DE1149949B

DE1149949B - Klemmrollenkupplung

Info

Publication number: DE1149949B
Application number: DES45080A
Authority: DE
Inventors: Albert Blattmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-08-06
Filing date: 1955-08-06
Publication date: 1963-06-06

Description

Klemmrollenkupplung Stelleinrichtungen mit Motorantrieb müssen in vielen Fällen auch von Hand verstellbar sein. Bekannt ist ein Überlagern der Motor- und der Handverstellung mittels eines Differentials, wobei jedoch der Aufwand relativ groß ist, weil sowohl am Motor als auch am Handrad eine Rücklaufsperre vorgesehen werden muß. Bekannt ist auch eine umschaltbare, durch Federkraft in die Ausgangsstellung zurückgehende Kupplung zwischen dem Motor- und dem Handradantrieb. Bei Handbetrieb muß aber die Kupplung entgegen der Federkraft in ihrer Schaltstellung gehalten werden.
Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine einfache Kupplung zu schaffen, mit der ein Zusammenarbeiten zweier Antriebe in der Weise ermöglicht wird, daß hierbei einem der Antriebe Vorrecht gegeben wird. Hierzu wird eine in beiden Drehrichtungen kraftübertragende Klemmrollenkupplung angewendet. Die Kupplung besteht aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Kupplungskörpern, von denen einer eine ununterbrochene, kreiszylindrische Klemmfläche, der zweite eine unterbrochene, in bezug auf die kreiszylindrische Klemmfläche geneigte Klemmfläche aufweist derart, daß zwischen den beiden Kupplungskörpern ein Ringraum mit paarweise sich in entgegengesetzten Richtungen verengenden Keilspalten und darin angeordneten, durch Federn in ihre Klemmlage gedrückten Klemmrollen gebildet ist. Die Kupplung weist ferner Mutnehmer auf, die anzahlmäßig den Klemmrollenpaaren entsprechen, gemeinsam konzentrisch zur Kupplungshauptachse drehbar sind und in die Engstellen zwischen je zwei Keilspalten ragen sowie in Umfangsrichtung Mitnehmerflächen aufweisen, die beim Drehen des Mitnehmerkranzes die in Drehrichtung benachbarte Klemmrolle entgegen der Federwirkung aus ihrer Klemmlage lösen und bei weiterem Drehen des Mitnehmerkranzes an einer Mitnehmergegenfläche am zweiten Kupplungskörper zur Anlage kommen.
Nach der Erfindung wird die Kupplung so ausgebildet, daß der zylindrische Kupplungskörper mit einem treibenden Organ, z. B. einem Schneckenrad, der Mitnehmerkranz mit einem zweiten treibenden Organ, z. B. einer Welle, das gegenüber dem erstgenannten treibenden Organ antriebsmäßig bevorrechtigt sein soll, und der zweite Kupplungskörper mit einem getriebenen Organ, z. B. einer Hohlwelle, in Verbindung steht.
Eine in ihrem Aufbau ähnliche, für beide Drehrichtungen verwendbare Kupplung ist bereits bekannt. Bei dieser sind auf einer Welle zwei konzentrische Kupplungskörper angeordnet, von denen der eine eine Kappe darstellt, die den anderen mit einem hülsenförmigen zylindrischen Teil umschließt. Der innere Kupplungskörper ist mit Unterbrechungen ausgeführt, zwischen denen klauenartige Vorsprünge bestehen bleiben, wobei in den zwischen diesen Klauen bestehenden Hohlräumen Paare von durch Federn auseinandergedrückten Klemmrollen angeordnet sind, die mit geneigten Klemmflächen zusammenarbeiten. Wenn bei dieser Anordnung die Welle in der einen oder anderen Drehrichtung angetrieben wird, so klemmt sich die jeweils vordere Rolle eines Rollenpaares ein und bewirkt, daß der eine Kupplungskörper vom andern mitgenommen wird, während die andere Rolle des Paares nicht verklemmt, also lose ist. Durch Bremsung des kappenartigen Kupplungskörpers wird erreicht, daß die kuppelnde Rolle außer