Vorrichtung zum Kuppeln einer laufenden Antriebsmaschine mit einer anzutreibenden .Maschine. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kuppeln. einer laufenden. Antriebs- maschine mit einer anzutreibenden Maschine und besteht darin, dass die Welle der An triebsmaschine mit der Welle der anzutreiben den Maschine zuerst durch eine gleitende Kupplung und,
nachdem die gewünschte Drehzahl erreicht ist, durch 'Mine starre, als Schnellschlusskup,plun:g ausgebildeteKupp:lung gekuppelt wird. Die gleil,ende Kupplung kann als Reibungskupplung und ebenso als elek tromagnetische Kupplung ausgebildet sein. Zwischen den beiden miteinander zu kup pelnden Wellen kann ausser der gleitenden Kupplung und der starren Kupplung min destens ein. elastisches Glied angeordnet sein. das entweder als Gummipuffer oder als Feder ausgebildet werden kann.
Die Schnelischluss- kupplung kann mit achsial oder radial an- geordneten drehbaren Kuilen versehen sein, die in. der einen Lage die Kupplung schlie-. ssen, in einer andern Lage die Kupplung öffnen.
Ein Ausführungsbeispieldes Erfindungs- gegenstandes ist in der Zeichnung darge- stellt.
Fig. 1 ist eine schematische Darstel.ltzng des E'rfindungsgegemtand-es; Fig. 2 zeigt einen Achsialschnitt durch eine mach der Erfindung ausgebildete Kupp lung;
Fig. 3 stellt auf der linken Seite einen Schnitt nach der Linie I-1 und auf der rechten Seite einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 2 dar.
Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 ist die treibende Welle mit 1, die getriebene Walle mit 2 bezeichnet. Die mit der treiben den Welle 1 .der Kupplung verbundenen Wa.n- gen 3 bilden mit den kreisringförmigen Wangen 4, die mit der getriebenen Welle 2 verbunden sind, die ails Reibungskupplung ausgebildete gleitende Kupplung.
Durch die Nebel 5 und 6, .den starren Winkelhebel 7 und den Steuer nocken 8, der sich achsial verschieben lässt, kann das achsiale Ausmass der zum getriebe- nen Teil der Reibungskupplung gehörenden Wangen 4 vergrössert bezw. verkleinert wer den, so dass sie mehr oder weniger fest an die Wangen 3 des treibenden Teils der Rei bungskupplung angepresst werden. Die Wan gen 4 sind auf der Tragtrommel 9 der Rei bungskupplung derart gelagert, dass sie in achsialer Richtung verschoben werden kön nen, in Richtung des Umfanges der Trag trommel 9 jedoch die Drehbewegung der Trag trommel 9 zwangsläufig mitmachen müssen.
Die zum treibenden Teil der Kupplung ge hörenden Wangen 3 sind durch das Trommel stück 10 miteinander verbunden, dessen Klauen bezw. Zähne 11 (Fig. 2 und 3) mit den drehbaren Keilen 12 in Eingriff gebracht werden können. Die Keile 12, welche die Kupplung in der einen Lage schliessen, in der andern Lage jedoch öffnen, sind im Trag ring 13 gelagert; ihre jeweilige Lage wird durch die Stellung der Hebel 14 (Fig. 3) bestimmt. Der Tragring 13 (Fig. 2) ist durch die Flächen 15 und 16 im Gehäuse 17 des getriebenen Teils gleitbar gelagert. Zwischen dem Tragring 13 und dem Gehäuse 17 sind elastische Puffer 18 vorgesehen, um etwa auftretende Stösse und Schwingungen zu dämpfen. Die Hebel 14, welche die Stellung der Keile 12 bestimmen, werden durch die Hebel 19 und 20 (Fig. 3) betätigt, die ihrer seits ihren Antrieb durch den Stössel 21 er halten.
Der Hebel 19 wird durch den Len ker 23 schwingbar gelagert. Die auf den Stössel 21 und den Hebel 19 wirkende Zen trifugalkraft wird durch die Feder 55, un ter Umständen auch durch Gegengewichte, ausgeglichen. Die Lage des Stössels 21 wird durch achsiale Verschiebung des Steuernok- kens 22 der starren Zahn- bezw. Klauen kupplung gesteuert.
