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Sperre füreine Klauenkupplung, besonders in Wechsel- undJoderWendegetrieben
von Schienentriebfahrzeugen größerer Leistung Es sind Klauenkupplungen, besonders
in Wechsel-und Wendegetrieben oder in reinen Wendegetrieben von Schienentriebfahrzeugen
größerer Leistung, bekannt, deren Klauen in einer Umfangsrichtung schräge Stimflächen
haben.
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Die Klauen derartiger Kupplungen weisen sich beim Anlegen in der einen
Relativ-Drehrichtung ab und gehen bei Umkehr in die andere Relativ-Drehrichtung
in Eingriff. Beim Abweisen entfernen sich die Kupplungshälften voneinander und prallen
unter dem Schaltdruck wieder zusammen, wodurch das sogenannte »Rätschen« der Kupplung
entsteht. Dies ist besonders bei Kupplungen, die große Drehmomente übertragen und
idementsprechend groß bemessen sind, unerwünscht, da diese Schwingungen großer Massen
die Klauen und Schaltelemente stark beunspruche#n.
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Bei einer bekannten Klauenkupplung läuft -die eine Kupplungshälfte
an koaxial zur Kupplung ang a e ordneten Flächender anderen Kupplungshälfte an.
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Diese Anlaufflächen bilden die Stirnflächen von beschränkt drehbaren
Sperrklauen, die die Abweisflächen der übertragungsklauen in Umfangsrichtung verlängern
und dadurch die Axialbewegung der ana legten ,e Kupplungshälfte beim Abweisen verringern.
Die Erfindung geht von einer Sperre für die eingangs genannte Klauenkupplung aus,
bei der die eine Kupplungshälfte an koaxial zur Kupplung angeordneten, beschränktdrehbaren
Stirnflächen der anderen Kupplungshälfte anläuft.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Rätschen der Klauenkränze
aufeinander ganz uuszuschalten. Dies wird gemäß der Erfindung durch eine aus einer
auf dem gesamten Umfang der Kupplung wirkenden Anlaufvorrichtung und aus einer Rastenvorrichtung
bestehenden Sperre erreicht, wobei diese Vorrichtungen so ausgebildet und in den
Kupplungshälften so angeordnet -sind, daß beim Anlegen der Kupplung in der einen
Relativ-Drehrichtung der beiden Hälften zueinander die Anlaufvorrichtung das Berühren
der Klauen so lange verhindert, bis die anlaufende Kupplungshälfte nach dem Wechsel
in die andere Relativ-Drehrichtung die Anlaufvorrichtung über die Rastenvorrichtung
ausrastet, wobei der eine Anlaufteil axial ausweicht und der Einrückweg für die
Kupplungshälften freigegeben wird.
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Nach einer Ausbildung der Erfindung besteht die Anlaufvorrichtung
in der einen Kupplungshälfte aus einem oder mehreren Anlaufanschlägen, in der anderen
Kupplungshälfte aus einem Anlaufring, und die Rastenvorrichtung in der einen Kupplungshälfte
aus einem oder mehreren Mitnähmern, in der anderen Kupplungshälfte aus einem Mitnehmerring,
einem den Anlaufring -axial sperrenden Rastenring sowile einer Federung, wobei diese
Teile so ausgebildet und angeordnet sind, daß der Mitnähmerring in der einen Relativ-Drehrichtung
an seinen über die Anlaufringfläche axial hinausragenden sägeartigen Zähnen abgewiesen
wird und gegenüber de-mRastenring axial federnd ausweicht, in der anderen Relativ-Drehrichtung
jedoch drehfedernd :mitgenommen wird und den Rastenring ausrastet.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Bild 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem
Ausschnitt einer noch nicht eingerückten Klauenkupplung, Bild 2 a bis 2f die Wirkungsweise
der Sperre an einigen Bewegungsphasen beim Einrücken der vereinfacht dargestellten
Kupplung, Bild3, 4 und 5 andere Ausführungsbeispriele der Erfindung, Bild
6 den in Bild 1 gezeigten Ausschnitt der Kupplung in eingerücktem
Zustand und Bild 7 eine vollständige Kupplung in kleinerem Maßstab.
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Bild 1 ist ein Ausschnitt aus den beiden Hälften
11
bzw. 12 einer noch nicht eingerückten Klauenkupplung mit den Klauen
13 bzw. 14, von denen je eine dargestellt ist.
