DE1270337B

DE1270337B - Axially shiftable tooth coupling

Info

Publication number: DE1270337B
Application number: DE19651270337
Authority: DE
Inventors: Hans Grob
Original assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Current assignee: Maag Zahnrader und Maschinen AG
Priority date: 1965-06-15
Filing date: 1965-06-15
Publication date: 1968-06-12

Description

Axial verschiebliche Zahnkupplung Die Erfindung betrifft eine axial verschiebliche Zahnkupplung mit einem innenverzahnten Kupplungsmuffenteil und mit einem Nabenteil mit Evolventenverzahnung. Derartige Zahnkupplungen haben je nach Verwendungszweck Geradverzahnung oder Schrägverzahnung.Axially displaceable tooth coupling The invention relates to an axially Slidable tooth coupling with an internally toothed coupling socket part and with a hub part with involute teeth. Such gear couplings have depending on Purpose of use straight or helical teeth.

Bei bekannten axial verschieblichen Zahnkupplungen berühren sich die Zahnprofile des Kupplungsmuffenteils und des Nabenteils über die ganze Zahnhöhe. Bei dem Zahnprofil handelt es sich dabei gewöhnlich um Evolventenverzahnungen, die im Abwälzverfahren hergestellt werden. Bei der Außenverzahnung des Nabenteils stellt die Herstellung der Evolventenverzahnung kein Problem dar. Zur Herstellung der Innenverzahnung im Abwälzverfahren werden Schneidräder verwendet, die für links- oder rechtsgängige Schrägverzahnungen normalerweise nur in normierten Schrägungswinkeln kurzfristig erhältlich sind. Außerdem sind zur Herstellung Kulissen mit entsprechender Steigung notwendig. Sollen Verzahnungen mit einem von der normierten Schrägung abweichenden Schrägungswinkel hergestellt werden, so müssen die zugehörigen Schneidräder und Kulissen in Sonderanfertigung hergestellt werden und sind deshalb teuer und nur nach langer Lieferzeit erhältlich.In known axially displaceable tooth couplings, the touch Tooth profiles of the coupling socket part and the hub part over the entire tooth height. The tooth profile is usually involute gears that are produced by the hobbing process. Provides the external teeth of the hub part the manufacture of the involute toothing is not a problem. For the manufacture of the internal toothing In the hobbing process, cutting wheels are used that are suitable for left-handed or right-handed Helical gears normally only briefly in standardized helix angles are available. In addition, backdrops with a corresponding gradient are used for the production necessary. Should gears with a bevel that deviates from the standardized helix Helix angles are produced, the associated cutting wheels and Backdrops are custom-made and are therefore expensive and only available after a long delivery time.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine axial verschiebliche Zahnkupplung zu schaffen, bei der die Innenverzahnung des Kupplungsteils mit jedem beliebigen Schrägungswinkel in einfacher Weise mit ein und demselben Werkzeug herstellbar ist.The object of the invention is to provide an axially displaceable tooth coupling to create in which the internal teeth of the coupling part with any Helix angle can be produced in a simple manner with one and the same tool.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer gemäß der Erfindung ausgebildeten axial verschieblichen Zahnkupplung der beschriebenen Gattung die Zahnflanken der Kupplungsmuffe ebene Flächen. Bei einer derartigen Zahnkupplung sind die Zahnflanken der Innenverzahnung mit einem geradflankigen, den Abschnitt einer Zahnstange bildenden Werkzeug herstellbar. Ein solches Werkzeug ist denkbar einfach und bietet die Vorteile einer kurzfristigen und billigen Herstellung und einer Innenverzahnung bei beliebiger Wahl des Schrägungswinkels. Dabei können auch größte Schrägungswinkel hergestellt werden, die mit Schneidrädern zur Herstellung von Innenverzahnung mit gekrümmten Zahnflanken nicht oder nur schwer verwirklichbar sind.To solve this problem are trained according to the invention in a axially displaceable tooth coupling of the type described, the tooth flanks of the Coupling socket flat surfaces. With such a tooth coupling, the tooth flanks are the internal toothing with a straight-flanked, the section of a rack forming Tool manufacturable. Such a tool is very simple and offers the advantages short-term and cheap production and internal gearing for any Choice of helix angle. Largest helix angles can also be produced be used with cutting wheels for producing internal gearing with curved Tooth flanks are difficult or impossible to achieve.

