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Axiale Kupplung zwischen zwei oder mehreren konzentrischen Teilen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Vorrichtung zur axialen Verbindung von zwei oder mehreren konzentrischen Teilen oder Organen, von denen das eine in Drehung befindliche Organ den : Mitnehmer für die andern in Drehung zu versetzenden Organe bildet. Bei bekannten Vorrichtungen, bei denen ein drehendes Organ mit einem konzentrischen, mitzunehmenden Organ beliebig verbunden i werden soll (z. B. Verbindung zwischen einer Welle und einer Riemseheibe, einem Zahnrade u. dgl. \ sind die Verbindungs-bzw. Mitnehmerteile mit den genannten Organen fest verbunden ; diese Teile sind z. B. im Innern der weiblichen Teile und aussen an den männlichen Teilen vorgesehene Kupplungs- zähne.
Die Herstellung der inneren Kupplungszähne ist kostspielig und umständlich und die Ver- bindung ist ausserdem mangelhaft, da die männlichen und weiblihen Kupplungszähne nie in vollkommener gleichförmiger Berührung miteinander stehen können.
Die Verbindungs-bzw. Kupplungsvorrichtung gemäss der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Elementarkupplungs- und Mitnehmerorgane Riegel von kreisförmigem Quer- schnitt sind, die gleichmässig auf dem zylindrischen Umfange des einen (männlichen oder weiblichen, mitnehmenden oder mitgenommenen) Teiles verteilt und in Aussparungen von halbrundem Querschnitt dieses Teiles untergebracht sind, wobei der andere Teil entsprechende Aussparungen aufweist, derart, dass beim Zusammendrücken der beiden Teile die Riegel zur Hälfte in dem einen. zur Hälfte in dem andern
Teile liegen, wodurch bei leichter, schneller und billiger Bearbeitung das vollkommene Tragen der Riegel in den Kupplungsrillen gesichert wird und die Riegel der Sehubbeanspruehung eine Maximalfläche bieten.
Die Riegel können irgendwelche Form haben, vorausgesetzt, dass ihr Querschnitt kreisrund ist ; es können zylindrische oder konische Stifte, Rollen von beliebigem Durchmesser und Länge in beliebiger
Anzahl angewendet werden.
Diese Riegelverbindung oder Kupplung kann auf verschiedenen technischen Gebieten vorteilhaft angewendet werden, da dieselbe einfach, doppelt oder mehrfach wirkend ausgebildet werden kann, wobei die mehrfach wirkende Kupplung durch Rollenreihen von gleichem oder veränderlichem Durch- messer gesichert werden kann.
Der Hauptvorteil der mittels einfacher Stifte hergestellten Verbindung oder Kupplung liegt in den geringen Bearbeitungskosten. Eine derartige Kupplung besitzt abgedrehte Stifte und Aussparungen, die zum Teil in dem mitgenommenen Teil, zum Teil in dem mitnehmenden Teil vorgesehen sind, . 1) ei die Stifte ähnlich wie Keile auf Sehub beansprucht werden.
Die Verbindung mittels drehbarer Organe, wie Rollen u. dgl., besitzt ausser den Vorteilen der Ver-
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Anwendungsmöglichkeiten, z. B. für Maschinenwerkzeuge, Wechselgetriebe od. dgl., gesichert werden, bei denen die Organe abwechselnd auf der Mitnehmerwelle oder einer andern Welle lose drehen oder mit der Mitnehmerwelle oder irgendeinem ändern Mitnehmerorgan (oder umgekehrt) gekuppelt werden müssen oder bei denen ein Organ normal in einer Richtung, jedoch momentan in der entgegengesetzten Richtung mitgenommen werden muss.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der axialen Verbindung oder Kupplung gemäss der Erfindung veranschaulicht, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Stiftverbindung im Längsschnitt, bei der die Verbindung durch ein hin und her verschiebbares Organ hergestellt wird ; Fig. 2 ist ein Schnitt nach
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Schnitt nach der Linie XXI-XXI der Fig. 17.
In Fig. 1-3 bezeichnet 7 die Antriebs- oder Mitnehmerwelle und 2, 2' die konzentrisch angeordneten Organe, die von der Antriebswelle mitgenommen werden sollen. Die Organe, 2, 2' (Scheiben, Zahnräder.
Trommeln od. dgl.) sitzen hier unmittelbar auf der Welle, können jedoch auch ausserhalb derselben angeordnet sein, vorausgesetzt ; dass die Teile 1. 2. 2'axial zueinander angeordnet sind. Auf der Welle ist zwischen den Organen 2, 2'ein Organ. 3 auf Längsrippen 4 mittels einer Gabel. 3 hin und her verschiebbar.