Eingriff kommt, so daß die kraftschlüssige Verbindung gelöst wird. Die bekannte Kupplung dient also dem Zweck, einen treibenden und einen getriebenen Maschinenteil so zu kuppeln, daß die Verbindung durch Festhalten eines Ausrückers ausgerückt werden kann. Hierbei sind jedoch weder zwei verschiedene Antriebe, noch eine verschiedene Wertigkeit dieser Antriebe vorgesehen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand einer Zeichnung erläutert. Die Fig.1 und 2 zeigen Schnitte der Kupplung nach der Erfindung, die Fig. 3 eine parallelperspektivische Darstellung der zerlegten Kupplung.
Eine Welle 1 ist in einer .aus den beiden Teilen 2' und 2" bestehenden Hohlwelle gelagert. Die beiden Teile der Hohlwelle, die zugleich den getriebenen Teil der Kupplung bildet, sind in Kugellagern gelagert. Der eine Antrieb der Kupplung, der gegenüber dem anderen zurücktreten soll, d. h. der Sekundärantrieb, treibt ein mit dem Gehäuse der Kupplung verbundenes Schneckenrad 4 mittels einer nicht gezeichneten Schnecke. Die Kupplung weist einen hülsenförmigen Ring 5 auf, in den vier Klemmrollen 6 und 6' eingelegt sind. Diese werden mittels zweier an einem mit einer exzentrisch kreisförmigen Außenfläche versehenen Teil. 7 verschraubter Blattfedern 8 in der gezeichneten Lage gehalten. Der Teil? ist drehbar auf der Abtriebswelle 2" gelagert und greift mittels klauenartiger Ansätze 9 in klauenartige Ansätze 10 der Abtriebswelle 2" ein. Weiterhin. greifen in den Ring 5 Fortsätze eines mit der Welle 1 verbundenen Teiles 11 ein. Die beiden Teile der Welle 2 sind mittels Schrauben 12 miteinander verbunden.
Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende: Am Schneckenrad 4 treibt ein nicht gezeichneter Motor den Ring 5 z. B. in Pfeilrichtung an. Hierdurch werden die beiden Klemmrollen 6' zwischen dem Teil 7 und dem Ring 5 eingeklemmt und nehmen den Teil 7 in Pfeilrichtung mit. Klauenfortsätze 9 am Teil 7 greifen in Fortsätze 10 der Welle 2" ein und setzen damit die auf die Welle 2" aufgesteckte, nicht gezeichnete Verstelleinrichtung in Drehung. Wird nun durch eine Drehbewegung an der Welle 1, z. B. mittels aufgesetztem Handrad, diese Welle entgegen der Umdrehungsrichtung des Ringes 5 gedreht, so bewegen sich die Ansätze 11 gegen die Klemmrollen 6' und lösen diese aus ihrer Klemmlage. Dadurch wird die Welle 2" vom Schneckenrad 4 abgekuppelt. Wird nun die. Welle 1 weiter entgegen der eingezeichneten Pfeilrichtung gedreht, so legen sich die Ansätze 11 gegen Fortsätze an der Welle 2 und drehen diese entsprechend der Drehbewegung an der Welle 1 weiter. Beim Loslassen der Welle 1 werden die Ansätze 11 wieder in die gezeichnete Lage zurückbewegt. Da die Ansätze 11 lediglich durch Ausschnitte in der geteilten Welle 2 in die Kupplung eingreifen, wird die Welle 1 bei Antrieb vom Schneckenrad 4 her mitgedreht. Soll der bevorrechtigte Antrieb an der Welle 1 wirksam werden, so werden mit der Welle 1 die Ansätze 11 in Pfeilrichtung bewegt. Hierdurch werden entgegen der Kraft der Blattfedern 8 die Klemmrollen 6 aus der Klemmlage gelöst und die Ansätze an der Welle 2 durch Anlegen der Ansätze 11 weiterbewegt.
Da die Kupplung symmetrisch aufgebaut ist, gelten die obigen Ausführungen auch für die entgegengesetzte Drehrichtung.
Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, an Stelle einer Ausführung, bei der die Welle l durch die Welle 2 hindurchgeführt wird, die Welle 2 einteilig auszuführen, was eine entsprechende Änderung der Lager bedingt. In manchen Fällen kann es auch vorzuziehen sein, den Antriebsring 5 und das zugehörige Antriebsrad (z. B. Schneckenrad 4) als zwei getrennte Stücke auszuführen. In Anwendungsfällen, wo der i Abtrieb mit verhältnismäßig hoher Drehzahl laufen soll, ist es vorteilhaft, den bevorrechtigten Antrieb entweder über ein Übersetzungsgetriebe auf die Kupp-Jung arbeiten zu lassen oder auch für den Antrieb einen hochtourigen Motor zu verwenden. Die Anwen dung der Erfindung bietet besondere Vorteile für den Antrieb von Ventilen und Schiebern. Bei derartigen Ausführungen, bei denen der angetriebene Teil gegen eine starre Wegbegrenzung anläuft, ist es vorteilhaft, zwischen den Antriebsmotor und den Antriebsring eine lastabhängige Kupplung einzuschalten, die bei Überlast den Kraftfluß trennt und/oder den Antriebsmotor stillsetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. In beiden Drehrichtungen kraftübertragende Klemmrollenkupplung, bestehend aus zwei konzentrisch zueinander angeordneten Kupplungskörpern, von denen einer eine ununterbrochene, kreiszylindrische Klemmfläche, der zweite eine unterbrochene, in bezug auf die kreiszylindrische Klemmfläche geneigte Klemmfläche aufweist, derart, daß zwischen den beiden Kupplungskörpern ein Ringraum mit paarweise sich in entgegengesetzten Richtungen verengenden Keilspalten und darin angeordneten, durch Federn in ihre Klemmlage gedrückten Klemmrollen gebildet ist, weiterhin bestehend aus einem Kranz von Mtnehmern, die anzahlmäßig den Klemmrollenpaaren entsprechen, gemeinsam konzentrisch zur Kupplungshauptachse drehbar sind, in die Engstellen zwischen je zwei Keilspalten ragen und in Umfangsrichtung Mitnehmerflächen aufweisen, die beim Drehen des Mitnehmerkranzes die in Drehrichtung benachbarte Klemmrolle entgegen der Federwirkung aus ihrer Klemmlage lösen und bei weiterem Drehen des Mitnehmerkranzes an einer Mitnehmergegenfläche am zweiten Kupplungskörper zur Anlage kommen, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kupplungskörper (5) mit einem treibenden Organ (z. B. Schneckenrad 4), der Mitnehmerkranz (11) mit einem weiteren treibenden Organ (z. B. Welle 1), das gegenüber dem erstgenannten treibenden Organ antriebsmäßig bevorrechtigt sein soll, und der zweite Kupplungskörper (7) mit einem getriebenen Organ (z. B. Hohlwelle 2', 2") in Verbindung steht.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kupplungskörper (5) als Schneckenrad ausgebildet ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem bevorrechtigten Antrieb zugeordnete Welle (1) die übrigen Teile der Kupplung trägt.
4. Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem bevorrechtigten Antrieb zugeordnete Welle (1) als Vollwelle, die dem Abtrieb zugeordnete Welle (2) als die Welle (1) umgebende Hohlwelle ausgeführt ist.
5. Kupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem bevorrechtigten Antrieb und dem Abtrieb zugeordneten Bauglieder an den einander entgegengesetzten Enden der gemeinsamen Hauptachse der Kupplung liegen.
6. Kupplung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als die Klemmrollen (6) belastende Federn Blattfedern (8) verwendet sind, die in ihrer Mitte an dem zweiten Kupplungskörper (7) befestigt sind.
7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmflächen des zweiten Kupplungskörpers (7) als zur Kupplungshauptachse exzentrische Kreiszylinderflächen ausgebildet sind: In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 384 919, 710 842, 725 363, 760 284, 948 741; schweizerische Patentschrift Nr. 268 935; USA.-Patentschriften Nr. 2 406 644, 2 537 722; Katalog 62/2 S. 253 der Firma P.1. V.-Antrieb, Werner Reimers K. G., Bad Homburg v. d. H.