Es sind bereits winkelbewegliche Zahnkupplungen bekannt, bei denen die Kupplungsmuffe eine Innenverzahnung mit einem geradflankigen Zahnprofil, also Zahnflanken mit ebenen Flächen, aufweist. Bei diesen hat das Nabenteil aber eine ebenfalls mit geradflankigen Zahnprofil ausgebildete Verzahnung, die zur Ermöglichung der Winkelbeweglichkeit im Grundriß trapezförmig ist oder in der Innenverzahnung Spiel hat.There are already angularly movable tooth clutches known in which the coupling sleeve has internal teeth with a straight-flanked tooth profile, so Tooth flanks with flat surfaces. With these, however, the hub part has one Also formed with a straight-flanked tooth profile, which enables the angular mobility is trapezoidal in plan or in the internal toothing Game has.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung bilden Gruppen von Zahnlücken das Gegenprofil eines Zahnstangenabschnitts. Dadurch kann die Herstellung der Innenverzahnung beschleunigt werden, weil bei jedem Vorschub des Werkzeugs gleichzeitig mehrere Zähne oder Zahnlücken geschnitten oder gestoßen werden.In an advantageous embodiment of the invention, groups of Tooth gaps the mating profile of a rack section. This allows the manufacture the internal gearing can be accelerated, because at every advance of the tool at the same time multiple teeth or gaps are cut or pushed.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using several exemplary embodiments.

F i g. 1 zeigt einen innenverzahnten Zahnkranz im Achsschnitt längs der Linie I-I in F i g. 2 mit einem als Zahnstangenzahn ausgebildeten Stoßwerkzeug; F i g. 2 zeigt den die Ansicht der Innenverzahnung darstellenden mittleren Teil des Schnitts längs der Linie II-II in F i g. 1; F i g. 3 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeils III der F i g. 1 mit geschnittenem dargestelltem Werkzeug, bei der die Verzahnung vereinfacht als Geradverzahnung dargestellt ist; F i g. 4 zeigt dieselbe Ansicht wie F i g. 3, wobei das Werkzeug jedoch die eine Zahnlücke einer Zahnstange umgrenzenden Schneidkanten aufweist; F i g. 5 zeigt dieselbe Ansicht wie F i g. 3, wobei das Werkzeug jedoch als Gruppe von zwei benachbarten Zahnstangenzähnen ausgebildet ist.F i g. 1 shows an internally toothed ring gear in a longitudinal axial section the line I-I in FIG. 2 with a pusher tool designed as a rack tooth; F i g. 2 shows the middle part showing the view of the internal toothing of the section along the line II-II in F i g. 1; F i g. 3 shows a view in the direction of of arrow III of FIG. 1 with cut tool shown, in which the The toothing is shown in simplified form as a straight toothing; F i g. 4 shows the same View as in FIG. 3, with the tool, however, the one tooth gap of a rack has defining cutting edges; F i g. 5 shows the same view as FIG. 3, but with the tool as a group of two adjacent rack teeth is trained.

