Drehmoment übertragende Kupplung zur Verbindung zweier achsgleicher Wellen. Gegenstand der Erfindung ist eine Dreh moment übertragende Kupplung zur Verbin dung zweier achsgleicher Wellen, zum Bei spiel -der Welle eines Motors und einer Ar beitsmaschine.
Der Andruck,der Reibflächen von bekann ten, rein mechanischen Kupplungen erfolgt fast ausschliesslich durch Federn, deren An druck entweder beim Einkuppeln freigegeben wird oder die zum Einkuppeln unter Span nung ,gesetzt werden. Als Federn werden ent weder Schraubenfedern oder Biegungsfedern verwendet.
Die Kupplung gemäss der Erfindung un terscheidet :sich von diesen bekannten Kupp lungen ihrem Wesen nach dadurch, dass sie mindestens eine mehrelementige Drehfeder aufweist, deren- Längenänderung bei der Verwindung dar Feder das Verstellen eine Kupplungsteils bewirkt. Die Kupplung kann .den jeweiligen Bedürfnissen angepasst als feste oder bewegliche Kupplung, als Rutschkupplung, als lösbare bezw. als Ein rückkupplung und dergleichen ausgebildet werden.
Als Drehfedern: für diesen Zweck werden mit Vorteil solche verwendet, bei denen ausser halb,der Federachse liegende Drehstäbe oder Federlamellen, d. h. stabförmige Federele mente mit rundem oder rechteckigem Quer schnitt, in einer Kupplungsstellung wind schief zur Federachse und in :der andern Kupplungsstellung parallel oder annähernd parallel zu dieser Achse angeordnet sind. Um Biegungsspannungen in den, Federelementen auszuschalten, können dieselben mit ihren Enden um zur Drehfederachse im wesent lichen senkrechte Achsen oder allseits schwenkbar gelagert werden.
In der Zeichnung dient die schematische Fig. 1 zur Erläuterung,des Erfindungsgrund satzes und -die Fig. 2 bis B. zeigen Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. In Fig. 1 isst um eine treibende Welle 1 eine mehrelementige Drehfeder angeordnet, die in diesem einfachen Falle als Elemente zwei Drehfederlamellen 3 besitzt, die mit den einen Enden am Umfang der Scheibe 4 ,ge lagert sind, die fest auf der Welle 1 sitzt.
Mit den andern. Enden sind die Lamellen 3 am Umfang der Scheibe 5 .gelagert, die als der eine die Kupplung bewirkende Teil auf .der Welle 1 achsverschieblich, aber gegen Drehung gesichert sitzt. Auf der zu kuppeln den Welle 2 sitzt der andere die Kupplung bewirkende Teil 6. Die Lamellen 3 sind um zu den Wellen senkrechte Achsen 7, 8 schwenkbar gelagert.
Wird die Scheibe 4 ge gen .die Welle 1 und damit den Kupplungs teils 5 im: Sinne des Pfeils 9 verdreht, ,so er halten die Lamellen 3 Drehungsspannungen und stellen .sich steiler, so dass der Kupplungs teil 5 im Sinne des Pfeils 9' verschoben und gegen den Kupplungsteil 6 gedrückt, also die Kupplung eingeschaltet wird. Hiebei ist es für das Wesen des Vorganges gleichgültig, ob die Kupplung durch Reibung, durch. Ein greifen von Klauen oder in sonst .geeigneter Weise erfolgt.
Durch die Spreizhebelwir- kung der .sich steiler stellenden Lamellen 3 können bei kleinen Neigungen :derselben ge gen die Wellenachse s !ehr grosse Andrücke er zielt werden.
Eine Verdrehung der Scheibe 4 durch ein äusseres Moment im Sinne des Pfeils 10, die etwa durch die Drehspannung der Lamellen .selbst erfolgt, bewirkt -eine Ver schiebung des Kupplungsteils 5 im Sinne .des Pfeils 10', also ein Lösender Kupplung. Es kann jedoch von Haus aus den Lamellen 3 eine Drehvorspannung erteilt werden, die die Scheibe 4 im Sinne des Pfeils 9 zu ver drehen bestrebt ist, so dass die Verschiebung bezw.
der Anpressdruck des Kupplungsteils 5 im Sinne des Pfeils 9' durch diese Dreh vorspannung erzeugt wird und ein äusseres Moment im Sinne des Pfeils 10 das Ent kuppeln bewirkt.
