DE1172488B - Kardanische Zahnkupplung - Google Patents

Description

• Kardanische Zahnkupplung Zum Ausgleich paralleler, winkliger und axialer Verlagerungen zweier miteinander gekuppelter Wellen sind kardanische Zahnkupplungen bekannt, deren Hülse eine gerade Innenverzahnung hat, die in eine konvex gewölbte Außenverzahnung der Nahe eingreift. Derartige Zahnkupplungen mit gerader Innenverzahnung ermöglichen nur verhältnismäßig geringe winklige und parallele Verlagerungen der Wellen. Um die Verlagerungsfähigkeit der Kupplung zu vergrößern, hat man zwischen Nabe und Hülse einen innen und außen verzahnten Ring eingeschaltet, dessen Innenverzahnung in die gewölbte Nabenverzahnung und dessen Außenverzahnung in die Innenverzahnung der Hülse eingreifen. Ein solcher zusätzlicher Ba,uteil macht jedoch die Ausgestaltung der Zahnkupplung verwickelt und teuer.
• Es ist ferner bekannt, die kugelförinige, die Außenverzahnung tragende Nabe einer kardanischen Zahnkupplung an beiden Seiten mittels kalottenfönniger Lagerflächen abzustützen. Bei einer anderen bekannten Zahnkupplung ist die Hülse mit inneren zahnartigen Wölbungen versehen, die jedoch nur zur drehsicheren Befestigung der einen Welle dienen und auf die Verlagerungsfähigkeit der Zahnkupplung keinen Eitifluß haben.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verlagerungsfähigkeit der kardanischen Zahnkupplung in einfacher Weise und ohne zusätzliche Bauteile zu vergrößern. Gemäß der Erfindung weist die mit Innenverzahnung in eine gewölbte Außenverzahnung der mit einer Welle verbundenen Nabe eingreifende Hülse einer Zahnkupplung, deren kugelförmige, die Außenverzahnung tragende Nabe an beiden Seiten mittels kalottenförmiger Lagerflächen abgestützt ist, eine in an sich bekannter Weise auf einer Kugelfläche konvex gewölbte Verzahnung auf. Hierdurch kann der Verlagerungswinkel bis zu den doppelten Werten der bekannten Zahnkupplungen vergrößert werden. Die Zahnkupplung gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft für Antriebe, die bei kleinen Einbauräumen große Ablenkungswinkel erfordern, z. B. beim Antrieb von Land-, Luft- und Schienenfahrzeugen, Stahl-, Metall- und Nichteisenmetallwalzwerken, Pumpen sowie als Gelenkspindel bei Werkzeugmaschinen. Die Winkelverlagerungen werden mit einem wesentlich geringeren Zahnspiel als bei den bekannten Zahnkupplungen mit zylindrischer Innenverzahnung übertragen. Diese Verringerung des Zahnspiels wirkt sich besonders vorteilhaft bei Werkzeugmaschinenantrieben aus, da wegen des sehr kleinen Zahnspiels in Umfangsrichtung das Auftreten von Riefen oder Rattermarken in dem zu bearbeitenden Werkstück vermieden wird. Das durch die Erfindung ermöglichte geringe Zahnspiel hat auch den Vorteil einer Geräuschvermeidung und ist z. B. bei Antrieben mit positiven und negativen Drehmomenten wie bei Kompressoren od. dgl. sowie bei Reversierantrieben von Walzwerken von Vorteil.
• Die konvex gewölbte Verzahnung der Kupplungshülse läßt sich in gleicher Weise herstellen wie die übliche gerade Innenverzahnung, z. B. auf normalen Zahnradstoßmaschinen, bei denen lediglich die Freiwinkel der Schneidräder entsprechend den Wölbungen ausgebildet sind.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung hat die gewölbte Außenverzahnung der kugelförmigen abe einen größeren oder kleineren Krümmungsradius als die Nabe.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine kardanische Zahnkupplung dargestellt, und zwar in Fig. 1 im Längsschnitt, F i g. 2 im Querschnitt in der Ebene A -B der F ig. 1, F i g. 3 im teilweisen Schnitt bzw. in der Ansicht bei nicht verlagerten Wellen und in F i g. 4 bei einer Winkelverlagerung der Wellen. Gemäß Fig. 1 hat die mit kugelförmiger Außenfläche versehene Kupplungsnabe 1 eine Außenverzahnung 2, deren Wölbung z. B. um den gleichen Krümmungsmittelpunkt wie die Oberflächen der Nabe 1 gekrümmt ist. In diese gewölbte Außenverzahnung 2 greift eine ebenfalls konvex gewölbte Innenverzahnung 3 der Kupplungshülse 4, deren eines Ende als Flansch 5 ausgebildet ist. Dieser ist mittels der Schrauben 6 mit dem Gegenflansch 7 einer Nabe 8 fest verbunden, deren Wellenbohrung 9 mit einer zur Aufnahme eines Federkeils dienenden Längsnut 1,0 versehen ist.
