DE1137909B - Zahnkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnkupplung, besteht aus zwei Zahnkränzen mit Außen- bzw. Innenverzahnungen und einer auf dem einen Zahnkranz axial verschieblichen, mit dem zweiten Zahnkranz in und außer Eingriff zu bringenden Kupplungsmuffe mit Innen- bzw. Außenverzahnung, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe mit synchronisierten Zahnkupplungen.

Bei einer bekannten Zahnkupplung hat man versucht, ein ungewolltes Auskuppeln, das sogenannte Springen, zu vermeiden, indem man die Zähne des Zahnkranzes, auf dem die Schaltmuffe verschieblich geführt ist, an geeigneter Stelle mit einem Anschlag in Form einer Verdickung der Zähne versehen hat. Ist die Kupplungsmuffe in den zweiten Kupplungszahnkranz eingerückt, so stützen sich die Stirnseiten ihrer Zähne an den Anschlägen ab, so daß ein ungewolltes Ausrücken der Kupplungsmuffe unter Last unmöglich ist. Die Verdickung der Zähne erfordert jedoch eine mehrmalige Bearbeitung des Zahnkranzes. Diese bekannte Kupplung ist deshalb teuer in der Herstellung.

Bei einer anderen bekannten Zahnkupplung hat man sowohl in der Verzahnung der Kupplungsmuffe als auch in dem einen Kupplungszahnkranz eine Ringnut vorgesehen. Diese Nut ist für die Bearbeitung erforderlich, weil die Innenverzahnung der Kupplungsmuffe und die-Außenverzahnung des Zahnkranzes diesseits und jenseits der Nut verschieden dicke Zähne aufweisen. Im eingerückten Zustand der Kupplung liegt jeweils ein dünner Zahn in einer weiten Zahnlücke, so daß sich die beiden Zähnkränze um einen kleinen Drehwinkel gegeneinander verdrehen können. Dadurch wird unter Last ein axiales Verschieben der Kupplungsmuffe verhindert, da die Stirnseiten ihrer dicken Zähne an den Stirnseiten der dicken Kupplungszähne anstoßen. Bei dieser Kupplung erfordern der eine Kupplungszahnkranz und die Innenverzahnung der Schaltmuffe eine mehrmalige Bearbeitung, wodurch die Herstellung dieser Zahnkupplung teuer wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das ungewollte Auskuppeln einer Zahnkupplung zu vermeiden, aber eine billige Herstellung der Zahnkupplung zu ermöglichen. Dies wird nach der Erfmdug dadurch erreicht, daß in dem Bereich der Verzahnung der Kupplungsmuffe, der bei eingerückter Kupplung mit dem zweiten Zahnkranz im Eingriff steht, eine Ringnut von einer Tiefe, die geringer ist als die Zahneingriffstiefe, und von einer Breite, die größer ist als die Zahnbreite des zweiten Kupplungszahnkranzes, vorhanden ist und daß die Flanken der Zähne de*·

Zahnkupplung

Anmelder:

Regie Nationale des Usines Renault,
Billancourt, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,
Göggingen über Augsburg, v.-Eichendorff-Str. 10

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 31. Dezember 1958 (Nr. 783 002)

Muffe und der Zähne dieses Zahnkranzes derart ausgebildet sind, daß beim Eingriff der Muffenzähne in

as die Zahnlücken des Kranzes dessen Zähne in Umfangsrichtung um einen kleinen Betrag in die Nut eintauchen. Die Anordnung der ringförmigen Nut hat also zur Folge, daß sich der zweite Zahnkranz in Umfangsrichtung um einen kleinen Betrag gegenüber der Kupplungsmuffe verdrehen kann, so daß ein axiales Verschieben· der Kupplungsmuffe unter Last unmöglich und damit ein ungewolltes Auskuppeln verhindert wird. Die Herstellung der ringförmigen Nut, ζ. B. auf einer Drehbank, ist billig und entspricht den Erfordernissen einer Serienfertigung.

Die Erfindung sei nun an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Zahnkupplung, wobei sich die Kupplungsmuffe in ausgerückter Stellung befindet,

Fig. 2 einen ähnlichen Längsschnitt, wobei die Kupplungsmuffe im Eingriff ist,

Fig. 3 einen Querschnitt in vergrößertem Maßstab mit einer besonderen Ausbildung der Zähne des Zahnkranzes,

Fig. 4 eine Ansicht bzw. einen teilweisen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 und 6 eine andere Ausführungsform der Zähne des Zahnkranzes und der Kupplungsmuffe.

In Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Zahnkupplung dargestellt, wobei jedoch nur die für die Erfindung wesentlichen Teile gezeigt sind. Weitere

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zur Kupplung gehörige Teile, z. B. die dem Synchronisieren dienenden Teile, sind nicht dargestellt.

Mit 1 ist eine Welle bezeichnet, auf die in der üblichen Weise ein Kupplungszahnkranz 2 aufgekeilt ist. Der Zahnkranz 2 trägt die Kupplungsmuffe 3 mit der Innenverzahnung 3'. Zwei Zahnräder 5 eines Wechselgetriebes weisen je einen Kupplungszahnkranz 4 mit Zähnen 4' auf. In diese Zähne 4' kann die Kupplungsmuffe mit den Zähnen 3' durch axiales Verschieben wechselweise in Eingriff gebracht werden. Die dargestellte Kupplung ist also in bekannter Weise als »Doppelkupplung« oder »Wechselkupplung« ausgebildet. Die Schaltmuffe weist eine mittlere Ausrückstellung und beiderseits dieser Mittelstellung je eine Einrückstellung auf. Je nach Einrückung der Muffe in einen der Zahnkränze 4 ist die Welle 1 mit einem der Zahnräder 5 gekuppelt.

