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Wellenkupplung mit Leergang zwischen Antriebs- und Abtriebshälfte
bei Drehrichtungsumkehr Im Getriebebau ist es mitunter notwendig, zwischen dem Antriebsteil
und dem Abtriebsteil bei Drehrichtungswechsei einen Leergang über bestimmte Winkelbereiche
vorzusehen. Bisher hat man solche Leergänge in einfacher Weise dadurch erhalten,
daß man die miteinander in Berührung kommenden Teile der Kupplung, z. B. Klauen
des Antriebs- und Abtriebsteils, entsprechend formte, so daß sie mit mehr oder weniger
großem Spiel ineinandergreifen. Nachteilig bei derartigen Kupplungen ist, daß der
eine Teil der Kupplung, während sich der andere durch den Leergang bewegt, diesem
gegenüber sich verstellen konnte. Dies ist in vielen Fällen der Praxis aber nachteilig,
insbesondere dann, wenn die Forderung besteht, daß der Abtriebsteil bei Drehrichtungswechsel
über die Dauer eines Leergangdurchlaufs des Antriebsteils in seiner einmal eingenommenen
Stellung verharrt. Diese Forderung muß beispielsweise bei Stufenregeleinrichtungen
von Transformatoren, Drosseln usw., die mit Lastschalter und Stufenwähler arbeiten,
erfüllt werden, bei denen der Stufenwähler bei Umkehr der Drehrichtung erst dann
weitergeschaltet werden darf, wenn der Lastschalter bereits wieder eine Schaltung
ausgeführt hat. Wenn auch vielfach die am Stufenwähler auftretende mechanische Reibung
eine selbsttätige Reibung, insbesondere bei ruhigem, erschütterungsfreiem Betrieb,
verhindert, so besteht doch die Gefahr einer solchen ungewollten und störenden Verstellung,
vor allem dann, wenn der Stufenwähler sich z. B. wegen besonderer Formgebung der
Kontakte (Rollkontakte) leicht aus seiner eingenommenen Stellung herausbewegen kann
oder wenn die Kontaktverstellung durch rauhen, starken Erschütterungen ausgesetzten
Betriel, wie er z. B. auf Triebfahrzeugen vorkommt, begünstigt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplung mit Leergang zu schaffen,
die vorgenannte Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß ist innerhalb eines feststehenden
Ringes die mit der Antriebswelle fest verbundenen und einen axial vorspringenden
Mitnehmer aufweisende Antriebshälfte sowie die auf der Antriebswelle drehbar gelagerte
Abtriebshälfte und ein zwischen Antriebs- und Abtriebshälfte angeordnetes, radial
gerichtetes Kupplungsglied, das mit seinem inneren Ende in einer Mulde der Abtriebshälfte
gelenkig ruht und mit seinem äußeren Ende zwischen den beiden Enden von sich zu
einem Ring ergänzenden Bremsbacken liegt, solange eine Flanke des Mitnehmers an
dem Kupplungsglied anliegt, während sich das Kupplungsglied bei Drehrichtungsumkehr
infolge der Lagerreibung der Abtriebshälfte auf der Antriebshälfte aus seiner radialen
Lage verschwenkt und dabei die beiden Bremsbacken auseinanderspreizt und am Ring
zur Anlage bringt, wobei die Abtriebshälfte samt Kupplungsglied und Bremsbacken
blockiert sind.
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An Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der
Erfindung ausgebildeten Kupplung, die zum Antrieb eines Stufenwählers benutzt wird,
in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 im Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 zeigt,
soll diese näher erläutert werden.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 die Antriebswelle, 2 und 3 die beiden zu kuppelnden
Teile der Kupplung, von denen 2 die Antriebshälfte ist, die mit Hilfe eines Stiftes
4 auf der Welle 1 befestigt ist, während der als Abtriebshälfte dienende Teil 3
auf der Welle 1 drehbar gelagert ist. Die Abtriebshälfte 3 treibt mittels eines
an ihm befestigten Zapfens 5 ein auf der Abtriebswelle 6 befestigtes Nutenrad 7
eines Maltesertriebs an. Zwischen der Antriebshälfte 2 und der Abtriebshälfte 3
ist ein als Flachstück ausgebildetes, radial liegendes Kupplungsglied 8 in der Weise
angebracht, daß es mit seinem inneren Ende 9, das vorzugsweise ballig, insbesondere
halbkreisförmig ausgebildet ist, in einer entsprechend geformten Mulde 10 eines
vorspringenden Ringteils 11 der Abtriebshälfte 3 gelenkig ruht. An seinem äußeren
Ende 12 greifen beidseitig die Enden von zwei Bremsbacken 13 und 14 an, die sich
zum Ring ergänzen und bei 15 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Zugfeder
16 aneinanderstoßen. Ein feststehender Ring 17 umgreift die lose eingelegten Bremsbacken
13, 14 samt dem dazwischenliegenden Kupplungsglied 8 und überdeckt wenigstens teilweise
auch die Außenseiten der An- und Abtriebshälften 2 und 3. Das Kupplungsglied 8,
das gleichfalls lose wie die Bremsbacken zwischen den Kupplungshälften 2 und 3 und
den
Bremsbacken eingelegt ist, ist somit nach außen durch den Ring
gehalten, wodurch es ständig mit seinem inneren Ende in der Mulde der Abtriebshälfte
verbleibt. In Achsrichtung der Welle 1 ist nach beiden Seiten ein Ausweichen des
Kupplungsgliedes 8 durch die benachbarten Flanken der Teile 2 und 3 verhindert.
