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Stossdämpfende Kupplung für Webmaschinenantriebe
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Durch die erfmdungsgemässe Anordnung wird erreicht, dass die Rückstellkraft jeder der
Rückstellfedern nur so lange zwischen den beiden Kupplungsscheiben wirksam ist, als diese in bezug auf die Ausgangslage entgegen die Rückstellkraft der betreffenden Feder gegeneinander verdreht sind.
Sobald die Ausgangslage wieder erreicht ist, und/oder so lange eine Verdrehung in der Richtung der
Rückstellkraft über die Ausgangslage hinaus stattfindet, wird die Federkraft vollständig durch den
Anschlag aufgefangen und die Feder kann der Bewegung ihrer bisherigen Auflagefläche an der andern
Kupplungsscheibe nicht über den durch den Anschlag bestimmten, als "Ausgangslage" bezeichneten
Punkt hinaus folgen. Auf diese Weise wird eine Rückstellcharakteristik erzielt, welche nach beiden
Drehrichtungen ein Rückstellmoment aufweist, das proportional zur Verdrehung zunimmt, das aber bereits bei der geringsten Verdrehung aus der Ausgangslage einen Ausgangswert annimmt, der durch die
Vorspannung einer Rückstellfeder bestimmt ist.
An Hand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Kupplung sowie deren Wirkungsweise näher beschrieben. Es zeigen Fig. l in vereinfachter Darstellung eine Ausführungsform der beiden Kupplungsscheiben mit den zur Kennzeichnung der Erfindung wesentlichen Teilen, in axialer Richtung gesehen, in einer Ausführung mit herkömmlicher
Rückstellvorrichtung, Fig. 2 eine der Fig. l entsprechende Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 3 eine Ausführungsform der Rückstellvorrichtung unter überlast, teilweise im Schnitt, wobei die beiden
Scheiben im einen Sinn gegeneinander verdreht sind, Fig. 4 die gleiche Rückstellvorrichtung wie Fig. 3 in der Ausgangs-bzw.
Ruhelage, Fig. 5 dieselbe Rückstellvorrichtung wie Fig. 3 und 4 in einer Lage, die durch eine gegenüber Fig. 3 im umgekehrten Sinne erfolgte Verdrehung der beiden Scheiben gekennzeichnet ist, Fig. 6 die gleiche Rückstellvorrichtung wie Fig. 4 nochmals in Ruhelage, wobei die Vorspannung der Rückstellfedern gegenüber den Fig. 3 bis 5 verringert ist, Fig. 7 in kleinerem Massstab und teilweise im Schnitt eine Ansicht ähnlich Pig. l, jedoch einer vollständigen, mit Rückstellvorrichtung nach Fig. 3 bis 6 ausgerüsteten Kupplung, in axialer Richtung gesehen, wobei die beiden Kupplungsscheiben ähnlich wie in Fig. 3 leicht gegeneinander verdreht sind, Fig. 8 die Rückstellcharakteristik einer Kupplung mit gegeneinander wirkenden Rückstellfedern bisher üblicher Anordnung gemäss Fig. l und Fig.
9 die Rückstellcharakteristik einer erfindungsgemässen Kupplung gemäss den Fig. 3 bis 7.
Gleiche Teile sind in allen Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In den Ausführungsformen nach Fig. 1, 2 und 7 ist die eine Kupplungsscheibe-l-als Kettenrad ausgebildet. Sie trägt zwei fest eingesetzte, z. B. eingenietete, eingeschraubte oder eingeschrumpfte Bolzen-3-, welche in kreisbogenförmige Ausschnitte --4-- der andern Kupplungsscheibe --2-- hineinragen und damit den Winkel einer allfälligen Verdrehung der Kupplungsscheiben gegeneinander auf die Länge des Ausschnittes--4--begrenzen.
