-
Kupplung, vorzugsweise Eintourenkupplung, insbesondere für Einhub-Arbeitsmaschinen
wie Scheren, Stanzen, Pressen u. dgl. Bei Arbeitsmaschinen, insbesondere Einhub-Arbeitsmaschinen
wie Scheren, Stanzen, Pressen u. dgl., ist es vielfach erforderlich, daß beim Ausrücken
des Antriebes die Maschine jeweils bei einer ganz bestimmten Stellung der Hauptantriebswelle
stehenbleibt. Solche Maschinen werden daher über steuerbare Kupplungen angetrieben,
die vorzugsweise nach Vollendung voller Umdrehungen ausrückbar sind. Solche Eintourenkupplungen
oder vielleicht besser gesagt Vollumdrehungskupplungen, weil sie ja auch für eine
Vielzahl von Umdrehungen eingerückt bleiben können, sind in den verschiedensten
Ausführungen bekannt.
-
Die bekannteste Ausführung ist die Drehkeilkupplung, bei der in einer
etwa halbkreisförmigen Nut der getriebenen Welle ein Drehkeil angeordnet ist, der
in unwirksamer Lage ganz in der Nut liegt und, wenn er durch Drehung in seine Wirklage
gebracht ist, mit halbkreisförmigen Nuten des auf der getriebenen Welle drehbar
angeordneten treibenden Kupplungsteiles zusammenwirkt. Abgesehen davon, daß bei
dem verhältnismäßig kleinen Durchmesser der getriebenen Welle nur wenige Nuten in
dem treibenden Kupplungsteil vorgesehen werden können, so daß nur wenige Kupplungsmöglichkeiten
zur Verfügung stehen, kann die Drehkeilkupplung die Drehmomente nur in der Antriebsrichtung
übertragen und verhindert ein Voreilen des getriebenen Teiles bei negativem Drehmoment
nicht.
-
Andere Kupplungen der in Frage stehenden Art arbeiten mit Kupplungshaken,
die in eine Nut des in diesem Falle innen vorgesehenen treibenden Kupplungsteiles
eingreifen können und dadurch, daß das Eingriffstück des Hakens die meistens rechteckige
Nut voll ausfüllt, ein Voreilen des getriebenen Teiles verhindern. Auch bei diesen
Kupplungen stehen nur eine oder bei mehreren Nuten nur wenige Kupplungsmöglichkeiten
zur Verfügung.
-
Bei Arbeitsmaschinen der oben angegebenen Art ist es erwünscht, daß
die Kupplung bei ihrem Einrücken augenblicklich wirksam wird. Die bekannten Kupplungen
sind für solche Zwecke nicht geeignet, weil bei ihnen zwischen den einzelnen Kupplungsmöglichkeiten
jeweils ein zu großer Winkel liegt, der erst durchlaufen werden muß.
-
Für Waschmaschinen ist bereits eine Kupplung für Rechts- und Linkslauf
bekannt, bei der ein in der getriebenen Kupplungshälfte angeordneter, durch Federkraft
in der Kuppellage gehaltener, radial verstellbarer Kuppelschieber, der mit einer
am Innenumfang der treibenden Kupplungshälfte vorgesehenen Nut zusammenwirkt, mittels
eines wahlweise in Wirklage einstellbaren ortsfesten Anschlages entgegen der Federkraft
ausrückbar ist. Bei der bekannten Kupplang umgreift der radial verstellbare Schieber
mit einem Langloch die getriebene Welle; er weist an seinem einen Ende den mit der
Kupplungsnut der treibenden Kupplungshälfte zusammenwirkenden Ansatz auf und trägt
an seinem anderen Ende die ihn in Kuppellage drückende Feder. Auf diese Weise ist
erreicht, daß die Kupplung einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweist, wie
dies bei Waschmaschinen erwünscht ist. An sich bestände zwar bei der bekannten Kupplung
die Möglichkeit, eine Mehrzahl von Kupplungsnuten vorzusehen. Auch dann aber würden
wegen des kleinen Durchmessers auf den Umfang nur verhältnismäßig wenige Kupplungsmöglichkeiten
kommen.