Erfindungsgemäß weist die Innenverzahnung 3' der Kupplungsmufe 3 in dem Bereich, der bei eingerückter Kupplung mit einem der beiden Zahnkränze 4 im Eingriff steht, eine Ringnut 6 auf. Die Tiefe T dieser Ringnut ist geringer als die Zahneingriffstiefe Z, und die Breitet der Ringnut ist größer als die Zahn- breite B des Kupplungszahnkranzes 4. Die Flanken der Zähne 3' der Kupplungsmuffe 3 und die Zähne 4' des Zahnkranzes 4 sind so ausgebildet, daß beim Eingriff der Muffenzähne 3' in die Zahnlücken des Zahnkranzes 4 dessen Zahne 4' in Umfangsrichtung um einen Betrag e in die Nut 6 eintauchen. Diese Ausbildung ist deutlich in Fig. 3 und 4 zu erkennen. Beim Fehlen der Nut würde der Zahn 4' die in Fig. 3 gestrichelt eingezeichnete Lage einnehmen. Er würde dabei längs einer Linie durch den Punkte die Flanke des Zahnes 3' der Kupplungsmuffe berühren. Durch die Anordnung der Nut kann sich jedoch der Zahn 4' um einen Betrag e gegenüber der Kupplungsmuffe verdrehen und nimmt dann die in Fig. 3 dargestellte Lage ein. Eine Berührung des Zahnes 4' mit dem Zahn 3' besteht dabei längs einer axialen Linie durch den Punkt D. Die beiden Stirnflächen der Zähne 3' und 4' überdecken sich dabei auf der in Fig. 3 querschraffierten Sperrfläche C-D-C-E. Der Versatz kann einen Bruchteil eines Millimeters betragen, da die Sperrfläche bei jedem Zahn auftritt und sich die Sperrwirkungen summieren. Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab die Verzahnungen 3' und 4' im Eingriff, herbeigeführt durch Verschieben der Kupplungsmuffe 3 in Richtung F (Fig. 2). Die vor dem Verschieben der Muffe einander zugekehrten Stirnseiten der Zähne sind in bekannter Weise angefast, um das In-Eingriff-Schieben der Kupplungsmuffe zu erleichtern.

In Fig. 5 und 6 ist ein zweites Aüsführungsbeispie] für die Verzahnungen 3' und 4' dargestellt. Die Verzahnungen berühren sich dabei nicht mehr längs Linien wie bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel, sondern mit Flächen. Hierdurch wird die Beanspruchung und Abnutzung der Zähne verringert. Die Profile der Verzahnungen sind in der Zone außerhalb der Nut 6 einander ähnlich. Die Sperrwirkung wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, daß die Zähne 8 der Kupplungsmuffe 3 ein Profil aufweisen, das durch zwei im Punkt K mit einem Knick aneinander anschließenden Evolventen gekennzeichnet ist. Der Knick entspricht dem Unterschied der Steigungswinkel G und H diesseits und jenseits des Grundes der Nut 6 (siehe Fig. 5). Der Winkel G des Profils K-L ist im Punkt K kleiner als der Winkel H. Die Zähne 4' des Kupplungszahnkranzes 4 aber sind nach einer Evolvente geformt, die im Punkte einen Neigungswinkel H (Fig. 6) aufweist.

Fig. 5 zeigt die ohne Spiel und ohne Überdeckung ineinandergreifenden Verzahnungen der Kupplungsmuffe 3 und des Kupplungszahnkranzes 2, während sich aus Fig. 6 ergibt, daß nach dem Eingriff der Muffe 3 in den zweiten Kupplungszahnkranz 4 an jedem Zahn querschraffierte Sperrflächen K-L-N wirksam sind.

Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei einer nur einseitig wirkenden Zahnkupplung angewandt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch.

   Zahnkupplung, bestehend aus zwei Zahnkränzen mit Außen- bzw. Innenverzahnungen und einer auf dem einen Zahnkranz axial verschieblichen, mit dem zweiten Zahnkranz in und außer Eingriff zu bringenden Kupplungsmuffe mit Innen- bzw. Außenverzahnung, insbesondere für Zahnräderwechselgetriebe mit synchronisierten Zahnkupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich der Verzahnung (3') der Kupplungsmuffe (3), der bei eingerückter Kupplung mit dem zweiten Zahnkranz (4) im Eingriff steht, eine Ringnut (6) von einer Tiefe (T), die geringer ist als die Zahneingriffstiefe (Z), und von einer Breite (A), die größer ist als die Zahnbreite (B) des Kupplungszahnkranzes (4), vorhanden ist und daß die Flanken der Zähne (3') der Muffe (3) und der Zähne (4') des Zahnkranzes (4) derart ausgebildet sind, daß beim Eingriff der Muffenzähne (3') in die Zahnlücken des Kranzes (4) dessen Zähne (4') in Umfangsrichtung um einen Betrag (e) in die Nut (6) eintauchen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 907 744; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 749 827.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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