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DE102010023261A1 - Switchable shaft-hub connection, has coupling part inserted into space between shafts such that teeth of coupling part are engaged with internal gears of sleeve shaft, and gears of coupling part are engaged with teeth of solid shaft - Google Patents

Switchable shaft-hub connection, has coupling part inserted into space between shafts such that teeth of coupling part are engaged with internal gears of sleeve shaft, and gears of coupling part are engaged with teeth of solid shaft Download PDF

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DE102010023261A1
DE102010023261A1 DE102010023261A DE102010023261A DE102010023261A1 DE 102010023261 A1 DE102010023261 A1 DE 102010023261A1 DE 102010023261 A DE102010023261 A DE 102010023261A DE 102010023261 A DE102010023261 A DE 102010023261A DE 102010023261 A1 DE102010023261 A1 DE 102010023261A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
shaft
coupling part
hollow shaft
teeth
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102010023261A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102010023261B4 (en
Inventor
Frank Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority to DE102010023261.0A priority Critical patent/DE102010023261B4/en
Publication of DE102010023261A1 publication Critical patent/DE102010023261A1/en
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Publication of DE102010023261B4 publication Critical patent/DE102010023261B4/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D11/00Clutches in which the members have interengaging parts
    • F16D11/08Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially
    • F16D11/10Clutches in which the members have interengaging parts actuated by moving a non-rotating part axially with clutching members movable only axially

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The connection has a solid shaft (2) comprising external teeth (7) and a sleeve shaft (1) with internal gears (5). The solid shaft is rotatably mounted in the sleeve shaft. A coupling part (8) is inserted into a space between the shafts such that external teeth (10) of the coupling part are engaged with the internal gears of the sleeve shaft. Internal gears (9) of the coupling part are engaged with the external teeth of the solid shaft for passage of torque of the solid shaft to the sleeve shaft. The teeth are designed according to DIN 5680. The teeth are involute gears or splines. Independent claims are also included for the following: (1) a tape device comprising an auxiliary drive (2) a method for operating a switchable shaft-hub connection.

Description

Die Erfindung betrifft eine schaltbare Welle-Nabe-Verbindung und eine Vorrichtung, umfassend einen Hauptantrieb und einen als Ersatzantrieb oder Zusatzantrieb zuschaltbaren Hilfsantrieb.The invention relates to a switchable shaft-hub connection and a device, comprising a main drive and a switchable as a replacement drive or auxiliary drive auxiliary drive.

Es ist bekannt, bei Welle-Nabe-Verbindung eine Hohlwelle, also Nabe, mit einer Welle, insbesondere Vollwelle, zu verbinden.It is known in shaft-hub connection a hollow shaft, so hub to connect to a shaft, in particular solid shaft.

Aus der DE 199 57 062 64 ist eine Kupplung bekannt, wobei ein Ersatzweg für Drehmomentübertragung bei Versagen eines Hauptübertragungswegs aktiviert wird.From the DE 199 57 062 64 a clutch is known, wherein a replacement path for torque transmission is activated in case of failure of a main transmission path.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Umweltschutz zu verbessern.The invention is therefore based on the object to improve the environment.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung nach den in Anspruch 1 und bei der Vorrichtung, umfassend einen Hauptantrieb und einen als Ersatzantrieb oder Zusatzantrieb zuschaltbaren Hilfsantrieb, nach den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the switchable shaft-hub connection according to claim 1 and in the device, comprising a main drive and a switchable as a replacement drive or auxiliary drive auxiliary drive, according to the features specified in claim 8.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei der schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung sind, dass sie eine Vollwelle mit Außenverzahnung und eine Hohlwelle mit Innenverzahnung aufweist,
wobei die Vollwelle in der Hohlwelle drehbar gelagert ist,
wobei ein Kupplungsteil, welches eine Außenverzahnung und eine Innenverzahnung aufweist, in einen Zwischenraum zwischen Hohlwelle und Vollwelle einschiebbar ist, so dass die Außenverzahnung des Kupplungsteils mit der Innenverzahnung der Hohlwelle und die Innenverzahnung des Kupplungsteils mit der Außenverzahnung der Vollwelle in Eingriff bringbar ist,
insbesondere zum Durchleiten eines Drehmoments von der Vollwelle an die Hohlwelle.
Important features of the invention in the switchable shaft-hub connection are that it has a solid shaft with external teeth and a hollow shaft with internal teeth,
wherein the solid shaft is rotatably mounted in the hollow shaft,
wherein a coupling part, which has an outer toothing and an inner toothing, can be inserted into a clearance between the hollow shaft and the solid shaft, so that the outer toothing of the coupling part can be brought into engagement with the inner toothing of the hollow shaft and the inner toothing of the coupling part can engage with the outer toothing of the solid shaft,
in particular for passing a torque from the solid shaft to the hollow shaft.

Von Vorteil ist dabei, dass bei Ausfall eines Hauptantriebs ein Ersatzantrieb zuschaltbar ist und somit die Standzeit der Anlage verlängerbar ist. Hierdurch ist der Umweltschutz verbessert, da eine Erneuerung der Anlage erst nach verlängerter Standzeit notwendig ist.The advantage here is that in case of failure of a main drive, a replacement drive can be switched on and thus the life of the system is extended. As a result, the environmental protection is improved, since a renewal of the system only after prolonged service life is necessary.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vollwelle in der Hohlwelle drehbar gelagert mittels eines Kugellager, Rillenlager, eines sonstigen Wälzlagers oder mittels eines Gleitlagers. Von Vorteil ist dabei, dass die Vollwelle und somit dasjenige Getriebe zu dem die Vollwelle Abtriebswelle ist, lagerbar ist in der Hohlwelle. Um das Mitdrehen des Getriebes mit der Vollwelle bei an die Hohlwelle gekoppelter Vollwelle zu vermeiden, ist eine Drehmomentabstützung für das Getriebe notwendig. Die Vollwelle ist im abgeschalteten Zustand der Verbindung, also Kupplung, frei drehbar innerhalb der Hohlwelle.In an advantageous embodiment, the solid shaft is rotatably mounted in the hollow shaft by means of a ball bearing, groove bearing, another rolling bearing or by means of a sliding bearing. The advantage here is that the solid shaft and thus that transmission to which the solid shaft output shaft is storable in the hollow shaft. In order to avoid the turning of the gearbox with the solid shaft with solid shaft coupled to the hollow shaft, a torque support for the gearbox is necessary. The solid shaft is in the switched-off state of the compound, so clutch, freely rotatable within the hollow shaft.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vollwelle in der Hohlwelle drehbar gelagert, so dass die Außenverzahnung der Vollwelle und die Innenverzahnung der Hohlwelle zumindest einen axialen Teilbereich gemeinsam überdecken. Von Vorteil ist dabei, dass das Kupplungsteil axial kompakt ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the solid shaft is rotatably mounted in the hollow shaft, so that the outer teeth of the solid shaft and the inner teeth of the hollow shaft cover at least one axial portion together. The advantage here is that the coupling part is axially compact executable.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Kupplungsteil axial verschiebbar angeordnet, insbesondere mittels eines Betätigungsmittels, insbesondere eines manuell betätigbaren oder eines mittels eines elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betreibbaren Linearaktors. Von Vorteil ist dabei, dass ein Hin- und Herschieben des Kupplungsteils einfach oder automatisiert und daher abhängig von Sensorsignalen ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the coupling part is arranged to be axially displaceable, in particular by means of an actuating means, in particular a manually operable or by means of an electrically, hydraulically or pneumatically operable linear actuator. The advantage here is that a back and forth of the coupling part is simple or automated and therefore executable depending on sensor signals.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Verzahnungen Evolventenverzahnungen oder Vielkeilverzahnungen, insbesondere ausgeführt nach DIN 5680 . Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Herstellung der Verzahnung ausführbar ist. Außerdem ist die Tragfähigkeit der Vielkeilverzahnung groß und das Spiel klein oder nicht vorhanden.In an advantageous embodiment, the teeth are involute or splined, in particular executed according to DIN 5680 , The advantage here is that a simple cost-effective production of the teeth is executable. In addition, the bearing capacity of the splines is large and the play is small or absent.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die axiale Verschiebung des Kupplungsteils von einer Steuerelektronik bewirkt, insbesondere mittels eines Aktors, wobei die Steuerelektronik mit einem Mittel zur Erfassung einer Drehzahl, insbesondere der Vollwelle und/oder der Hohlwelle, und/oder eines zwischen Vollwelle und Hohlwelle übertragenen Drehmoments verbunden ist, insbesondere zur Erfassung der zwischen Vollwelle und Hohlwelle relativ vorhandenen Drehzahl,
insbesondere wobei nur bei Unterschreiten eines kritischen Wertes der erfassten Größe ein Einschieben des Kupplungsteils von der Steuerelektronik bewirkt wird. Von Vorteil ist dabei, dass bei Erkennen des Ausfalls des Hauptantriebs und Unterschreiten des kritischen Wertes somit die Zuschaltung erfolgt, so dass beim Zuschalten keine gefährliche Belastung des Kupplungsteils eintritt.
In an advantageous embodiment, the axial displacement of the coupling part is effected by a control electronics, in particular by means of an actuator, wherein the control electronics with a means for detecting a rotational speed, in particular the solid shaft and / or the hollow shaft, and / or a transmitted between solid shaft and hollow shaft torque is connected, in particular for detecting the relative between solid shaft and hollow shaft speed,
in particular, whereby insertion of the coupling part is effected by the control electronics only when falling below a critical value of the detected variable. The advantage here is that when detecting the failure of the main drive and falling below the critical value thus the connection takes place, so that when switching no dangerous load on the coupling part occurs.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die axiale Länge der Innenverzahnung der Hohlwelle größer als die axiale Länge der Vollwelle, insbesondere Vollwelle und Hohlwelle axial derart relativ zueinander angeordnet sind, dass bei axialem Einführen des Kupplungsteils in den Zwischenraum zuerst die Außenverzahnung des Kupplungsteils mit der Innenverzahnung der Hohlwelle und danach die Innenverzahnung des Kupplungsteils mit der Außenverzahnung der Vollwelle in Eingriff kommt. Von Vorteil ist dabei, dass zunächst das massearme Kupplungsteil auf Drehzahl gebracht wird, also synchronisiert oder winkellagemäßig ausgerichtet und formschlüssig verbunden wird mit der Hohlwelle und danach ein Einkuppeln an die Vollwelle, also formschlüssiges Verbinden des Kupplungsteils mit der Vollwelle, erfolgt. Dabei ist die Drehzahl klein, so dass beim Einfädeln der Zähne der Innenverzahnung des Kupplungsteils in Zahnlücken der Außenverzahnung der Vollwelle ein sehr schnelles axiales Bewegen des Kupplungsteils erreichbar ist, insbesondere innerhalb eines beim Einfädeln auftretenden Spiels. Die relative Drehzahl zwischen Vollwelle und Hohlwelle ist entsprechend niedrig.In an advantageous embodiment, the axial length of the internal toothing of the hollow shaft is greater than the axial length of the solid shaft, in particular solid shaft and hollow shaft are arranged axially relative to each other, that at axial insertion of the coupling part in the gap first, the external teeth of the coupling part with the internal teeth of the hollow shaft and then the internal teeth of the coupling part with the external teeth of the solid shaft is engaged. The advantage here is that initially the low-mass Coupling part is brought to speed, that is synchronized or angular position aligned and positively connected to the hollow shaft and then a coupling to the solid shaft, so positive connection of the coupling part with the solid shaft occurs. In this case, the speed is small, so that when threading the teeth of the internal teeth of the coupling part in tooth gaps of the external teeth of the solid shaft a very fast axial movement of the coupling part can be achieved, especially within a game occurring during threading. The relative speed between solid shaft and hollow shaft is correspondingly low.

Wichtige Merkmale bei der Vorrichtung, umfassend einen Hauptantrieb und einen als Ersatzantrieb oder Zusatzantrieb zuschaltbaren Hilfsantrieb, sind, dass der Hilfsantrieb eine Vollwelle aufweist, die mittels einer schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung, insbesondere nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, zuschaltbar ist,
wobei die Hohlwelle der schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung antreibbar ist vom Hauptantrieb.
Important features of the device, comprising a main drive and an auxiliary drive which can be engaged as a replacement drive or auxiliary drive, are that the auxiliary drive has a solid shaft, which can be engaged by means of a switchable shaft-hub connection, in particular according to at least one of the preceding claims,
wherein the hollow shaft of the switchable shaft-hub connection is driven by the main drive.

Von Vorteil ist dabei, dass die Hohlwelle mit dem Abtrieb des Hauptantriebs verbunden ist und nach dessen Ausfall der Hilfsantrieb zuschaltbar ist, indem die in der Hohlwelle angeordnete Vollwelle der Welle-Nabe-Verbindung zugeschaltet wird.The advantage here is that the hollow shaft is connected to the output of the main drive and after the failure of the auxiliary drive can be engaged by the arranged in the hollow shaft solid shaft of the shaft-hub connection is switched on.

