DE1298605B - Verriegelungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Hauptpatentanmeldung betrifft eine Verriege- Das Auslöseorgan kann durch Druckluft betätigt hängevorrichtung, die die Bewegung eines unter der werden. Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, Wirkung einer Kraft stehenden, zu verriegelnden wenn die Verriegelungseinrichtung bei durch Druck-Teiles mit Hilfe einer Abstützung aus Wälzkörpern luft betätigten Schaltern benutzt ist. In diesem Fall verhindert. Der zu verriegelnde Teil wird dabei von S ist ein Kupplungsteil mit dem Schalterantrieb und der wenigstens zwei in bezug auf die Richtung dieser andere Kupplungsteil mit dem beweglichen Schalt-Kraft hintereinanderliegenden Wälzkörpern festgehal- stück verbunden.

ten, die sich auf zwei Widerlagern abstützen und in Um die Schaltstücke in der Einschaltstellung fest-

der verriegelten Stellung senkrecht zur Kraftrichtung zuhalten, kann eine Klinke vorgesehen sein, die mit an einer zur Kraftrichtung parallelliegenden ebenen io dem Abstützungsorgan zusammenarbeitet und nach

Wand im labilen Gleichgewichtszustand anliegen. der Auslösung des Schalters den antreibenden Teil in

Zum Lösen der Verriegelung wird mindestens ein einer Sperrlage festhält.

Wälzkörper von der Wand wegbewegt. Zum Entklinken des treibenden Teils kann ein

Gemäß der Hauptpatentanmeldung ist vorgesehen, Anschlag oder eine Nase am getriebenen Kupplungs-

daß mindestens ein Widerlager eine an der Kipp- 15 teil vorgesehen sein.

schwelle beginnende konvexe Oberfläche aufweist. Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung nach

Man erhält dadurch einen besonders kurzen Aus- der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 11 schematisch

löseweg, der die Verriegelung zusammenbrechen in verschiedenen Schnitten und Ansichten sowie in

läßt. Auch die zur Auslösung benötigte Kraft ist mehreren, den verschiedenen Betriebszuständen ent-

sehr klein, da nur die Rollreibung zwischen den 20 sprechenden Stellungen dargestellt.

Wälzkörpern und ihren Widerlagern zu überwin- Fig. 1 und 3 zeigen einen Schnitt nach der

den ist. Linie A, B der Anordnung nach der Fig. 2; Fig. 2

Die Erfindung nutzt die Vorrichtung nach der ist ein Schnitt nach der Linie C, D der Anordnung

Hauptpatentanmeldung zum Aufbau einer lösbaren nach der Fig. 1; Fig. 1 zeigt den eingekuppelten

Kupplung. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, 25 und F i g. 3 den ausgekuppelten Zustand für beide

daß die Wälzkörper im inneren Teil einer Kupplung Teile;

angeordnet sind, der von einem äußeren, um eine Fig. 4 bis 11 haben Einzelheiten bzw. weitere

gemeinsame Achse drehbaren Teil umgeben ist, daß Ausbildungsmöglichkeiten der Anordnung nach der

der äußere Kupplungsteil auf seiner Innenfläche Aus- Erfindung zum Gegenstand.

sparungen zur Abstützung der Wälzkörper hat und 30 In den F i g. 1 bis 3 ist 1 eine Welle mit einem

daß ein Auslöseorgan vorgesehen ist, das quer zur Wellenkopf 1 b, einer Aussparung 1 c, einer Bohrung

Achse der Kupplung auf die Wälzkörper einwirkt. Id und einer Anschlagfläche la zur Aufnahme von

