DE1575767C

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Die Erfindung betrifft eine Schraubenfederkupplung zum Verbinden eines Antriebs- und eines Abtriebskupplungsteils, wobei die Schraubenfeder vorgespannt ist und ihre Federenden durch angreifende Mitnehmer gleichzeitig zum Entkuppeln betätigbar sind.The invention relates to a coil spring coupling for connecting a drive and an output coupling part, wherein the helical spring is pretensioned and its spring ends can be simultaneously actuated for decoupling by engaging drivers are.

Schraubenfederkupplungen sind seit langem in zahlreichen Ausführungen bekannt und in der Praxis gebräuchlich. Bei den vorbekannten Schraubenfederkupplungen hat man die Anordnung in der Regel so getroffen, daß zunvAusrücken der Kupplung nur daseine der beiden Federenden mittels des Ausrückmechanismus im Sinne einer Aufweitung der Schraubenfeder gegen die Federvorspannkraft gedreht wird. Das andere Federende wird dagegen an der umlaufenden Welle oder einem hiermit drehschlüssig verbundenen Bauteil festgelegt. : ; ; r -r,- :^: "Helical spring clutches have long been known in numerous designs and are in use in practice. In the case of the previously known helical spring clutches, the arrangement has as a rule been made such that only one of the two spring ends is rotated against the spring preload force by means of the release mechanism in order to widen the helical spring. The other end of the spring, on the other hand, is fixed to the rotating shaft or to a component connected to it in a rotationally locked manner. :; ; r -r, ^-:: "

Bei dieser Arbeitsweise der bekannten. Schraubenfederkupplungen wird . somit die Schraubenfeder »unsymmetrisch«, d.h. nur von ihrem einen Ende ao her aufgedreht, wobei während des Aufdrehvorgangs die Schraubenfeder vorübergehend nur auf einer Teillänge in kraftschlüssiger Verbindung mit den Wellen steht und somit nur auf eine Teillänge das Drehmoment überträgt. Der Vorgang des Ausrückens der Kupplung, d. h. des Aufweitens der Feder auf gesamter Federlänge in einem solchen Maße, daß der Reibungsschluß mit den Wellen auf ganzer Federränge aufgehoben wird, nimmt demgemäß bei den bekannten Federkupplungen eine verhältnismäßig lange Zeitspanne in Anspruch. 'In this way of working the known. Coil spring clutches will. thus the coil spring "Asymmetrical", i.e. only from one end ao unscrewed, with the coil spring temporarily only on one during the unscrewing process Part of the length is in a force-locking connection with the shafts and therefore the torque is only over a part of the length transmits. The act of disengaging the clutch, i. H. of expanding the spring on the whole Spring length to such an extent that the frictional engagement with the shafts along the entire spring ranks is canceled, accordingly takes a relatively in the known spring clutches take a long time. '

Neben diesen vorgenannten gebräuchlichen Ausführungsformen sind aber auch schon Schraubenfederkupplungen seit längerem bekannt, bei denen die beiden Enden der Schraubenfeder jeweils mit einem Scheiben- oder hülsenförmigen Bauteil verbunden sind, welches gegenüber der Antriebswelle drehbar ist und welchem ein Sperrorgan od. dgl. zugeordnet ist. Eine bekannte Schraubenfederkupplung weist eine ständig umlaufende Antriebswelle auf_y auf der zwei Scheiben, nämlich eine Sperrscheibe und eine Abtriebsscheibe, drehbar gelagert sind. Die im Kupplungszustand mit Vorspannung auf der Antriebswelle sitzende Schraubenfeder ist mit ihren beiden Enden mit den beiden Scheiben verbunden. Die Scheiben weisen an ihrem Umfang jeweils eine Rastnase auf, die mit einer beweglichen Klinke zusammenwirkt. Von diesen beiden Klinken hat nur die eine Klinke die Aufgabe, die Federkupplung¹ ein-, und auszu-i. ; rücken, während die andere Klinke die Aufgabe hat, die Rückdrehung der Abtriebsscheibe bei der sich beim Ausrücken der Kupplung einstellenden Überschleuderung dieser Scheibe zu verhindern. Diese Schraubenfederkupplung weist jedoch keinen verstellbaren Ausrückmechanismus mit einem besonderen Ausrückantrieb auf. Vielmehr erfolgt hier das Aufweiten der Feder unter der Einwirkung der auf die Sperrscheibe übertragenen Drehkräfte, die sich als Reaktionskräfte an der Klinke auswirken. Es ist daher nicht möglich, die Kupplung bei stehender Welle auszurücken. Die Ausrückgeschwindigkeit ist überdies abhängig von der Drehgeschwindigkeit der Welle. Bei niedriger Wellendrehzahl ist die Ausrückgeschwindigkeit demgemäß entsprechend klein. Nachteilig ist ferner, daß die Schraubenfeder nur von ⁶S ihrem- einen Federende her aufgeweitet wird. An dem anderen Federende wirken die abtriebsseitigen Trägheitskräfte im Sinne eines Zusammenziehens der Feder, wodurch die Ausrückgeschwindigkeit ebenfalls herabgesetzt wird. Schließlich ist auch von Nachteil, daß bei dieser bekannten Schraubenfederkupplung ein Auskuppeln nur in einer bestimmten Drehstellung der Welle und der Antriebsteile erfolgen kann, nämlich nur in derjenigen Stellung, in der die Rastnase der Sperrscheibe gegen die Klinke zum Anschlag kommt.In addition to these above-mentioned common embodiments, helical spring clutches have long been known in which the two ends of the helical spring are each connected to a disc or sleeve-shaped component which is rotatable relative to the drive shaft and to which a locking member or the like is assigned. A known coil spring clutch has a continuously rotating drive shaft _y on which two disks, namely a locking disk and an output disk, are rotatably mounted. The helical spring, which is seated with pretension on the drive shaft in the coupling state, is connected at both ends to the two disks. The disks each have a locking lug on their circumference, which interacts with a movable pawl. Of these two pawls only one pawl has the task of engaging and disengaging ^{the spring clutch 1.} ; move, while the other pawl has the task of preventing the driven disk from rotating back when the disk is thrown over when the clutch is disengaged. However, this coil spring clutch does not have an adjustable release mechanism with a special release drive. Rather, the expansion of the spring takes place here under the action of the rotational forces transmitted to the locking disk, which act as reaction forces on the pawl. It is therefore not possible to disengage the clutch when the shaft is stationary. The disengagement speed is also dependent on the rotational speed of the shaft. At a low shaft speed, the release speed is correspondingly low. A further disadvantage is that the coil spring only by ⁶ S ihrem- one spring end is widened forth. At the other end of the spring, the inertia forces on the output side act to contract the spring, which also reduces the disengagement speed. Finally, it is also disadvantageous that in this known helical spring clutch disengagement can only take place in a certain rotational position of the shaft and the drive parts, namely only in that position in which the locking lug of the locking disc comes to a stop against the pawl.