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Die Klauen haben in einer Umfangsrichtung schräge Stirnflächen. Die
Klauen 13 sind radial einwärts zu Anlaufanschlägen und Mitnehmern verlängert.
In der Kupplungshälfte 12 ist gleichachsig ein Anlaufring 15, der
zusammen mit den Anlaufanschlägen die Anlaufvorrichtung biklet, angeordnet.
Ebenfalls
sind in der Kupplungshälfte-12- gleichachsig angeordnet ein Mitnehmerring
16, ein Rastenring 17 und eine Federung in Gestalt einer Schraubenfeder
18, die zusammen mit den Mitnehmern die Rastenvorrichtung ergeben. Der Anlaufring
15 zwisehen dem Kranz der Klauen 14 und dem Mitnehmerring 16 ist mit
einem oder mehreren in Nuten 19 geführten Ansätzen 20 mit der Kupplungshälfte
12 drehfest, aber axial- schiebbar verbunden. Der Anlaufring 15 greift mit
einem Anschlag 21 hinter einen Gegenanschlag 22 an der Kupplungshälfte 12 und hat
eine Anlaufringfläche 23, die der Kupplungshälfte 11
zugewandt ist.
Der Rastenring 17 hat außen einen oder mehrere Rastansätze 24 und innen eine
oder mehrere Nuten 25, in denen der Mtnehmerring 16
mit Ansätzen
26 geführt wird. Der Mitnehmerring 16
hat sägeartige Zähne
27 in der gleichen Teilung wie die Kupplungsklauen und einen Anschlag
28 für den Rastenring 17. Die koaxial zur Kupplung -angeordnete Schraubenfeder
18 greift mit dem einen Ende in eine Bohrung 29 eines Federwiderlagers
30 am Mitnehmerring 16 und mit dem anderen Ende in eine Bohrung
31 eines Federwiderlagers 32 an der Kupplungshälfte 12. An der Kupplungshälfte
12 ist für den Rastansatz 24 ein Rastanschlag 33, eine Rast 34 und eine Falle
35. Für die Aufnahme des Rastenringes 17 und des Mitnehmerringes
16 ist in der Kupplungshälfte 12 eine Ringnut 36 angeordnet.
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Ist die Kupplung ausgerückt, befindet sich der Anlaufring
15 stets in Sperrstellung, in der seine Anlaufringfläche 23 um einen
geringen Betrag über die Klauen 14 hinausragt. Bewirkt wird diese Sperrstellung
durch die als Druck- und Drehfeder ausgebildete Schraubenfeder 18, die über
das Federwiderlager 30
den Mitnehmerring 16 mit dem Anschlag 28 gegen
den Rastenring 17 drückt, wobei dieser sich über den Anschlag 21 des Anlaufringes
15 am Gegenanschlag 22 der Kupplungshälfte 12 abstützt. Die Schraubenfeder
18 drückt ferner über den Ansatz 26 den Rastenring 17 mit dem
Rastansatz 24 gegen den Rastanschlag 33. Damit liegt der Rastenring
17 mit seinem Rastansatz 24 über der Rast 34 der Kupplungshälfte 12.
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Das Einrücken der Kupplung ist in den Bildern 2 a bis 2f in
den wesentlichen Bewegungsphasen dargestellt. Die relative Drehrichtung der Kupplungshälfte
11 gegenüber der ruhend gedachten Kupplungshälfte 12 ist durch einen Pfeil
angezeigt, dessen Länge ein Maß für die relative Winkelgeschwindigkeit ist. Beim
Anlegen der Kupplungshälfte 11 an die Kupplungshälfte 12 ist die Relativ-Drehrichtung
stets so, daß sich die Klauen 13 und 14 bei Berührung gegenseitig abweisen
würden. Dies wird jedoch durch den Anlaufring 15 verhindert, auf dem die
Klauen 13
gleiten (Bild 2 a). Der Druck auf den Anlaufring 15
wird vom
Rastenring17 aufgenommen, der sich mit seinem Rastansatz 24 auf der Rast 34 abstützt.