Es sind zwar bereits verschiedentlich Kupplungen Wälzkörpern 15, 15 a, 15 b, ISc und eines Wälzangegeben worden, bei denen zwei um eine gemein- körperhalters 2 sowie eines in der Bohrung Id längs same Achse drehbare Teile mit Hilfe von Wälzkör- 35 verschiebbaren Auslösestiftes 6. Der Wälzkörperpern lösbar verbunden sind, die im inneren Teil an- halter 2 hat zwei Führungsflächen 2 a und 2 b für die geordnet sind und in Aussparungen des äußeren Wälzkörper 15 und 15 c sowie zwei Aussparungen 2 c Teiles eingreifen (deutsche Patentschriften 441715, und 2d zur Aufnahme der Wälzkörper 15α und 15b. 475 760, französische Patentschrift 1035 302). Hier- Er ist mit zwei Bolzenil, 11a an der Welle 1 bebei fehlt aber die gemäß der Hauptpatentanmeldung 40 festigt und hat eine Aussparung 2 e zur Aufnahme vorgesehene Ausbildung der Widerlager mit eines einer Feder 12, die die Wälzkörper 15 a und 15 b an der Kippschwelle beginnenden konvexen Ober- gegen die Anschlagfläche 1 α der' Wellenaussparung fläche. Deshalb benötigt man bei den bekannten 1 c drückt. Der Antriebshebel 9 ist auf der Welle 1 Kupplungen größere Kräfte zum Auslösen oder grö- gelagert und mit Hilfe des Stiftes 14 mit der Welle 1 ßere Wege für die auszulösende Kraft oder sogar 45 fest verbunden. Die Welle 1 ist in einer Buchse 24 beides. Häufig tritt dabei eine besonders große Reib- geführt, die einen Teil der Tragvorrichtung 20, 21, kraft auf, weil die Wälzkörper gar keine Rollbewe- 22 bildet.

gung ausführen können, sondern zwischen Führungs- 3 ist ein Mitnehmer mit den Aussparungen 3 a, 3 b

flächen gleiten. Das gleiche gilt für eine in der deut- und 3 c. Der Radius 3 d der Aussparungen 3 b und

sehen Patentschrift 472 065 angegebene Kupplung, 50 3 c ist vorteilhafterweise größer als der Radius 15 d

bei der die Wälzkörper im äußeren Teil der Kupp- der Wälzkörper. Die Aussparungen 3 b und 3 c kön-

lung angeordnet sind und in eine Ausnehmung des nen auch andere Formen haben. Soll die Kupplung

inneren Teiles hineinragen. z. B. in einer Richtung wirksam sein und einen Über-

Die Erfindung unterscheidet sich auch von dem in hub zulassen, so erhalten die Aussparungen 3 b und

der deutschen Patentschrift 603 357 angegebenen 55 3 c vorteilhafterweise die gestrichelt dargestellten

Freilauf, bei dem zur Kupplung der beiden Teile Formen 3/ und 3 g. Der Mitnehmer 3 ist drehbar

drei in radialer Richtung hintereinanderliegende WaI- auf dem Wellenkopf Ib der Welle 1 gelagert. An

zen zwischen dem inneren und dem äußeren Teil seiner linken Seite ist eine hinter den Bund des

vorgesehen sind. Auch bei dieser Anordnung kann Wellenkopfes 1 b greifende Scheibe 4 mit Schrauben

nämlich keine rollende Reibung auftreten. 60 4a und 4b an seiner rechten Seite eine sich gegen

Die Aussparungen im äußeren Kupplungsteil kön- den Wellenkopf 1 b legende Scheibe 5 zusammen mit

nen bei der Erfindung in an sich bekannter Weise einem Hebel 7 mit Schrauben 7a und 7ft befestigt.

