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Synchronselbstschaltekupplung
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läutert, in denen zeigen : Fig. l einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Kupplung, in welcher Klinken, die von dem Zwischenglied getragen werden, mit den Kupplungsklauen des ersten Kupplungsgliedes zusammenarbeiten, wobei die obereHälfte der Figur die Kupplung so zusammengebaut zeigt, dass es zum Kuppeln als Ergebnis eier relativen Drehung des ersten und des zweiten Kupplungsgliedes in der einen Richtung kommt und die untere Hälfte der Figur einen Zusammenbau der Kupplung zeigt, wonach sich der Kupplungsvorgang als Ergebnis einer relativen Drehung in der andern Richtung ergibt ;
Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine andere Kupplung nach der Erfindung, wobei die obere Zeichnungshälfte die Kupplung im entkuppelten Zustand und die untere Hälfte im eingekuppelten Zustand zeigt. Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Linie III-m der Fig. 2, Fig. 4 ein solcher nach Linie IV-IV der Fig. 2, Fig. 5 ein Längsschnitt entsprechend der Fig. 2 oberen Hälfte, wobei Teile sich in der gegenseitig axial umgekehrten Lage verglichen mit den Anordnungen dieser Teile in Fig. 2 befinden ;
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitteiner Kupplung nach der Erfindung, in welcher magnetische Mittel vorgesehen sind, um die Kupplungsbewe- gung in Gang zu bringen, wobei die obere Hälfte der Figur die Kupplung in einem Montagezustand zeigt, in dem die umkehrbare Teile in der einen Lage erkennbar sind, wogegen die untere Hälfte der Figur diese Teile in der andern Anordnung zeigt und schliesslich zeigt ? ig. 7 einen Längsschnitt durch eine Kupplung nach der Erfindung, gemäss welcher ein Hilfsteil der auf dem Zwischenglied angeordnet ist, Klinken trägt, die mitFangzähnen die von derr erstenkupplungsglied getragen werden, zusammenarbeiten. In der oberen Hälfte dieser Figur ist die Kupplung mit ihren umkehrbaren Teilen in der einen und in der unteren Hälfte in der andern Anordnung gezeigt.
Die aus Fig. 1 ersichtliche Kupplung besitzt ein zylindrisches erstes Kupplungsglied 1, das an dem En- de einer Welle 2 befestigt ist und einen Ring innerer Kupplurgsklauen 3 trägt. Das zweite Kupplungsglied besteht aus einer Wells 4, die mit einer äusseren rechtsgängigen Nutung 5 versehen ist, mit welcher eine
Innennutung, die in einem Zwischenglied 6 vorgesehen ist und welches mit Kupplungsklauen 7 und einem
Klinkenring 8 ausgestattet ist, zusammenwirkt. Ein geschlitzter Stellring 9 und ein Flansch 10, die auf der Welle 4 vorgesehen sind, dienen als Anschläge, um die Schraubbewegung des Zwischengliedes 6 hin- sichtlich der Welle 4 zu begrenzen und demnach die Ein- und die Auskupplungslags des Zwischengliedes festzulegen.
Wenn sich das Zwischenglied 6 in der dargestellten, aus der oberen Hälfte der Figur ersicht- lichen Lage befindet, so weisen, bei Betrachtung vom linksseitigen Ende der Kupplung her die Nasen der Klinken 8 in die Uhrzeigerrichtung. In der oberen Hälfte der Figur ist das Zwischenglied 6 als gegen den Anschlag 9 anliegend dargestellt, es befindet sich demnach in der ausgerückten Stellung und solange als die Welle 2 hinsichtlich der Welle 4 im Uhrzeigersinne rotiert (bei Betrachtung vom linksseitigen Ende der Kupplung), rattern die Kupplungsklauen 3 hinsichtlich der Klinken 8.
Wenn die Richtung der relativen Drehung umgekehrt wied, indem die Welle 2 im Gegenuhrzeigersinn umläuft, kommen die Kupplungs- klauen 3 mit den Klinken 8 in Eingriff und das Zwischenglied 6 wird längs der Welle 4 eine Schraubdrehung ausführen und inEingriffmit dem erstsnKupplungsglied l kommen, wobei sich die Kupplungsklauen.