Die Kupplungsmuffe 1 mit einer als Schrägverzahnung ausgebildeten Innenverzahnung ist vorgesehen für eine Zahnkupplung, bei der der Nabenteil als schrägverzahntes Außenrad mit Evolventenverzahnung ausgebildet ist 'und axial in der Kupplungsmuffe verschoben werden kann. Bei dieser axialen Verschiebung der beiden Kupplungsteile führt der eine gegenüber dem anderen eine Verdrehbewegung aus. Beide Teile besitzen die gleiche Zähnezahl, dieselbe Teilung bzw. denselben Modul und denselben Teilkreisdurchmesser. Die Zahnflanken 2 und 3 (F i g. 1 bis 3) bestehen aus ebenen Flächen und werden durch das geradf(ankige Werkzeug 4 gestoßen. Die Flanken stehen unter dem Eingriffswinkel a zu dem die benachbarte Zahnlücke halbierenden Durchmesser der Innenverzahnung; der Schrägungswinkel ist mit ß bezeichnet. Da das Werkzeug, das die Innenverzahnung im Einzelteilverfahren und ohne Abwälzung stößt, als Zahnstangenzahn ausgebildet ist, entsteht die Zahnlücke als Lücke einer Zahnstange. Die Berührungslinien zwischen den Zahnflanken der Innenverzahnung der Kupplungsmuffe und den Evolventenflanken der Außenverzahnung des Nabenteils sind identsich mit der Erzeugungsgeraden.The coupling sleeve 1 with one designed as a helical toothing Internal toothing is provided for a tooth coupling in which the hub part as Helical outer gear is formed with involute teeth 'and axially in the coupling sleeve can be moved. With this axial displacement of the two Coupling parts one executes a twisting movement with respect to the other. Both Parts have the same number of teeth, the same pitch or the same module and same pitch circle diameter. The tooth flanks 2 and 3 (Fig. 1 to 3) exist from flat surfaces and are pushed by the straight tool 4. The flanks are at the pressure angle a to which the adjacent tooth gap bisects Internal gear diameter; the helix angle is denoted by ß. Since that Tool that pushes the internal toothing in a single-part process and without generating, is designed as a rack tooth, the tooth gap arises as a gap in a rack. The lines of contact between the tooth flanks of the internal toothing of the coupling sleeve and the involute flanks of the external toothing of the hub part are identical to the generation line.

Gemäß F i g. 4 kann die Innenverzahnung der Kupplungsmuffe 11 auch mit einem Werkzeug 14 hergestellt werden, welches Schneidkanten aufweist, die eine Zahnlücke einer Zahnstange umgrenzen; die beiden Flanken 12 und 13 eines Zahns der Innenverzahnung bilden dann den Zahn einer Zahnstange.According to FIG. 4, the internal teeth of the coupling sleeve 11 can also be made with a tool 14 which has cutting edges that have a Delimit the tooth gap of a rack; the two flanks 12 and 13 of a tooth of the Internal teeth then form the tooth of a rack.

Zur Beschleunigung der Herstellung der Innenverzahnung können auch zwei oder mehr benachbarte Zähne oder Zahnlücken gleichzeitig gestoßen werden. Bei dem in F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel werden von einem zwei benachbarte Zahnstangenzähne darstellenden Werkzeug 26 gleichzeitig zwei benachbarte Zahnlücken der Innenverzahnung geschnitten, bei denen die Flanke 22 zu der Flanke 24 und die Flanke 23 zu der Flanke 25 parallel sind. Die Flanken 22 und 22 und 23, 23 und 24, 24 und 25 sind jeweils unter dem Winkel 2 a zueinander geneigt. Dasselbe gilt für die beiden eine Gruppe bildenden Zahnlücken 27 und 28 wie auch für alle folgenden Zahnlückengruppen. Die Gesamtzähnezahl des Rads muß dabei geradzahlig sein. Stellt die Zähnezahl eine durch drei ohne Rest teilbare Zahl dar, dann sind an Stelle von Zweiergruppen Dreiergruppen usw. möglich, sofern der sogenannte überdeckungsgrad noch groß genug ist, d. h. sofern die sogenannte erzeugende Gerade für jeden einzelnen Zahn noch innerhalb der gegebenen Zahnhöhe liegt. Dies ist bei großen Zähnezahlen auch bei Gruppen mit mehreren Zähnen der Fall. Werkzeuge mit Gruppen von Zähnen bzw. Zahnlücken erlauben sowohl bei geraden wie bei schrägen Zähnen eine bedeutend raschere Herstellung der Innenverzahnung. Da der Zahngrund oder, bei gruppenweiser Anordnung der Werkzeugzähne, die Zahngründe unabhängig vom Schrägungswinkel in einer Ebene liegen, ist es möglich, für die Herstellung sowohl für Rechts- als auch für Linksinnenschrägverzahnungen das gleiche Werkzeug zu verwenden.To accelerate the production of the internal toothing can also two or more adjacent teeth or tooth gaps are encountered at the same time. at the one shown in FIG. 5 are from one two adjacent Toothed rack teeth tool 26 at the same time two adjacent tooth gaps cut the internal teeth, in which the flank 22 to the flank 24 and the Edge 23 are parallel to the edge 25. The flanks 22 and 22 and 23, 23 and 24, 24 and 25 are inclined to one another at an angle 2 a. The same applies to the two tooth gaps 27 and 28 forming a group as well as for all of the following Tooth gap groups. The total number of teeth on the wheel must be an even number. Provides the number of teeth is a number that can be divided by three without a remainder, then are in place of Groups of two Groups of three etc. possible, provided the so-called degree of coverage is still big enough, d. H. provided the so-called generating straight line for each individual Tooth is still within the given tooth height. This is with large numbers of teeth this is also the case with groups with several teeth. Tools with groups of teeth or tooth gaps allow a significant amount of both straight and oblique teeth faster production of the internal gearing. Since the tooth base or, in groups Arrangement of the tool teeth, the tooth bases independent of the helix angle in one Lying level, it is possible for both legal and for manufacture Left internal helical gears use the same tool.