Auflaufflächen haben, deren Neigungen vorteilhafter- Dadurch ist der Mitnehmer 3 gegen axiales Verschie-

weise so bemessen sind, daß die Flächenbean- ben auf dem Wellenkopf 1 b gesichert,

spruchung z. B. durch Druckkräfte der höchstzuläs- 65 Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Gemäß

sigen Beanspruchungen des Werkstoffs entspricht, der F i g. 1 sind die beiden Hebel 9 und 7 mitein-

aus dem der die Auflaufflächen enthaltende Kupp- ander gekuppelt. In dieser Stellung werden die Wälz-

lungsleil besteht. körper 15a und 15b von der Feder 12 gegen die

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Fläche la gedruckt. Die Wälzkörper 15a und 15& (s. Fig. 4). Die Welle 1 hat zwei Bohrungen Ie und drücken die Wälzkörper 15 und 15c nach außen in 1/, die durch Pfropfen Ig und l/t verschlossen sind, die Aussparungen 3 & und 3 c des Mitnehmers 3. Die Die Bohrung 1/ mündet in den Zylinder Ii, in dem Wälzkörper 15 und 15 c liegen außerdem zwischen der Auslösestift 6 als Kolben läuft. Die Druckluft den beiden Flächen la und 2& des Wälzkörperhai- 5 strömt in Pfeilrichtung 1 k ein. Dadurch wird der ters 2 einerseits und der Fläche la des Wellenkopfes Auslösestift 6 in Richtung 6a vorangetrieben. Der Ib andererseits. Wie man aus der Fig. 1 erkennt, Druck der Luft hat dabei naturgemäß auch die auf bilden die vier Wälzkörper 15 bis 15 c die Abstüt- den Auslösestift 6 wirkende Zentrifugalkraft zu überzung zwischen dem treibenden Teil, dem Hebel 9 winden. Das auf diese Weise durchgeführte Entkupauf der Welle 1, und dem getriebenen Teil, dem io pein kann in jedem beliebigen Augenblick geschehen. Hebel 7 am Mitnehmer 3. Die Mittelpunkte der Zum Zweck des Kuppeins wird in der Bohrung 1 e Wälzkörper 15 bis 15 c liegen auf der Linie a-b. Die ein Unterdruck erzeugt. Auch das kann in jedem Wälzkörper 15 und 15 c liegen in den Widerlagern beliebigen Augenblick geschehen. Zur Steuerung 3ft und 3c. In dieser Stellung ist der treibende Teil 9 dient ein Zweiwegehahn Im. Der Druckluftanschluß über die Welle 1 durch die von den vier Wälzkörpern ig ist mit In, der Sauganschluß mit Ip bezeichnet. Is 15 bis 15 c gebildete Abstützung mit dem mit dem ist der Steuerhebel. Er kann willkürlich von Hand getriebenen Teil 7 verbundenen Mitnehmerstück 3 oder auch automatisch in Abhängigkeit von irgendverriegelt, d. h. gekuppelt. Man kann jetzt den trei- welchen Betriebsgrößen verstellt werden. Die Anbenden Teil 9 nach links oder auch nach rechts be- Ordnung kann als normale Kupplung oder auch als wegen, immer wird der getriebene Teil 7 mitgenom- ao Überholungskupplung arbeiten,
men. Auch ist es gleichgültig, welchen Teil man als Soll die Kupplung als normale Wellenkupplung den treibenden und welchen man als den getriebenen benutzt werden, so können die beiden Hebel 9 und 7 verwendet. Es kann auch entgegen der oben beschrie- wegfallen (vgl. F i g. 5). Die Welle 1 ist dann eine benen Anordnung so sein, daß der Hebel 7 der trei- Antriebswelle 10, und an Stelle des Hebels 7 und der bende und der Hebel 9 der angetriebene Teil ist. 35 Platte 5 tritt eine getriebene Welle 30. Man kann Die Entriegelung bzw. Entkupplung wird dadurch dann auch die angetriebene Welle mit dem Mitnehherbeigeführt, daß der Auslösestift 6 in Richtung 6 a mer 3 unmittelbar verbinden oder auch beide Teile vorgeschoben wird. Dadurch werden die Wälzkörper aus einem Stück anfertigen, so daß der Mitnehmer 15 a und 15 b gegen die Kraft der Feder 12 nach einen Kopf 31 der getriebenen Welle 30 bildet in der oben in die Aussparungen 2 c und Zd gedrückt, so 30 gleichen Weise, wie der Kopf 1 ft ein Teil der treibendaß die durch die vier Wälzkörper 15 bis 15 c gebil- den Welle 1 ist.