3 und'7 in vollem Dreheingriff befinden, sobald das Zwischenglied 6 gegen den Anschlag 10 stösst.
Wünscht man die Kupplung so auszurüsten, dass sie in Eingriff kommt, wenn sich die Welle 2 im Uhrzeigersinn hinsichtlich der Welle 4 dreht, so werden die Bolzen 11 welche den Ring 12 hinsichtlich des geteilten Ringes 9 sichern und ihn an Ort halten, gelöst, der Ring 9 von der Kupplung entfernt, das Zwischenglied 6 entfernt, gedreht, so dass seine Enden nunmehr lagenmässig vertauscht sind, das Zwischenglied und der Ring 9 wieder aufgesetzt und letzterer in seiner Lage gesichert.
In diesem Falle ist die entkuppelte Lage des Zwischengliedes 6 jene, in der es gegen den Anschlag 10 anliegt, wie dies in der unteren Hälfte der Fig. 1 gezeigt ist und die Nasen der Klinken 8 weisen in die Gegenuhrzeigerrichtung, so dass solange als die Welle 2 sich hinsichtlich der Welle 4 im Gegenuhrzeigersinn dreht, die Kupplurgs- klauen 3 über die Klinke 8 rattern, wogegen das Streben der Welle 2 sich im Uhrzeigersinn hinsichtlich der Welle 4 zu drehen die Klauen 3 veranlasst, die Klinken 8 zu erfassen, so dass das Zwischenglied 6 schraubförmig in Klausneingriff mit dem ersten Kupplungsglied zu kommen trachten die Klauen 3 und 8 stehen in vollem Eingriff, wenn das Zwischenglied 6 an dem Anschlag 9 anliegt.
Es ist ersichtlich, dass die Kupplungszähne 3 gesehen in Axialrichtung mittig zwischen den Anschlägen 9 und 10 angeordnet sind und dass die Abmessungen des Zwischengliedes 6 solche sind, dass für jede seiner Lagen die Klinken 8 mittig zwischen den Anschlägen 9 und 10 sich befinden und demnach mit den Kupplungsklauen 3 zusammenarbeiten können, wenn das Zwischenglied sich in der entkuppelten Lage befindet.
Gemäss einer (nicht dargestellten) Abänderung der in Fig. l dargestellten Kupplung trägt das erste Kupplungsglied 1 zweisätze von den Eingriff einleitenden Elementen, nämlich Ringe von Klinkenzähnen die je an jeder Seite der Klauen 3 vorgesehen sind, und die Klinken 8 arbeiten mit dem einen oder an-
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dem Ring von Klinkenzähnen zusammen, entsprechend der Anordnung des Zwischengliedes 6. In diesem Falle erlaubt nur das Zwischenglied eine gegenseitig axiale umgekehrte Anordnung.
Nach einer weiteren Abänderung, gemäss welcher nur das Zwischenglied gegenseitig axial umgekehrte Anordnungen erlaubt, trägt das Zwischenglied Klinkenzähne (welche die Kupplungsklauen sein können) und das erste Kupplungsglied trägt Klinken, welche wahlweise in der einen oder andern von zwei Nuten die in dem ersten Kupplungsglied vorgesehen sind, angeordnet werden können, so dass die Klinken dazu gebracht werden können, um mit den Klinkenzähnen zusammenzuarbeiten, egal in welcher Anordnung das Zwischenglied verwendet wird.
Wie aus den Fig. 2-5 ersichtlich ist, umfasst bei der hier gezeigten Konstruktion das erste Kupplungsglied einen zylindrischen Teil 21 und eine Hülse 23, mit der er mit einer Welle 22 über die Hülse 23 in Antriebsverbindung steht. Die Hülse 23 besitzt Innenzähne 24 und 24', die mit Zähnen 25 und 25'zusammenwirken, die auf dem Teil 21 bzw. der Welle 22 vorgesehen sind. Das zweite Kupplungsglied 26 ist auf dem Ende einer Welle 27 ausgeführt, ragt in den zylindrischen Teil 21 hinein und ist in diesem über Lager 28 und 28', die im gegenseitigen Abstand angeordnet sind, gelagert. Das Lager 28 ist dazu eingerichtet, axialen Schub aufzunehmen, um so die gewünschten gegenseitigen Axiallagen der Teile 21 und 26 einhalten zu können. Der Teil 21 weist einen Ring innerer Kupplungszähne 29 und einen Ring innerer Klinkenzähne 30 auf.
