CH673139A5

CH673139A5 -

Info

Publication number: CH673139A5
Application number: CH2092/87A
Authority: CH
Inventors: Ernst Strickler; Hansueli Wild
Original assignee: Mettler Instrumente Ag
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1987-06-02
Publication date: 1990-02-15
Also published as: JPS63195131U; GB2205617B; US4883444A; GB8810485D0; JPH0720420Y2; DE8806352U1; DE3816435A1; GB2205617A

Description

BESCHREIBUNG

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kupplung zur Übertragung einer Drehbewegung in beiden Drehrichtungen mit einer Antriebswelle und einer Abtriebswelle und einem in beiden Drehrichtungen wirkenden Freilauf für abtriebsseitig eingeleitete Drehbewegungen.

Bei modernen Analysenwaagen werden zum Beschicken der Waagschale ein oder mehrere Gehäuseteile durch Verschieben mit einem Elektroantrieb geöffnet. Eine feste Verbindung zwischen dem Elektroantrieb und den zu öffnenden Gehäuseteilen ist nicht erwünscht, da die Waage für bestimmte Anwendungszwecke stets auch von Hand bedienbar sein muss.

Aus der europäischen Patentanmeldung Nr. 0216035 ist eine Kupplung an einer Analysenwaage bekannt, welche beim Einschalten des Antriebes zum Öffnen und Schliessen eines Gehäuseteiles mit diesem eine kraftschlüssige Verbindung eingeht und beim Betätigen der Gehäuseteile von Hand die Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und dem Antriebsmotor unterbricht.

Zu diesem Zweck wird die Rotorwelle mit dem darauf befestigten Reibrad in einem V-förmigen Führungsschlitz beweglich gelagert derart, dass beim Einschalten des Antriebsmotors dessen Rotorwelle im Führungsschlitz abrollt und das Reibrad an die Oberfläche des Gehäuseteils heranführt. Bei Abbruch der Drehbewegung der Rotorwelle gleitet diese im Führungsschlitz in die Ausgangsstellung zurück, in der das Reibrad ausser Berührung mit dem Gehäuseteil steht. Eine Antriebsverbindung zwischen dem Motor und dem Gehäuseteil liegt demzufolge nur bei drehender Rotorwelle vor.

Diese bekannte Kupplungsvorrichtung arbeitet zufriedenstellend, so lange deren Teile keine Abnutzungserscheinungen oder Verschmutzungen aufweisen. Für einen störungsfreien Betrieb bedarf diese Anordnung einer regelmässigen Wartung.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Kupplung zur Übertragung einer Drehbewegung zu schaffen, mittels der motorseitig die Drehbewegung an der Antriebswelle in beiden Drehrichtungen übertragbar ist, und bei der Drehmomente, ausgelöst durch die manuelle Bedienung (Verschiebung) eines oder mehrerer der Gehäuseteile, nicht auf die eingangsseitige Welle der Kupplung, d. h. auf den Motor, übertragen werden.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Antriebswelle eine Klemmscheibe mit mindestens einer partiellen Einschnürung aufgesetzt ist, dass unterhalb der Klemmscheibe eine zur Drehachse im wesentlichen konzentrisch liegende, zur Horizontalen geneigte, umlaufende Fläche angeordnet ist, auf der mindestens eine Kugel aufgelegt ist, und dass auf dem Ende der Abtriebswelle ein die Klemmscheibe und die Fläche umschliessender Käfig mit einer innenliegenden Führungsfläche aufgesetzt ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass Drehbewegungen bzw. Drehmomente von der Kupplung in einer Richtung, d. h. von der Eingangsseite zur Ausgangsseite sowohl links- als auch rechtsdrehend übertragen werden; Drehbewegungen, die an der ausgangsseitigen Welle der Kupplung wirken, werden nicht auf die eingangsseitige Welle übertragen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich zwei Ausfuhrungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung,

Figur 2 einen Querschnitt durch die Kupplung längs Linie II-II und

Figur 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Kupplung.

