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Klauenkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Klauenkupplung,
die aus einer axial unverschieblichen und einer axial verschieblichen Kupplungshälfte
besteht, die mit ineinandergreifenden Klauenkränzen versehen sind. Derartige Kupplungen
können dazu dienen, einen Motor mit einer Hilfsmaschine zu verbinden, wobei z. B.
der Motor ein Fahrzeug- oder Flugzeugmotor und die Hilfsmaschine z. B. ein Kompressor,
eine Pumpe oder ein elektrischer Generator sein kann.
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Es sind bereits Kupplungen dieser Art bekannt, bei denen die eine
Kupplungshälfte mittels Gewindes mit einer auf der treibenden Welle in Feder und
Nut verschiebbaren Muffe verbunden ist, so daß die Kraftübertragung erst dann erfolgt,
wenn die Klauen der beiden Kupplungshälften vollständig eingerückt sind, wobei die
mit der Muffe verbundene Hälfte an einem Anschlag anliegt, während diese Hälfte
in ausgerücktem Zustand durch eine Feder von dem Anschlag entfernt gehalten wird.
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Weiter sind derartige Kupplungen bekannt, bei denen die Schraubbewegung
der einen Kupplungshälfte beim Ein- und Ausrücken der Kupplung in der einen Schraubrichtung
durch eine Feder, in der anderen Schraubrichtung durch ein Drehmoment bewirkt wird,
das zwischen zwei zeitweise mit ungleicher Drehzahl laufenden Reibflächen der Kupplung
auftritt.
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Schließlich ist es auch bekannt, eine Schraubmuffenkupplung so auszubilden,
daß das Lastdrehmoment der Kupplung nicht über die Schraubengänge der Schraubmuffe
und über Anschläge an dieser Muffe, sondern nur über die Kupplungsklauenkränze fließt.
Bei dieser Ausführung ist zwecks Entlastung der Schraubengänge vomKupplungsdrehmoment
dieKeilverbindung zwischen der axial verschieblichen Kupplungshälfte und ihrer Welle
mit einem solchen Umfangsspiel ausgebildet, wie es dem Einrückweg der Kupplung bzw.
der Drehbewegung der Schraubmuffe beim Einrücken entspricht.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Kupplung zu schaffen,
bei der ebenfalls das Lastmoment der Kupplung nicht über in Schraubverbindung stehende
Bauteile, sondern unmittelbar von der treibenden Welle über die beiden Klauenkränze
zur getriebenen Welle übertragen werden soll. Dabei soll aber in der Keilverbindung
zwischen der verschieblichen Kupplungshälfte und ihrer Welle kein Spiel erforderlich
sein. Ferner soll das Einrücken der Kupplung durch eine vorgespannte Feder, das
Ausrücken durch eine Reibungsbremse bewirkt werden.
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Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mit der einen
Kupplungshälfte in an sich bekannter Weise über Schraubengänge eine Schraubhülse
im Eingriff steht, daß ferner die Hülse, die relativ zur einen Kupplungshälfte beschränkt
verdrehbar und axial verschiebbar ist, mit der anderen Kupplungshälfte über eine
in Umfangsrichtung wirkende, die Hülse im Sinn des Einrückens der Kupplung verdrehende
Feder in Verbindung steht und mittels einer gestellfesten Bremse entgegen der Drehrichtung
der Feder abbremsbar ist.
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Bei einer derartigen Kupplung dient die aus Schraubhülse, Feder und
Bremse bestehende Vorrichtung nur dazu, die axial bewegliche Kupplungshälfte mit
der anderen Kupplungshälfte in Eingriff zu bringen, während das Kupplungsdrehmoment
über die von den Schraubengängen unabhängigen Klauenkränze übertragen wird. Dabei
ist zu beachten, daß das Bremsmoment der Bremse die maximale Belastbarkeit der Feder
nicht übersteigen darf. Ferner darf auch die kinetische Energie der von der Kupplung
angetriebenen Maschine im Auslauf nach dem Auskuppeln nicht die Wärmebelastbarkeit
der Bremse übersteigen.