In dem Organ. 3 sind starre zylindrische Bolzen 6 angeordnet, die dasselbe vollständig durchqueren und auf beiden Stirnseiten aus demselben herausragen, wo die Bolzen in den halben Kreisumfang umfassenden Rillen 7 ruhen. Praktisch wird der urchmesser und die Anzahl der Bolzen beliebig gewählt und für jeden einzelnen Fall bestimmt ; im wesentlichen sind die Bolzen jedoch gleichmässig auf derselben Kreislinie verteilt. Die einander gegenüberliegenden Flächen der Organe 2. 2'besitzen rund um
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kann. Die äussere Wand der Ringnut 9 ist mit Rillen 11 versehen, deren Querschnitt genau gleich der Hälfte des Bolzenquersehnittes ist, und deren Anzahl und Verteilung derjenigen der Bolzen genau entspricht.
Wenn die Welle 1 die Antriebswelle ist, so sind die Organe 2. 2'lose auf der Welle, solange das verschiebbare Organ in seiner mittleren Stellung ist. Wird dasselbe nach rechts verschoben, so kommen die Bolzen in Eingriff mit den Rillen 11 des Organs 2', wodurch letzteres mit dem verschiebbaren Organ. 3 gekuppelt wird (vgl. Fig. 3). In ähnlicher Weise wird beim Verschieben des Organs 3 nach links das Organ : 3 mit demselben gekuppelt, während das Organ 2'wieder lose wird. Zur leichteren Eindringung sind die Bolzenenden bei 12 zweckmässig etwas abgerundet oder kegelförmig gestaltet.
Es ist leicht ersichtlich, dass eine solche axiale Verbindung leicht und billig ohne besondere Handarbeit oder umständliche Bearbeitung hergestellt werden kann und eine vollkommene Abstutzung der Bolzen, ein zuverlässiges Mitnehmen der Teile sowie eine praktisch unbedingte Nutzleistung sichert.
Die Bolzen werden auf Schub beansprucht und besitzen eine Maximalberührungstläche.
Anstatt die Bolzen vollständig durch das Organ 3 hindurehragen zu lassen, kann dieses gemäss Fig. 4 und Ï mit zwei Reihen kürzerer Bolzen 13 versehen werden, die in auf den beiden Stirnseiten desselben vorgesehenen halbzylindrischen Rillen ruhen. Die Bolzen werden durch einen Ring festgehalten.
Bei den andern Ausführungsformen sind die Bolzen durch gleichwertige Organe ersetzt, die lose drehbar in den sie tragenden Aussparungen ruhen, wodurch die Kupplung nachgiebiger wird und ausser-
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richtung eines Freilaufrades verbunden werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 6-9 sind die Bolzen durch Rollen 17 ersetzt, die in entsprechenden Aussparungen des verschiebbaren Teiles J vorgesehen sind. In irgendwelcher Stellung des letzteren stehen die Rollen teilweise in Eingriff mit den Organen 2 und : 3'.
Bei den vorhergehenden Beispielen kommt die Kupplung der Welle mit einem der beiden Organe
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Organ B oder 2'Anwendung finden, wobei eine Hälfte des verschiebbaren Organs. 3 weggelassen wird (einfach wirkende Kupplung oder Verbindung).
Die Fig. 10 und 11 zeigen die Anwendung der Erfindung in einem solchen Fall. jedoch gemäss einer etwas verschiedenen Ausführung. Hier ist die Welle 1 auf dem ganzen Umfang ihres stärkeren
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mit ähnlichen Rillen 22 versehen ist. Der lose auf der Welle sitzende Teil. M ist in der Längsrichtung auf letzterer festgekeilt, damit die Rillen 22 und 20 immer genau in denselben senkrechten Ebenen bleiben.
Das auf der Welle hin und her verschiebbare Organ 23 ist hülsenartig ausgebildet und sein offenes Ende ragt in den freien Zwischenraum zwischen dem Teil 21 und dem Wellenteile 24. Der ringförmige. in den genannten Zwisehenraum hineinragende Teil 2J des Organs 23 ist mit Fenstern versehen, in denen je eine Rolle 26 gelagert ist. Die Rollen 26 (Fig. 10) sind somit dauernd einerseits mit dem Wellenteil 24, anderseits mit dem inneren abgedrehten Teil des Organs 21 in Berührung. Die Kupplung wird dadurch
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und 20 gebracht werden.
