DE1575767B1

DE1575767B1 - Schraubenfederkupplung

Info

Publication number: DE1575767B1
Application number: DE19661575767
Authority: DE
Inventors: Erickson Frederick Edwin
Original assignee: EW Bliss Co Inc
Current assignee: EW Bliss Co Inc
Priority date: 1965-11-09
Filing date: 1966-10-01
Publication date: 1969-11-06
Also published as: US3340975A; GB1152824A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenfederkupp- , der, wodurch die Ausrückgeschwindigkeit ebenfalls

lung zum Verbinden eines Antriebs- und eines Ab- ■ herabgesetzt wird. Schließlich ist auch von Nachteil,

triebskupplungsteils, wol?ei die Schraubenfeder vor- daß bei dieser "bekannten Schraubenfederkupplung

gespannt ist und ihre Fedefenden· "durch angreifende ein Auskuppeln nur in einer bestimmten Drehstel-

Mitnehmer gleichzeitig zum Entkuppeln betätigbar 5 lung der Welle und der Antriebsteile erfolgen kann,

sind. nämlich nur in derjenigen Stellung, in der die Rast-

Schraubenfederkupplungen sind seit langem in zahl- nase der Sperrscheibe gegen die Klinke zum Anreichen Ausführungen bekannt und in der Praxis schlag kommt.

gebräuchlich. Bei den vorbekannten Schraubenfeder- Bei einer anderen bekannten Schraubenfederkupp-

kupplungen hat man die Anordnung in der Regel so io lung tragen die mit den Federenden verbundenen

getroffen, daß zum'Ausrücken der Kupplung nur das Hülsen Sperrzähne, in die Sperrklinken zum Eingriff

eine der beiden Federenden mittels des .Ausrück- gebracht werden· können, um die Hülsen gleichzeitig

mechanismus im Sinne einer Aufweitung der Schrau- festzulegen. An Stelle der Hülsenverzahnung und der

benfeder gegen die Federvorspannkraft gedreht wird. Sperrklinken können auch andere Bremsvorrichtun-

Das andere Federend&wird dagegen an der umlaufen- 15 gen, z.B. eine Backenbremse vorgesehen sein. Auch

den Welle oder einem hiermit drehschlüssig verbun- hier erfolgt also das Ausrücken der Kupplung da-

denen Bauteil festgelegt. durch, daß die mit den Federenden verbundenen

Bei dieser Arbeitsweise.der bekannten Schrauben- Hülsen mittels der Bremsvorrichtung in ihrer Drehfederkupplungen wird" somit die Schraubenfeder bewegung angehalten werden.

»unsymmetrisch«, d. h. nur von ihrem einen Ende 20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

her aufgedreht, wobei während des Aufdrehvorgangs Nachteile der vorgenannten Schraubenfederkupplun-

die Schraubenfeder vorübergehend nur auf einer gen zu beheben. Insbesondere bezweckt die Erfin-

Teillänge in kraftschlüssiger Verbindung mit den WeI- dung eine Schraubenfederkupplung, die sich sehr viel

len steht und somit nur auf eine Teillänge das Dreh- rascher als die bekannten Schraubenfederkupplungen

moment überträgt. Der Vorgang des Ausrückens der 25 ausrücken läßt und bei der die Schraubenfeder bei

Kupplung,, d. h. des Aufweitens der Feder auf ge- verhältnismäßig kleinen Stellwegen praktisch schlag-

samter Federlänge in einem solchen Maße, daß der artig und symmetrisch gegen die Federvorspannkraft