Auf den in Fig. 2 rechten Enden --3a-- des Bolzens--3--befindet sich ein Gewinde, auf das eine Mutter und Gegenmutter aufgeschraubt sind, die nach Bedarf die Vorspannung eines in axialer Richtung wirkenden, ebenfalls vom Bolzen--3--getragenen Federpaketes--7--zu verändern gestatten. Das Federpaket--7-verschiebt auf dem Bolzen--3--eine Deckscheibe--6--in axialer Richtung und presst dadurch die zweite Kupplungsscheibe--2--zwischen der Deckscheibe--6--und der Kupplungsscheibe --l-- zusammen. An den Berührungsflächen der Kupplungsscheibe--l--und der Deckscheibe --6-- mit der Kupplungsscheibe --2-- ist je ein Bremsbelag--5--angebracht.
Diese ganze Vorrichtung--l bis 7--bildet ein durch einen Federdruck belastetes Rutschkupplungselement, das in der Lage ist, Drehmomente bis zu einem bestimmten, einstellbaren Grenzwert schlupffrei zu übertragen. Bei Eintreten von überlast verdrehen sich die beiden Kupplungsscheiben-1, 2-gegeneinander bis die Bolzen--3--an das Ende des kreisbogenförmigen Ausschnittes--4-anschlagen.
Die Bremsbeläge der Rutschkupplung wirken während der Verdrehungsbewegung dämpfend
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2-- inAufhören der überlast, erfolgt durch die in tangentialer Richtung wirkenden Federn (Tellerfederpakete) --9a, 9b--, die mit einem Ende an dem auf der Scheibe--l-befestigten bestimmten Federhalter --8--, mit dem andern Ende an den entsprechenden Feder-Widerlagern--18--eines Ausschnittes - -17-- der Scheibe --2-- abgestützt sind und bei einer Verdrehung der beiden Kupplungsscheiben diese wieder in die gegenseitige Ausgangslage zurückzuführen suchen.
Die Charakteristik einer solchen einfachen Rückstellvorrichtung ist aus Fig. 8 ersichtlich. Die Rückstellkraft eines Rückstellelementes entspricht im wesentlichen der Differenz der Rückstellkraft der beiden Federn--9a, 9b-- und ist dem Verdrehungswinkel zwischen den beiden Scheiben proportional (P = C. S, wobei--P--die Rückstellkraft,--C--eine Federkonstante und--S--die lineare
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Auslenkung längs der Federachse bedeuten). In Fig. 8 ist der Verlauf der Rückstellkraft mit der Geraden - -30-- angedeutet. Die Reibungskraft --PB-- der Rutschkupplung --1 bis 7-kann als konstant angenommen werden. Sie wirkt jeweils in der zur Verdrehungsbewegung entgegengesetzten Richtung.
Das der Verdrehung der Scheiben durch eine Überlast entgegengesetzte, resultierende Drehmoment verläuft somit vom Schnittpunkt mit der P-Achse an nach den strichpunktierten Geraden --31a--, gegenüber der Geraden --30-- im rechten Zweig, um--PB--parallel nach oben, im linken Zweig um-PB--nach unten verschoben.
Beim Zurückdrehen nach dem Aufhören der Überlast verläuft die resultierende Rückstellkraft von rechts her entsprechend der um-PB--gegenüber der Geraden --30-- nach unten (bzw. von links her nach oben) versetzten, gestrichelten Geraden --31b-- bis zu ihrem Schnittpunkt mit der S-Achse, um im Bereich --35-- zwischen den beiden Schnittpunkten eine Zone zu bezeichnen, in der die Rückstellvorrichtung unwirksam ist.
Um diese Unwirksamkeitszone --35-- zum Verschwinden zu bringen, wird die Kupplung gemäss der Erfindung beispielsweise nach Fig. 3 bis 7 aufgebaut. Am einen Feder-Widerlager-18im Ausschnitt --17-- der Scheibe --2-- ist ein Bolzen --25-- angeordnet und mit einer Mutter --27-- gesichert. Am Bolzen --25-- ist ein Anschlagstück --26-- befestigt, dessen Länge genau der Dicke des Federhalters-8-auf der Scheibe --1-- entspricht. In der Ruhe-bzw. Ausgangslage der beiden Scheiben füllt das Anschlagstück-26-eine entsprechende Bohrung des Federhalters-8-aus. Wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, liegen die Federführungsringe --24 bzw.