Die schrägen Stirnflächen der Kupplungsklauen 13 überlaufen die Zähne
27 des Mitnehmerringes 16, wobei dieser axial federnd ausweicht. Die
sonst beim Ab-
weisen zwangsweise auftretende Axialschwingung der verhältnismäßig
großen Massen der angelegten Kupplungshälfte und der Schaltelemente ist damit vermieden
und ersetzt durch das federnd aufgefangene Abwdisen eines leichten Einzelteils,
das sich auf die Kupplung und die Schaltelemente nicht auswirkt.
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Die relativeWinkelgeschwindigkeit derKupplungshälfte 11 gegenüber
der Kupplungshälfte 12 verringert- sich bis auf Null (Bild 2b). Darauf nimmt
die relative Winkelgeschwindigkeit in der anderen Relativ-Drehrichtung zu.
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Die Kupplungsklauen 13 erfassen die Zähne 27
(Bild 2
c) und nehmen den Mitnehmerring 16 mit (Bild 2 d). Durch den Ansatz
26 wird auch der Rastenring 17 mitgenommen, der zunächst mit seinem
Rastansatz 24 auf der Rast 34 bis über die Falle 35
gleitet. Damit ist der
Rastenring 17 ausgerastet, und die unter Einrückdruck stehende Kupplungshälfte
11
schiebt mit ihren verlängerten Klauen 13 den Anlaufring
15 aus dem Eingriffsbereich. Dabei wird der Rastenring 17 in die Ringnut
36 gedrückt und nimmt den Mitnehmerring 16 über dessen Anschlag
28 mit. Mit dem axialen Ausweichen des Anlaufringes 15 ist die Sperre
aufgehoben, und die Klauen 13 schrauben sich mit ihren schrägen Stirnflächen
an den Klauen 14 entlang (Bild 2e). Die Übertragungsflanken treffen aufeinander,
die relative Winkelgeschwindigkeit wird dabei Null, die Klauen 13 tauchen
in die Lücken der Klauen 14, und die Kupplung 11/12 ist geschlossen (Bild 2 f).
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In Bild 6 ist dieser eingerückte Zustand für den schon in Bild
1 gezeigten Ausschnitt der Klauenkupplung dargestellt.
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Während der Weg, den die Klauen 13 gegenüber den Klauen 14
von der Umkehr der Relativ-Drehrichtung bis zum Erfassen der Zähne 27 zurücklegen,
verschieden sein kann, ist der Weg nach dem Erfassen der Zähne 27 bis zum
Auftreffen der Klauen 13
auf die Gegenklauen 14 stets der gleiche.
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Die Sperre läßt sich nach der Erfindung auch auf andere Weisen anordnen
und ausbilden. Der Mitnehmerring 16 kann mindestens einen bis höchstens so
viele in Klauenteilung ringsum angeordnete sägeartige Zähne 27 haben, wie
Kupplungsklauen in jeder Kupplungshälfte vorhanden sind. Man kann bei einer Zähnezahl,
die gleich der Klauenzahl ist, mit weniger Mitnehmern, aber mindestens einem an
der anderen Kupplungshälfte, auskommen. Es ist auch möglich, statt der verlängerten
Klauen einen besonderen Zahnkranz anzuordnen, dessen Teilung in übereinstimmung
mit der des Mitnehmerringes beliebig gewählt werden kann.
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In Bild 3 ist eine Anlaufvorrichtung gezeigt, bei der ein Ring
als Anlaufanschlag dient, dessen Ringfläche 23' auf der Anlaufringfläche
23 gleiten kann. Zum Eingriff mit den Zähnen 27 sind Mitnehmer
27'
vorgesehen.
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Um die Gleitreibung zu vermeiden, ist in dem in Bild 4 gezeigten Ausführungsbeispiel.
der Anlaufring 15- als Axial-Wälzlager mit den Wälzkörpem 37 und der
Anlaufringfläche 38 ausgebildet.
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Den gleichen Zweck erfüllen Anlaufanschläge, die als Wälzkörper
39 ausgebildet sind, wie Bild 5 zeigt. Man kann auch den als Anlaufanschlag
dienenden Ring als Axial-Wälzlager ausbilden.
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Bild 7 zeigt in kleinerem Maßstab eine vollständige Kupplung
in eingerücktem Zustand. 40 ist ein Hebel, mit dem Dieb drehfest, aber axial schiebbar
auf der Welle 41 sitzende Kupplungshälfte 11 mit der fest mit der Welle 42
verbundenen Kupplungshälfte 12 in oder außer Eingriff gebracht werden kann.