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An Hand der beigefügten Zeichnungen wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen axialen Schnitt
durch die Kupplung, Fig. 2 eine Ansicht der Kupplung nach Fig. 1 von rechts, wobei
die Antriebswelle und die axial verschiebliche Kupplungshälfte weggelassen sind,
. Fig. 3 eine Ansicht der axial verschieblichen Kupplungshälfte und Fig: 4 einen
axialen Schnitt durch die Schraubhülse. Eine strichpunktiert gezeichnete treibende
Welle 1, beispielsweise eines Flugzeugmotors, soll über die erfindungsgemäße Kupplung
einen- Generator antreiben. Dessen koaxial zur Welle 1 verlaufende rohrförmige Welle
4 ist mittels.- eines Wälzlagers 5, 6 in einem Gehäuse 7 gelagert. In der rohrförmigen
Welle 4 ist eine Welle 2 angeordnet, die mittels Vielkeilverzahnung 3 mit der Welle
4 im Eingriff steht so daß die Wellen 2 und 4 drehfest miteinander verbunden sind.
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Die Welle 2 reicht bis zu einer Höhlung 8 im Gehäuse 7 und trägt an
ihrem Ende eine Kupplungsscheibe 9, die stirnseitig mit einem Klauenkranz 11 versehen
ist. Die treibende Welle 1 ist mittels einer Keilverbindung 15, 16 mit der axial
beweglichen Kupplungshälfte 14 verbunden und diese an der Stirnfläche mit einem
Klauenkranz 12 versehen, welcher mit dem Klauenkranz 11 in Eingriff gelangen kann.
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Auf der Kupplungsscheibe 9 der getriebenen Welle 2 ist fest ein Ring
18 mit einer zylindrischen Nabe 19 und einem Flansch 21 aufgesetzt. Eine Schraubhülse
25 ist auf die Nabe 19 aufgesteckt und wird von einem Sprengring 26 gehalten. Die
Hülse 25 ist derart ausgebildet, daß sie mit der Nabe 19 und dem Flansch 21 des
Ringes 18- eine ringförmige Kammer von quadratischem Querschnitt bildet. In dieser
Kammer ist eine schraubenförmige Biegefeder 22 eingelegt, deren eines Ende bei 23
am Ring 18 und deren anderes Ende bei 24 an der Hülse 25 befestigt ist.
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Die Hülse 25 hat innere Schraubengänge 28 (s. Fig. 4), welche mit
entsprechenden Schraubengängen 29 am Umfang der Kupplungshälfte 14 (s. Fig. 3) wie
Mutter und Schraube im Eingriff stehen. Der Drehsinn der Schraubengänge ist so,
daß das an der Welle 1 eingeleitete Drehmoment die Teile 14 und 25 zu trennen und
damit die Klauenkränze 12 und 11 außer Eingriff zu bringen sucht. Ist beispielsweise
der Drehsinn der Welle 1 bei Betrachtung der Fig. 2 umgekehrt zur Uhrzeigerrichtung,
so muß die Steigung der Schraubengänge 28, 29 einem Rechtsgewinde entsprechen. In
geometrischer Umkehrung könnte man außen an der Schraubhülse 25 Schraubengänge anordnen,
wobei dann an der Kupplungshälfte 14 ein Flansch mit nach innen gekehrten Schraubengängen
vorgesehen werden müßte.
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Um die Kupplung einzurücken, wird zunächst die Hülse 25 von Hand entsprechend
der Darstellung in ; Fig. 2 im Uhrzeigersinn um einen bestimmten Winkel verdreht.
Diese Drehbewegung der Hülse 25 wird durch mehrere Löcher 31 erleichtert, die den
Gebrauch eines Schlüssels gestatten.
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Diese anfängliche Drehung der Hülse 25 dient da- i zu, die Feder 22
zu spannen. Sobald die Hülse 25 mit ihren Schraubengängen 28 aus den Schraubengängen
29 gelöst ist, sucht das von der Feder 22 ausgeübte Drehmoment die Hülse 25 im Einrücksinne
der Kupplungshälfte 14 zu drehen und die Kupp- c lungsklauen im weiteren Verlauf
im Eingriff zu halten. Nun besteht eine kraftübertragende Verbindung von der treibenden
Welle 1 zur getriebenen Welle 2. Zum Ausrücken der Kupplung genügt es, ein Bremsmoment
auf die Hülse 25 wirken zu lassen. Eine derartige Bremsung verursacht eine Schraubbewegung
zwischen den Teilen 25 und 14 im Ausrücksinne der Kupplungshälfte 14, wobei sich
der Klauenkranz 12 vom Klauenkranz 11 entfernt.