dete Abstützung zusammenbricht. Auf den vier Wälz- Soll die Anordnung als Überholungskupplung arkörpern 15 bis 15 c lastet nämlich in Richtung der beiten, dann wird der Impuls zum Zusammenbrechen Linie 15 e ein Druck, der von den gewölbten Flächen der Abstützung durch den überholenden Teil gegeder Aussparungen 3 b und 3 c ausgeübt wird und 3g ben. Das kann mechanisch durch Beeinflussung des von der am Antriebshebel 9 wirkenden Kraft her- Stiftes 6 durch den Stift 6 ft oder durch Druckluft rührt. Sobald nun die beiden mittleren Wälzkörper über eine Verstellung des Zweiwegehahns geschehen. 15 a und 15 ft von dem Auslösestift 6 nach oben her- Auf diese Weise wird dann die Verbindung zwischen ausgedrückt werden, wird hierdurch ein Impuls zum dem treibenden und dem getriebenen Teil gelöst. Dei Zusammenbrechen der Abstützung gegeben. Es ge- 40 treibende Teil kann dann den getriebenen Teil übernügt nur ein kleiner Anstoß gegen die Wälzkörper holen. Der Impuls wird von dem voraneilenden Teil 15 a und 15 ft. Sobald ihre Mittelpunkte aus der durch Ausführung des Überhubes gegeben.
Linie 15 e herausgedrückt sind, kann die auf den Bleibt später der treibende, also der überholende Wälzkörpern 15 und 15 c lastende Kraft den völligen Teil zurück, so wird die Kupplung wieder schlüssig, Zusammenbruch der Unterstützung herbeiführen 45 sobald die Wälzlager 15 bis 15c die Möglichkeit (vgl. die in der F i g. 3 gezeichnete Stellung). In dieser haben, unter dem Druck der Feder 12 in die ge-Stellung können sich jetzt die Welle 1 und der Mit- streckte Lage (Verbindungslinie 15 e ihrer Mittelnehmer 3 frei gegeneinander im Kreise bewegen, d. h. punkte) und dabei in die Aussparungen 3 ft und 3 c also, die Teile 9 und 7 sind entkuppelt. bzw. 3/ und 3g des Mitnehmers 3 zurückzutreten. Es Das Verriegeln oder Einkuppeln ist bei der Be- 50 sei bemerkt, daß die Feder 12 so kräftig sein muß, wegung der Teile 9 und 7 im Kreis gegeneinander in daß sie die Zentrifugalkraft überwindet, der die im dem Augenblick möglich, in dem die Aussparungen entkuppelten Zustand außerhalb der Linie 15 c lie-3 ft und 3 c ein Ausweichen der Wälzkörper 15 und genden Wälzkörper 15 a und 15 ft unterliegen. Da die 15 c nach außen gestatten, zu welchem Zweck der Zentrifugalkraft von der Drehzahl abhängig ist, wird Mitnehmer 3 und die Welle 1 in die in der F i g. 1 5g die Feder bei geringer Drehzahl schwächer als bei gezeichnete Stellung durch Drehen in der einen oder hohen Drehzahlen sein.