21-- der beiden Rückstellfedern --9a,9b-- sowohl an den Anschlagkanten des Anschlagstückes - als auch auf den Abstützflächen des Federhalters-8-auf und halten infolge der Vorspannung der beiden Federn--9a, 9b-- die beiden Scheiben in ihrer gegenseitigen Ausgangslage fest. Tritt infolge einer Überlast beispielsweise eine Verdrehung der Scheibe-l-im Gegenuhrzeigersinn gegenüber der Scheibe--2--auf, so bewegt sich in Fig. 3 der Federhalter --8-um den Ausschlag--Sl--nach oben und drückt die obere Rückstellfeder --9a-- um diesen Betrag zusammen, während die untere Feder --9b-- dieser Bewegung wegen des Anschlages --26-- nicht
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vom Anschlag zurückgehalten würde. Nach dem Aussetzen der Überlast drückt die Rückstellfeder --9a-- den Federhalter--8--wieder in die Ausgangslage nach Fig. 4 zurück.
Erfolgt die Verdrehung der Scheibe --1-- gegenüber der Scheibe --2-- im Uhrzeigersinn, so bewegt sich der Federhalter-8--, wie in Fig. 5 gezeigt ist, relativ zur Scheibe --2-- und gegenüber dem Anschlagstück --26-- um --S2-- nach unten und drückt die Feder --9b-- zusammen, während die Feder --9a-- durch das Anschlagstück-26-in der Ausgangslage festgehalten bleibt.
Die Rückführung in die Ausgangslage erfolgt wie im vorhergehenden Abschnitt beschrieben, jedoch in
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Federführungsringe --21 und 24--.
Fig. 9 zeigt den Verlauf des Rückstellmoments --P-- zwischen den beiden Scheiben-l und 2-in Funktion der Auslenkung-S-für die Rückstellvorrichtung. In jeder Richtung nimmt die Rückstellkraft proportional zur Auslenkung zu, doch ist die Kurve im Nullpunkt gebrochen und macht einen Sprung von +PS auf-PS (PS = Federvorspannung), wenn der Ausschlag--S--von positiven in negative Werte übergeht.
Aus der Kurve nach Fig. 9 ist somit ersichtlich, dass trotz der bremsenden Wirkung der Rutschkupplung--l bis 7--, die wie in Fig. 8 durch die gegenüber der Geraden --33-- der Federkraft um die Bremskraft-PB--nach oben bzw. unten verschobenen Geraden - 34a und 34b-angedeutet ist, kein Unwirksamkeitsbereich --35-- mehr vorhanden ist, sondern dass im Gegenteil eine Rückstellkraft PR = PS - PB die beiden Scheiben auch in ihrer gegenseitigen Ruhelage noch festhält.
Aus Fig. 7 ist der Aufbau einer Kupplung gemäss Fig. l, jedoch ausgerüstet mit einer Rückstellvorrichtung nach Fig. 3 bis 6 und 9, dargestellt. Aus der Lage der Bolzen-3 bzw. 3a-und der Federhalter--8--, die von der Kupplungsscheibe--l--getragen sind und die Rückstellfedern
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Gegenuhrzeigersinn (d. h. wie in Fig. 3) verdreht ist.
Die Bezugsziffer--21--bezeichnet den mit dem Federhalter --8-- und dem Anschlag --26-- in Berührung kommenden Federführungsring der Rückstellfeder--9b--. Er trägt auf seinem zylindrischen Teil ein Gewinde, auf den ein weiterer hülsenförmiger Ring --22-- aufgeschraubt und
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dadurch in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist. Der Führungsring --21-- und die Hülse --22-- bilden eine Einstellvorrichtung, mit der die Rückstellkraft bzw. die Vorspannung-PS-- der Feder in der Ruhelage der beiden Scheiben in weiten Grenzen auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann.