• Die Nabe 1 der kardanischen Kupplungshälfte weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in ihrer Wellenbohrung 11 eine gerade Innenverzahnung 12 auf, die in eine entsprechende Außenverzahnung der Welle 1-zw. einer auf dieser angeordneten nicht dargestellten Hülse eingreift und dadurch Axialverschiebungen dieser Welle aufnehmen kann. Statt dessen kann die Nabe 1 auch unverschiebbar durch Aufkeilen oder Aufschrumpfen mit ihrer Welle verbunden sein.
• Ebenso kann auch die andere Nabe 8 an Stelle der Keilnut 10 in ihrer Wellenbohrung 9 die gleiche Innenverzahnung haben, um Axialverschiebungen ihrer Welle aufnehmen zu können.
• Wie F i g. 1 zeigt, hat die gewölbte Innenverzahnung 3 der Kupplungshülse 4 eine größere axiale Breite als die gewölbte Außenverzahnung 2 der Kupplungsnabe 1, deren kugelförmige Außenflächen an der der Kupplungsnabe 8 zugewendeten Innenseite in einem kugelförmig ausgedrehten Ansatz 13 der Kupplungshülse 4 und an der anderen Seite in einem Gehäusedeckel 14 gelagert ist, der die gleiche kugelförmige Ausdrebung wie der Ansatz 13 aufweist und mittels Schrauben 15 an der Stirnseite der Kupplungshülse 4 befestigt ist. Diese kugelförmige Abstützung der Kupplungshülse vermeidet einen Axialschub auf die Verzahnung bei parallelen und winkligen Verlagerungen der Wellen.
• Der Eingriff der beiden gewölbten Verzahnun-Cren 2, 3 erfolgt bei gleichachsiger Lagerung der beiden zu kuppelnden Wellen in der in F i g. 3 in der Draufsicht dargestellten Weise, während sich bei einer Winkelverlagerung die Kupplungsnabe 1 gemäß F i g. 4 schrägstellt, wobei die gewölbten Flanken der Nabenverzahnung 2 an den gewölbten Flanken der Hülsenverzahnung 3 unter Vermeidung jeglicher Kantenpressungen anliegen. Die gewölbten Flanken der Verzahnungen 2, 3 greifen sowohl bei gleichachsigen als auch bei verlagerten Wellen praktisch spielfrei ineinander und übertragen die Zahnkräfte gleichmäßig, da das Zahnspiel nur die Stärke des ölfilms hat. Infol-e Vermeidung jeglicher Kantenpressungen auch bei den großen Wellenverlagerungen hat die Kupplung praktisch keinen Verschleiß und damit eine große Lebensdauer bei ruhigem Lauf.
• Die Größe der Winkelverlagerung, die die Kupplung aufnehmen kann, ist abhängig von dem Krümmungsradius der Zahnwölbung. Durch Verkleinerung oder Vergrößerung des Krümmungsradius werden verschieden große Winkelverlagerungen ermöglicht. Der kardanische Kupplungsteil der Ausführungsform gemäß F i g. 1 kann mit dem starren Kupplungsteil 8 auch über ein Zwischenstück verbunden sein, was sich besonders dann empfiehlt, wenn die beiden zu kuppelnden Wellen in der Achsrichtung einen größeren Abstand voneinander haben. An Stelle eines solchen hülsenförmigen Zwischenstücks kann zwischen den beiden Wellen auch eine Zwischenwelle vorgesehen sein, die je eine kardanische Kupplungshälfte trägt, so daß diese Zwischenwelle doppelgelenkartig mit den beiden Wellen verbunden ist. Auf diese Weise entsteht eine doppeltkardanische Verbindung, die eine Verdoppelung der Winkelverlagerung ermöglicht. Derartige mit einer solchen Zwischenwelle versehene Kupplungen sind besonders bei den Antrieben von Walzwerken und Kalandern von Vorteil, bei denen große Walzenverstellungen erwünscht sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Kardanische Zahnkupplung, deren Hülse mit Innenverzahiiiiii-#-, in eine gewölbte Außenverzahnung der mit einer "Kelle verbundenen Nabe eingreift und deren kugelförmige, die AL,ßen%erzahnung tragende Nabe an beiden Seiten mittels kalottenförmiger Lagerflächen abgestützt ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) eine in an sich bekannter Weise auf einer Ki,2v!flä(#h-c 'konvex gewölbte Verzahnung (3) aufweist.
2. 2. Zahnkupplung nach Anspruch 1, daäurch gekennzeichnet. daß die gewölbte Außenverzahnung (2) der kugelförmigen Nabe 'l) einen größeren oder kleineren Krümmungsradius hat als die Nabe. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 666 227; französische Patentschriften Nr. 404 713, 914 232; britische Patentschriften Nr. 731109, 795 225; USA.-Patentschriften Nr. 2 136 947, 2 496 702, 2 687 025; Kulbatschny: »Maschinelle Ausrüstung«, VEB-Verlag Technik, Berlin 1954, S. 627, Bild 415.