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung, vorzugsweise Eintourenkupplung,
insbesondere für Einhub-Arbeitsmaschinen wie Scheren, Stanzen, Pressen u. dgl.,
bei der ein in der getriebenen Kupplungshälfte angeordneter, durch Federkraft in
der Kuppellage gehaltener, radial verstellbarer Kuppelschieber, der mit am Innenumfang
der treibenden Kupplungshälfte vorgesehenen Nuten od. dgl. zusammenwirkt und mittels
eines wahlweise in Wirklage zu schwenkenden ortsfesten Anschlages entgegen der Federkraft
ausrückbar ist. Eine derartige Kupplung wird bei ihrer Steuerung augenblicklich
wirksam und ist auch in ihrem räumlichen Aufbau und ihrer Anordnung den besonderen
Antriebsverhältnissen bei Scheren, Stanzen, Pressen und ähnlichen Arbeitsmaschinen
in besonderer Weise angepaßt.
-
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Kuppelschieber in einem
sich radial erstreckenden Arm gelagert ist, der in den von Radkörper und Felge
eines
Zahnrades gebildeten Hohlraum der treibenden Kupplungshälfte greift, und aus dem
Bereich der am Innenumfang der Felge vorgesehenen Nuten mittels einer um ein ortsfestes
Lager einschwenkbaren, eine Steuerfläche und einen Anschlag aufweisenden Steuerschiene
ausrückbar ist, wobei durch Auflaufen eines am Kuppelschieber vorgesehenen Zapfens
od. dgl. auf ihre Steuerfläche der Kuppelschieber ausgerückt und durch Anschlagen
des Zapfens od. dgl. an ihren Anschlag die getriebene Kupplungshälfte angehalten
wird.
-
Es ist bereits bekannt, den äußeren Teil einer Mitnehmerküpplung als
Zahnrad auszubilden bzw. die Kupplung im Innern eines Zahnrades anzuordnen. Bei
Durchführung dieses bekannten Prinzips sieht aber die Erfindung eine bestimmte räumliche
Anordnung und besondere Ausbildung der Kupplung vor; sie trägt so den bei Scheren,
Stanzen, Pressen und ähnlichen Arbeitsmaschinen, die über Vorgelege mit verhältnismäßig
großem Übersetzungsverhältnis angetrieben werden, vorliegenden Verhältnissen in
vorteilhafter Weise Rechnung. .
-
Bei der Kupplung nach der Erfindung steht am Innenumfang der Felge
des Zahnrades so viel Platz für die Anbringung von Nuten zur Verfügung, daß ; auf
dem Umfang sehr viele Nuten vorgesehen werden können. Beim Einrücken der Kupplung
legt daher das Zahnrad jeweils einen nur kleinen Drehwinkel zurück, bis der Schieber
in eine Nut einfällt und somit die getriebene Kupplungshälfte mitgenommen wird.
Der Kupplungsvorgang vollzieht sich also augenblicklich.
-
Um eine spielfreie und geradezu starre Verbindung der beiden Kupplungshälften
zu erreichen, empfiehlt es sich, die Kupplung so auszuführen, daß die Nuten nach
ihrem Grund hin verengt sind und der Schieber an seinem Eingriffende eine entsprechende
Keilform aufweist. Da die bei einem Voreilenwollen der getriebenen Kupplungshälfte
auftretenden negativen Drehmomente kleiner sind als die beim Antrieb zu übertragenden
positiven Drehmomente, kann die Kupplung in vorteilhafter Weise so ausgeführt werden,
daß die in Drehrichtung des Zahnrades vorausliegenden Flanken der Nuten eine kleinere
Höhe haben als die gegenüberliegenden Flanken, indem vor den Nuten allmählich in
diese hineinführende Schräg-oder Kurvenflächen vorgesehen sind. Dies ergibt den
Vorteil, daß der Schieber auch bei hoher Drehgeschwindigkeit des Zahnrades sicher
in die nächste Kupplungsnut hineinfindet und sofort bei Beginn der Drehmomentübertragung
die ganze Fläche der Nutenflanke wirksam wird.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 eine Ansicht einer Kupplung nach der Erfindung, Fig. 2 einen
Schnitt durch die Kupplung nach der in Fig. 1 eingezeichneten Schnittlinie I-I und
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Kupplung.