Gegenüber Fig. 3 bis 5 ist in Fig. 6 beispielsweise eine Einstellung gezeigt, bei der die Hülse --22-- fast völlig nach oben an den Flansch des Führungsringes-21-hinaufgeschraubt ist, so dass die beiden Federn in der Ruhelage weitgehend entspannt sind.
Die Erfindung ist nicht an die oben erwähnte Ausführungsform gebunden. Insbesondere kann die
Kupplungsscheibe --1-- ohne Zahnkranz ausgeführt sein und mit einer eigenen Nabe auf einer zweiten Welle sitzen. Die Rutschkupplung--l bis 7--und die Einstellvorrichtung-21, 22können eine andere, an sich bekannte Form aufweisen und die gezeigten Federelemente können durch federnde Elemente mit ähnlicher Charakteristik ersetzt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stossdämpfende Kupplung für Webmaschinenantriebe, mit zwei um eine gemeinsame Achse gegeneinander verdrehbaren Kupplungsscheiben und den an sich bekannten Merkmalen, dass die beiden Kupplungsscheiben durch in beiden Drehrichtungen wirkende, federnde, eine einstellbare Rückstellkraft aufweisende Rückstellvorrichtungen, z.
B. tangential angeordnete Federn oder federbelastete keilförmige Mitnehmerstücke, kraftschlüssig miteinander verbunden sind, dass mindestens ein Anschlag zur Begrenzung des zwischen den beiden Kupplungsscheiben möglichen Verdrehungswinkels vorgesehen ist, dass die Berührungsflächen zwischen den beiden Kupplungsscheiben Reibbeläge tragen und dass die Kupplungsscheiben durch Federn mit veränderbarer Vorspannung gegeneinandergepresst sind, nach Patent Nr. 282498, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei tangential angeordneten Federn (9a, 9b) ein Anschlag (26) vorgesehen ist, welcher innerhalb des Feder-Widerlagers (18) der einen Kupplungsscheibe (2) angeordnet ist und eine Stärke aufweist, die gleich ist der Stärke des mit der andern Kupplungsscheibe (1) verbundenen Feder-Widerlagers (8).
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Shock-absorbing coupling for loom drives
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The arrangement according to the invention ensures that the restoring force of each of the
Return springs is only effective between the two clutch disks as long as they are rotated against the restoring force of the spring in question in relation to the starting position.
As soon as the starting position is reached again, and / or a rotation in the direction of the
Restoring force takes place beyond the initial position, the spring force is completely through the
The stop is caught and the spring can move its previous contact surface on the other
Clutch disc not above the "starting position" determined by the stop
Follow point beyond. In this way, a reset characteristic is achieved which is similar to both
Direction of rotation has a restoring torque which increases proportionally to the rotation, but which already assumes an initial value with the slightest rotation from the starting position, which is determined by the
Bias of a return spring is determined.
Exemplary embodiments of the coupling according to the invention and their mode of operation are described in more detail using the drawings. 1 shows, in a simplified representation, an embodiment of the two clutch disks with the parts essential for characterizing the invention, viewed in the axial direction, in an embodiment with conventional ones
Reset device, FIG. 2 shows a side view corresponding to FIG. 1, partly in section, FIG. 3 shows an embodiment of the reset device under overload, partly in section, the two
Disks are rotated relative to one another in one sense, FIG. 4 shows the same restoring device as FIG.
