die Federbeanspruchungen nicht für beliebig große Übertragungsleistungen ausbilden und ist daher zur Übertragung größerer Drehmomente, also insbesondere für Strömungsgetrieben nachgeschaltete Zahnradgetriebe für große Leistungen, die z. B. zum Antrieb von Schienenfahrzeugen, vorzugsweise von Lokomotiven, Verwendung finden, und für rauhe Beanspruchungen nicht geeignet. Um diesen Nachteil zu beseitigen und damit eine besonders für den obengenannten Fall geeignete Zahnkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die für anstrengenden Dienst und große Leistungen brauchbar ist, sind erfindungsgemäß die Anschläge durch die Stirnflächen der Schaltmuffe und durch Abstufungen in der in Umfangsrichtung gemessenen Breite der Stege gebildet.
• Die Stirnflächen der Abstufungen kommen nur beim Einrücken zum Anliegen an die Schaltmuffe. In dem rasch ablaufenden Schaltvorgang dauert dieses Anliegen nur kurze Zeit, so daß die aufeinanderreibenden Flächen nicht wesentlich abgenutzt werden. Zur Verminderung der Reibung zwischen diesen Flächen können außerdem die Stufenflächen an den Stegen des Sperringes und ihre Gegenflächen an der Schaltmuffe mit einer der Selbsthemmung entsprechenden oder etwas darüberliegenden Neigung abgeschrägt sein.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes eine Doppelkupplung schematisch dargestellt, mit der z. B. in einem .turbomechanischen Antrieb für Schienenfahrzeuge zwei aufeinanderfolgende Gänge eines Zahnradgetriebes geschaltet werden. Im einzelnen zeigt Fig. I einen Längsschnitt, und zwar in der oberen Hälfte in der mittleren Vorwähl- und in der unteren Hälfte in der rechten Eingriffsstellung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II der Fig. I, Fig.3 eine Ansicht in Vorwählstellung (nach rechts gesperrt), die Schaltmuffe teilweise im Schnitt, Fig. 4 eine Einzelheit einer geänderten Stegausbildung des Sperringes und Fig. 5 die Abwicklung der Verzahnung zwischen den zu kuppelnden Gliedern.
• Die Kupplungsnabe I ist mit der Welle 2 fest verbunden und trägt auf ihren Enden die Außenverzahnungen 3 und 4. Die auf der Welle 2 gelagerten Stirnräder 5 bzw. 6 tragen auf ihren der Kupplungsnabe I zugewendeten Nabenenden die Außenverzahnungen 7 bzw. B. Auf der Kupplungsnabe I ist die Kupplungsmuffe g längs verschiebbar, und zwar greift sie mit Innenverzahnungen Io und II ständig in die Außenverzahnungen 3 und 4 der Kupplungsnabe I, außerdem in ihren beiden Endstellungen entweder mit den Zähnen Io in die Außenverzahnung 7 des Stirnrades 5 oder mit den Zähnen II in die Außenverzahnung 8 des Stirnrades 6 ein. Die Teilungen und Zähnezahlen aller Verzahnungen 3, 4, 7, 8, Io und II sind gleich. Die Innenverzahnungen der Kupplungsmuffe g und die Außenverzahnungen der Stirnräder haben abwechselnd aufeinanderfolgend Zähne I2 bzw. I3 normaler Zahnbreite und Zähne 14 bzw. I5 kleinerer Zahnbreite (Fig. 5).
