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Schaltbare Wellenkupplung Die Erfindung betrifft eine schaltbare Wellenkupplung
mit axial verschiebbarer Schaltmuffe, bei der eine Nabe mit einem sie umgebenden
Ringkörper durch unter Kniehebelwirkung stehende Mitnehmer verkeilt wird.
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Es sind bereits Wellenkupplungen bekannt, bei denen eine Nabe mit
einem sie umgebenden Ringkörper durch unter Kniehebelwirkung stehende Mitnehmer
verkeilt wird. Solche Kupplungen bedingen einen erheblichen Aufwand, weil Schalthebel
zum Verschieben der Kupplungselemente erforderlich sind und für das Lösen der Kupplung
große Kräfte gebraucht werden.
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Im Maschinenbau sind Kupplungen, die mit geringen Kräften gesteuert
werden, kleine Abmessungen haben und außerdem ein schnelles Schalten und Kuppeln
ermöglichen, erwünscht. Solche Kupplungen werden z. B. bei Werkzeugmaschinen-Kopiersteuerungen
benötigt, wobei die Forderung gestellt ist, daß die Kupplungen schlupffrei schalten
und auch häufig geschaltet werden können.
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Die bekannten Kupplungen erfüllen die Anforderungen nicht befriedigend,
da sie entweder zu langsam und/oder nicht schlupffrei arbeiten. Genaue Kopiersteuerungen
lassen sich. daher.nur mit Hilfe von kostspieligen Hilfseinrichtungen herstellen.
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Durch die Erfindung wird eine schlupffreie, in schneller Folge zu
schaltende Wellenkupplung geschaffen, die kleinste Bauabmessungen bei Übertragung
von großen Drehmomenten aufweist und die in vorhandene Getriebe ohne große Änderungen
eingebaut werden kann.
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Die schaltbare Wellenkupplung ist nach der Erfindung gekennzeichnet
durch in einem Käfig geführte, am Rand abgerundete Scheiben als Mitnehmer, die einerseits
in eine umlaufende Nut der Nabe, andererseits in eine Ringnut des Ringkörpers hineinfassen
und beim Verschieben der Schaltmuffe und des mit ihr verbundenen Ringkörpers senkrecht
gestellt werden und so Nabe und Ringkörper miteinander verkeilen, wobei bei einer
ringförmig umlaufenden Nabennut die Scheiben unrund sind oder bei entsprechend der
Scheibenzahl polygonähnlicher umlaufender Nabennut die Scheiben kreisrund sein können
und der Käfig vorzugsweise federnd an der Nabe befestigt ist.
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Im Rahmen der Erfindung ist weiter vorgesehen, die Nabe mit dem sie
umgebenden Ringkörper nur in einer Drehrichtung zu kuppeln, während in der anderen
Drehrichtung keine Kupplung eintreten soll. Solche Anordnungen sind z. B. für Bremslüfter
günstig zu verwenden.
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Die Wellenkupplung nach der Erfindung ist vorteilhaft für Werkzeugmaschinengetriebe
sowohl für Programmsteuerungen als auch für Wegsteuerungen zu verwenden, da sie
schnell reagiert und kurze Schaltwege benötigt. Sie ist aber auch in entsprechender
Stärke für alle Getriebe des Maschinenbaues, für Schiffswendegetriebe, Winden, Landmaschinen,
Buchungsmaschinen und in Verbindung mit Lamellenkupplungen für Fahrzeuggetriebe
anwendbar.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Fig.
2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der
Fig. 1 und Fig.4 eine weitere Ausführungsform, im Schnitt. Auf einer Welle a ist
die Nabe b angeordnet, welche fest auf der Welle sitzt. Die Befestigung erfolgt
in an sich bekannter Weise. Um die Nabe b ist axial verschiebbar ein Ringkörper
c vorgesehen, der in Richtung d durch Schaltgestänge e, Magnete od. dgl. in seiner
Stellung veränderbar ist. Die Nabe b wird mit dem Ringkörper c durch unter Kniehebelwirkung
stehende Mitnehmer verkeilt. Die Mitnehmer bestehen aus am Rand abgerundeten Scheiben
f, die in eine umlaufende Nut h der Nabe b und in eine Ringnut g des
Ringkörpers c hineinfassen. Die Scheiben f werden senkrecht gestellt, wenn die Schaltmuffe
e mit dem Ringkörper c verschoben wird und verkeilen dann Ringkörper c und Nabe
b miteinander.