Die Antriebshälfte 2 hat auf ihrer dem Kupplungsglied zugekehrten Seite wenigstens
einen vorspringenden Mitnehmer. Dieser kann als einzelner auf der dem Kupplungsglied
8 zugekehrten Seite der Abtriebshälfte befindlicher Stift oder als mehrere Stifte
oder, wie im gezeichneten Ausführungsbeispiel gezeigt, als Ringteil 18 insbesondere
halbringförmig ausgeführt sein. der in den zwischen den Bremsbacken 13 und 14 und
den darunterliegenden Ringteil 11 der Abtriebshälfte vorhandenen Zwischenraum eingreift
und sich hier gegen das Kupplungsglied 8 mit seinen Flanken 19 bzw. 20 je nach Drehrichtung
der Welle 1 legen kann. Zweckmäßig hat auch die Antriebshälfte 2 auf dem vom Ringteil
18 freien Raum noch eine Ausfräsung 21, so daß die Auflagefläche des sich gegen
das Kupplungsglied 8 auflegenden Mitnehmerringes 18 noch vergrößert wird.
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Die Arbeitsweise der Kupplung ist wie folgt. Dreht sich die Antriebswelle
1 mit der darauf befestigten Kupplungshälfte 2 im Gegenuhrzeigersinn, wie in Fig.
2 durch Pfeil angedeutet ist, dann legt sich diese mit ihrer Flanke 19 am Kupplungsglied
8 an und nimmt dieses, da es radial steht und mit seinem inneren Ende 9 in der Mulde
10 des Teiles 3 ruht, mitsamt der Abtriebshälfte 3 und den an ihr anliegenden beiden
Bremsbacken 13 und 14 mit. Die beiden Bremsbacken 13 und 14 werden vom Kupplungsglied,
da sie nur lose eingelegt sind, mitgenommen und wie ein Ring leweegt, ohne daß sie
eine Bremswirkung erzeugen. Solange sich die Drehrichtung der Welle nicht ändert,
bleibt die beschriebene Kupplungsweise von Antriebshälfte 2 und Abtriebshälfte 3
aufrechterhalten. Sobald aber die Welle 1 ihre Drehrichtung umkehrt und sich also
im Uhrzeigersinn zu drehen beginnt, hebt sich die Flanke 19 des Mitnehmers 18 vom
Kupplungsglied 8 ab. Da aber die Abtriebshälfte 3 auf der Welle 1 gelagert ist.
versucht sich diese unter der Wirkung der Lagerreibungskräfte mitzudrehen. Dies
gelingt aber nur auf einem ganz kleinen Bereich, und zwar nur an dem in die Abtriebshälfte
3 eingreifenden Ende 9, da die Bremsbacken hierbei diese Bewegung nicht mitmachen.
Infolge der bei der Drehrichtungsumkehr erzeugten leichten Verschwenkung des Kupplungsgliedes
8 aus seiner radialen Lage drücken die beiden Flanken des Kupplungsgliedes 8 gegen
die Bremsbacken 13 und 14, bewegen diese auseinander, so daß sie am Ring 17 anliegen
und damit das Kupplungsglied 8 samt Bremsbacken und die mit ihm über das in die
Mulde 10 eingreifende Ende 9 des Kupplungsgliedes verbundene Abtriebshälfte 3 augenblicklich
blockieren. Die Antriebshälfte 2 kann sich demgegenüber über den ihr zugewiesenen
Leergangsweg, der durch die Mitnehmerform, wie erwähnt, bedingt ist und im Ausführungsbeispiel
180° ausmacht, in der neuen Drehrichtung ohne weiteres weiterdrehen, und zwar bis
am Ende des Leergangs die Flanke 20 der Antriebshälfte 1 auf das Kupplungsglied
8 von der anderen Seite her zur Anlage kommt, dieses wieder radial stellt und somit
wieder samt den Bremsbacken und der Abtriebshälfte 3, wie vorbeschrieben, vor sich
her schiebt.
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Da die Wirkung der Bremsbacken 13 und 14 nur sehr klein zu sein braucht,
sind besondere Bremsbeläge auf ihnen meist nicht nötig. Die Leergangsgröße kann,
wie leicht einzusehen ist, durch Verkleinerung des Ringsektors ohne weiteres vergrößert
werden. Wenn der Mitnehmer 18 vorzugsweise nur als Stift oder Nocken ausgeführt
ist, läßt sich ein Leergang von nahezu 360° erreichen. Der Leergang kann selbstverständlich
auch über 360° gewählt werden, in diesem Fall brauchen lediglich, wie dies für andere
Zwecke bekannt ist, besondere Mitnehmerringe zwischen dem Mitnehmer 18 und dem Kuppelglied
8 mit entsprechenden Nocken zwischengeschaltet zu werden.
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Der Hauptvorteil der Erfindung liegt darin, daß es mit ihr gelingt,
bei Kupplungen, die einen Leergang aufweisen, den Abtriebsteil und damit die mit
diesem verbundenen Konstruktionsteile, z. B. Stufenwähler bei Regeltransformatoren
bei Drehrichtungswechsel augenblicklich gegen ungewolltes Mitverdrehen zu sichern.
Da dies beim Erfindungsgegenstand mit einfachen und vor allem, was besonders wichtig
ist, mit nur wenig Raum beanspruchenden Mitteln gelingt, ist die Kupplung billig
und kann selbst bei beschränktesten Raumverhältnissen angewendet werden. Ein besonderer
Vorteil ist, daß sich sämtliche zum Aufbau der Kupplung benötigten Teile axial hintereinanderliegend
anordnen lassen, so daß auch nach außen eine leichte Abdeckung aller Teile möglich
ist.