Bei einer alternativen Ausführung ist Vollwelle und Hohlwelle vertauscht vorgesehen.In an alternative embodiment, solid shaft and hollow shaft is provided reversed.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung ein Bandantrieb. Von Vorteil ist dabei, dass auf beiden Bandseiten ein Antrieb auf Schwingen montierbar ist, wobei einer der Antriebe der Hauptantrieb und der andere der Hilfsantrieb ist.In an advantageous embodiment, the device is a belt drive. The advantage here is that on both sides of a drive belt can be mounted on rockers, one of the drives of the main drive and the other is the auxiliary drive.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben einer schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung sind, dass

  • – Werte einer Größe, wie die Drehzahl der Welle und/oder Nabe und/oder das übertragene Drehmoment, erfasst werden, insbesondere in zeitlichen Abständen wiederholend,
  • – bei Versagen des Hauptantriebs und Unterschreitens eines kritischen Wertes der Größe das Schalten der Verbindung ausgeführt wird,
  • – insbesondere wobei in einem ersten Schritt die Außenverzahnung eines Kupplungsteils mit der Innenverzahnung der Nabe, also Hohlwelle, in Eingriff gebracht wird und in einem nachfolgenden Schritt die Innenverzahnung des Kupplungsteils mit der Innenverzahnung der Welle, also Vollwelle, in Eingriff gebracht wird.
Important features in the method for operating a switchable shaft-hub connection are that
  • Values of a variable, such as the rotational speed of the shaft and / or hub and / or the transmitted torque, are detected, in particular repetitively at intervals,
  • In the case of failure of the main drive and below a critical value of the size, switching of the connection is carried out,
  • - In particular, wherein in a first step, the external teeth of a coupling part with the internal toothing of the hub, that is, hollow shaft is engaged and in a subsequent step, the internal teeth of the coupling part with the internal teeth of the shaft, ie solid shaft, is brought into engagement.

Von Vorteil ist dabei, dass ein Zuschalten gesichert erfolgt, also derart, dass das Kupplungsteil und die Verzahnungen geschützt bleiben. Somit ist der Umweltschutz erhöht, insbesondere auch deshalb, weil der Verschleiß des Kupplungsteils verringert ist durch die genannten Schutzmaßnahmen.The advantage here is that a connection is secured, so that the coupling part and the teeth remain protected. Thus, the environmental protection is increased, in particular also because the wear of the coupling part is reduced by the said protective measures.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task arise.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
In der 1 sind die Bauteile einer erfindungsgemäßen Welle-Nabe-Verbindung gezeigt.
The invention will now be explained in more detail with reference to figures:
In the 1 the components of a shaft-hub connection according to the invention are shown.

Hierbei ist eine Hohlwelle 1 mit zwei Lagerbereichen ausgestattet zur Lagerung einer Vollwelle 2. Die Die Lager sind als Gleitlager und/oder als Rillenlager ausführbar.Here is a hollow shaft 1 equipped with two storage areas for storage of a solid shaft 2 , The bearings can be designed as slide bearings and / or as groove bearings.

In der 1 sind die Lagerbereiche (3, 4) an der Hohlwelle symbolisiert.In the 1 are the storage areas ( 3 . 4 ) symbolized on the hollow shaft.

Bei Einschieben der Vollwelle 2 in die Hohlwelle 1 kommen die auf der Vollwelle 2 angeordneten Lagersitze (3, 4) in Wirkverbindung mit den an der Hohlwelle angeordneten Lagerbereichen (3, 4), insbesondere ab einer vorgesehenen axialen Einschiebeposition.When inserting the solid shaft 2 in the hollow shaft 1 come on the shaft 2 arranged bearing seats ( 3 . 4 ) in operative connection with the arranged on the hollow shaft bearing areas ( 3 . 4 ), in particular from an intended axial insertion position.

Das Einschieben ist beendet, wenn die Außenverzahnung 7 der Vollwelle 2 vollständig axial in die Innenverzahnung 5 der Hohlwelle 1 eingeschoben ist. Dabei sind diese beiden Verzahnungen nicht im Eingriff. Denn der kleinste Innendurchmesser der Hohlwelle 1 im Verzahnungsbereich der Innenverzahnung 5 ist größer als der größte Außendurchmesser im Verzahnungsbereich der Außenverzahnung 7.The insertion is completed when the external teeth 7 the full wave 2 completely axially into the internal toothing 5 the hollow shaft 1 is inserted. These two gears are not engaged. Because the smallest inner diameter of the hollow shaft 1 in the toothed area of the internal toothing 5 is greater than the largest outer diameter in the toothing area of the external toothing 7 ,

Nur durch axiales Einschieben des Kupplungsteils 8 ist ein Koppeln der beiden Wellen (1, 2) ausführbar. Hierzu ist das Kupplungsteil 8 mit einer Innenverzahnung 9 und einer Außenverzahnung 10 ausgeführt. Dabei ist im zwischen die Vollwelle 2 und Hohlwelle 1 eingeschobenen Zustand des Kupplungsteils 8 die Außenverzahnung 10 des Kupplungsteils 8 mit der Innenverzahnung 5 im Eingriff ist, so dass Drehmoment übertragbar ist. Außerdem ist im zwischen die Vollwelle 2 und Hohlwelle 1 eingeschobenen Zustand des Kupplungsteils 8 die Innenverzahnung 9 des Kupplungsteils 8 mit der Außenverzahnung 7 im Eingriff ist, so dass Drehmoment übertragbar ist.Only by axial insertion of the coupling part 8th is a coupling of the two waves ( 1 . 2 ) executable. This is the coupling part 8th with an internal toothing 9 and an external toothing 10 executed. It is in between the full wave 2 and hollow shaft 1 inserted state of the coupling part 8th the external toothing 10 of the coupling part 8th with the internal toothing 5 is engaged, so that torque is transferable. Also, in between is the full wave 2 and hollow shaft 1 inserted state of the coupling part 8th the internal toothing 9 of the coupling part 8th with the external teeth 7 is engaged, so that torque is transferable.

Das Kupplungsteil 8 ist mittels eines Betätigungsmittels 11 verschiebbar. Dieses Betätigungsmittel 11 ist entweder von Hand betätigbar oder mittels eines Aktors, der von einer Steuerelektronik gesteuert wird, die ein Einkuppeln des Kupplungsteils 8 nur unterhalb einer kritischen Drehzahldifferenz zwischen Vollwelle und Hohlwelle zulässt. Hierzu ist vorzugsweise zumindest ein Mittel zur Drehzahlerfassung zumindest einer Wellen (1, 2) mit der Steuerelektronik verbunden. The coupling part 8th is by means of an actuating means 11 displaceable. This actuator 11 is either manually operable or by means of an actuator which is controlled by an electronic control unit, which is a coupling of the coupling part 8th only below a critical speed difference between solid shaft and hollow shaft permits. For this purpose, preferably at least one means for detecting the speed of at least one shaft ( 1 . 2 ) connected to the control electronics.

In der 1 ist mit Bezugszeichen A die axiale Längendifferenz zwischen der Vorderkante der Innenverzahnung der Hohlwelle und der Vorderkante Außenverzahnung des Kupplungsteils gekennzeichnet, wobei diese Längendifferenz ein vorauseilendes Kontaktieren des Kupplungsteils beim Einschieben ermöglicht. Mit Vorderkante ist dabei die dem Kupplungsteil zugewandte, axial begrenzende, axiale Position des von der jeweiligen Verzahnung überdeckten axialen Bereichs gemeint. Diese Bereichsgrenze der Innenverzahnung der Hohlwelle ist dabei geeignet für einen sozusagen vorauseilenden Kontakt mit der Außenverzahnung des Kupplungsteils bezüglich des nacheilenden Kontakts der Innenverzahnung des Kupplungsteils mit der Außenverzahnung der Vollwelle.In the 1 is denoted by reference numeral A, the axial difference in length between the front edge of the internal teeth of the hollow shaft and the front edge outer toothing of the coupling part, said difference in length allows an anticipatory contacting of the coupling part during insertion. In this case, the front edge means the axially delimiting, axial position of the axial region covered by the respective toothing facing the coupling part. This range limit of the internal toothing of the hollow shaft is suitable for a so-called anticipatory contact with the external toothing of the coupling part with respect to the lagging contact of the internal toothing of the coupling part with the external toothing of the solid shaft.

Zu Beginn des Einkuppelns des Kupplungsteils 8 zwischen die Wellen (1, 2) kommt das Kupplungsteil 8 zunächst nur mit seiner Außenverzahnung 10 in Eingriff mit der Innenverzahnung 5 der Hohlwelle 1. Somit wird das Kupplungsteil mitgedreht mit der Hohlwelle 1. Bei weiterem axialen Einschieben des Kupplungsteils 8 kommt die Innenverzahnung 9 des Kupplungsteils 8 mit der Außenverzahnung 7 der Vollwelle 2 in Eingriff und überträgt Drehmoment. Hierbei ist die relative Drehgeschwindigkeit und insbesondere das Drehmoment möglichst klein gewählt, so dass auch bei geringer axialer Überdeckung der Verzahnungen kein zu großes Drehmoment, also ein für die Zähne der Verzahnungen gefährliches Drehmoment, auftritt.At the beginning of the coupling of the coupling part 8th between the waves ( 1 . 2 ) comes the coupling part 8th initially only with its external teeth 10 in engagement with the internal toothing 5 the hollow shaft 1 , Thus, the coupling part is rotated with the hollow shaft 1 , Upon further axial insertion of the coupling part 8th comes the internal toothing 9 of the coupling part 8th with the external teeth 7 the full wave 2 engages and transmits torque. Here, the relative rotational speed and in particular the torque is chosen to be as small as possible, so that even at low axial overlap of the gears no too large torque, ie a dangerous for the teeth of the teeth torque occurs.