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In der Fig. 1 ist die Wellenkupplung im entkuppelten Zustand dargestellt,
und die zwischen den Kupplungsteilen b und c vorhandenen Scheiben
f weisen eine Schräglage auf. Je nach der Größe der Kupplung kann eine beliebige
Anzahl von Scheiben f vorgesehen sein. In der entkuppelten Stellung wirkt die Ringnut
g des Ringkörpers c als Gleitlager. Die schmalen, an ihrem Umfang stark abgerundeten
Scheiben f laufen in der Nabennut h der Nabe b. Entsprechend der
Anzahl
der Scheiben f sind polygonähnliche Flächen t vorgesehen. Die Scheiben
f werden in einem Käfig i
geführt, der mit der Nabe b verbunden ist.
Der Käfig i hat aber die Möglichkeit, nach beiden Drehrichtungen eine gewisse Bewegung
gegenüber der Nabe b vorzunehmen. Diese Bewegung ist durch eine Feder k begrenzt,
die auch bestrebt ist, den Käfig i stets in eine Lage zurückzubringen, in der die
Scheiben f zwischen der Nabennut h und der Ringnut g mit dem Käfig i frei sind,
das ist die entkuppelte Stellung.
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Sobald der verschiebbare Ringkörper c in Richtung m verschoben wird,
werden die Scheiben f aufgerichtet, bis sie die Stellung f' erreichen. In dieser
Stellung klemmen sie sich zwischen der Nabennut h und der Ringnut g fest. Die Nabe
b wird hierbei mit dem Ringkörper c verkeilt. Sobald die Schaltmuffe wieder in Richtung
m1 bewegt wird, gelangen die Scheiben in eine leichte Schräglage, wodurch eine selbsttätige
Entkupplung bewirkt wird.
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In der eingeschalteten Stellung stehen die Scheiben f senkrecht
zwischen den Teilen b und c. Es treten in dieser Stellung keine Kräfte in
Richtung m1 auf. Die Kupplung ändert ihren Schaltzustand ohne einen Schaltimpuls
nicht. Erst wenn die Scheiben f durch einen Anstoß in eine leichte Schräglage gebracht
werden, lösen sie die Verkeilung selbsttätig wieder.
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Mit dem verschiebbaren Ringkörper c kann eine weitere Welle, Zahnräder
od. dgl., verbunden sein, die das Drehmoment von der Welle a übertragen. Zum Kuppeln
wird ein geringer Schaltweg benötigt, und das Lösen der Kupplung erfolgt selbsttätig
sofort nach Aufhören des Schaltdruckes m. Die Rückstellfeder k ist in einer Nut
o der Nabe b geführt und mit ihren Enden im Käfig i befestigt, so daß die Feder
den Käfig bei der Entkupplung sofort wieder in seine Mittelstellung zur Nabe b zurückbringt.
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Für Kupplungen, die nur in einer Drehrichtung kuppeln sollen, wird
die Nabennut h in besonderer Weise ausgebildet. Es kann z. B. der Verlauf p der
Nabennut (Fig. 3) vorgesehen sein. An dieser Stelle erfolgt dann keine Verkeilung
der Scheiben f. Solche Kupplungen sind vorteilhaft für Kräne und Aufzüge als Bremslüfter
zu verwenden. Die Ausbildung der Kupplungsteile b, c kann in beliebiger Weise erfolgen,
wenn die Anordnung der schmalen Scheiben f in der beschriebenen Weise vorgesehen
ist. Es ist auch die umgekehrte Anordnung denkbar, daß die Nabe b verschiebbar ist
und der Ringkörper c mit einer Welle od. dgl. fest verbunden ist.
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Um eine einfache und billige Herstellung der Kupplung zu erreichen,
kann es von Vorteil sein, wenn an der Nabe b an Stelle der polygonartigen Keilflächen
eine ringförmige Nut q eingearbeitet ist. Eine Keilwirkung der Kupplung wird in
diesem Fall dadurch erzielt, daß die Scheiben f auf dem Umfang eine Abflachung r
besitzen. Durch eine Ringfeder s (Käfig) werden die Scheiben f mit ihren Abflachungen
r so gehalten, daß sie im entkuppelten Zustand stets mit der Stelle des kleinsten
Durchmessers auf der Ringnut q aufliegen. Die Abflachungen r übernehmen die Aufgabe
der Keilflächen. Bei dieser Ausführungsform können sich die Scheiben f zur Nabe
b bewegen, da die Keilflächen sich immer in der richtigen Stellung befinden.