Mit Bezug auf Fig. 1 bedeuten ferner 24 ein von der treibenden Welle 1 angetrie bener Regler und 25 ein durch die getriebene Welle 2 in Bewegung gesetzter Regler. Die Muffen beider Regler wirken gemeinsam auf den Übertragungshebel 26, der den entlaste ten Steuerschieber 27 des Steuerorganes 28 betätigt. Durch die Leitung 30 wird dem Steuerorgan 28 Druckflüssigkeit zugeführt. Die Leitung 29 verbindet das Steuerorgan 28 mit dem Servomotor 31 für die starre Kupp lung. Der Treibkolben 32 wirkt durch eine Feder 33 auf den Kolben 34. Die im Dreh punkt 35 gelagerte Klinke 36 besitzt oben einen Fortsatz 37, der den Hub des Kolbens 34 nach oben begrenzt, und unten einen Fort satz 38, auf den der Treibkolben 32 im Ver lauf seines Aufwärtshubes stösst.
Der Kol ben 34 wirkt auf den Winkelhebel 39, durch den die Hülse 40 betätigt wird, die den Steuernocken 22 der starren Kupplung trägt.
Die Leitung 30 verbindet das Steuerorgan 28 mit einem zweiten Servomotor 41 für die Reibungskupplung. Der Treibkolben 42 wirkt durch den Winkelhebel 43 auf die Steuer stange 44, auf welcher der Steuernocken 8 für die Reibungskupplung angeordnet ist.
Der Raum 45 unter dem Treibkolben 32 des Servomotors 31, sowie der Raum 46 un ter dem Treibkolben 42 des Servomotors 41 und die Leitung 30 stehen durch die Leitung 47 mit der Leitung 48 in Verbindung, die einerseits an die Zahnradpumpe 49 an geschlossen ist und anderseits ein Druck reduzier- bezw. Überdruckventil 50 enthält. Die Zahnradpumpe 49 wird durch den Motor 51 angetrieben; durch die Saugleitung 52 ist die Zahnradpumpe 49 mit dem Druckmittel behälter 53 verbunden. Die Überlaufleitung 54 führt vom Druckreduzierventil 50 zum Druckmittelbehälter 53. Als Druckmittel kann vorteilhafterweise Öl verwendet wer den.
Der auf der treibenden Welle 1 laufende Riemen 56 (Fig. 1) dient zum Antrieb des Reglers 24. Der auf dem Gehäuse 17, das mit der getriebenen Welle 2 fest verbunden ist, laufende Riemen 57 treibt den Regler 25 an.
Soll nun die Kupplung bei laufendem Antriebsmotor eingeschaltet werden, so wird der Hilfsmotor 51 in Gang gesetzt. Die Pumpe 49 saugt aus der Saugleitung 52 Öl an und setzt die Drüökleitung 48 unter Druck. Die Höhe des Druckes wird durch das Druck reduzierventil. 50 bestimmt. Das überschüis- sige Öl fliesst durch die Überlaufleitung 54 in den Ölbehälter 53 zurück. Der Druck in der Leitung 48 wird durch die Leitung 47 zunächst auf den Raum 46 übertragen. In folgedessen wird der Kolben 42 gehoben, die Steuerstange 44 nach links verschoben und die Reibungskupplung, wie später auseinan dergesetzt wird, eingeschaltet.
Infolgedessen wird die getriebene Welle 2 durch die trei bende Welle 1 allmählich und stosslos mit genommen, bis die treibende Welle 1 und die getriebene Welle 2 dieselbe Drehzahl auf weisen. Die starre Kupplung ist dagegen vor derhand noch nicht eingeschaltet.
Befinden sich beide Wellen 1 und 2 in Ruhe, so stehen die Muffen der Regler 24 und 25 in ihrer tiefsten Lage. Der Übertra gungshebel 26 nimmt infolgedessen die Lage a-a ein. Ist die Welle 1 in Gang, die Welle jedoch in Ruhe, so steht die Muffe des Reglers 24 hoch, diejenige des Reglers 25 jedoch tief, so dass der Übertragungshebel 26 die Lage b-b einnimmt. Besitzt endlich die Welle 2 die gleiche Winkelgeschwindigkeit wie die Welle 1, so stehen die Muffen beider Regler 24 und 25 hoch, so dass der Über tragungshebel 26 die Lage b-c einnimmt.
