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Schaltbare, formschlüssige Wellenkupplung Die Erfindung betrifft eine
schaltbare, formschlüssige Wellenkupplung.
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Formschlüssige Kupplungen, wie Zahnkupplungen, Klauenkupplungen, Bolzenkupplungen
od. dgl. bieten den Vorteil der völlig schlupffreien Drehmomer.tübertragung, sind
aber mit dem Nachteil behaftet, daß sie nur dann eingeschaltet werden können, wenn
sich die beiden Kupplungshälften in einer geeigneten Stellung zueinander befinden.
In den Fällen, in denen eine gegenseitige Verdrehung von treibendem Teil und angetriebenem
Teil vor dem Kuppeln nicht möglich ist, lassen sich die bisher bekannten formschlüssigen
Kupplungen daher nicht verwenden. Derartige Fälle liegen z. B. vor bei Drehbänken,
bei denen das Werkstück - beispielsweise eine Kurbelwelle - zur Verineidung von
Torsionen an beiden Enden durch zwei synchronisierte Hauptantriebe angetrieben wird.
Bei dem Verschieben von Schieberädern in den Spindelkästen zum Geschwindigkeitswechsel
lassen sich gegenseitige und in den beiden Spindelkästen voneinander verschiedene
Verdrehungen der Getriebewellen nicht vermeiden. Um Torsionen des Werkstücks beim
Schaltvorgang zu verhindern, müssen daher vor dem Umschalten die beiden Planscheiben
blockiert und der Gleichlauf der beiden Antriebe aufgehoben werden. Nach der Einschaltung
der neuen Getriebestufe ist es erforderlich, beide Antriebe wieder zu synchronisieren.
Hierzu müssen bei mechanischer Gleichlaufeinrichtung beide Hauptantriebe in der
durch die Blockierung der Planscheiben gegebenen Wellenlage ihiteinander gekuppelt
werden, oder es sind bei elektrischer Gleichschaltung durch eine »elektrische Welle«
die Läufer beider Wellenmotore in eine bestimmte Synchronisierstellung zu ])ringen
und in dieser Stellung mit ihren blockierten Getrieben zu kuppeln. Die bisher bekannten
formschlüssigen Kupplungen sind für derartige Zwecke unbrauchbar, und man war genötigt,
in jeder Stellung schaltbare, kraftschlüssige Kupplungen zu verwenden. obwohl bei
Schlupf - der sich hierbei nicht mit Sicherheit vermeiden läßt - der ganze Doppelantrieb
illusorisch wird.
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Bei den erwähnten Antrieben und ähnlichen Bedingungen läßt sich die
erfindungsgemäße Kupplung mit Vorteil verwenden, die trotz formschlüssiger Kraftübertragung
das Kuppeln der miteinander zu verbindenden Wellen od. dgl. in jeder Stellung gestattet.
Erreicht wird dies dadurch, daß eine der finit den l# orinschlußeleinenten versehenen
Ktipplungshälften gegenüber der ihr zugeordneten Welle od. dgl. in Umfangsrichtung
verstellbar ist. Zur Drelunomentübertragung zwischen der in Umfangsrichtung verstellbaren
Kupplungshälfte und der ihr zugeordneten Welle od. dgl. werden nach der Erfindung
vorzugsweise ebenfalls formschlüssige Elemente, insbesondere ein selbsthemmender
Schneckentrieb verwendet, so daß ein durchgehender Formschluß möglich ist. Zur Vermeidung
ungewollter Verstellungen durch Stöße, Erschütterungen usw. ist ein zusätzliches,
an sich bekantes Gesperre vorgesehen.
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Eine Zahnkupplung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung in den
Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt in axialer
Richtung, Fig. 2 einen Radialschnitt nach der Schnittlinie A-B der Fig.1 und Fig.
3 einen Teilschnitt nach der Schnittlinie C-1) der Fig. 2.
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Auf der Welle 1, beispielsweise dem Wellenstumpf eines Elektromotors,
ist die Scheibe 2 axial nicht verschiebbar und drehfest angeordnet. Mit der Scheibe
2 ist der Lagerkörper 3 für die selbsthemmende Schnecke 4 fest verbunden. Die axial
nicht verschiebbare Schnecke 4 ist mit einem Betätigungsvierkant 5 und einem Klinkenrad
6 versehen, mit welchem die am Lagerkörper 3 schwenkbare Sperrklinke 7 durch die
Feder 8 im Eingriff gehalten wird. Der mit einem Innenzahnkranz 9 versehene Ring
10 ist auf der Nabe 11 der Scheibe 2 drehbar, aber axial nicht verschiebbar gelagert.
An seinem äußeren Umfang trägt der Ring 10 eine Schneckenradverzahnung 12, welche
finit der Schnecke 4 im Eingriff steht. Auf der mit Hilfe des Lagers 13 in der Scheibe
2 abgestützten Abtriebswelle 14 ist das finit der Außenverzahnung 15 versehene Rad
16 nicht drehbar, aber mit Hilfe einer bekannten Schaltvorrichtung verschieblich
gelagert. Der Lagerkörper 3 besitzt eine Anschlagfläche 17, die
bei
Doppelantrieben mit »elektrischer Welle« zur Synchronisierung der Motorläufer dient.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn sich bei einer gegebenen Stellung
der Wellen 1 und 14 die Zahnkränze 9 und 15 nicht miteinander kuppeln lassen, wird-
der Zahnkranz 9 durch Drehen am Vierkant 5 über die Schnecke 4 und die Schneckenradverzahnung
12 so weit gegenüber der Welle 1 verdreht, daß das Einrücken der Kupplung durch
Verschieben des Rades 16 nach rechts möglich ist. Nach Einschalten des Antriebs
wird das Drehmoment über die Schneckenverzahnung 12 formschlüssig von der Scheibe
2 und damit von der Welle 1 auf den Zahnkranz 9 des Ringes 10 übertragen, wobei
das Klinkenrad 6 und die Sperrklinke 7 ein unbeabsichtigtes Drehen der Schnecke
4 und damit eine unerwünschte \7erdrehung des Ringes 10 gegenüber der Welle 1 verhindern.
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Die Kupplung kann auch noch dazu verwendet werden, das Zahnflankenspiel
in Getrieben auszuschalten. Wenn z. B. beim synchronisierten Doppelantrieb einer
Kurbelwellendrehbank beide Planscheiben blockiert sind und die Motorläufer durch
den Anschlag von Rastbolzen an den Anschlagflächen 17 in der Synchronisierungsstellung
gehalten werden, können bei beiden Antrieben durch Drehen der Schnecken 4 im entsprechenden
Drehsinn die Zahnflanken sämtlicher im Kraftfluß befindlicher Getrieberäder zur
spielfreien Anlage an ihren Gegenflanken gebracht werden. Wenn nun nach der Lösung
der Planscheibenblockierungen die Antriebe eingeschaltet werden, können keine Störungen
des Gleichlaufs bzw. keine Torsionsschwingungen durch das Zahnflankenspiel eintreten.
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Die erfindungsgemäße Kupplung kann auch in Rädern, Trommeln od. dgl.
eingebaut werden. Auch können für die Verstellung des Ringes 10 gegenüber der Scheibe
2 anstatt der Schnecke andere bekannte Elemente, wie Keile, Gewindespindeln od.
dgl. verwendet werden.