Die Verzahnungen sind vorzugsweise ausgeführt als Vielkeilverzahnungen nach DIN 5480 .The teeth are preferably designed as splined after DIN 5480 ,

Die Außenverzahnung 7 der Vollwelle 2 ist an ihrem ersten axialen Endbereich angeordnet und vorzugsweise einstückig mit der Vollwelle 2 ausgeführt, also in diese eingearbeitet.The external toothing 7 the full wave 2 is disposed at its first axial end portion and preferably integral with the solid shaft 2 executed, so incorporated into this.

Die Vollwelle 2 weist an ihrem zweiten axialen Endbereich, welcher am von der Außenverzahnung 7 abgewandten Endbereich der Vollwelle 2 angeordnet ist, einen Flansch 6 auf zur Verbindung mit einem drehenden Teil einer anzutreibenden Maschine oder Anlage.The full wave 2 has at its second axial end portion which of the outer toothing 7 facing away end of the shaft 2 is arranged, a flange 6 for connection to a rotating part of a machine or plant to be driven.

Die Hohlwelle 1 ist vorzugsweise mit der als Vollwelle 2 ausgeführten Abtriebswelle eines Getriebes verbindbar. Mittels des Kupplungsteils 8 ist also das Getriebe zuschaltbar und somit die Maschine oder Anlage vom Getriebe antreibbar.The hollow shaft 1 is preferably with the as a solid shaft 2 executed output shaft of a transmission connectable. By means of the coupling part 8th Thus, the transmission is switchable and thus the machine or system drivable by the transmission.

Die Innenverzahnung 5 der Hohlwelle 1 weist eine größere axiale Länge auf als die Außenverzahnung 7 der Vollwelle 2.The internal toothing 5 the hollow shaft 1 has a greater axial length than the outer toothing 7 the full wave 2 ,

Die Vollwelle 2 ist über die Lager an den Lagerbereichen (3, 4) in der Hohlwelle 1 gelagert.The full wave 2 is via the bearings at the storage areas ( 3 . 4 ) in the hollow shaft 1 stored.

Vorzugsweise ist das Getriebe auf einer Schwinge montiert, insbesondere zusammen mit einem Elektromotor, der die eintreibende Welle des Getriebes antreibt. Die Vollwelle 2 ist bei entferntem Kupplungsteil 8 in der Hohlwelle 1 frei drehbar.Preferably, the transmission is mounted on a rocker, in particular together with an electric motor which drives the driving shaft of the transmission. The full wave 2 is with the coupling part removed 8th in the hollow shaft 1 freely rotatable.

Somit sind also an der Maschine oder Anlage zwei Antriebe vorsehbar, wobei ein Hauptantrieb die Maschine oder Anlage antreibt und das Getriebe von einem Hilfsantrieb umfasst ist. Die Hohlwelle 1 des Getriebes ist dabei derart mit der Maschine verbunden, dass bei betriebenem Hauptantrieb die Hohlwelle 1 mitgedreht wird, also von der Abtriebswelle des Hauptantriebs angetrieben wird. Dabei wird durch die drehbare Lagerung der Vollwelle 2 in der Hohlwelle 1 die Vollwelle 2 nicht mitgedreht.Thus, therefore, two drives can be provided on the machine or plant, wherein a main drive drives the machine or system and the transmission is covered by an auxiliary drive. The hollow shaft 1 The transmission is connected to the machine in such a way that when the main drive is operated, the hollow shaft 1 is rotated, that is driven by the output shaft of the main drive. This is due to the rotatable mounting of the solid shaft 2 in the hollow shaft 1 the full wave 2 not turned.

Nach Ausfall des Hauptantriebs ist das Kupplungsteil 8 axial einschiebbar und somit der Hilfsantrieb als Ersatzantrieb für den Hauptantrieb aktivierbar und zuschaltbar. Dadurch wird dann die Hohlwelle 1 von der Vollwelle 2 des Getriebes angetrieben.After failure of the main drive is the coupling part 8th axially retractable and thus the auxiliary drive as a replacement drive for the main drive can be activated and activated. This will then the hollow shaft 1 from the full wave 2 driven by the transmission.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist Vollwelle und Hohlwelle vertauscht, also die Hohlwelle die Abtriebswelle des Getriebes des Hilfsantriebs und die Vollwelle im ausgeschalteten Zustand vom Haupatantrieb angetrieben.In further embodiments of the invention is full wave and hollow shaft reversed, so the hollow shaft driven the output shaft of the transmission of the auxiliary drive and the solid shaft in the off state of the main drive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Hohlwellehollow shaft
22
VollwelleSolid shaft
33
Lagersitzbearing seat
44
Lagersitzbearing seat
55
Innenverzahnunginternal gearing
66
Flanschflange
77
Außenverzahnungexternal teeth
88th
Kupplungsteilcoupling part
99
Innenverzahnunginternal gearing
1010
Außenverzahnungexternal teeth
1111
Betätigungsmittel zur axialen VerschiebungActuating means for axial displacement
AA
axiale Längendifferenz zwischen der Innenverzahnung der Hohlwelle und Außenverzahnung des Kupplungsteilsaxial length difference between the internal teeth of the hollow shaft and external teeth of the coupling part

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 1995706264 [0003] DE 1995706264 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN 5680 [0011] DIN 5680 [0011]
  • DIN 5480 [0030] DIN 5480 [0030]

Claims (11)