Das Zwischenglied ist eine Kupplungshülse 31, die mit einer rechtsgängigen Innennutung versehen ist, die mit einer Aussennutung 32, die sich auf dem zweiten Kupplungsglied befindet, zusammenarbeitet. Die Kupplungshülse 31 besitzt einen Ring von äusseren Kupplungszähnen 33, mit denen die Kupplung, wenn sie sich in ganz entkuppelter Stellung befindet (die in der oberen Hälfte der Fig. 2 ersichtlich gemacht ist) auf einer Seite der Kupplungszähne 29 befinden. Die Kupplungshülse 31 ist ausserdem mit einem Ring von äusseren Klinkenzähnen 30'versehen. Der Teil 21 trägt vier primäre Klinken 34, die auf Klinkenbolzen 35 sitzen. In dem entkuppelten Zustand der Kupplung stimmen die
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34 sich hinsichtlich der Klinkenzähne 30'in Ratterstellung befinden.
Die Klinken 34 sind kopflastig, so dass, wenn die Welle 22 oberhalb der genannten vorbestimmten Geschwindigkeit rotiert, die Nasen der
Klinken 34 durch Zentrifugalkraft radial nach aussen gedrängt werden, so dass sie den Eingriff mit den Klinkenzähnen 30'lösen. Die Kupplungshülse 31 trägt Sekundärklinken 34', die auf Klinkenbolzen 35" sitzen. D ie Klinken 34'haben hinsichtlich ihres Drehzapfens eine solche Masseverteilung, dass sie, wenn das zweite Kupplungsglied 26 rotiert, die Nasen der Klinken 34'durch Zentrifugalkraft nach aussen gedreht werden.
Der Teil 21 und die Kupplungshülse 31 sind mit zusammenwirkenden Flächen 36 bzw. 37 ausgeführt, welche, wenn sich die Kupplungshülse 31 in die Eingriffslage bewegt, zusammenarbeiten, um eine ringförmige Druckkammer zu bilden, welche die Aufgabe erfüllt, den gegenseitigen Eingriff der Klauen zu dämpfen. Wenn der Teil 21 mit der sich in ihrer ausgekuppelten Stellung befindlichen Kupplungshülse 31 rotiert, wird ein Ölring in dem Teil 21 eingeschlossen, wobei das zwischen den Flächen 36 und 37 befindliche Öl als einDämpfungsmittel für die Druckkammer wirkt. Das in dem Bereich der Klinkenzähne 30 befindliche Öl, in welches sie teilweise eintauchen, bewirkt eine Dämpfung und eine übermässige Bewegung der Klinken 34'.
Eine Endkappe 42 ist mittels Bolzen 43 an dem Ende des zweiten Kupplungsgliedes 26 befestigt, um einen Sitz für den inneren Laufring des Lagers 28 zu bilden und um dieses am Ort zu sichern.
Die Wirkungsweise der aus Fig. 2 ersichtlichen Kupplung ist die folgende :
Angenommen, dass die Welle 22 und mit ihr das erste Kupplungsglied 21, 23 in der durch den Pfeil A (Fig. 2) angedeuteten Richtung umlaufen und dass das zweite Kupplungsglied 26 ruhe. Unter diesen Umständen befindet sich die Kupplungshülse 31 in ihrer voll ausgekuppelten Stellung, in der sie sich gegen den durch einen Ring 41 gebildeten Anschlag axial anlegt ; unterhalb einer vorbestimmten Winkelge- schwindigkeit des ersten Kupplungsgliedes 21 rattern die primären Klinken 34 relativ zu den Klinkenzähnen 30'. Oberhalb dieser Geschwindigkeit führen Zentrifugalkräfte dazu, dass die Nasen der Klinken 34 hinsichtlich der Zähne 30'ausser Eingriff geraten.