Vor dem Einschalten der Kupplung, wenn also die Muffe des Reglers 24 hoch und die jenige des Reglers 25 noch tief steht, der Übertragungshebel 26 demnach die Lage b-b einnimmt, steht die Unterkante des in seiner tiefsten Stellung sich befindenden Steuer schiebers 27 in der mit x bezeichneten, ge strichelt angegebenen Lage. Herrscht nun in der Druckölleitung 30 nach dem Ingang- setzen des Hilfsmotors 51 und der Pumpe 49 Druck, so kann dieser nur auf den Druck arm 46 unter dem Kolben 42 des Servomotors 41 wirken. Der Druckraum 45 unter dem Kolben 32 des Servomotors 31 wird durch den in der Leitung 30 herrschenden Druck nicht beeinflusst, weil der Steuerschieber 27 die Leitung 29 von der Leitung 30 abschliesst.
Sobald nun die getriebene Welle 2, infolge des Einschaltens der Reibungskupplung, die selbe Drehzahl wie die Welle 1 erreicht hat, ist auch die Muffe des Reglers 25 so weit ge- hoben worden, dass der Übertragungshebel 26 die Lage b-c einnimmt. Der Steuerschieber 27 nimmt infolgedessen die in der Zeichnung ausgezogen gezeichnete Stellung ein, wodurch der in der Druckleitung 30 herrschende Druck auch auf den Raum 45 unterhalb des Kolbens 32 wirkt. Der Kolben 32 wird da durch gehoben und die zwischen den Kol ben 32 und 34 angeordnete Feder 33 gespannt. Beim weiteren Zunehmen des Druckes im Raum 45 stösst der Kolben 32 den Fortsatz 38 der Klinke 36 nach oben, wodurch der obere Fortsatz 37 seitlich ausweicht.
Der Kolben 34 wird nun unter dem Einfluss der Feder 33 plötzlich in seine oberste Lage ge drückt, wodurch die Hülse 40 mit dem Steuer nocken 22 durch den Winkelhebel 39 äusserst rasch nach links verschoben wird. Die Linksverschiebung des Steuernockens 22 hat zur Folge, dass sich der Stössel 21 senkt und die starre Kupplung eingeschaltet wird. Wie ersichtlich, ist die starre Kupplung als Schnellschlusskupplung ausgebildet, was den Vorteil bietet, dass sich die Klauen bezw. Keile oder Zähne der starren Kupplung nur ganz oder gar nicht in Eingriff befinden kön nen und infolgedessen die Klauen bezw. Keile oder Zähne viel weniger Beschädigungen aus gesetzt sind als bei allmählich in Eingriff kommenden starren Kupplungen.
Die eigentliche Kupplung arbeitet wie folgt: Sollen die beiden Wellen 1 und 2 mit einander gekuppelt werden, so wird zunächst wie bereits dargestellt wurde, der Steuernocken 8 (Fig. 2) der Reibungskupplung nach links in die gestrichelt gezeichnete Lage A ver schoben. Dadurch werden die Hebel 7 und 6 nach aussen gedrückt und die Kupplungs wangen 4 gegen die rotierenden Kupplungs wangen 3 gedrückt. Infolgedessen werden die Wangen 4 und mit ihnen die Tragtrommel 9 und die Welle 2' durch die Welle 1 mitge nommen. Die beiden Wellen 1 und 2 ,sind nun durch die Reibungskupplung miteinander gekuppelt.
Die Reibungskupplung dient, wie erwähnt, zum stosslosen Kuppeln der Wellen _ 1 und 2; aber sie eignet sich nicht- zur Über- tra@gung grosser Drehmomente, weil sie nur auf Reibung beruht. Um grosse Drehmomente übertragen zu können, wird, nachdem die Wellen 1 und 2 dieselbe Drehzahl erreicht haben, die starre Kupplung 11, 12 eingeschal tet.
Es wird dies dadurch bewerkstelligt, dass der Steuernocken 22 der starren: Kupplung ebenfalls nach links in die gestrichelt ge zeichnete Lage B verschoben wird.