In Figur 1 ist die Kupplung mit Bezugszeichen 1 bezeichnet und weist auf einer vertikal verlaufenden Achse A zwei drehbare Wellen 3 und 5 auf. Die Welle 3 steht in Verbindung mit einem motorischen Antrieb (nicht gezeigt), die Welle 5 steht in Verbindung mit einem verschiebbaren Gehäuseteil einer Waage (nicht gezeigt). Auf der Abtriebswelle 5 sitzt drehfest ein Käfig 7, dessen innenliegende Führungsfläche 9 im wesentlichen zylindermantel-formig ausgebildet ist. Auf der Höhe der Führungsfläche 9 ist auf der Welle 3 ein Lager 15 aufgesetzt, das auf einer am Boden 11 einer Ausnehmung 13 aufgesetzten oder als Teil dieser gestalteten Hülse 14 sitzt

Auf der Antriebswelle 3 sitzt drehfest weiter eine Klemmscheibe 17 mit einer Umfangsfläche 19, die partiell mindestens eine Einschnürung 21 aufweist. Im Schnitt nach Figur 2 sind drei Einschnürungen 21 gezeigt, es kann selbstverständlich auch eine andere Anzahl gewählt werden. Unterhalb der Scheibe 17 sind auf einer kreisförmigen Platte 23, deren Aussendurchmesser grösser ist als der Durchmesser der Umfangsfläche 19, eine oder mehrere Nuten 25 angebracht, deren aussenliegende Flanken oder Flächen 27 geneigt zur Horizontalen verlaufen und sich bis zur Peripherie der Platte 23 erstrecken. Die Platte 23 ist über die Klemmscheibe 17 drehfest mit der Welle 3 verbunden.

In der Nut 25 sind eine oder mehrere Kugeln 29 eingelegt. Die Zahl der Kugeln 29 entspricht vorzugsweise der Anzahl der Einschnürungen 21 und deren Durchmesser d ist kleiner als die grösste Distanz b und grösser als der kleinste radiale Abstand c zwischen der Umfangsfläche 19 der Scheibe 17 und der Führungsfläche 9. Der geometrische Verlauf der Umfangsfläche 19 besteht vorzugsweise aus logarithmischen Spiralenabschnitten, um unabhängig von Toleranzen der Kugeln 29 und/oder der Klemmflächen 9 einen stets gleichbleibenden Klemmwinkel zu erhalten. Selbstverständlich kann auch ein anderer geeigneter Verlauf gewählt werden. Vorzugsweise liegen die Zentren der Kugeln 29 in der gleichen Ebene wie das Lager 15.

In der Figur 2 sind die Kugeln 29 in drei verschiedenen Stel2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

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lungen dargestellt. Die Kugel 19 rechts oben liegt in der Einschnürung 21 und steht nur in Kontakt mit der Scheibe 17. Es besteht damit keine Verbindung zwischen der Antriebswelle 3 und der Abtriebswelle 5.

Die unten liegende Kugel 29 ist zwischen der Scheibe 17 und der Führungsfläche 9 eingeklemmt,und zwar aufgrund einer Drehung der Welle 3 im Gegenuhrzeigersinn. Die links liegende Kugel 29 ist durch eine Drehung der Welle im Uhrzeigersinn von der Scheibe 17 nach aussen an die Führungsfläche 9 verschoben worden.

Selbstverständlich befinden sich bei einer betriebsbereiten Kupplung 1 immer alle Kugeln 29 in der gleichen symmetrischen Lage zur Scheibe 17, d. h. entweder in neutraler Stellung in der Einschnürung 21 oder alle gleichzeitig vor oder nach der Einschnürung 21.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Kupplung 1 erläutert: Beim Drehen der abtriebseitigen Welle 5 erfolgt weder in der einen noch der anderen Drehrichtung eine Übertragung der Drehbewegung auf die Welle 3, denn es besteht keine kraftübertragende Verbindung zwischen den beiden Wellen 3 und 5.