• Auf der Kupplungsmuffe g ist mit Schrauben I6 die Schaltmuffe I7 festgeschraubt, die vier Aussparungen I8 (Fig. 2) aufweist. In diese greifen Stege I9 eines Sperringes 20 ein, der beschränkt beweglich auf der Kupplungsmuffe g sitzt. An seinen Enden besitzt er zwei kegelförmige Reibflächen 2I und 22, denen entsprechende Gegenreibflächen 23 und 24 an den Stirnrädern 5 und 6 gegenüberstehen. Der Sperring kann durch Trennfugen 25 in den Stegen in zwei gleiche Teile unterteilt sein, um den Zusammenbau der Kupplung zu ermöglichen. Die Stege I9, die in ihrem mittleren Teil auf eine Länge, die mindestens gleich der Breite der Schaltmuffe I7 ist, in Umfangsrichtung wesentlich schmaler sind als die Aussparungen I8 der Schaltmuffe, springen nach den beiden Enden zu etwa bis zur Breite der Schaltmuffenaussparung vor. Die Stegverbreiterungen liegen jedoch, wie Fig. 3 und 4 zeigt, auf verschiedenen Seiten des Steges, so daß die Schaltmuffe I7 z. B. in der in Fig. 3 dargestellten Lage des Sperringes 2o zwar in ihre linke, nicht aber in ihre rechte Endstellung verschoben werden kann. Die Stirnflächen 26, 27 der Stegverbreiterungen und die Gegenflächen der Schaltmuffe I7 können eine Neigung haben, die der Selbsthemmung entspricht oder wenig darüber liegt (Fig. 4).
• Die Welle :2 hat eine Längsbohrung 28, an die sich eine Radialbohrung 2g anschließt, die in eine radiale Bohrung 3o der Kupplungsnabe i mündet. Ebenso besitzt die Kupplungsmuffe g eine radiale Bohrung 31, die -in eine radiale Bohrung 32 der Schaltmuffe 17 mündet. Durch die genannten Bohrungen kann Öl z. B. aus dem Kreislauf eines die Welle :2 als Turbinenwelle treibenden Strömungsgetriebes zugeführt werden.
• Die Arbeitsweise der Kupplung ist folgende: Die Welle 2 und die Stirnräder 5 und 6 drehen sich in dem Drehsinn der Pfeile in Fig. 3. Die Räder 5 und 6 sind, wie üblich, durch ein Getriebe so verbunden, daß das kleinere Rad 5 schneller läuft als das größere Rad 6. Die Schaltmuffe 17 läßt sich daher nach rechts nur verschieben, wenn die Welle :2 schneller läuft als das Rad 5, weil andernfalls die Stirnfläche 26 der Stegverbreiterung des Sperrings 2o -- der, gegen das Stirnrad 5 gepreßt, sich dessen Drehzahl anzunähern sucht - das Verschieben der Schaltmuffe nach rechts verhindern würde. In ähnlicher Weise läßt sich die Schaltmuffe nach links nur verschieben, wenn die Welle 2 langsamer läuft als das Rad 6. Das Einrücken jeder Teilkupplung ist also nur möglich bei entweder positivem oder negativem Drehzahlunterschied.
• Das Eingreifen der Verzahnungen der zu kuppelnden Teile wird dadurch erleichtert, daß jeder zweite Zahn zurückgesetzt ist (Fig. 5). Die Schaltmuffe 17 muß selbstverständlich in ihren Endlagen gehalten werden, sei es durch eine Raste, sei es durch ein unter Druck stehendes Arbeitsmittel.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Nur bei positivem (bzw. negativem) Drehzahlunterschied einrückbare Zahnkupplung, insbesondere für Strömungsgetrieben nachgeschaltete Zahnradgetriebe für großeLeistungen, bei der eine mit der verschiebbaren Kupplungshälfte fest verbundene Schaltmuffe und ein gegenüber dieser beschränkt verdrehbarer, in eine oder mehrere durchgehende Längsnuten mit je einem achsparallelen Steg eingreifender, an der anderen Kupplungshälfte schleifender Sperring Anschläge aufweisen, die ein .Einrücken der Kupplung bei der nicht gewünschten Relativdrehrichtung verhindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge durch die Stirnflächen der Schaltmuffe (17) und durch Abstufungen (26, 27) in der in Umfangsrichtung gemessenen Breite der Stege (I9) gebildet sind.
2. 2. Kupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Sperrstellung des Sperringes (2o) an der Schaltmuffe (17) zur Anlage kommenden Stufenflächen (26, 27) und deren Gegenflächen mit einer der Selbsthemmung entsprechenden oder etwas Barüberliegenden Neigung abgeschrägt sind (Fig. q.). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 727 787.