-
Auf einer getriebenen Welle 1 ist ein Arm 2 mit seiner Nabe befestigt.
In einer Bohrung 4 des Armes 2 ist ein Schieber 3 radial verschiebbar, der unter
Wirkung einer Druckfeder 7 steht und einen seitlichen Zapfen 5 aufweist. Der Zapfen
5 ragt durch einen Längsschlitz .6 des Armes 2 nach außen. Zum 65 Ein- und Ausrücken
der Kupplung dient eine Schiene 8, die schwenkbar -auf einem Bolzen 9 gelagert ist.
Der Bolzen 9 wird von einer Konsole 10 getragen, die am Maschinengestell befestigt
ist. Die Schiene 8 steht mit einem- Hebel 12 in Verbindung, 70 durch den. sie aus
der in Fig. 3 gestrichelt dargestellten eingeschwenkten Lage 8' in die in dieser
Figur ausgezogen gezeichnete ausgeschwenkte Lage 8 verstellt werden kann. Die untere
Seite der Schiene 8 weist eine Steuerfläche 11 und einen Anschlag 22 auf.
-
Auf der Nabe des Armes 2 ist ein Zahnrad 16 drehbar gelagert, das
durch einen nicht dargestellten Antrieb im Sinne des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles
gedreht wird. In axialer Richtung ist der Arm 2 auf der Welle 1 durch eine mittels
einer Befestigungsschraube 24 gehaltenen Abschlußscheibe 23 gesichert; Diese Scheibe
verhindert zugleich eine axiale Verschiebung des Zahnrades 16. Der Zahnkranz bzw,
die Felge des Zahnrades ist mit 20 -bezeichnet. In diese Felge sind auf den Umfang
gleichmäßig verteilt Nuten 15 eingearbeitet, die einen sich nach dem Nutengrund
zu verengenden Querschnitt aufweisen: Die in der Drehrichtung des Zahnrades 16 vorausliegenden
Flanken 18 der Nuten 15 haben eine kleinere Höhe als die gegenüberliegenden Flanken
17, indem vor den Nuten allmählich in diese hineinführende Schräg- bzw. Kurvenflächen
vorgesehen sind: Das Eingriffende des Schiebers 3 weist eine der Nutenform entsprechende
Keilform auf und ist in Fig. 1 mit 13 bezeichnet.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Kupplung ist folgende: Es sei
angenommen, daß die Schiene 8 sich in der in Fig. 2 und 3 ausgezogen dargestellten
Lage befindet. In diesem Falle befindet sich der Schieber 3 mit seinem Ende 13 unter
Wirkung der Feder 7 im Eingriff mit einer Nut 15 der Felge 20 des Zahnrades 16.
Das Zahnrad 16 nimmt daher bei seiner Drehung den Arm 2 und damit die getriebene
Welle 1 mit. Soll nun die Kupplung ausgerückt werden, so wird die Steuerschiene
8 mittels des Hebels 12 in die in Fig. 2 und 3 gestrichelt dargestellte Wirklage
gebracht. Bei der gerade begonnenen Umdrehung des Armes 2 läuft der Zapfen 5 des
Schiebers 3 unter die Steuerfläche 11 der Schiene 8 und gleitet an dieser entlang,
so daß der Schieber 3 entgegen der Kraft der Feder 7 nach innen gezogen wird. Dabei
wird das Ende 13 des Schiebers 3 aus der Nut 15 des Zahnkranzes 20 herausgezogen
und so die Kupplung zwischen dem Zahnrad 16 und dem Arm 2 und der Welle 1 gelöst.