Der He bel 14 (F'ig. 3) wird infolgedessen durch die Hebel 19 und 20 um etwa eine Viertelsdre- hung gedreht, so dass er dadurch von der Stellung E in die gestrichelt gezeichnete Stellung G gelangt. Dadurch wird die zum treibenden Teil der Kupplung gehörende Trommel 10 durch die Klauen 11 und die drehbaren Keile 12 mit dem zum getriebe nen Teil der <RTI
ID="0004.0027"> Kupplung gehörenden Tragring 13 gekuppelt. Die beiden Wellen 1 und 2 sind nun derart miteinander gekuppelt, dass dass übertragene Drehmoment nicht mehr von der Reibungskraft zwischen den Wangen 3 und 4 abhängig ist und daher unter allen Umständen ohne Schlupf übertragen wird.
Zwischen dem Tragring 13 und dem Ge häuse 17 sind federnde, zum Beispiel ,aus Gummi bestehende Pufferorgane 18 einge- schachtelt, - um etwa auftretende Stösse, Schläge oder Torsionsschwingungen zwischen den beiden Wellen 1 und 2 zu dämpfen bezw. zu vernichten.
Der Hebel 19 ist durch Vermittlung des Hebels 23 -derart schwing bar gelagert, :dass ser die vom Steuernocken. <B>2'2</B> herrührenden Steuerbewegungen anstandslos auf den Hebel 14 übertragen kann, obschon dieser infolge der Anordnung der federnden Pufferorgane 18 mit dem Tragring 13 zu sammen in bezug auf die S@teu(-,rstauge 21 und das Gehäusen 17 :
eine quergerichtete Schwin- gungubewegung ausführt.
Die Keile 12 können achsial oder radial angeordnet sein.
Die Reibungskupplung und die starre Kupplung können einzeln oder zusamrrten so wohl hydraulisch wie elektromagnetisch be tätigt werden.
Durch die beschriebene Kupplung wer den somit die beiden Wellen 1 und 2, bis sie dieselbe Drehzahl aufweisen, durch Reibanis und hierauf dazu noch durch die starre Kupplung 11, 12 zwangsläufig miteinander gekuppelt. Allfällige Schwingungen und Stösse werden ausserdem durch die als elasti sche Kupplung wirkenden federnden Puffer organe 18i gedämpft.
Die- beschriebene Kupp lung stellt somit gleichzeitig eine Reibungs kupplung, eine starre Kupplung und eine elastiische Kupplung dar. Sie verbindet die Vorteile dien drei Kupplungsarten miteinan der und entspricht daher in hohem Masse den Anforderungen der Praxis.
Die - beschriebene Kupplung eignet sich ganz besonders für hydraulische :Speicher werke als Kupplung zwischen dem Antriebs motor und der Pumpe. Hier wird die vom Wasser entleerte Pumpe vorteilhafterweise zunächst durch die Reibungskupplung mit dem in Drehung sich befindenden Synchron- motor gekuppelt. Sobald die Pumpe die Drehzahl des Motors erreicht hat, wird die starre Kupplung eingeschaltet,
worauf die Luft aus der Pumpe abgesaugt wird. Die Pumpe füllt sich infdlgedessen mit. Wasser und nimmt allmählich die volle Leistung auf. Durch die beschriebene Kupplung kann so mit, selbst bei den grössten Aggregaten, die Pumpe ohne Überanstrengung des Elektro motors und .('Er Wellen mit dem laufenden Motor gekuppelt werden.
Die Kupplung kann automatisch oder von Hand bedient werden.. Jedenfalls empfiehlt es sich, um die, falsche Bedienung der Kupp lung zu verunmöglichen, die Bedienungshebel der Kupplung derart mit Sperrmitteln zu ver sehen, da,B zum Beispiel, bei einem Pumpen- aggregat die Reibungskupplung nur dann ein geschaltet werden kann, wenn die Pumpe von Wasser entleert,
die Welle somit unbelastet ist und die starre Kupplung nur dann ein geschaltet werden kann, wenn die getriebene und die treibende Welle dieselbe Drehzahl er reicht haben. Ähnliche Sperrvorrichtungen können für das Lösen der Kupplung vor gesehen sein. Wird die ,Kupplung für an dere Zwecke benützt, so kann diese dem neuen Zweck entsprechend ausgebildet wer den.