Ein einwandfreier Eingriff der Zahnflanken des Kupplungsmuffenteils mit denen des Nabenteils längs sich über die ganze Zahnbreite erstreckenden Berührungslinien wird erhalten, wenn für jede Flanke die Bedingung cos a - sind ß = konstant = sin A erfüllt ist. Darin ist a der halbe Flankenwinkel der Innenverzahnung, ß der Schrägungswinkel der Innenverzahnung und A der Grundschrägungswinkel des entsprechenden außenverzahnten Rads.A perfect engagement of the tooth flanks of the coupling sleeve part with those of the hub part along lines of contact extending over the entire tooth width is obtained if the condition cos a - are ß = constant = sin A is fulfilled for each flank. Here, a is half the flank angle of the internal toothing, ß the helix angle of the internal toothing and A is the basic helix angle of the corresponding external gear.

Bei der beschriebenen Innenverzahnung können auch Schrägungswinkel von über 30° verwirklicht werden, was bis jetzt kaum möglich war.In the case of the internal toothing described, helix angles can also be used of over 30 ° can be achieved, which was hardly possible until now.

Die beschriebene Verzahnung ist anstatt mit dem in den Figuren dargestellten Formstoßwerkzeug auch mit einem Formscheibenfräser oder mit einem Stichel herstellbar, der entlang dem geraden Flankenprofil geführt wird.The toothing described is instead of the one shown in the figures Form shaping tool can also be produced with a form disk cutter or with a graver, which is guided along the straight flank profile.

Claims

Claims: 1. Axially displaceable tooth coupling with an internally toothed one Coupling socket part and with a hub part with involute toothing, characterized in that that the tooth flanks (2, 3) of the coupling sleeve (1) are flat in a manner known per se Surfaces are. .

2. Tooth coupling according to claim 1, characterized in that groups of tooth gaps (22, 23; 24, 25) form the counter-profile of a rack section. Considered publications: German Patent Nos. 54 972, 213 992, 666 227, 692 760, 737 886, 880 084, 931509, 1004 438, 1177 423; British Patent No. 222,732; USA. Patent No. 1 647 136, 1,961,426, 2,332,068, 2,538,999, 2,712,740, 2,744,449. DH Bruins, "Machine tools for metal-cutting forms," BG Teubner Verlagsgesellschaft, Leipzig, 4th edition, 1948, pp. 259 to 261; VJ Korotkin, "Intensitivity of Bevel Gears with", "Straight Crowned Teeth to Axes Tilt", Machirres and tooling ", Volume XXXV, No. 12 from 1964, pp. 6 to 9.