DE2305481A1

DE2305481A1 - Wellenkupplung

Info

Publication number: DE2305481A1
Application number: DE2305481A
Authority: DE
Inventors: Sven Bernhard Rennerfelt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-02-07
Filing date: 1973-02-05
Publication date: 1973-08-16
Also published as: DE2305481B2; GB1405024A; US3871786A; SE358016B; DE2305481C3

Description

Patentanwa frrif, Dr.-!ng. Rot>eri Mo. !'■rl.-lng. Quo'av M

Sven Bernhard Rennerfelt, i^'un. ο. Eibe^-a·.-.*,-.

56 Göteborg, Schweden' ^«™&)™ίίϊ^ΐ&

Wellenküpplung

Die Erfindung betrifft eine Wellenkupplung bestehend aus zwei Kupplungsteilen und einem diese Kupplungsteile in Antriebsverbindung miteinander bringenden Mitnehmerteil, der mit den Kupplungsteilen in Eingriff steht, die mit je einem Kranz aussenseitiger Zähne versehen sind, welche in Zahnlücken des Mitnehmerteils eingreifen.

Wellenkupplungen deren Kupplungsteile aussenseitige Zähne aufweisen, die mit einem inneren Zahnkranz eines die Kupplungsteile miteinander in Antriebsverbindung setzenden Mitnehmers eingreifen, der die Kupplungsteile im Bereich deren Zähne umschliesst, sind bekannt. Die Zähne der Kupplungsteile können dabei bogenförmig sein um eine gewisse Abweichung von der Gleichachsigkeit der durch die Wellenkupplung verkuppelten Wellen zuzulassen.

Eine Wellenkupplung dieser Art ist in der USA-Patentschrift 3 313 12¹F beschrieben. Eine etwas verschiedene aber im Prinzip gleichartige Kupplung ist auch in der USA-Patentschrift 2 332 068 beschrieben.

Ein bedeutender Nachteil der bekannten Wellenkupplungen ist, dass der Mitnehmerteil aus einem hülsenförmigen Körper besteht, der die Zahnkränze der Kupplungsteile umschliesst. Dies hat zur Folge, dass der Aussendurchmesser der Kupplung notwendigerweise grosser wird als der Durchmesser des die Zähne der Kupplungsteile umschreibenden Kreises. Die Herstellung der Innen-

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verzahnung in dem als Ring rad, ausgebildeten Mitnehmerteil stellt sich auch teurer als die Herstellung von Au β senv er Zähnungen. Bei vielen Maschinen wo Wellenkupplungen dieser .Gattung verwendet werden ist es von grosser Bedeutung dass der Äussendurchmesser der Kupplung so klein wie möglich wird* Falls der Aussendurchmesser der Wellenkupplung gering gehalten werden kann, kann wertvoller Räum in der Maschine fur andere Maschi- _: nenelemente verwendet werden, wodurch das Gewicht», die Aussen- ^: abmessungen und der Preis der Maschine gesenkt werden* Ein weiterer Wunsch ist, dass die Kupplung selbst auch in axialer Richtung möglichst zusammengedrängt wird*

Der Hauptzweck der Erfindung ist eine neue Wellenkupplung zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Kupplungen be- seitigt sind und wesentlich geringere Aussenbemessungen und Gesamtlänge erhalten werden als bei bekannten Kupplungen. Trotzdem kann die neue Kupplung ebenso grosse Momente übertragen als entsprechende Kupplungen üblicher Art.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Möglichkeit zu schaffen Wellen miteinander zu verkuppeln, die nicht genau gleichachsig sind. Die Kupplung soll auch derartige geringere Winkelabweichungen zwischen den verkuppelten Wellen, die im Betrieb entstehen können, ausgleichen können* Es ist auch wünschenswert dass die zur Kupplung gehörenden Teile mit hoher Präzision in modernen Abx^alz- oder Hobelmaschinen hergestellt werden können... Die Kupplungsteile sollen auch aus beständigem Material wie rostfreiem Stahl oder dergleichen hergestellt werden können; Der Grund dazu ist dass die Kupplung sieher wirken, lange aushalten und auch unter sehr schweren Bedingungen arbeiten können soll, z*B. in korrodierender Atmosphäre und/oder bei höhen Temperaturen, wobei die hohen Temperaturen durch heisses Schmieröl bedingt sein können, dessen Temperatur bis auf 200⁰G steigen kann. '

Erfindungsgemäss ist es möglich alle diese obengenannten Vorteile mit einer Wellenkupplung der obengenannten Gattung da-

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durch zu erreichen, dass der Mitnehmerteil einen Nabenteil aufweist, der im Raum zwischen den einander zugewandten Endflächen der Kupplungsteile liegt, wobei der Nabenteil mit aussenseitigen Zähnen versehen ist, die axial ausserhalb der Endflächen des Nabenteiles ragen und dort in die Zahnlücken der Zahnkränze der Kupplungsteile eingreifen.