Schaltbare Welle-Nabe-Verbindung, aufweisend eine Vollwelle mit Außenverzahnung und eine Hohlwelle mit Innenverzahnung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollwelle in der Hohlwelle drehbar gelagert ist, wobei ein Kupplungsteil, welches eine Außenverzahnung und eine Innenverzahnung aufweist, in einen Zwischenraum zwischen Hohlwelle und Vollwelle einschiebbar ist, so dass die Außenverzahnung des Kupplungsteils mit der Innenverzahnung der Hohlwelle und die Innenverzahnung des Kupplungsteils mit der Außenverzahnung der Vollwelle in Eingriff bringbar ist, insbesondere zum Durchleiten eines Drehmoments von der Vollwelle an die Hohlwelle.Switchable shaft-hub connection, comprising a solid shaft with external teeth and a hollow shaft with internal teeth, characterized in that the solid shaft is rotatably mounted in the hollow shaft, wherein a coupling part which has an external toothing and an internal toothing, in a space between the hollow shaft and solid shaft can be inserted, so that the external toothing of the coupling part with the internal toothing of the hollow shaft and the internal toothing of the coupling part with the external toothing of the solid shaft can be brought into engagement, in particular for passing a torque from the solid shaft to the hollow shaft. Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollwelle in der Hohlwelle drehbar gelagert ist mittels eines Kugellager, Rillenlager, eines sonstigen Wälzlagers oder mittels eines Gleitlagers.Shaft-hub connection according to at least one of the preceding claims, characterized in that the solid shaft is rotatably mounted in the hollow shaft by means of a ball bearing, groove bearing, another rolling bearing or by means of a sliding bearing. Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vollwelle in der Hohlwelle drehbar gelagert ist, so dass die Außenverzahnung der Vollwelle und die Innenverzahnung der Hohlwelle zumindest einen axialen Teilbereich gemeinsam überdecken,Shaft-hub connection according to at least one of the preceding claims, characterized in that the solid shaft is rotatably mounted in the hollow shaft, so that the external teeth of the solid shaft and the internal teeth of the hollow shaft cover at least one axial portion together, Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsteil axial verschiebbar angeordnet ist, insbesondere mittels eines Betätigungsmittels, insbesondere eines manuell betätigbaren oder eines mittels eines elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betreibbaren Linearaktors.Shaft-hub connection according to at least one of the preceding claims, characterized in that the coupling part is arranged axially displaceable, in particular by means of an actuating means, in particular a manually operable or by means of an electrically, hydraulically or pneumatically operable linear actuator. Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungen Evolventenverzahnungen sind oder Vielkeilverzahnungen, insbesondere ausgeführt nach DIN 5680.Shaft-hub connection according to at least one of the preceding claims, characterized in that the teeth are involute gears or splines, in particular designed according to DIN 5680. Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verschiebung des Kupplungsteils von einer Steuerelektronik bewirkt wird, insbesondere mittels eines Aktors, wobei die Steuerelektronik mit einem Mittel zur Erfassung einer Drehzahl, insbesondere der Vollwelle und/oder der Hohlwelle, und/oder eines zwischen Vollwelle und Hohlwelle übertragenen Drehmoments verbunden ist, insbesondere zur Erfassung der zwischen Vollwelle und Hohlwelle relativ vorhandenen Drehzahl, insbesondere wobei nur bei Unterschreiten eines kritischen Wertes der erfassten Größe ein Einschieben des Kupplungsteils von der Steuerelektronik bewirkt wird.Shaft-hub connection according to at least one of the preceding claims, characterized in that the axial displacement of the coupling part is effected by a control electronics, in particular by means of an actuator, wherein the control electronics is connected to a means for detecting a rotational speed, in particular the solid shaft and / or the hollow shaft, and / or a transmitted between solid shaft and hollow shaft torque, in particular for detecting the relative between solid shaft and hollow shaft speed, in particular, whereby insertion of the coupling part is effected by the control electronics only when falling below a critical value of the detected variable. Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge der Innenverzahnung der Hohlwelle größer ist als die axiale Länge der Vollwelle, insbesondere Vollwelle und Hohlwelle axial derart relativ zueinander angeordnet sind, dass bei axialem Einführen des Kupplungsteils in den Zwischenraum zuerst die Außenverzahnung des Kupplungsteils mit der Innenverzahnung der Hohlwelle und danach die Innenverzahnung des Kupplungsteils mit der Außenverzahnung der Vollwelle in Eingriff kommt.Shaft-hub connection according to at least one of the preceding claims, characterized in that the axial length of the internal toothing of the hollow shaft is greater than the axial length of the solid shaft, in particular solid shaft and hollow shaft are arranged axially relative to each other, that during axial insertion of the coupling part in the clearance first the external teeth of the coupling part with the internal teeth of the hollow shaft and then the internal teeth of the coupling part with the external teeth of the solid shaft comes into engagement. Vorrichtung, umfassend einen Hauptantrieb und einen als Ersatzantrieb oder Zusatzantrieb zuschaltbaren Hilfsantrieb, wobei der Hilfsantrieb eine Vollwelle aufweist, die mittels einer schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung, insbesondere nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, zuschaltbar ist, wobei die Hohlwelle der schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung antreibbar ist vom Hauptantrieb.Device comprising a main drive and an auxiliary drive which can be engaged as a replacement drive or auxiliary drive, wherein the auxiliary drive has a solid shaft, which is connectable by means of a switchable shaft-hub connection, in particular according to at least one of the preceding claims, wherein the hollow shaft of the switchable shaft-hub connection is driven by the main drive. Vorrichtung, umfassend einen Hauptantrieb und einen als Ersatzantrieb oder Zusatzantrieb zuschaltbaren Hilfsantrieb, wobei der Hilfsantrieb eine Hohlwelle aufweist, die mittels einer schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung, insbesondere nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, zuschaltbar ist, wobei die Vollwelle der schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung antreibbar ist vom Hauptantrieb, insbesondere im ausgeschalteten Zustand, in welchem der Hilfsantrieb abgekoppelt ist vom Hauptantrieb.Device comprising a main drive and an auxiliary drive which can be engaged as a replacement drive or auxiliary drive, wherein the auxiliary drive has a hollow shaft, which is connectable by means of a switchable shaft-hub connection, in particular according to at least one of the preceding claims, wherein the solid shaft of the switchable shaft-hub connection is driven by the main drive, in particular in the off state, in which the auxiliary drive is decoupled from the main drive. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Bandantrieb ist.Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device is a belt drive. Verfahren zum Betreiben einer schaltbaren Welle-Nabe-Verbindung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – Werte einer Größe, wie die Drehzahl der Welle und/oder Nabe und/oder das übertragene Drehmoment, erfasst werden, insbesondere in zeitlichen Abständen wiederholend, – bei Versagen des Hauptantriebs und Unterschreitens eines kritischen Wertes der Größe das Schalten der Verbindung ausgeführt wird, – insbesondere wobei in einem ersten Schritt die Außenverzahnung eines Kupplungsteils mit der Innenverzahnung der Nabe, also Hohlwelle, in Eingriff gebracht wird und in einem nachfolgenden Schritt die Innenverzahnung des Kupplungsteils mit der Innenverzahnung der Welle, also Vollwelle, in Eingriff gebracht wird.Method for operating a switchable shaft-hub connection according to at least one of the preceding claims, characterized in that - Values of a variable, such as the rotational speed of the shaft and / or hub and / or the transmitted torque, are detected, in particular at intervals repeating , - in case of failure of the main drive and falling below a critical value of the size, the switching of the connection is carried out, - in particular wherein in a first step, the external teeth of a coupling part with the internal teeth of the hub, ie hollow shaft, is engaged and in a subsequent step the Internal toothing of the coupling part with the Internal toothing of the shaft, that is, solid shaft, is brought into engagement.
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