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Klemmkupplung Es sind Kupplungen zwischen einem ständig umlaufenden
treibenden Teil und einem getriebenen Teil bekannt, bei denen der Kupplungsvorgang
durch in einem Käfig geführte Klemmittel bewirkt wird, die durch Abstoppen des Käfigs
aus der kuppelnden Klemmstellung bewegbar sind.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung stoppt eine als Abstoppmittel dienende
Klinke nicht nur den Käfig in seiner Drehbewegung, sondern sie dreht gleichzeitig
den getriebenen Teil zwangläufig so weit weiter, daß die Klemmittel in die Entkupplungsstellung
gelangen. Statt des Käfigs und der Klinke können natürlich auch andere gleichwertig
wirkende Maschinenelemente benutzt werden.
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Eine bevorzugte Ausführungsform gewährleistet ferner, daß der Abtrieb
in einer ganz genau bestimmten Lage zum Stehen gebracht werden kann. Das wird dadurch
erreicht, daß der Käfig mit einer Verzahnung versehen ist, in die die als Abstoppmittel
dienende Klinke zum Sperren der Drehbewegung einrückbar ist, und daß der getriebene
Teil ebenfalls eine Verzahnung aufweist, in die die Klinke ebenfalls eingreift,
und daß beide Verzahnungen derart zueinander angeordnet sind, daß die Klinke keilförmig
zwischen eine steile Zahnflanke am Käfig und eine steile Zahnflanke am getriebenen
Teil schiebbar ist, wodurch beim Entkuppeln zwangläufig die die Klemmverbindung
herstellenden Teile in eine unwirksame Stellung verschwenkbar sind.
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Vorzugsweise wird der Käfig mit dem getriebenen Teil durch eine Feder
elastisch verbunden, welche den Käfig und den getriebenen Teil im Kupplungszustand
so weit gegeneinander verstellt, daß für die Klinke zwischen beiden eine keilförmige
Lücke bleibt, die unter Spannung der Feder bei Wirksamwerden der Klinke so weit
vergrößert wird, daß der Käfig und der getriebene Teil in ihre Entkupplungsstellung
gelangen.
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Mit den bekannten Einrichtungen können die im nachfolgenden erwähnten
Vorteile der Erfindung nicht erreicht werden. Bei diesen bekannten Einrichtungen
erfolgt nämlich ein sicheres Lösen der Kupplungsverbindung nur dann, wenn der getriebene
Teil infolge seiner Schwungkraft noch etwas weiterläuft, oder es besteht die Gefahr,
daß trotz abgestopptem Käfig die Kupplung weiter wirksam bleibt. Sofern eine Sperrklinke
gegen Rückwärtsdrehen des getriebenen Teils vorgesehen ist, vermag diese aber nicht
zu gewährleisten, daß der getriebene Teil in einer ganz genau bestimmten Lage stehenbleibt.
Auch ist infolge des Spiels zwischen den Klemmitteln und dem Käfig eine Feststellung
des getriebenen Teils in einer genau bestimmten Lage nicht möglich.
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Die erfindungsgemäße Kupplung gewährt gegenüber den bekannten Einrichtungen
den Vorteil, daß die Entkupplung mit Sicherheit auch dann erfolgt, wenn nur kleine
Massen und/oder geringe Drehgeschwindigkeiten auftreten, man sich also für die Entkupplung
nicht auf die Überschleuderwirkung des getriebenen Teils mit Sicherheit verlassen
kann. Wenn es bei den bekannten Einrichtungen mangels genügender Überschleuderkraft
zu keiner sicheren Entkupplung kommt, müssen bei festgehaltenem Käfig mit Notwendigkeit
irgendwelche Zerstörungen auftreten, was aber bei der erfindungsgemäßen Anordnung
zwangläufig vermieden wird.
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Die erfindungsgemäße Kupplung kann ihrer Vorteile wegen für die verschiedensten
Zwecke Verwendung finden, und zwar überall dort, wo es erforderlich ist, den getriebenen
Teil in einer oder mehreren vorbestimmten Stellungen genau und beliebig lange festzuhalten.
Diese Aufgabe tritt z. B. bei Eintourenkupplungen auf. Deshalb ist die vorliegende
Erfindung auch auf denselben Gebieten (wie Arbeits- und Werkzeugmaschinen, Fahrzeugen)
wie die bekannten Kupplungen anwendbar und weist auch auf diesen Gebieten die ihr
eigenen Vorteile auf.
