DE1111228B - Sperre fuer eine Klauenkupplung, besonders in Wechsel- und/oder Wende-getrieben von Schienentriebfahrzeugen groesserer Leistung - Google Patents

Description

• 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.
• 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.
• Bei einer bekannten Klauenkupplung läuft -die eine Kupplungshälfte an koaxial zur Kupplung ang a e ordneten Flächender anderen Kupplungshälfte an.
• 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.
• 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.
• 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.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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).
• In Bild 6 ist dieser eingerückte Zustand für den schon in Bild 1 gezeigten Ausschnitt der Klauenkupplung dargestellt.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE-1. Sperre für- eine Klauenkupplung, besonders in Wechsel- und/oder Wendegetrieben von Schienentriebfahrzeugen größerer Leistung, deren Klauen in einer Umfangsrichtung schräge Stimflächen haben und bei der die eine Kupphingshälfte an koaxial zur Kupplung angeordneten, beschränkt drehbaren Stirnflächen der anderen Kupplungshälfte anläuft, dadurchgekennzeichnet, daß die Sperre aus einer auf dem gesamten Umfang der Kupplung wirkenden Anlaufvorrichtung und aus einer Rastenvorrichtung besteht, die 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.
2. 2. Sperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufvorrichtung in der einen Kupplungshälfte (11 bzw. ll') aus einem oder mehreren Anlaufanschlägen, in der anderen Kupplungshälfte (12) aus einem Anlaufring (15 bzw. 15) und Anlaufringfläche (38) und die Rastenverrichtung in der einen Kupplungshälfte (11 bzw. ll') aus einem oder mehreren Mitnehmern. (z. B. 27'), in der anderen Kupplungshälfte (12) aus einem Mitnehmerring (16), einem den Anlaufring (15 bzw. 15) und Anlaufringfläche (38) axial sperrenden Rastenring (17) sowie einer Federung (z. B. Schraubenfeder 18) besteht, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß der Mitnehmerring (16) in der einen Relativ-Drehrichtung an seinen über die Anlaufringfläche (23 bzw. 38) axial hinausragenden sägeartigen Zähnen (27) abgewiesen wird und gegenüber dem Rastenring (17) axial federnd ausweicht, in der anderen Relativ-Drehrichtung jedoch drehfedernd mitgenommen wird und den Rastenring (17) ausrastet. 3. Sperre nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federung als eine koaxial zur Kupplung angeordnete Druck- und Drehfeder (Schraubenfeder 18) ausgebildet ist, die mit ihrem einen Ende am Mtnehmerring (16) und mit ihrem anderen Ende an der Kupplungshälfte (12) angreift. 4. Sperre nach einem oder mehreren der Anspräche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klauen (13) der einen Kupplungshälfte (11) zu Anlaufanschlägen und Mitnehmern radial verlängert sind und daß der Nfitnehnierring (16) mindestens einen bis höchstens so viele in Klauenteilung ringsum angeordnete Zähne (27) hat, wie Kupplungsklauen an jeder Kupplungshälfte vorhanden sind. 5. Sperre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Ring als Anlaufanschlag. 6. Sperre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaufring (15) als Axial-Wälzlager (Wälzkörper 37) ausgebildet ist. 7. Sperre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufanschläge als Wälzkörper (39) *ausgebildet sind. 8. Sperre. nach Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Anlaufanschlag dienende Rino, als Axial-Wälzlager ausgebildet ist. C In Betracht gezogene Druckschriften: Werbeschrift »Mekydro-Kraftübertragung<,i der Maybach-Motorenbau G. in. b. H., Friedrichshafen (Bodensee), vom Juli 1951, S. 24.