Reibungsschluß mit den Wellen auf ganzer Feder- und die durch den Reibungsschluß mit den Wellen

länge aufgehoben wird, nimmt demgemäß bei den gegebene Reibkraft aufgedreht bzw. aufgeweitet wird,

bekannten Federkupplungen eine verhältnismäßig 30 Gemäß der Erfindung ist der Ausrückmechanismus

lange Zeitspanne in Anspruch. so angeordnet, daß'die Mitnehmer bei seiner Stell-

Neben diesen vorgenannten gebräuchlichen Aus- bewegung "die Schraubenfeder von den Enden her

fiihrungsformen sind aber auch schon-Schrauben- gegenläufig verdrehen. Dabei kann die Anordnung in

federkupplungen seit längerem bekannt, bei denen die zweckmäßiger Weise so getroffen sein, daß der Aus-

beiden Enden der Schraubenfeder jeweils mit einem 35 rückmechanismus zwei aus Vorsprüngen bestehende

scheiben- oder hülsenförmigen Bauteil verbunden Mitnehmer aufweist, die an einer aus einer Gabel

sind, welches gegenüber der Antriebswelle drehbar bestehenden gemeinsamen Halterung fest angeordnet

ist und welchem ein Sperrorgan od. dgl. zugeordnet sind. '

ist. Eine bekannte Schraubenfederkupplung weist Mit Hilfe des Ausrückmechanismus, der einen beeine ständig umlaufende Antriebswelle auf, auf der 40 sonderen Ausrückantrieb aufweist, ist es somit rnögzwei Scheiben, nämlich, eine Sperrscheibe und eine . lieh, die Schraubenfederkupplung in jedem Betriebs-Abtriebsscheibe, drehbar 'gelagert sind: Die im Kupp- zustand, sei es bei stehender Welle oder bei umlungszustand mit Vorspannung auf der Antriebswelle laufender Welle, schlagartig auszurücken. Dabei wersitzende Schraubenfeder ist mit ihren beiden Enden den beide Enden der Schraubenfeder gleichzeitig und mit den beiden- Scheiben-verbunden. Die Scheiben 45 in gegenläufiger Drehrichtung gedreht, so daß ein weisen an ihrem Umfang jeweils eine Rastnase auf, sehr rasches, praktisch verzögerungsfreies und die mit einer beweglichen Klinke zusammenwirkt. symmetrisches Aufweiten der Feder erreicht wird. Von diesen beiden Klinken hat nur die eine Klinke Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichdie Aufgabe, die · Federkupplung ■ ein- und auszu- nungen dargestellten Ausführungsbeispiels beschrierücken, während die' ändere Klinke die Aufgabe hat, 5° ben. Es zeigt

die Rückdrehung der Abtriebsscheibe bei der sich Fig. 1 eine Ansicht einer magnetbetätigten Kuppbeün Ausrücken der Kupplung einstellenden Über- lung gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbinschleuderung dieser ,Scheibe zu verhindern. Diese dung mit einem Elektromotor, Schraubenfederkupplung weist jedoch keinen verstell- Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Kupplungsbaren Ausrückmethanismus mit einem besonderen 55 mechanismus gemäß Fig. 1, wobei die Kupplung Ausrückantrieb auf. Vielmehr erfolgt hier das Auf- hier in eingerückter Stellung dargestellt ist, weiten der Feder unter der Einwirkung der auf die Fig. 3 einen Teilquerschnitt - nach Linie 3-3 dei Sperrscheibe übertragenen Drehkräfte, die sich als F i g. 2, wobei in dieser Figur der Magnetsteuerschalt-Reaktionskräfte an der Klinke auswirken. Es ist da- kreis schematisch dargestellt ist,; her nicht möglich, die Kupplung bei stehender Welle 6° Fig. 4 den Kupplungsmechanismus in Ausrückauszurücken. Die Ausrückgeschwindigkeit ist über- stellung,

dies abhängig von der Drehgeschwindigkeit der F i g. 5 einen Teilquerschnitt nach Linie 5-5 dei

Welle. Bei niedriger Wellendrehzahl ist die Ausrück- F i g. 4.

geschwindigkeit, demgemäß entsprechend Hein. Fig. !zeigt eine Federkupplung^, die in Ver-

Nachteilig ist ferner, daß die Schraubenfeder nur von 65 bindung mit einem Rückstell-Zeitgeber verwendet

ihrem einen Federende her aufgeweitet wird. An dem ist und von einem Elektromagneten JS betätigt wird,

anderen Federende wirken die abtriebsseitigen Trag- während ein Synchronelektromotor C als Antrieb

heitskräfte im Sinne eines Zusammenziehens der Fe- vorgesehen ist.

Der Motor C hat eine Antriebswelle 10, die in einem Lager 11 drehbar gelagert ist und durch eine Befestigungsplätte 12 hindurchragt. Am äußeren Ende der Antriebswelle 10 ist ein Trommelträger 13 mit einer Schraube 15 drehfest auf der Welle 10 be- S festigt. Vom Trommelträger 13 ragt ein zylindrischer Teil 14 kleineren Durchmessers nach außen, der eine Antriebstrommel bildet.

In koaxialer Verlängerung der Antriebswelle 10 ist neben dieser eine Abtriebswelle 19 mit einem nicht dargestellten Riickstell-Zeitgeber angeordnet. Die Welle 19 ist in einem Lager 20 drehbar gelagert, wobei das Lager 20 auf einer Befestigungsplatte 21 montiert ist, die auch zur Halterung des Zeitgebers dient. Auf das innere Ende der Welle 19 ist ein Trommelträger 22 aufgekeilt. Dieser Trommeiträger

22 weist an seinem äußeren Ende einen zylindrischen Teil 23 auf, der die angetriebene oder Abtriebstrommel des Kupplungsmechanismus A bildet. Im zylindrischen Teil 23 des Trommelträgers 7.2 ist ein Lauflager 24 angeordnet, so daß der Trommelträger 22 sich frei auf der Welle 10 drehen kann, wenn die Kupplung ausgerückt ist.

Um die Trommeln oder Zylinder 14 und 23 ist eine Schraubenfeder 25 aus im Querschnitt rechteckigem Federdraht angeordnet, deren Windungen dicht beieinanderliegen. Wenn die Schraubenfeder 25 sich in ihrem normalen, nicht gespannten Zustand befindet, ist ihr Innendurchmesser etwas kleiner als der Durchmesser der Zylinder oder Trommeln 14 und 23, so daß die Schraubenfeder 25 gemäß der Darstellung in den F i g. 2 und 3 federnd in festem Eingriff mit beiden Trommeln oder Zylindern 14· und

23 steht und die beiden Wellen daher miteinander kuppelt.

Die Enden 26 und 27 der Schraubenfeder 25 ragen gemäß der Darstellung nach außen, und wenn man diese Enden 26, 27 in entgegengesetzter Richtung dreht, urn die Feder 25 aufzudrehen, erweitern sich die Windungen der Schraubenfeder auf einen Durchmesser, der größer ist als der Durchmesser der Trommeln 14 und 23, so daß die Kupplung sich gemäß der Darstellung in den F i g. 4 und 5 öffnet.

Konzentrisch um die Schraubenfeder 25 sind zwei Zahnräder 30, 31 angeordnet, die sowohl gegenüber der Schraubenfeder 25 als auch relativ zueinander drehbar sind. Im Zahnrad 30 ist ein Radiaischlitz 32 ausgebildet, der das Ende 27 der Feder 25 aufnimmt, und im Zahnrad 31 ist ein Schlitz 33 ausgebildet, der das Ende 26 der Feder 25 aufnimmt. Wenn daher die Zahnräder 30 und 31 in entgegengesetzter Richtung derart gedreht werden, daß die Feder 25 aufgedreht wird, wird die Kupplung ausgerückt. Dies ist am besten aus Fig. 5 zu erkennen.

Auf der Innenseite der Befestigungsplatte 21 ist der Elektromagnet B befestigt, der eine Spule 40 und eine Gabel 41 aufweist, die rechtwinklig zur Achse der Trommeln oder Zylinder 14 und 23 geradlinig bewegbar ist. Die Gabel 41 hat zwei parallele Arme 42 und 43. deren Abstand voneinander so groß ist, daß die Zahnräder 30 und 31 zwischen diese Arme passen.

Auf den Innenseiten der Arme 42, 43 sind einander gegenüberliegend nach innen ragende Vorsprünge 44, 45 montiert. Der Vorsprung 44 ist so angeordnet, daß er mit dem Zahnrad 30 in Eingriff

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen kommt, während der Vorsprung 45 derart angeordnet ist, daß er mit dem Zahnrad 31 in Eingriff kommt.

Wenn die Rückstellfeder 46 des Elektromagneten B die Gabel 41 zur Drehachse der Kupplungstrommeln 14 und 23 hin bewegt, kommen die Vorsprünge 44 und 45 mit den Zahnrädern 30 und 31 zum Eingriff,' so daß diese Zahnräder gemäß der Darstellung in F i g. 5 in entgegengesetzter Richtung gedreht werden. Die Zahnräder drehen dabei die Enden 26 und 27 der Schraubenfeder 25 derart, daß die Schraubenfeder aufgedreht wird; die beiden Zahnräder 30 und 31 werden so weit verdreht, daß der Durchmesser der Windungen der Schraubenfeder größer wird als der Durchmesser der Kupplungstrommeln oder Kupplungszylinder 14, 23. Hierdurch kommt die Feder 25 außer Eingriff mit der Antriebstrommel 1.4 und auch außer Eingriff mit der angetriebenen oder 'Abtriebstrommel 23.

Der nicht dargestellte Rückstell-Zeitgebermechanismus weist eine Feder auf, um den Zeitgeber in seine Ausgangsstellung zurückzustellen oder zurückzudrehen; die Abtriebswelle 19 dreht sich daher nach dem Ausrücken der Kupplung sofort in entgegengesetzter Richtung zurück in die Ausgangsstellung. Da die Feder 25 außer Eingriff mit der Trommel 23 ist, kann die Abtriebsweile 19 sich frei in entgegengesetzter Richtung drehen.

Die Gabel 41 kann zum Ausrücken der Kupplung sowohl auf die Achse der Trommeln oder Zylinder 14, 23 hin als auch von dieser Achse weg bewegt werden: die zum Ausrücken der Kupplung erforderliche Bewegungsrichtung der Gabel 41 hängt von der Wickelrichtung der Feder 25 und von der Lage der Vorsprünge 44 und 45 auf den Armen 42 und 43 ab.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Zahnräder 30 und 31 vorgesehen, um die Enden der Schraubenfeder 25 in entgegengesetzter Richtung zu verdrehen. Die Zahnräder 30 und 31 können beispielsweise durch Scheiben oder Räder ersetzt werden, deren glatte, zylindrische Außenseiten mit irgendwelchen Einrichtungen in Eingriff bringbar sind, urn diese Scheiben oder Räder und mit diesen die Enden der Feder 25 in entgegengesetzter Richtung zu drehen und dadurch die Kupplung auszurücken,

Claims

Patentansprüche:

1. Schraubenfederkupplung zum Verbinden eines Antriebs- und eines Abtriebskupplungsteils, wobei die Schraubenfeder vorgespannt ist und ihre Federenden durch angreifende Mitnehmer gleichzeitig zum Entkuppeln betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrückmechanismus (30. 31, 41. 44, 45) so angeordnet ist. daß die Mitnehmer (44, 45) bei seiner Stellbewegung die Schraubenfeder (25) von den Enden her gegenläufig verdrehen.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausrückmechanismus zwei aus Vorsprüngen bestehende Mitnehmer (44, 45) aufweist, die an einer aus einer Gabel (41) bestehenden gemeinsamen Halterung (41) fest angeordnet sind.

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