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Bei anderen bekannten Kupplungen ist eine bestimmte kinetische Energie
erforderlich, um die Klinke voll aus der Verzahnung zu heben, um ein Ratschen zu
verhindern. Außerdem haben diese Kupplungen den Nachteil, nicht sofort mit dem Ausrücken
des Abstoppgliedes wirksam zu werden, sondern die Kupplung arbeitet erst, wenn der
Zahn am treibenden Teil bis zur Klinke gelangt ist.
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Die erfindungsgemäße Kupplung ist auch dann vorteilhaft anzuwenden,
wenn der getriebene Teil in verschiedenen Stellungen genau festgehalten werden soll,
wie es z. B. für Rechenwerke, Telefonwähler, Transportwerke für Lochstreifen und
Lochkarten erforderlich ist.
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Eine ähnliche Anwendung der erfindungsgemäßen Kupplung ergibt sich
auch bei Telefonwählern. Bei diesen kann der Läuferarm über die erfindungsgemäße
Kupplung
angetrieben werden. Die Verzahnung auf dem Käfig der Kupplung ist hierbei so festgelegt,
daß die Verzahnungsteilung der Lamellenteileng an der Kontaktbank des Telefonwählers
entspricht. Wird das Abstoppglied nur so lange ausgerückt, daß sich die Kupplung
nur um einen Zahn weiterdreht, so wandert der Läuferarm von einer Lamelle zur nächsten.
Der zurückgelegte Weg des Läuferarms hängt somit nur von der Zahnteilung des Käfigs,
nicht aber von der genauen Ausrückzeit des Stoppgliedes ab. Entsprechend dem Ausrücken
des Stoppgliedes kann die Kupplung über einen längeren Zeitpunkt eingekuppelt sein
und somit der Läuferarm gleichmäßig über mehrere Kupplungslamellen laufen. Nach
dem Einrücken des Abstoppgliedes bleibt der Läuferarm aber wiederum genau auf einer
Lamelle stehen, unabhängig davon, ob die Einrückung in bestimmten Grenzen etwas
früher oder später erfolgte.
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Für besondere Fälle, wie sie z. B. bei Transportwerken für Lochkarten
vorkommen, soll die Karte mit unterschiedlichen Schritten transportiert werden,
etwa in der Weise, daß die Karte bei der Abfühlung kleine Schritte zurücklegt, während
der Kartenwechsel durch einen großen Schritt erfolgen soll. Die erfindungsgemäße
Kupplung ermöglicht eine einfache Steuerung des Transportwerkes. Zu diesem Zweck
wird auf dem Käfig eine wechselnde Zahnteilung vorgesehen, und zwar ein Teil mit
kleiner Zahnteilung, an die sich eine große Zahnteilung anschließt. Die jeweilige
Zahnteilung entspricht dem zugehörigen Kartenweg. Zur Steuerung des Transportwerkes
ist dann nur erforderlich; das Abstoppglied kurz auszurücken und gleich anschließend
wieder einzurücken. Das Abstoppglied kann aber erst zur Wirkung kommen, wenn der
nächste Zahn des Käfigs an das Abstoppglied stößt. Die Karte legt hierbei einen
genau festgelegten Weg entsprechend der Zahnteilung auf dem Käfig zurück, auch wenn
die Einrückung des Abstoppgliedes schon erheblich früher erfolgte. Es kann somit
für die kleinen Schritte wie auch für den großen Schritt die gleiche Ausrückzeit
für das Abstoppglied verwendet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Kupplung quer zur Achse, wobei
die Kupplung in eingekuppeltem Zustand gezeigt ist.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Kupplung längs zur Achse.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Kupplung quer zur Achse, wobei
die Kupplung in ausgekuppeltem Zustand gezeigt ist.
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Die Kupplung wird von einem ständig umlaufenden Zahnrad 11 angetrieben,
welches mit dem Zahnrad 12 der Kupplung kämmt. Das Zahnrad 12 ist auf dem Rohr 13
gelagert, welches gleichzeitig als Käfig für die Klemmkugeln 14 dient. In dem Rohr
13 befindet sich der rohrförmige getriebene Teil 15. Letzterer ist zusammen mit
der Deckscheibe 16 durch die Mutter 17 auf die Welle 18 gespannt. Auf dem Rohr 13
sitzt des weiteren fest das Zahnrad 19 und auf dem Teil 15 fest das Zahnrad 21.