Wenn nun die Welle 27 und damit das zweite Kupplungsglied 26 in Richtung des Pfeiles A beschleunigt wird, dreht sich die Kupplungshülse 31 mit und auf die Sekundärklinken 34'wirkt die Zentrifugalkraft ein, so dass ihre Nasen radial nach aussen in Ratterstel- lung hinsichtlich der Klinkenzähne 30 geraten.
Unverzüglich trachtet das zweite Kupplungsglied 26 den Teil 21 zu überlaufen (überdrehen), dieSekundärklinken 34'erfassen die Klinkenzähne 30 und zufolge des Zusammenwirkens der schraubenförmigenNutung derKupplungshülse 31 mit der Gegennutung des zweiten Kupplungsgliedes26 wird die Kupplungshülse schraubenförmig längs des zweiten Kupplungsgliedes 26 in der Richtung (in Fig. 2 nach links) verschoben, um mit seinen Kupplungszähnen 33 mit den Zähnen 29 in Ein-
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griff zu geraten. Die Welle 27 treibt nun die Welle 22 über die Kupplung (untere Hälfte der Fig. 2).
Wenn sich die Kupplung anfänglich in Ruhe befindet, so kann die Welle 22 durch Beschleunigung der
Welle 27 beschleunigt werden, in welchem Fall die Klinken 34 mit den Klinkenzähnen 30'zusammenar- beiten, um die Kupplungshülse 31 in den Klaueneingriff mit Teil 21 zu bringen.
Wenn sich die Teile 21 und 31 in den aus Fig. 2 unten ersichtlichen Anordnungen befinden, so wird die Kupplung ein Drehmoment von der Welle 27 auf die Welle 22 nur in der durch den Pfeil A gezeigten
Richtung übertragen. Wenn man wünscht, die Kupplung für die Übertragung von Drehmoment nur in der
Richtung entgegengesetzt zum Pfeil A zu übertragen, so wird die Kupplung zerlegt und so zusammenge- legt wie dies ausFig. 5 ersichtlich ist. Man erkennt, dass das Gehäuse 21 äusserlich symmetrisch hinsicht- lich seiner zur Achse senkrecht stehenden Mittelebene ist, so dass, wenn man es wendet, die rechtsseiti- gen Zähne, die sich darauf befinden, mit den inneren Zähnen 24 des Teiles 23 in Eingriff stehen.
Aus Fig. 6 ist eine Kupplung ersichtlich, auf deren erstemKupplungsglied 51 ein Ring 52 angeschraubt ist, der innere Klauen 53 aufweist'und einen ringförmigen Träger 54, an welchem eine Mehrzahl von Hufeisenmagneten 55 so angeschraubt ist, dass sie einen Kreis bilden und mit ihren Polen 56 radial nach innen weisen. Das zweite Kupplungsglied ist eine Welle 57, die mit einem fixen Bund 58 und mit rechts- gängigen Schraubennuten 59 versehen ist, die mit Innennuten 60 zusammenarbeiten, die in einer Kupp- lungshülse 61 ausgearbeitet sind. die einen Ring äusserer Kupplungsklauen 62 trägt. Ein wegnehmbarer Bund 63 ist auf der Welle 57 angeordnet. Die Bünde 58 und 63 begrenzen die Schraubbewegung der Kupplungshülse 61. Die Kupplungshülse 61 ist mit einem Flansch 64 aus ferromagnetischem Material versehen in dem ein Ring 65 aus nichtmagnetischem Material, z. B.
Messing, eingesetzt ist, der sich gegen eine
Schulter 66 abstützt. Die zusammenarbeitenden Endflächen der Kupplungsklauen 53 und 62 sind glatt und eben.
Die Wirkungsweise einer Kupplung deren Teile wie aus der oberen Hälfte der Fig. 6 ersichtlich, zusammengebaut sind, ist folgende :
Wenn sich der Teil 57 in der durch den Pfeil B ersichtlich gemachten Richtung, hinsichtlich des ersten Kupplungsgliedes 51 dreht, trachtet die Kupplungshülse 61 sich nach rechts von der ausgekuppelten gezeigten Lage zu verschieben, zufolge der axialen Kraft derMagnete 55 die auf den durch den Teil 66 des Flansches 64 ausgeübt wird. Solange jedoch eine beträchtliche relative Drehung zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsglied besteht, werden die in dem Ring 65 induzierten Wirbelströme eine Zugkraft erzeugen, die sich der Axialkraft die von den Magneten erzeugt wird, entgegensetzt, und welche das Zwischenglied 61 in seiner entkuppelten Stellung hält.