anderen Richtung um die Achse der Welle 1 gebracht Sofern die Kupplung zur Betätigung von Schaltwerden. In dieser Stellung drückt die Feder 12 die kontakten durch einen elektrischen oder Druckluftbeiden Wälzkörper 15a und 15 ft wieder zwischen antrieb benutzt werden soll, wird der Hebel 9 mit die Wälzkörper 15 und 15 c und bringt die vier Wälz- 60 dem Schalterantrieb, also z. B. mit einem Handhebel körper in die in der F i g. 1 dargestellte Lage zurück. oder einem Elektromotor bzw. mit einem Kolben Der Auslösestift 6 muß dabei selbstverständlich wie- eines Druckluftantriebes oder einer Feder 9 c und der in seiner Ruhelage (s. Fig. 1) stehen. der Hebel 7 mit den zu betätigenden Kontakten des Die Bewegung des Auslösestiftes 6 in Richtung 6a Schalters verbunden. Der Auslösestift 6 steht dann und zurück kann z. B. von außen durch einen mit 65 mit der zu überwachenden Größe, beispielsweise mit ihm verbundenen Steuerstift 6 ft herbeigeführt werden dem Strom oder der Spannung, in Verbindung, und (s. den eingezeichneten Steuerstift 6ft in den Fig. 1 zwar derart, daß bei der Überschreitung eines vorher bis 3). Man kann aber auch Druckluft verwenden bestimmten Wertes dieser Größe der Auslösestift 6

in Pfeilrichtung 6 α vorgeschoben wird und dadurch die Verriegelung der beiden Teile 9 und 7 aufhebt, so daß der Schalter öffnen kann.

Ein solches Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 6 bis 11 schematisch dargestellt. Die Fig. 6 zeigt eine Zwischenstellung. An dem Hebel 9 ist eine Feder 9 c angelenkt, die die Schalterantriebskraft darstellt. 8 ist eine Klinke, die am Bolzen 23 drehbar gelagert ist. Sie wird von einer Feder 13 nach unten, also in Riehtungl3a, gedrückt. Der Bolzen 23 ist am Gehäuseteil 21 befestigt, z. B. angeschweißt. 27 ist eine Feder, die die schematisch dargestellten Schaltkontakte 28 und 29 öffnen will.

Die F i g. 8 und 7 zeigen die Anordnung bei eingeschaltetem Schalter. Die Klinke 8 greift hinter den Wälzkörper 15 und bewirkt dadurch, daß die Feder 27 nicht die Kontakte 28 und 29 öffnen und die Feder 9 c den Hebel 9 nicht zurückholen kann.

Zum Zweck der Entkupplung wird der Auslösestift 6 in Richtung 6 α gedruckt. Dadurch gelangen die beiden Wälzkörper 15 α und 15 & in die Aussparungen Ic und Zd des Wälzkörperhalters 2, wobei gleichzeitig die Feder 12 gespannt wird. Nunmehr sind beide Teile 1 und 2 frei gegeneinander beweglich. Die Feder 27 zieht jetzt den Hebel 7 nach rechts und öffnet die Kontakte 28, 29, der Hebel 9 hingegen wird durch die Klinke 8 über den Abwälzkörper 15 mit festgehalten. Dieser Zustand ist in der F i g. 9 dargestellt und muß erst erreicht werden, bevor das Wiedereinschalten des Schalters, also das Schließen der Kontakte 28, 29, möglich ist. Hierdurch ist eine gewisse Sicherheit gegeben, daß der Schalter wirklich geöffnet hat, bevor das Kommando »ein« gegeben werden kann. Der Hebel 7 hebt auf dem letzten Stück seines Weges nach rechts, z. B. 5° Ausschlag, durch die Nase 3« den Hebel 8 an und gibt damit den Abwälzkörper 15 frei (vgl. Fig. 10). In dieser Stellung bleibt die Kupplung stehen, bis das Kommando »ein« gegeben wird. Wird dieses Kommando »ein« gegeben, so wird der Hebel 9 nach links bewegt. Dadurch gelangt die Welle 1 mit den Abwälzkörpern in die Stellung, welche in der F i g. 9 durch die strichpunktierte Linie 9 b angedeutet ist. In dieser Stellung können die Abwälzkörper 15, 15 a, 15 b, 15 c wieder die Einschaltstellung einnehmen, weil die Feder 12 die beiden mittleren Wälzkörper 15 α und 15 b gegen die Fläche 1 α zurückdrückt, wobei die beiden äußeren Wälzkörper 15 und 15 c in die Aussparungen 3c und 3d eintreten können (s. Fig. 11). Bewegt man jetzt den Hebel 9 nach rechts, so verklemmen sich die Abwälzkörper in den Auflaufflächen 3 c und 3 d, indem sie sich- gegenseitig abstützen, kuppeln dadurch den Hebel 9 und 7 und nehmen letzteren mit. Die Feder 27 wird gespannt, die Kontakte 28, 29 werden geschlossen. Wird die Stellung nach der F i g. 7 erreicht, fällt die Klinke 8 wieder zurück und hält dadurch den Abwälzkörpei fest, wodurch der Anfangszustand wieder erreicht ist.