Es ist ersichtlich, dass das hin und her verschiebbare Organ 23 hier lediglich zur Führung und Verschiebung der Kupplungselemente dient und nicht mehr wie früher einen Teil der
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Kupplung selbst bildet. Da somit der als Führung dienende Teil 25 zwischen die gerillten Teile der Welle und des Teiles 21 eindringen muss, ist es erforderlich, dass einerseits der Teil 25 dünn ausgebildet wird, anderseits der Querschnitt der Rillen etwas geringer als derjenige eines halben Kreises ist. Es ist ausserdem ersichtlich, dass der Teil 21 nur auf einer Seite von der Welle abgestützt wird, während er bei geöffneter Kupplung sich auf der andern Seite auf die Rollen stützt (vgl. Stellung in Fig. 10).
Das Beispiel gemäss Fig. 12-14 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei einem Freilaufrade. 30 ist die Antriebswelle, 81 das mit Rillen 32 zur Aufnahme von Rollen 33 versehene hin und her verschiebbare Organ. Die Rollen 33 werden von der Nabe 34 des mitzunehmenden Rades od. dgl.
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des Ringes 35 geführt und festgehalten, der ihre Längsverschiebung gegenüber der Nabe-M verhindert.
In der Stellung gemäss Fig. 12 läuft das Rad in einer Drehriehtung frei, während beim Verschieben des
Organs 31 nach rechts-wodurch die Rollen in die Rillen 32 gelangen-das Rad mit der Welle gekuppelt wird. Für die Drehung in entgegengesetzter Richtung ist das Rad in allen Stellungen des Organs 31 mit der Welle gekuppelt.
Bei dem Beispiele gemäss Fig. 15 und 16 wird das mit der Welle 37 zu kuppelnde Organ 36 durch andere Organe hindurch, z. B. ein Kugellager, ein Gehäuse od. dgl., von dem hin und her verschiebbaren Organ 38 angegriffen, wobei letzteres lose durch das Kugellager hindurehragt und an seinem Ende hohle
Rollen 40 trägt, die auf Zapfen 41 aufgeschoben sind und in halbzylindrische Rillen 42 des Organs 36 eindringen. Vom technisehen Standpunkt aus hat die Anordnung der Rollen auf den Zapfen-M den gleichen Wert wie die Anordnung derselben in halbzylindrischen Rillen.
Schliesslich zeigen die Fig. 17 und 18 die Anwendung der Erfindung bei einem Wechselgetriebe, wobei das hin und her verschiebbare Organ 43 mit einem der Stufenräder 44. 45 und 46 beliebig verbunden werden kann. Die Zahnräder bzw. Scheiben od. dgl. besitzen je in ihrer mittleren Bohrung Rillen für einen Satz Kupplungsorgane 47 (Kugeln, Rollen od. dgl. ). Letztere stützen sich anderseits auf die glatte Oberfläche des hin und her verschiebbaren Organs 43, das durch die verschiedenen Zahnräder hindurchragt. Ringe 48 verhindern die axiale Verschiebung der Kupplungsorgane.
Das hin und her verschiebbare Organ 43 besitzt einen Bund 49 mit halbzvlindrisehen Rillen 50, der etwas schmäler ist als die Ringe 48. In der in Fig. 17 veranschaulichten Stellung sind die drei Zahnräder frei und ist keines davon mit dem Organ 43 gekuppelt. Wird nun letztere nach links verschoben (Stellung gemäss Fig. 18), so wird das Zahnrad 44 mit ihm gekuppelt. Wird dasselbe jedoch nach rechts verschoben, so wird zunächst das Zahnrad 45 und hierauf das Zahnrad 46 mit ihm gekuppelt.
Die veranschaulichten Beispiele sollen die Erfindung keineswegs beschränken und nur dazu dienen, einige Ausführungsformen der Erfindung schematisch darzustellen. Selbstredend können bei jeder Anwendung die elementaren Mitnehmerorgane auch konisch ausgebildet sein. um eine allmähliche Kupplung mit Geschwindigkeitssynchronisierung zu erzielen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Axiale Kupplung zwischen zwei oder mehreren konzentrischen Teilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elementarkupplungs-und Mitnehmerorgane Rollen, Riegel oder Stifte von kreisförmigem Querschnitt sind, die gleichmässig auf dem zylindrischen Umfang des einen (eingreifenden oder aufnehmenden) Teiles verteilt und in Aussparungen von halbrundem Querschnitt dieses Teiles untergebracht sind, wobei der andere Teil entsprechende Aussparungen aufweist, derart, dass beim Zusammenrücken der beiden Teile die Riegel zur Hälfte in dem einen, zur Hälfte in dem andern Teil liegen, wodurch bei leichter, schneller und billiger Bearbeitung das vollkommene Tragen der Riegel in den Kupplungsrillen gesichert wird und die Riegel der Schubbeanspruchung eine Maximalfläehe bieten (Fig. 1-11).