Rest position, Fig. 5 the same restoring device as Fig. 3 and 4 in a position which is characterized by a rotation of the two disks in the opposite direction compared to Fig. 3, Fig. 6 the same restoring device as Fig. 4 again in the rest position, with the bias of the return springs is reduced compared to FIGS. 3 to 5, FIG. 7 on a smaller scale and partially in section a view similar to Pig. 1, but a complete clutch equipped with a return device according to FIGS. 3 to 6, viewed in the axial direction, the two clutch disks being slightly rotated against each other similar to FIG. 3, FIG. 8 the return characteristics of a clutch with counter-acting return springs previously more common Arrangement according to Fig. 1 and Fig.
9 the restoring characteristics of a clutch according to the invention according to FIGS. 3 to 7.
The same parts are denoted by the same reference symbols in all drawings. In the embodiments according to FIGS. 1, 2 and 7, one clutch disk-1-is designed as a chain wheel. She carries two firmly inserted, z. B. riveted, screwed or shrunk bolts-3, which protrude into circular arc-shaped cutouts --4-- of the other clutch disc --2-- and thus the angle of any possible rotation of the clutch discs against each other over the length of the cutout - 4-- limit.
On the right-hand ends --3a-- of the bolt - 3 - in Fig. 2 there is a thread onto which a nut and counter nut are screwed, which, if necessary, pretension an axially acting, likewise from the bolt-- 3 - carried spring package - 7 - to change. The spring package - 7 - moves a cover disk - 6 - on the bolt - 3 - in the axial direction and thereby presses the second clutch disk - 2 - between the cover disk - 6 - and the clutch disk - 1 -- together. A brake lining - 5 - is attached to each of the contact surfaces of the clutch disc - l - and the cover disc --6-- with the clutch disc --2--.
This entire device - 1 to 7 - forms a slip clutch element which is loaded by a spring pressure and which is able to transmit torque without slipping up to a certain, adjustable limit value. When an overload occurs, the two clutch disks - 1, 2 - twist against each other until the bolts - 3 - hit the end of the circular arc-shaped cutout - 4.
The brake linings of the slip clutch have a damping effect during the twisting movement
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2-- in cessation of the overload, is done by the springs (disc spring assemblies) --9a, 9b-- acting in the tangential direction, one end of which is attached to the specific spring holder --8-- attached to the disc - l -with the at the other end are supported on the corresponding spring abutments - 18 - of a section - -17-- of the disk --2-- and when the two clutch disks are rotated they seek to return them to their mutual starting position.
The characteristics of such a simple reset device can be seen from FIG. The restoring force of a restoring element essentially corresponds to the difference in the restoring force of the two springs - 9a, 9b - and is proportional to the angle of rotation between the two discs (P = C. S, where - P - is the restoring force, - C- - a spring constant and - S - the linear one
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Mean deflection along the spring axis). In Fig. 8 the course of the restoring force is indicated with the straight line - -30--. The frictional force --PB-- of the slip clutch --1 to 7 - can be assumed to be constant. It acts in the opposite direction to the twisting movement.
The resulting torque, opposite to the rotation of the disks due to an overload, thus runs from the point of intersection with the P axis to the dash-dotted straight line --31a--, opposite the straight line --30-- in the right branch, by - PB-- parallel upwards, in the left branch by -PB - shifted downwards.
When turning back after the overload has ceased, the resulting restoring force runs from the right according to the dashed straight line --31b-- to, which is offset downwards from the straight line --30-- (or from the left to the top) by -PB to its point of intersection with the S-axis in order to designate a zone in the area --35-- between the two points of intersection in which the reset device is ineffective.