Eine auf diese Weise gebaute Kupplung hat den grossen Vorteil, dass der Mitnehmerteil keinen grösseren Aussendurchmesser zu haben braucht als die Zahnkränze der zur Kupplung gehörenden Kupplungsteile. Dieser günstige Umstand ist eine direkte Folge davon, dass der Mitnehmerteil axial zwischen den Enden der Kupplungsteile liegt statt einen die Enden der Kupplungsteile umgebenden Hülsenteil zu bilden. Die Kupplung kann auch ganz aus Stahl gemäss modernen Massenherstellungsmethoden ausgeführt werden und bietet ein geringeres Gewicht und dadurch geringere Materialkosten als früher bekannte Kupplungen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Mitnehmerteil aus einem Zahnrad mit geraden Zähnen, die axial über die Endflächen des Rades hinaus ragen, welche axial in unmittelbarer Nähe der Endflächen der Kupplungsteile liegen, wobei die Zähne der Kupplungsteile als gerade Zähne ausgebildet sind, die sich axial über die Endfläche des betreffenden Kupplungsteils und in die Zahnlücken des Mitnehmerteils bis zu einer Ebene erstrecken, die innerhalb der benachbarten Endfläche des Mitnehmerteils liegt.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Zähne der Kupplungsteile unterschnitten und dass die Zahnfüsse des Mitnehmerteils innerhalb des Teilungskreises in den Bereichen der Zähne ausgeschnitten sind, die ausserhalb der Stirnseiten des Habenteils des Mitnehmerteils liegen.

Zusammengefasst kann gesagt werden, dass die erfindungsgemässe Kupplung sich dadurch auszeichnet, dass deren zahntragenden 'Joilr-i, d.i. die Kupplungsteil und der Mitnehmerteil, als Zahnräder mit Zähnen ausgebildet sind, deren Fussteile in axialen

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Bereichen der Zahnkränze entfernt sind, so dass von den betreffenden Kupplungsteilen axial herausragande Zähne entstehen, die es ermöglichen die Teile in axialer Richtung in einander einzuschieben. Dadurch erhält die Kupplung nicht nur geringe radiale Abmessungen sondern auch eine geringe axiale Ausdehnung. Wenn die '''Zahnrader" mit weniger als 17 Zähnen, z.B. mit I¹+ Zähnen hergestellt werden, sind diese unter schnitt en und können leicht ineinandergeschoben werden. Es ist dabei genügend die Kehlen bei den Zahnfüssen zu entfernen.

Bei einer Kupplung gemäss der Erfindung'wird eine etwaige Schrägsteilung (Ungleichachsigkeit) dazu führen, dass die Zähne des Mitnehmerteils mit eliptischer Kraftνerteilung belastet werden.' Dadurch dass der Mitnehmerteil mit in radialer Richtung dünnem Querschnitt hergestellt werden kann, erhält er ein gewisses Federungsvermögen, wodurch eine gleichmässigere Kraftverteilung auf die Zähne erhalten wird. Dadurch dass der Mitnehmerteil die Kupplungsteile derart miteinander verbindet, dass eine geringere Schrägstellung an den beiden Enden des Mitnehmerteils möglich ist, erhält die Kupplung das Vermögen wie ein Kardangelenk zu· wirken.

Die zur Kupplung gehörenden Teile sind vorzugsweise aus gehärtetem Material hergestellt, so dass eine Dauerschmierung beispielsweise mit Molybdänsulfid angebracht xverden kann.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend mit Hinweis auf die beigefügte Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen;

Fig. 1 eine erfindungsgemäss ausgeführte~ Wellenkupplung in Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, und

Fig. 2 die drei Hauptteile der Wellenkupplung in axial aus-einandergespreizter Lage.

Die gezeigte Wellenkupplung umfasst drei llauptteile, nämlich einen linken Kupplungsteil 1, einen rechten Kupplungsteil 2