Fig. 2 zeigt im Schaubild, zum Teil im Schnitt, eine von Hand oder mechanisch, pneumatisch oder elektrisch schaltbare La- mellenkupplung. Auf der treibenden Welle 1 sitzt drehbar und durch den Stellring 4' gegen Axialverschiebung gesichert die Scheibe 4, an deren Umfang die Drehfeder lamellen 3 gelagert sind. Die Enden der La mellen sitzen zu diesem Zwecke auf radialen Zapfen schwenkbar, oder können allseitig schwenkbar, aber uridrehbar kardanisch ge lagert sein.
Mit den andern Enden greifen die Lamellen 3 in gleicher Weise gelenkig an .dem Ring 5 an, der einen Teil des Kupp lungsteils 11 bildet, der auf der Welle 1 längsverschieblich, aber gegen Drehung ge- sichert sitzt.
Zwischen dem Teil 11 und dem auf der Welle 2 festsitzenden Kupplungsteil 6 liegen die Reiblamellen 12 üblicher Aus- führung. Die Lamellen 3 sind so mit Dreh vorspannung eingebaut, dass sie bestrebt sind, die Ringe 4 und 5 entgegen den durch die Pfeile 10 und 10' angedeuteten Dreh- .sinnen zu verdrehen,
damit die Lamellen stei ler zu stellen und den Reibungsdruck zwi schen den Scheibenlamellen 12 zu bewirken. Zum Entkuppeln wird die auf der Welle 1 undrehbar, aber axialverschieblich :sitzende Muffe 14 in bekannter Weise mittels Hebels und Gleitringes axial nach links verschoben, <B>I</B> dass sie mit der zur Achse des Teils 14 <B>o</B> schrägen Fläche 15 auf die Scheibe 4 im Sinne des Pfeils 10 verdrehend wirkt.
Für besondere Fälle kann die Kupplung auch mit im entgegengesetzten Sinne schräg gestellten Drehfederlamellen 3 ausgestattet werden, so d:ass durch Verschieben der Muffe 14 nach links das Kuppeln und dui.reh entgegengesetz tes Verschieben der Muffe das Entkuppeln erfolgt. Die Kupplung ist im Gehäuse 13 eingebaut.
Die Fig. 3 zeigt schaubildlich und die Fig. 4 in einer Teil-Aehsansicht <I>eine</I> Kupp lung, die bei Erreichung einer vorbestimm ten Drehzahl kuppelt bezw. entkuppelt. Eine bei Erreichung einer bestimmten Drehzahl einschaltbare Kupplung kann zum Beispiel mit grossem Vorteil bei Fahrzeugen Verwen dung finden, wo bei Standgas der Motor frei laufen soll, während er sich bei Erhöhung der Drehzahl durch Gaszugabe selbsttätig ein schaltet.
Ein Entkuppeln bei Überschreitung ist dort anwendbar, wo beim Durchgehen des Antriebsmotors die angehängten Arbeits maschinen abgeschaltet werden sollen.
Die eigentliche Kupplung (Fig. 3 und 4) ist in ihren Teilen 1 bis 13 sinngleich mit der in Fig. 2 dargestellten Kupplung gebaut. Die Verdrehung des Ringes. 4 erfolgt jedoch nicht von Hand, sondern durch eine Flieh- krafteinrichtung. Zu diesem Zweck sitzt auf der Welle 1,die Scheibe 16, auf der zwischen .dieser Scheibe und der den Ring 4 tragenden Scheibe die Fliehmassen 17 um von der Scheibe 16 getragene Zapfen 18 ausschwenk bar gelagert sind. Die Massen 18 greifen mit tels Zapfen 19 in Nuten 20 der Ringscheibe 4.
Durch die Drehvorspannung der Lamellen 3 ist die Ringscheibe 4 bestrebt, sich im Sinne des Pfeils 10 zu verdrehen, und die Flieh massen einwärts zu schwenken. Wird bei einer bestimmten Drehzahl die Drehspannung der Federlamellen 3 durch Schwingen der Fliehmassen nach auswärts überwunden, so verdrehen diese die Ringscheibe 4. Ob hie durch eine kuppelnde, wie bei Fig. 3, oder ent- kuppelnde Wirkung erzielt wird, hängt ledig- licU von der Vorspannung der Lamelle 3 und deren Neigungssinn :gegenüber der Wellen achse ab. Fig. 5 zeigt eine besondere Anordnung, bei der kein Axialschub zwischen den zu kuppelnden Wellenteilen auftritt, dieser viel mehr in sich ausgeglichen ist.