Man kann die Kupplung auch in der Weise beim Schalterantrieb verwenden, daß der Hebel 9 nicht mit der Antriebskraft, sondern mit den Schaltkontakten, und der Hebel 7 nicht mit den Schaltkontakten, sondern mit der Antriebskraft verbunden ist. Dadurch wird an der Wirkungsweise der Anordnung im Prinzip nichts geändert, sofern die Klinke 8 und der Mitnehmer 3 so angeordnet werden, daß sich ihre Wir-Kungsrichtungen entsprechend den vertauschten Wirkungen der Hebel 7 und 9 ändern. Die Neigungen der Auf lauf flächen 3/ und 3 g können vorteilhafterweise so bemessen sein, daß die zulässige Beanspruchung des Werkstoffes voll ausgenutzt ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verriegelungsvorrichtung, deren gegen die Wirkung einer Kraft zu verriegelnder Teil von wenigstens zwei in bezug auf die Richtung dieser Kraft hintereinanderliegenden Wälzkörpern festgehalten wird, die sich auf zwei Widerlagern abstützen und in der verriegelten Stellung senkrecht zur Kraftrichtung an einer zur Kraftrichtung parallelliegenden ebenen Wand im labilen Gleichgewichtszustand anliegen, von der zum Lösen der Verriegelung mindestens ein Wälzkörper wegbewegt wird, wobei mindestens ein Widerlager eine an der Kippschwelle beginnende konvexe Oberfläche aufweist, nach Patentanmeldung P 11 31 304.5-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (15 a, ISb) im inneren Teil (1) einer Kupplung angeordnet sind, der von einem äußeren, um eine gemeinsame Achse drehbaren Teil (3) umgeben ist, daß der äußere Kupplungsteil auf seiner Innenfläche Aussparungen (3/, 3 g) zur Abstützung der Wälzkörper (15 a, ISb) hat und daß ein Auslöseorgan vorgesehen ist, das quer zur Achse der Kupplung auf die Wälzkörper einwirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (3c, 3d) an sich bekannte Auflaufflächen (3e, 3/) haben, deren Neigungen aber so bemessen sind, daß die zulässige Beanspruchung des Werkstoffs der Auflaufflächen z. B. durch die Wälzkörperdruckkräfte voll ausgenutzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Druckluft zur Steuerung des Auslöseorgans benutzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei elektrischen Schaltern zur Betätigung von Schaltkontakten benutzt und ein Kupplungsteil (9) mit dem Schalterantrieb und der andere Kupplungsteil (7) mit den Schaltkontakten (28) verbunden ist (F i g. 10).

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klinke (8) angeordnet ist, die mit dem Abstützungsorgan zusammenarbeitet und nach der Auslösung des Schalters (28, 29) den antreibenden Teil (9) in der Sperrlage festhält (Fig. 9).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der getriebene Kupplungsteil (3) einen Anschlag (Nase 3«) zum Entklinken des treibenden Kupplungsteils (9) hat (Fig. 10).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen