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Klinkenkupplung Die Erfindung betrifft eine Klinkenkupplung, bestehend
aus einem Kupplungskranz in Gestalt eines mit Sägezähnen besetzten Sperrades und
einem dazu gleichachsigen zweiten Kupplungsteil mit einer daran angelenkten federbelasteten
Kupplungsklinke, die bei festgestelltem Sperrad und bewegtem zweitem Kupplungsteil
in der einen Drehrichtung gegen eine steile Kupplungsflanke des sperradförmigen
Kupplungskranzes anläuft, in der anderen Drehrichtung über die geneigten Abweiszahnflanken
des Kupplungskranzes hinwegratscht.
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Solche Klinkenkupplungen, die nur in einer Drehrichtung kuppeln, sind
bekannt. Allerdings bleibt die einarmige Klinke beim Auskuppeln ausgeklinkt, und
der treibende Teil der Kupplung ist gegenüber dem getriebenen in beiden Drehrichtungen
frei drehbar, ohne daß nochmals ausgekuppelt werden muß.
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Für bestimmte Fälle sollen jedoch auch nach dem Auskuppeln die beiden
Kupplungsteile nur um einen begrenzten Winkel zueinander verdreht werden können.
Für diese Fälle ist die bekannte Kupplung nicht verwendbar.
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Hier setzt die Erfindung ein. Sie besteht darin, daß die Kupplungsklinke
in an sich bekannter Weise nach Art einer Ankerhemmung als zweiarmiger Hebel mit
einem Kuppelzahn und einem Hemmzahn ausgebildet ist und daß ein Stellglied vorhanden
ist, das mit Hilfe eines Mitnehmers den zweiten Kupplungsteil in der Ratschrichtung
der Klinke mitnehmen, jedoch entgegen der Ratschrichtung den Kuppelzahn unter gleichzeitigem
Einrücken des Hemmzahnes ausheben kann, wobei zugleich eine den Kupplungsteil in
der letztgenannten Drehrichtung belastende Feder eine Drehung des Kupplungsteiles
gegenüber dem stillstehenden Kupplungskranz bis zum Anschlag des Kuppelzahnes an
der Steilflanke des nächstfolgenden Zahnes des Kupplungskranzes bewirkt.
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Durch die Ausbildung der Kupplungsklinke in der Art einer Ankerhemmung
wird der Vorteil erreicht, daß eine Drehung des getriebenen Teiles relativ zum treibenden
Teil entgegen der Drehrichtung im eingekuppelten Zustand nur um einen begrenzten
Schaltschritt möglich ist, wonach die Kupplungsklinke erneut ausgehoben werden muß,
wenn die beiden Kupplungsteile um einen weiteren Schaltschritt relativ zueinander
gedreht werden sollen. Dies ist zweckmäßig beim Rückschalten des Warenbaumes eines
Webstuhles zum Beseitigen von fehlerhaften Schußfäden. Das schrittweise Rückschalten
ist wichtig, wenn verschiedenartige Schußfäden nach einem bestimmten Rapport einzutragen
sind. Die Schaltschritte der Kupplung sind ein Maß für den Weber, um wieviel Fäden
das Gewebe zurückgeschaltet ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
Es zeigt Fig.1 einen Querschnitt durch eine Klinkenkupplung, Fig.2 und 3 die Kupplung
in verschiedenen Stellungen beim Schalten, Fig.4 bis 6 eine weitere Ausführungsform
der Klinkenkupplung im Querschnitt und in Teilansicht, Fig.7 bis 11 eine Ausführung
mit Innenverzahnung am Kupplungskranz.
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Gemäß Fig. 1 und 2 treibt die Welle 40 mittels Schnecke 41 und Schneckenrad
42 den Kupplungskranz 43 an, der als ein mit Sägezähnen besetztes Sperrad ausgebildet
ist. Gleichachsig dazu ist der zweite Kupplungsteil 44 angeordnet und trägt eine
daran angelenkte federbelastete Kupplungsklinke 45, die bei festgestelltem Sperrad
43 und bewegtem zweitem Kupplungsteil 44 in der einen Drehrichtung gegen eine steile
Kupplungszahn$anke des sperradförmigen Kupplungskranzes 43 anläuft, in der anderen
Drehrichtung über die geneigten Abweiszahnflanken des Kupplungskranzes 43 hinwegratscht.
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Die Kupplungsklinke 45 ist in an sich bekannter Weise nach Art eine
Ankerhemmung als zweiarmiger Hebel mit einem Kuppelzahn 46 und einem Hemmzahn 47
ausgebildet (s. Fig. 2). Das als Handrad ausgebildete Stellglied 48 kann mit Hilfe
des Mitnehmers 49 den zweiten Kupplungsteil 44 in der Ratschrichtung
der
Klinke 45 mitnehmen. Entgegen der Ratschrichtung wird der Hebe150, der mit der Klinke
45 auf dem Klinkenzapfen 51 aufgekeilt ist, entgegen dem Zug der Feder 52 gedreht,
so daß der Kuppelzahn 46 unter gleichzeitigem Einrücken des Hemmzahnes 47 vom Sägezahn
53 des Kupplungskranzes 43 abgehoben wird.
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Die Zugfeder 54 zwischen dem Bolzen 55 am Kupplungsteil 44 und dem
Bolzen 56 am Stellglied 48 bewirkt bei festgehaltenem Stellglied 48 eine Drehung
des Kupplungsteiles 44 zum Kupplungskranz 43 hin, bis der Kuppelzahn 46 an der Steilflanke
des nächstfolgenden Zahnes 57 ansteht. Der am Kupplungsteil 44 vorgesehene Anschlagstift
58 steht dabei wieder am Mitnehmer 49 an.
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Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Schnecke 41 bei einer Drehung
der Welle 40 im Sinne des Pfeiles 59 das Schneckenrad 42 in Richtung des Pfeiles
59 a, also entgegen dem Uhrzeigersinn antreibt. Der Kupplungskranz 43 ist dabei
der treibende, die Kupplungsklinke 45 der getriebene Teil, da die Antriebsbewegung
vom Kupplungskranz 43 über dessen Zahn 53 auf den Kuppelzahn 46 übertragen wird.
Die Kupplungsklinke 45 treibt somit den zweiten Kupplungsteil 44 und über ein Zahnradgetriebe
die Welle 60, die z. B. der Warenbaum eines Webstuhles sein kann.
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Die Kupplungsklinke 45 wird mittels der am Hebel 50 und am zweiten
Kupplungsteil 44 angreifenden Zugfeder 52 im Uhrzeigersinn geschwenkt, so daß der
Kuppelzahn 46 gegen den Kupplungskranz 43 angedrückt wird und im Eingriff bleibt,
während der Hemmzahn 47 der Kupplungsklinke 45 angehoben ist und außer Eingriff
der Zähne des Kupplungskranzes 43 steht.
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Die Nabe 61 des Stellgliedes (Handrad 48) stützt sich gegen die Kupplungsnabe
62 ab und ist einseitig bis auf den Mitnehmer 49 abgefräst. Der Stift 58 am Kupplungsteil
44 und der Mitnehmer 49 am Handrad 48 sind im gleichen radialen Abstand von der
Welle 63, jedoch in der Achsrichtung sich überdeckend angeordnet. Im normalen Betrieb
dreht sich daher die ganze Klinkenkupplung und auch das Handrad 48.
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Die Klinkenkupplung dient z. B. dazu, das Gewebe auf dem Warenbaum
60 von Hand um eine bestimmte Anzahl Schüsse zurückschalten zu können, aber auch
vorwärts zu schalten. Ersteres erfolgt bei stillstehender Webmaschine, d. h. wenn
die Welle 40 sich nicht dreht und der Kupplungskranz 43 festgestellt ist.
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Zum Vorwärtsschalten des Gewebes, d. h. um den Warenbaum 60 in der
für das Abziehen des Gewebes erforderlichen Richtung zu drehen, wird das Handrad
48 in der Ratschrichtung gemäß Pfeil 59 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Zum
Antreiben des Warenbaumes 60 wird der Kupplungsteil 44 in Richtung des Pfeiles 59
von der Kupplungsklinke 45 bzw. dem Kupplungskranz 43 angetrieben.
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Bei festgestelltem Kupplungskranz 43 nimmt beim Drehen des Handrades
48 in der Richtung des Pfeiles 59 der Mitnehmer 49 den Stift 58 und damit den Kupplungsteil
44 mit. Dadurch wird einerseits über das Zahnradgetriebe der Warenbaum 60 gedreht,
anderseits die Kupplungsklinke 45 bzw. der Kuppelzahn 46 vom Zahn 53 des Kupplungskranzes
43 abgehoben. Nachdem der Kuppelzahn 46 die Zahnlücke 64 durchlaufen hat, wird er
vom Zahn 65 angehoben, bis er in die Zahnlücke 66 einfällt und damit um eine Zahnteilung
des Kupplungskranzes 43 vorwärts geschaltet ist. Dieses Vorwärtsschalten wird meist
nur beim Auflegen der Kette, beim Einziehen des Anwebtuches und beim Spannen der
Kette in Frage kommen, gegebenenfalls auch bei Fehlerbehebungen besonderer Art.
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Zum Rückwärtsschalten des Warenbaumes 60 wird das Handrad 48 im Uhrzeigersinn
entgegen dem Pfeil 59 gedreht. Der Mitnehmer 49 löst sich vom Stift 58, und nach
einem Leerwinkel a berührt er den Kopf 67 des Hebels 50, so daß dieser entgegen
der Wirkung der Zugfeder 52 geschwenkt wird und die Kupplungsklinke 45 mitnimmt.
Der Leerwinkel a ist nicht unbedingt erforderlich, verhütet jedoch, daß die Klinkenkupplung
schon bei einer geringen Drehung des Handrades 48 ausklinkt. Durch die Schwenkbewegung
des Hebels 50 wird der Kuppelzahn 46 angehoben und der Hemmzahn 47 gesenkt. Das
Handrad 48 ist im Sinne des Pfeiles 68 von der Stellung I in die Stellung 1I gelangt
(s. Fig. 2).
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Wenn der Kuppelzahn 46 beinahe den Kopf des Zahnes 53 erreicht hat,
befindet sich der Hemmzahn 47 schon in der Zahnlücke 69 (s. Fig. 3). Sobald nun
der Kuppelzahn 46 genügend angehoben ist, daß er über den Zahn 53 hinweggleiten
kann, wird der Kupplungsteil 44 durch die Wirkung der Feder 54 in der Drehrichtung
68 des Handrades 48 im Uhrzeigersinn gedreht, bis der Hemmzahn 47 am Zahn 70 des
Kupplungskranzes 43 ansteht (Stellung III* des Kupplungsteiles 44 in Fig. 3) und
das Handrad 48 sich um den gleichen Winkel in die Stellung III dreht.
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Wird nun das Handrad 48 ein wenig von III nach IV entgegen der Richtung
des Pfeiles 68 zurückgedreht, d. h. etwas nachgelassen, so gibt der Mitnehmer 49
dem Kopf 67 des Hebels 50 Raum. Der Hebel 50 kann sich nun unter der Wirkung der
Zugfeder 52 im Uhrzeigersinn drehen, so daß der Hemmzahn 47 vom Zahn 70 abgezogen
wird, der Kuppelzahn 46 in die Zahnlücke 71 einfällt und der Kupplungsteil 44, gezogen
durch die Feder 54, sich so weit im Uhrzeigersinn dreht, bis der Kuppelzahn 46 gegen
den Zahn 72 des Kupplungskranzes 43 ansteht. Dies ist die Stellung IV* des Teiles
44, in welcher der Warenbaum 60 entgegen seiner Drehrichtung im Betrieb um eine
Zahnteilung am Kupplungskranz 43 und damit um einen, zwei oder mehr Schüsse, je
nach der Zähnezahn des Kupplungskranzes 43 und dem Übersetzungsverhältnis im Antrieb
des Kranzes 43 von der treibenden Welle aus, zurückgeschaltet worden ist.
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Bei der Kupplungsausführung nach Fig.4 bis 6 wird das Zahnrad 42 von
.einer Welle 40 und der Schnecke 41 angetrieben; auf seiner Nabe 73 ist der Kupplungskranz
74 befestigt, welcher mit der Kupplungsklinke 75 zusammenarbeitet, die um den Zapfen
76 schwenkt. Der Zapfen 76 ist im Arm 77 des zweiten Kupplungsteiles 78 gelagert.
Dieser ist mittels des Keiles 79 mit der Welle 80 verbunden und dient unter anderem
zum Lagern des Zahnrades 42. Das Ritzel 81 treibt über einen nicht gezeichneten
Wechselrädersatz das Ritzel 82 auf der Welle 83 und das Zahnradvorgelege des Warenbaumes
84 an.
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Der Wechselrädersatz dient dazu, das Übersetzungsverhältnis zwischen
der treibenden Welle, die pro Schußeintrag eine Umdrehung macht, und dem Warenbaum
84 der Dichte des Gewebes (Schußfäden pro Zentimeter Länge) anpassen zu können.
Damit
beim Zurückschalten die Anzahl zurückgeschalteter Schüsse
pro Teilung des Kupplungskranzes 43 bzw. 74 sich nicht ändere, ist die Klinkenkupplung
zwischen treibender Welle und Wechselrädersatz eingefügt.
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Mit der Kupplungsnabe 78 ist die Nabe 85 des Schaltorgans 86 verschraubt
und darin als Stellglied ein Bolzen 87 gelagert. Daran sind eine Scheibe 88 und
ein Mitnehmer, der konische Ring 89, befestigt. Die Feder 90 preßt die Scheibe 88
gegen die Nabe 85. Im Arm 77 der Büchse 78 ist der Stößel 91 gelagert, an dem der
im rechten Arm der Kupplungsklinke 75 befestigte Stift 92 anliegt, während der Stift
93 im linken Arm der Kupplungsklinke 75 durch eine Druckfeder 94, welche in die
Bohrung 95 des Armes 77 eingesetzt ist, nach außen gedrückt wird.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Der Ring 89 gleitet in der Bohrung
96 der Kupplungsnabe 78, und die konische Fläche 97 des Ringes 89 drückt den Stift
91 nach außen, wenn das Stellglied 87 von Hand nach rechts gedrückt wird. Dadurch
wird der Kuppelzahn 98 der Kupplungsklinke 75 nach außen gedrückt, während der Hemmzahn
99 in eine Zahnlücke des Kupplungskranzes 74 eintritt. Ist der Zahn 98 genügend
angehoben, so kann das Handrad 86 samt Kupplungsnabe 78 und Arm 77 im Uhrzeigersinn
gemäß Pfeil I00 gedreht werden, indem der Kuppelzahn 98 über den Zahn 101 des Kupplungskranzes
74 hinwegfährt und der Hemmzahn 99 der Kupplungsklinke 75 am Zahn 102 des Kupplungskranzes
43 anstößt.
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Während dieser Zeit ist der Bolzen 87 nach innen gedrückt; beim Loslassen
desselben wird der Ring 89 unter der Wirkung der Feder 90 nach links geschoben,
und er gibt den Stift 91 frei, so daß die Kupplungsklinke 75 unter dem Druck der
Feder 94 im Uhrzeigersinn schwenkt, wobei der Hemmzahn 99 der Klinke 75 sich vom
Zahn 102 abhebt, der Kuppelzahn 98 hingegen in die Zahnlücke 103 einfällt und das
Handrad 86 so weit gedreht werden kann, bis der Zahn 98 am Zahn 104 anstößt. Damit
ist das Handrad 86 und die Kupplungsklinke 75 um eine Zahnteilung des Kupplungskranzes
74 verschoben worden und der Warenbaum 84 um einen entsprechenden Winkel zurückgedreht.
Für jede weitere Rückschaltung um eine Teilung muß jeweils das Schaltorgan, der
Bolzen 87, hineingedrückt und danach wieder losgelassen werden.
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Bei der Ausführung nach Fig. 7 bis 11 wird das Schneckenrad 105 von
der Schnecke 41 auf der Welle 40 angetrieben; das Rad ist mit einem Kupplungskranz
106 mit Innenverzahnung versehen, der mit der Kupplungsklinke 107 zusammenarbeitet.
Die Klinke 107 ist auf der Welle 108 befestigt, welche im zweiten Kupplungsteil,
dem Klemmstück 109, gelagert ist und den Hebel 111 trägt.
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Der Kupplungsteil 109 ist mittels der Klemmschraube 112 auf
der Welle 113 festgeklemmt und diese von der Nabe 114 des als Handrad ausgebildeten
Stellgliedes 115 umschlossen. Um die Nabe 114 ist die Feder 116 gewickelt, die einerseits
mittels der Schraube 117 an der Nabe 114 befestigt ist, anderseits bei 118 in das
Klemmstück 109 eingesteckt ist und durch die Klemmschraube 112 festgehalten wird.
Die Nabe 114 hat als Mitnehmer einen halbkreisförmigen Ansatz 119, der gegen den
Anschlag 121 am Kupplungsteil 109 durch die Wirkung der Feder 116 angepreßt wird.
In den Mitnehmer 119 ist die Kopfschraube der Feder 122 eingeschraubt und mittels
einer Gegenmutter gesichert.
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Die Welle 113 ist in der Hohlwelle 124 gelagert, und auf ihr ist das
Zahnrad 125 aufgebracht, das über Wechselräder und eine Parallelwelle das Zahnrad
126 antreibt. Dieses ist auf der Hohlwelle 124 befestigt, die am rechten Ende als
Ritze1127 ausgebildet ist und den nicht gezeichneten Zahnkranz der zu schaltenden
Kupplung antreibt.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Beim Vorwärtsschalten wird das Handrad
115 im Uhrzeigersinn gedreht, wobei die linke obere Ecke der Kupplungsklinke 107
als Kuppelzahn 128 dient. Der Kuppelzahn 128 wird durch die Blattfeder 129 stets
nach außen gegen den Kupplungskranz 106 gepreßt; beim Drehen wird er von jedem Zahn
des Kupplungskranzes 106 nach unten gedrückt, bis er in die nächste Zahnlücke einschnappt.
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Beim Zurückschalten wird das Handrad 115 entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht, das Zahnrad 105 steht ebenfalls still. Dabei wird der Mitnehmer 119 entgegen
der Wirkung der Feder 116 vom Anschlag 121 abgehoben. Der Kopf der Schraube 122
drückt den Hebel 111 nach außen, so daß der Zapfen 108 und die Kupplungsklinke 107
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden.
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Der Kuppelzahn 128 gleitet längs der rechten Flanke des Zahnes 131
und wird aus der Zahnlücke herausgehoben. Der Hemmzahn 132, welcher durch die obere
rechte Ecke der Kupplungsklinke 107 gebildet wird, dringt in die rechte vom Zahn
133 gelegene Zahnlücke ein und berührt dessen Zahnflanke, wenn der Kuppelzahn 128
an der Spitze des Zahnes 131 vorbeigelaufen ist.
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In dieser Stellung der Kupplungsklinke 107 gleitet diese längs der
linken Flanke des Zahnes 131 und der rechten Flanke des Zahnes 133, wobei infolge
der Torsionskraft der Feder 116 das Klemmstück 109 und damit der Wellenzapfen 108
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Dabei entfernt sich bei stillgehaltenem
Handrad 115 der Wellenzapfen 108 bzw. der Hebel 111 vom Kopf der Schraube 122, so
daß sich die Kupplungsklinke 107, der Form der Zähne 131 und 133 folgend, bewegen
kann, wobei sie durch die Blattfeder 129 an den Zahn 131 angepreßt wird.
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Die Drehung des zweiten Kupplungsteiles 109 bzw. der Kupplungsklinke
107 um die Welle 113 ist beendet, sobald entweder der Anschlag 121 am Mitnehmer
119 anliegt oder der Kuppelzahn 128 den Zahn 134 berührt. Damit ist dann die Klinkenkupplung
um eine Zahnteilung zurückgeschaltet, und nun kann erst durch eine weitere Drehung
des Stellgliedes 115 der Hebel 111 wieder nach außen gedrückt werden, wenn der Hemmzahn
132 am Zahn 133 vorbeigelaufen ist. Erst dadurch wird ein Rückschalten um eine weitere
Teilung eingeleitet.
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Die Klinkenkupplung mit Innenverzahnung hat den besonderen Vorteil,
daß die Baulänge kurz wird und die 1Jbertragung des Zahndruckes von der Schnecke
41 bis zur Kupplungsklinke 107 in einer Ebene gelegen ist, so daß die Lagerung des
Kupplungskranzes 106 kurz gehalten werden darf, was auch kurz zur Verkürzung der
ganzen Vorrichtung dient.
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Die Zähne der Innenverzahnung 106 weisen symmetrische Flanken auf.
Wenn sie in der Weise geneigt sind, daß die von der Kupplungsklinke 107
bei
der Verschiebung gleichzeitig berührten Flanken nahezu in derselben Ebene liegen,
so hat die Klinke 107 eine Balkenform, wie in Fig. 8 bis 11 gezeigt ist.
Die Zähne der Innenverzahnung können aber auch wie die Zähne 53, 65, 70 geformt
sein, wobei dann der Kuppelzahn 128 nach Fig. 8 wie der Zahn 46 nach Fig. 2 und
der Hemmzahn 132 wie der Zahn 47 auszubilden wären.