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Hierzu ist eine Bremse 32 vorgesehen, bestehend aus zwei Bremsbacken
34 und 35, die sich von außen mit Bremsbelägen 41 an dem als Bremstrommel dienenden
Umfang 33 der Hülse 25 anlegen.
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Die Bremsbacken 34 und 35 sind mit Bolzen 37 an den Enden einer Verbindungslasche
38 angelenkt. Jeder Bremsbacken weist eine Mittelrippe 42 auf, die sich über die
gesamte Länge des Backens erstreckt. Von zwei an Bolzen 44 eingehängten, beiderseits
der Mittelrippe liegenden Spannfedern 43 werden die beiden Bremsbacken gegen die
Trommel 33 der Hülse 25 gedrückt. Die Verbindungslasche 38 wird vorzugsweise
von einem Teil mit U-förmigem Querschnitt gebildet (s. Fig. 1). In den von den Schenkeln
44' dieser Verbindungslasche 38 begrenzten Raum ragt ein am Gehäuse 7 befestigter
Riegel 43 a, so daß dadurch eine mittlere Stellung der Verbindungslasche 38 bestimmt
wird, die jedoch beidseitig Spiel hat. Die Bremsbacken können mittels eines Stehzeugs,
z. B. in Form einer radial verschieblichen Zugstange 45, außer Eingriff mit der
Bremstrommel 33 gehalten werden. Diese Zugstange 45 greift derart zwischen die freien
Enden der Bremsbacken 34 und 35; daß diese entgegen der Kraft der Spannfeder 43
auseinandergehalten werden. Ein Anschlag 46 begrenzt das Eindringen der Zugstange
45 zwischen die freien Enden der Bremsbacken 35 und 36, deren Kanten 47 abgeschrägt
sind, um das Einschieben und Herausziehen der Zugstange zu erleichtern. Mit einer
durch eine Feder 48 belasteten Kugel wird die Zugstange in ihrer Stellung vergastet.
Durch ein nicht dargestelltes Mittel; beispielsweise ein Seil, eine Kette, eine
Magnetspule usw., wird die Zugstange betätigt, um sie aus ihrer Lage zwischen den
Bremsbacken herauszuziehen. Dabei nähern sich die Bremsbacken unter der Wirkung
der Spannelemente und bremsen die Drehbewegung der Hülse 25. Dadurch wird eine schraubende
Bewegung der Hülse gegenüber der Kupplungshälfte 14 bewirkt und damit die Kupplung
ausgerückt. Um zu vermeiden, daß in der ausgerückten Lage die Klauenkränze 11, 12
und/oder die Schraubengänge 28, 29 der treibenden und der getriebenen Kupplungshälfte
aneinander reiben oder schlagen, ist ein Stößel 49 mit einer Feder 51 vorgesehen,
welcher in einer axialen Bohrung der axial verschieblichen Kupplungshälfte 14 angebracht
ist. Der abgerundete Kopf des Stößels 49 ist bestrebt, die Kupplungshälfte 14 von
der Kupplungsscheibe 9 der angetriebenen Welle 2 durch die Wirkung der Feder 51
wegzudrücken, so daß die Feder 22 auch in gespanntem Zustand nicht in der Lage ist,
die Kupplungshälfte 14 einzurücken.
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Dieses Abdrücken der Kupplungshälfte 14 in die ausgerückte Stellung
wird durch einen Bolzen 52 am anderen Ende des Stößels 49 begrenzt, wobei sich die
Feder 51 gegen eine Büchse 54 abstützt.
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Will man die Kupplung in der oben beschriebenen Weise einrücken, so
ist es zunächst notwendig, die Kupplungshälfte 14 durch ein Stehzeug entgegen dem
Druck der Feder 51 im Einrücksinne zu verschieben, bis die Schraubengänge 28, 29
in Eingriff gelangen; und dann das Einrücken der Kupplung unter der Wirkung
der
gespannten Feder 22 bei gelöster Bremse 33 bis 35 vollendet wird.