Zu diesem Zweck sind zwei Drehfedern mit Lamellen 3 und 3' vorgesehen, die, wie in Fig. 5 ge strichelt gezeigt ist, gegen die Wellenachse entgegengesetzte Neigung besitzen. Beim. Ver drehen .der Scheibe 4 werden -daher die Ring scheiben 5 und 5' im entgegengesetzten Sinne verschoben und pressen zwischen sich die La mellen 12 aneinander, die mit ihren äussern Verzahnungen in den Kupplungsteil 6 ein greifen.
Die Kupplung kann, wie dargestellt, durch äussere Kraft oder aber sinngleich, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, .durch Flieh kraftwirkung geschaltet werden.
Fig. 6 zeigt eine dem Grundsatz nach gleiche Ausführung wie Fig. 5, nur mit dem Unterschied, dass statt -der Lamellen 12 die Kupplungsteile als Buckelscheiben 5', 6' aus gebildet sind, wobei 6' durch eine Kranz verzahnung 6" mit dem Kupplungsteil 6 mit Spiel in der Achsrichtung in Eingriff steht.
Fig. 7 zeigt eine Rutschkupplung, die das Überschreiten eines bestimmten Drehmomen tes verhindert, wie :sie zum. Beispiel bei Wal- zenstrecken verwendet wird. Die Drehfeder überträgt in,diesem Falle das ganze Moment von der Welle 1 über eine Lamellenkupplung auf die Welle 2. Infolge der Grösse des zu übertragenden Momentes sind hier beispiels weise die Drehfederelemente 3 vorwiegend auf Biegung beanspruchte Stäbe.
Die Feder stäbe 3 sind zwischen dem auf der Welle 1 sitzenden Scheibenteil 4 und einem frei dreh baren Teil 5 vorgesehen und stehen schräg zur Achsrichtung und besitzen eine derartige Vorspannuug, dass sie bestrebt sind, diesen Teil in der Richtung des Pfeils 21 zu ver drehen. Die Drehvorspannung wird durch entsprechendes Anziehen der Muttern 23 er zielt. Hierdurch wird auch gleichzeitig der Andruck der Kupplungslamellen 12 erzielt. Die in !der ,gleichen Richtung laufende Welle 1 überträgt daher das Moment über die Stäbe 3 und die Lamellen 12 auf die Welle 2 in der durch .die Vorspannung der Stäbe 3 ge gebenen Grösse.
Wird das Moment überschrit- ten, so werden die Stäbe gebogen und ver ,dreht und s teilen sich steiler, so dass der An druck, der zwischen den Teilen 5 und 6 auf .die Lamellen 12, wirkt, kleiner wird und die Kupplung rutscht. Die Wellen 1 und 2 ' be rühren sich als ,gegeneinander wirkende Spur zapfen und nehmen den zwischen den La mellen 12 wirkenden Andruck auf. Die Stäbe 3 können in den Körpern 4 und 5 auch,geben Drehung gesichert gelagert sein, so .dass sie auf Biegung und Drehung bean sprucht werden.
Sie können auch mittels Ge lenkköpfen oder dergleichen so gelagert sein; dass sie nur auf Drehung beansprucht werden.
Fig. 8 zeigt eine Freilaufkupplung, bei ,der der Drehsinn der Wellen 1 und 2 im Sinne des Pfeils 22 verläuft. In diesem Falle dient das Moment der Drehfeder nur dazu, um den nötigen Reibungsdruck zum ersten Angriff der Lamellenkupplung zu erzeugen. Das eigentliche Moment beansprucht die Drehfederelemente im wesentlichen nur auf Zug.
Die Elemente der Drehfeder sind dem gemäss als Flachlamellen ausgebildet, die zwischen der auf der Welle 1 sitzenden Scheibe 4 und,dem frei drehbaren Teil 5 vor gesehen sind und diesen Teil durch Drehvor spannung im Sinne des Pfeils 22' zu ver drehen streben, dadurch den Achsabstand zwischen 5 und 6 verkürzen wollen und da mit die Reiblamellen 12 zusammendrücken. Die Welle 1 schleppt mittels der schrägste henden Lamellen über 5 und 6 :die Welle 2 mit.
Läuft die Welle 2 im Sinne des Pfeils 22 der Welle 1 vor, so stellen sich .die La mellen, 3 steiler, der Andruck zwischen den Reiblamellen -sinkt und es wird Freilauf er zielt. Natürlich können statt der Reiblamel len in jedem Fall auch andere Kupplungs teile, zum Beispiel Kupplungsklauen, Buckel scheiben, Reibkegel oder .dergleichen verwen det werden. Sinngemäss kann die beschriebene Einrichtung :auch zum Schalten von Getrie ben verwendet werden.