Erfolgt hingegen eine Drehung der Welle 3, so wird die Kugel 29 mitgedreht und einerseits durch die auf sie wirkende Fliehkraft und die Trägheit der Kugel 29 auf der Flanke 27 nach aussen gerollt und andererseits von der sich schneller als die Kugel 29 drehenden inneren Scheibe 17 im sich verengenden Raum zwischen der Führungsfläche 9 und der Peripherie 19 der Scheibe 17 eingeklemmt. Der flache Klemmwinkel zwischen der Führungsfläche 9 und der Scheibenperipherie bewirkt eine kraftschlüssige Mitnahme des Käfigs 7 und damit auch der Welle 5.

5 Die symmetrische Ausgestaltung der Umfangsfläche 19 der Scheibe 17 ermöglicht eine Mitnahme des Käfigs 7 in beiden Drehrichtungen.

Sobald die antriebsseitige Drehbewegung unterbrochen wird, rollt die Kugel 29 auf der geneigten Flanke 27 in die Einschnü-io rung 21 zurück und unterbricht die Verbindung der beiden Wellen 3 und 5.

Die Ausführung der Kupplung 1 nach Figur 3 unterscheidet sich von derjenigen in Figur 1 dadurch, dass die Platte 23 mit der Rollfläche 27 nicht mit der Scheibe 17 fest verbunden ist, sondern 15 während des Betriebes stillsteht. Um dies zu erreichen, ist die Scheibe 17 als tragende Welle 3 hohl ausgebildet und auf einer stillstehenden, die Platte 23 tragenden Welle 31 drehbar gelagert.

In der Kupplung 1 nach Figur 3 erfolgt die Mitnahme des Käfigs 7 mit Verzögerung, da die Kugel 29 vorwiegend auf Grund 20 der Rollreibung an der Umfangsfläche 19 der Scheibe 17 sukzessive nach aussen gedrängt wird, bis eine Klemmung und Mitnahme an der Führungsfläche 9 erfolgt.

Selbstverständlich kann die Kupplung auch für einen anderen Zweck als den beschriebenen eingesetzt werden.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

673 139 PATENTANSPRÜCHE

1. Kupplung (1) zur Übertragung einer Drehbewegung in beiden Drehrichtungen, mit einer Antriebswelle (3) und einer Abtriebswelle (5) und einem in beiden Drehrichtungen wirkenden Freilauf für abtriebsseitig eingeleitete Drehbewegungen, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Antriebswelle (3) eine Klemmscheibe (17) mit mindestens einer partiellen Einschnürung (21) aufgesetzt ist, dass unterhalb der Klemmscheibe (17) mindestens eine zur Drehachse (A) im wesentlichen konzentrisch liegende, zur Horizontalen geneigte, Fläche (27) angeordnet ist, auf der mindestens eine Kugel (29) aufgelegt ist, und dass auf dem Ende der Abtriebswelle (5) ein die Klemmscheibe (17) und die Fläche (27) umschliessender Käfig (7) mit einer innenliegenden Führungsfläche (9) aufgesetzt ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (27) auf einer Scheibe (23) angebracht ist, die kraftschlüssig mit der Klemmscheibe (17) verbunden oder ortsfest angeordnet ist.

3. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmscheibe (17) eine oder mehrere symmetrisch ausgebildete Einschnürungen (21) aufweist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geometrische Verlauf der die Einschnürung (21) bildenden Klemmflächen logarithmischen Spiralen entspricht.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (15) für die Antriebswelle (3) in der Ebene der Zentren der Kugeln (29) angeordnet ist.

6. Kupplung nach einem der Anprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d) der Kugel (29) kleiner als der grösste Abstand (b) der Peripherie (19) der Scheibe (17) von der Führungsfläche (9) und grösser als der kleinste Abstand (c) der Peripherie (19) der Scheibe (17) von der Führungsfläche (9) im Käfig (7) ist.