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und einen dazwischen angeordneten Mitnehmer teil 3. Die Kupplungsteile 1 und 2 sind "beide als Wellenhülsen oder Naben ausgeführt, die bestimmt sind drehfest an den Enden der zu verkuppelnden (nicht gezeigten) Wellenenden angebracht zu werden. Die Kupplungsteile sind zu diesem Zwecke mit axialen Bohrungen h mit Keilnuten 5 und Schraubenlöchern 6 versehen. Die einander zugewandten Enden der Kupplung st eile sind' mit Endteilen 7 geringeren Durchmessers als die Kupplungsteile im Uebrigen versehen. Die Endteile tragen auf ihren Randteilen je einen Kranz von Zähnen 8, die über die Endfläche 9 des betreffenden Endteiles 7 hinausragen und über den Nabenteil 10 des Mitnehmerteils hin ragen, wobei der Nabenteil 10 eine axiale Bohrung aufweist. Die Zähne 8 der beiden Kupplungsteile ragen in die Lücken 12 zwischen den Zähnen 13 hinein, die auf dem ringförmigen Nabenteil 10 des Mitnehmerteils 3 angeordnet sind. Diese Zähne 13 ragen ihrerseits an den Stirnflächen I¹+ der Nabenteile vorbei in die Lücken zwischen den Zähnen 8 der Kupplungsteile 1 und 2 hinein. Es ist ein gewisses radiales Spiel zwischen der zylindrischen Aussenfläche der Endteile 7 und den radial zu innerst liegenden Teile der Zähne 13 belassen, so dass die Kupplung eine gewisse gegenseitige Schrägstellung der Kupplungsteile 1 und 2 zulassen kann und so dass die Kupplungsteile ohne Schwierigkeit zusammengelegt werden können. Die in axialer Richtung äussersten Enden der Zähne 13 sind ausserdem an ihren den Endteilen 7 benachbarten Ecken abgeschrägt, was ebenfalls zur leichteren Montage der Kupplung beiträgt. Die Kupplung wird auch vorzugsweise mit einem gewissen axialen Spiel zwischen den Endflächen 9 der Kupplungsteile und den Endflächen lh des Mitnehmerteils aufmontiert, um eine gewisse Ungleichachsigkeit der zu verkuppelnden Wellen zuzulassen. Eine ringförmige Hülse 15 kann zweckmässig um den Mitnehmerteil herum angebracht werden um die Zähne 8 und 13 zu schützen und bei der Montage als Führung zwischen den Teilen zu dienen. Dadurch dass der Mitnehmerteil 3 eine verhältnismässig grosse Axialbohrung 11 hat, kann dessen Nabe 10 federnd eliptisch verformt werden, falls der Teil bei ungleichachsigen Wellen eine Biegungsbeanspruchung erfährt. Dadurch wird die Gefahr eines

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schlechten Eingriffs zwischen den Zähnen 8 und 13 mehr oder weniger vollständig ausgeschieden. Um das Federungsvermögen der Kupplung noch weiter zu erhöhen kann man den Mitnehmerteil langer ausbilden als auf der Zeichnung gezeigt wird und den Nabenteil 10 mit axialen Schlitzen versehen.

Zur weiteren Klarmachung der baulichen Gestaltung der drei . ' Hauptteile der Wellenkupplung, d.h. der Kupplungsteile 1 und 2 und des Mitnehmer teils 3? sind diese Teile in Fi,g. 3 in. auseinandergespreizter Lage dargestellt. ..--..

Die Kupplung gemäss der Erfindung kann in vielen verschiedenen Formen hergestellt werden ohne den Schutzbereich der beiliegenden Patentansprüche zu überschreiten.

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Claims

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Patentansprüche

Wellenkupplung bestehend aus zwei Kupplungshälften oder Kupplungsteilen und einem diese in Antriebsverbindung setzenden mit den Kupplungsteilen in Eingriff stehenden Mitnehmerteil, wobei die Kupplungsteile je mit einem Kranz aussenseitiger Zähne versehen sind, die in Zahnlücken des Mitnehmerteils eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerteil einen Nabenteil (10) aufweist, der im Raum zwischen den einander zugewandten Endflächen (9_? 9) der Kupplungsteile liegt und der mit aussenseitigen Zähnen (13) versehen ist, die sich axial ausserhalb der Endflächen des Nabenteils erstrecken und dort zwischen den Zähnen (8) der Zahnkränze der Kupplungsteile eingreifen.
2. Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmerteil (3) aus,einem Zahnrad mit geraden Zähnen (13) besteht, die sich axial ausserhalb der Endflächen (1^, lh) des Zahnrades erstrecken, welche axial in unmittelbarer Nähe der Endflächen (9, 9) der Kupplungsteile liegen, und dass die Zähne (8) der Kupplungsteile als gerade Zähne ausgebildet sind, die axial ausserhalb der Endfläche

(9) des betreffenden Kupplungsteils hinausragen und sich in die Zahnlücken zwischen den Zähnen des Mitnehmerteils bis zu cdner Ebene erstrecken, die innerhalb der benachbarten Endfläche (I¹+) des Mitnehmerteils liegt.
3. Wollenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne der Kupplungsteile (1, 2) unterschnitten sind und dass die Zahnfüsse der Zähne des Mitnehmer teils innerhalb des Teilungskreises in den Bereichen dor Zähne ausgeschnitten sind, die ausserhalb der Endflächen dos Nabentoils QO) dos Mitnehmerteils liegen.

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