In den rohrförmigen Teil 15 sind Nuten. 22 eingefräst, in; die die Klemmkugeln 14
ragen. Die Neigung der Nuten 22 wurde so gewählt, daß gegenüber dem Innenring des
Zahnrades 12 ein selbsthemmender Keilwinkel gebildet wird. Der Käfig 13 für die
Kugeln 14 ist mit dem Teil 15 durch die Feder 23 elastisch verbunden. Die Feder
23 hat das Bestreben, den Käfig 13 gegenüber dem Teil 15 im Uhrzeigersinne (Fig.
1) zu drehen. Durch diese Drehbewegung werden die Kugeln 14 zwischen den Innenring
des Zahnrades 12 und die Schräge der Nut 22 gedrückt. Setzt der getriebene Teil
der Drehbewegung des Zahnrades 12, welches sich im Uhrzeigersinne dreht, einen Widerstand
entgegen, so werden die Klemmkugeln 14 durch die Reibung noch stärker zwischen den
Innenring des Zahnrades 12 und die Schräge der Nut 22 gedrückt. Es entsteht hierdurch
eine feste Verbindung zwischen dem Zahnrad 12 und dem Teil 15, welcher der Drehbewegung
des Zahnrades 12 schlupffrei folgen muß.
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Soll der getriebene Teil stillgesetzt werden, so wird die Klinke 24
gegen die beiden Zahnräder 19 und 21 geschwenkt. Dieses Schwenken kann mechanisch
in Abhängigkeit von der Maschinensteuerung oder auch elektromechanisch durch einen
Magneten erfolgen. Durch das Einschwenken der Klinke 24 wird die Drehbewegung des
Zahnrades 19 und damit auch des Käfigs 13 gesperrt. Die Klinke 24 legt sich in die
keilförmige Lücke zwischen den Verzahnungen von 19 und 21 und erweitert diese Lücke.
Dadurch wird das Zahnrad 21 und damit der Abtrieb zwangläufig noch etwas weitergedreht.
Durch das Weiterdrehen des Teils 15 im Uhrzeigersinn wird hierbei durch die Neigung
der Nut 22 die Klemmverbindung zwischen dem Zahnrad 12 und dem Teil 15 aufgehoben.
Ist die gespeicherte Energie im Teil 15 und den angeschlossenen Getriebeteilen groß,
so kann sich der getriebene Teil höchstens nur noch so weit drehen, bis die Kante
25 der Nut 22 gegen die Kugeln stößt. Ein zu weites Drehen oder Schwingen des getriebenen
Teils wird hierdurch vermieden. Der getriebene Teil kann also in jedem Falle in
einer genau vorbestimmten Lage festgehalten werden.
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Fig. 3 zeigt die Kupplung in entkuppeltem Zustand. Aus dieser Figur
ist zu ersehen, wie sich die Klinke 24 keilförmig zwischen das Zahnrad 19 und das
Zahnrad 21 gedrückt hat. In derselben Figur ist auch die Stellung der Nut 22 gegenüber
den Klemmkugeln 14 bzw. dem Käfig 13 im entkuppelten Zustand gezeigt.
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Soll die Kupplungsverbindung wiederhergestellt werden, so wird die
Klinke 24 aus der Verzahnung 19 bzw. 21 geschwenkt. Die Feder 23 dreht den Käfig
13 so weit im Uhrzeigersinn gegenüber dem Abtriebsglied 15, bis die Kugeln 14 die
Klemmverbindung herstellen und damit das Antriebsglied mit dem Abtriebsglied 15
kuppeln.
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Werden die beiden. Zahnräder 19 und 21 so ausgebildet, daß sie nur
einen Zahn aufweisen, während der restliche Umfang glatt ist, so wirkt die Kupplung
als Eintourenkupplung. Die Klinke 24 kann wohl sofort nach dem Ausrücken wieder
eingerückt werden, die Auskupplung erfolgt aber erst, wenn nach einer Umdrehung
der Zahn wieder an die Klinke 24 stößt.
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Des weiteren ist es möglich, auf den Zahnrädern 19 und 21 die Zahnteilung
wechselnd auszuführen, so daß sich teilweise ein größerer und kleinerer Zahnabstand
ergibt. Die Zahnteilung muß hierbei natürlich bei beiden Zahnrädern wieder für die
einzelnen Zähne übereinstimmen. Durch die unterschiedliche Zahnteilung wird ermöglicht,
daß trotz gleicher Ausrückzeit der Klinke 24 der getriebene Teil 15 unterschiedliche,
aber genau festgelegte Wege zurücklegt.