Wenn nun das erste Kupplungsglied 51 in Richtung des Pfeiles B beschleunigt wird, werden die Wirkungen der Wirbelströme progressiv vermindert und es wird dann die axial wirkende magnetische Kraft die Kupplungshülse 61 nach rechts ziehen bis die Kupplungklauen 62 mit denKlauen 53 in einen vorerst gleitenden Kontakt geraten. Wenn sich das erste Kupplungsglied durch den Synchronbereich hinsichtlich des zweiten Kupplungsgliedes 57 hindurchbewegt, so wird die Kupplungshülse 61 hinsichtlich der Klauen 53 durch die axial wirkende magnetische Kraft in den beginnenden Eingriff bewegt, der Kupplungseingriff wird durch das Zusammenwirken der Kupplungsklauen 53 und 62 vervollständigt, wobei sich die Kupplungshülse 61 gegen den durch den Bund 58 gebildeten Anschlag bewegt.
Das Drehmoment wird ab dann von dem erstenKupplungsglied 51 dem zweiten Kupplungsglied 57 in Richtung des Pfeiles B übertragen.
Wünscht man die Kupplung so auszuführen, dass sie das Drehmoment von dem erstenkupplungsglied 51 dem zweiten Kupplungsglied 57 nur in der Richtung entgegengesetzt vom Pfeil B überträgt, so ist die Kupplung auf die aus der unteren Hälfte der Fig. 6 ersichtliche Art zusammenzubauen.
In einer (nicht dargestellten) Abänderung einer Kupplung nach Fig. 6 kann man anstatt die beiden Teile 52 und 54 entfernbar. und umdiehbar auszuführen, allein die Magnete 55 wahlweise in verschiedenen Lagen montierbar ausführen, u. zw. an jeder Seite der Klauen 53, entsprechend der Anordnung des Zwischengliedes 61.
Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 7 ist das erste Kupplungsglied 71 mit Ringen 72 und 73 verschraubt, wobei der Ring 72 mit inneren Kupplungsklauen 74 und der Ring 73 mit inneren Klinkenzähnen 75 und einer Öl zurückhaltenden Lippe 76 ausgeführt ist. Das zweite Kupplungsglied 77 ist mit äusseren Schraubennuten 78 versehen, die mit einer entsprechenden Innennutung in einem Zwischenglied oder Kupplungshülse 79 in Eingriff stehen, die ihrerseits mit äusseren Kupplungsklauen 80 und mit einer rauhe- ren Schraubennutung 81 derselben Steigungsrichtung wie die Nutung 78 versehen ist.
Ein Hilfsglied 82 ist mit einer inneren Schraubennutung versehen, die mit der äusseren Nutzung 81 zusammenwirkt, und ausserdem mit einem Ring von Hilfszähnen 83 und trägt Klinken 84 die auf Klinkenbolzen 85 sitzen, wobei die Klinken 84 mit den innerenklinkenzähneq 75 zusammenarbeiten können. Die Klinken 84 sind mit Regel-
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ÖlringPATENTANSPRÜCHE :
1. Synchronselbstschaltekupplung mit einem ersten Kupplungsklauen tragenden Kupplungsglied, einem gleichachsig mit dem ersten Kupplungsglied angeordneten zweiten Kupplungsglied, einem Kupplungs- klauen tragenden Zwischenglied, das zwischen Anschlägen hinsichtlich des zweiten Kupplungsgliedes beweglich ist, um mit dem ersten Kupplungsglied in und ausser Eingriff zu geraten, und mit Behelfen, welche den Kupplungseingriff einleiten, sobald das erste und das zweite Kupplungsglied in einer Richtung umlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer ihrer Teile wahlweise hinsichtlich der restlichen Teile in verschiedenen Anordnungen einbaubar ist und dass die Kupplung, entsprechend der gewählten Anordnung dieses Teiles, das Drehmoment nur in der einen oder nur in der andern Drehrichtung überträgt.