Die Anordnung der Schiene .8 und ihrer Steuerfläche 11 ist so getroffen, daß sich
das Ende 13 des Schiebers 3 ganz außer Eingriff befindet, wenn der Zapfen 5 durch
die Steuerfläche 11 in die in Fig. 1 mit 21 bezeichnete untere Lage gebracht worden
ist. In dieser Lage befindet sich der Zapfen 5 bzw: 21 in Anlage an dem Anschlag
22 der Schiene B. Die Drehbewegung der über die Kupplung getriebenen Teile wird
also beim Auskuppeln in einer ganz bestimmten, durch die Lage des Anschlages 22
gegebenen Stellung beendet.
-
Um ein Zurückprallen der stillgesetzten Massen zu verhindern, kann
an der Schiene 8 noch eine Klinke vorgesehen sein, die eine schräge Nasenform hat,
so daß sie von dem Zapfen 5, der gegebenenfalls länger auszuführen wäre, angehoben
wird und hinter dem Zapfen 5 einfällt, wenn er auf den Anschlag 22 der Schiene 8
trifft. Zweckmäßig wird die Anordnung so getroffen, daß der Schieber 3 durch die
Steuerfläche 11 der Schiene 8 so weit zurückbewegt wird, daß die Stirnfläche seines
Eingriffendes 13 sich in zurück= gezogener Lage in einer Höhe mit der Außenfläche
14 des Armes 2 befindet.
-
Soll die Kupplung wieder eingerückt werden, so wird die Schiene 8
mittels des Hebels 12 wieder in die ausgezogen dargestellte Lage geschwenkt. Sie
gibt
dabei den Zapfen 5 des Schiebers 3 frei, so daß dieser unter
Wirkung der Feder 7 radial nach außen springt und in die nächste in seinen Bereich
gelangende Nut 15 des Zahnrades 16 einfällt. Dieses Einfallen wird durch die in
Drehrichtung vor den Nuten 15 vorgesehenen Schräg- oder Kurvenflächen begünstigt,
so daß das Eingriffende 13 auch bei hoher Drehzahl des Zahnrades 16 sicher in eine
Nut 15 einfällt, wobei sofort die volle Anlagefläche zwischen dem Ende 13 des Schiebers
3 und der Flanke 17 der betreffenden Nut 15 wirksam wird. Durch die Keilform des
Eingriffendes 13 und der Nuten 15 ist eine in beiden Richtungen starre, also spielfreie
Kupplung gegeben, so daß auch negative Drehmomente von der Kupplung aufgenommen
werden können und ein Voreilen der getriebenen Teile ausgeschlossen ist.
-
Die wesentlichen Vorteile der Kupplung nach der Erfindung sind folgende:
Durch die Vielzahl der Nuten 15 des Zahnrades 16 ist ein äußerst schnelles, nahezu
augenblickliches Einrücken der Kupplung gegeben. Infolge des verhältnismäßig großen
Durchmessers der Felge 20 des Zahnrades 16 braucht der Schieber 3 nur kleine Kräfte
zu übertragen. Infolgedessen können die einzelnen Bauteile der Kupplung schwach
bemessen werden. Durch Unterbringung der Kupplung innerhalb des Zahnrades wird außerdem
der sonst für eine getrennt angeordnete Kupplung erforderliche Raum gespart, während
gleichzeitig der Materialaufwand für die Kupplung nach der Erfindung infolge der
klein gehaltenen Kräfte sehr gering ist. Durch die vor den Nuten 15 vorgesehenen
Schrägflächen wird ein sicheres Einkuppeln erreicht. In eingerücktem Zustand sind
die beiden Kupplungshälften infolge der keilförmigen Kupplungsflächen spielfrei,
also in beiden Richtungen starr miteinander verbunden.