In order to make this ineffective zone --35 - disappear, the coupling according to the invention is constructed, for example, according to FIGS. 3 to 7. A bolt --25-- is arranged on a spring abutment 18 in the cutout --17-- of the washer --2-- and secured with a nut --27--. A stop piece --26-- is attached to the bolt --25--, the length of which corresponds exactly to the thickness of the spring holder -8- on the washer --1--. In the rest or. The starting position of the two discs is filled by the stop piece -26-a corresponding hole in the spring holder -8. As can be seen from Fig. 4, the spring guide rings --24 or
21-- of the two return springs --9a, 9b-- both on the stop edges of the stop piece - and on the support surfaces of the spring holder -8- and hold the two washers in position due to the pretension of the two springs - 9a, 9b-- their mutual starting position. If, as a result of an overload, for example, the disc-l- rotates counterclockwise with respect to the disc - 2 -, then in Fig. 3 the spring holder --8-moves upwards by the deflection - S1 - and presses the upper return spring --9a-- by this amount, while the lower spring --9b-- this movement because of the stop --26-- not
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would be held back by the attack. After the overload is suspended, the return spring - 9a - presses the spring holder - 8 - back into the starting position according to Fig. 4.
If the rotation of the disc --1-- with respect to the disc --2-- is clockwise, the spring holder-8-- moves, as shown in Fig. 5, relative to the disc --2-- and in relation to the Stop piece --26-- by --S2-- downwards and presses spring --9b-- together, while spring --9a-- remains held in the starting position by stop piece -26-.
The return to the starting position takes place as described in the previous section, but in
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Spring guide rings --21 and 24--.
Fig. 9 shows the course of the restoring torque --P-- between the two disks-1 and 2-as a function of the deflection-S-for the restoring device. In each direction, the restoring force increases proportionally to the deflection, but the curve is broken at the zero point and makes a jump from + PS to -PS (PS = spring preload) when the deflection - S - changes from positive to negative values.
From the curve according to Fig. 9 it can thus be seen that despite the braking effect of the slip clutch - 1 to 7 - which, as in Fig. 8, by the spring force compared to the straight line --33 - by the braking force -PB- - straight lines shifted upwards or downwards - 34a and 34b - is indicated, there is no longer an ineffectiveness range --35--, but on the contrary, a restoring force PR = PS - PB still holds the two disks in their mutual rest position.
7 shows the structure of a clutch according to FIG. 1, but equipped with a reset device according to FIGS. 3 to 6 and 9. From the position of the bolts - 3 or 3a - and the spring holder - 8 - which are carried by the clutch disc - 1 - and the return springs
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Is twisted counterclockwise (i.e. as in Figure 3).
The reference number - 21 - designates the spring guide ring of the return spring - 9b-- that comes into contact with the spring holder --8-- and the stop --26--. It has a thread on its cylindrical part, onto which another sleeve-shaped ring --22-- is screwed and
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is thereby arranged displaceably in the axial direction. The guide ring --21-- and the sleeve --22-- form an adjustment device with which the restoring force or the preload PS-- of the spring can be set to the desired value within wide limits in the rest position of the two discs.
Compared to Figs. 3 to 5, Fig. 6 shows, for example, a setting in which the sleeve -22- is screwed almost completely upwards onto the flange of the guide ring -21-so that the two springs are largely relaxed in the rest position are.
The invention is not limited to the above-mentioned embodiment. In particular, the
Clutch disc --1-- can be designed without a toothed ring and sit on a second shaft with its own hub. The slip clutch - 1 to 7 - and the adjusting device - 21, 22 can have a different form known per se, and the spring elements shown can be replaced by resilient elements with similar characteristics.
PATENT CLAIMS:
1. Shock-absorbing coupling for loom drives, with two coupling disks rotatable against each other about a common axis and the known features that the two coupling disks by acting in both directions of rotation, resilient, an adjustable restoring force having return devices, z.
B. tangentially arranged springs or spring-loaded wedge-shaped driver pieces are non-positively connected to each other, that at least one stop is provided to limit the angle of rotation between the two clutch disks, that the contact surfaces between the two clutch disks wear friction linings and that the clutch disks are pressed against each other by springs with variable preload are, according to patent no. 282498, characterized in that a stop (26) is provided between each two tangentially arranged springs (9a, 9b), which is arranged within the spring abutment (18) of one clutch disc (2) and one Has a strength which is equal to the strength of the spring abutment (8) connected to the other clutch disc (1).
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