Bei einer anderen bekannten Schraubenfederkupplung tragen die mit den Federenden verbundenen Hülsen Sperrzähne, in die Sperrklinken zum Eingriff gebracht werden können, um die Hülsen gleichzeitig festzulegen/ An Stelle der Hülsenverzahnung und der Sperrklinken können auch andere Bremsvorrichtungen, z. B. eine Backenbremse vorgesehen seim Auch hier erfolgt also das Ausrücken der Kupplung dadurch, daß die mit den Federenden verbundenen Hülsen mittels der Bremsvorrichtung in ihrer Drehbewegung angehalten werden.In another known helical spring clutch, those connected to the spring ends wear Sleeves ratchet teeth into which pawls can be engaged, around the sleeves at the same time set / Instead of the sleeve teeth and the pawls, other braking devices, z. B. a shoe brake is provided here, too, so the clutch is disengaged by that the sleeves connected to the spring ends rotate by means of the braking device be stopped.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorgenannten Schraubenfederkupplungen zu beheben. Insbesondere bezweckt die Erfindung eine Schraubenfederkupplung, die sich sehr viel rascher als die bekannten Schraubenfederkupplungen ausrücken läßt und bei der die Schraubenfeder bei verhältnismäßig kleinen Stellwegen praktisch schlagartig und symmetrisch gegen die Federvorspahnkraft und die durch den Reibungsschluß mit den Wellen gegebene Reibkraft aufgedreht bzw. aufgeweitet wird.The invention is based on the problem of the disadvantages of the aforementioned helical spring clutches to fix. In particular, the invention aims at a coil spring clutch, which is very much can disengage faster than the known coil spring clutches and in which the coil spring at relatively small travel ranges practically suddenly and symmetrically against the spring preload force and the frictional force given by the frictional engagement with the shafts is turned up or expanded.

Gemäß der Erfindung.ist der Ausrückmechanismus so angeordnet, daß die Mitnehmer bei seiner Stellbewegung die Schraubenfeder von den Enden her gegenläufig verdrehen. Dabei kann die Anordnung in zweckmäßiger Weise so getroffen sein, daß der Ausrückmechanismus zwei aus Vorsprüngen bestehende Mitnehmer aufweist, die an einer aus einer Gabel bestehenden gemeinsamen Halterung fest angeordnet sind. " '' ■■"''"' '■■■'■" ■ According to the invention, the disengagement mechanism is arranged so that the drivers turn the helical spring from the ends in opposite directions during its adjusting movement. In this case, the arrangement can be made in an expedient manner so that the release mechanism has two drivers consisting of projections, which are fixedly arranged on a common holder consisting of a fork . "''■■"''"'' ■■■ '■" ■

Mit Hilfe des· Ausrückmechanismus, der einen besonderen Ausrückantrieb aufweist, ist es somit möglich, die Schraubenfederkupplung in jedem Betriebszustand, sei es bei stehender Welle oder (bei umlaufender Welle, schlagartig auszurücken. Dabei werden beide Enden der Schraubenfeder gleichzeitig und in gegenläufiger Drehrichtung gedreht, so daß ein sehr rasches, praktisch verzögerungsfreies und symmetrisches Aufweiten der Feder erreicht wird.With the help of the · release mechanism, which has a special Has release drive, it is thus possible to use the coil spring clutch in every operating state, be it with a standing wave or (with a rotating wave, to disengage suddenly both ends of the coil spring rotated simultaneously and in the opposite direction of rotation, so that a very rapid, practically instantaneous and symmetrical expansion of the spring is achieved.

Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten .Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigtThe invention is described with reference to an embodiment shown in the drawings. It shows

F i g. 1 eine Ansicht einer magnetbetätigten Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Elektromotor,F i g. 1 is a view of a solenoid operated clutch according to the present invention in conjunction with an electric motor,

Fig. 2 einen .Teilschnitt durch den Kupplungsmechanismus gemäß Fig..1,. wobei die Kupplung hier in eingerückter Stellung dargestellt ist,FIG. 2 shows a partial section through the coupling mechanism according to FIG. being the clutch is shown here in the indented position,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt nach Linie 3-3 dei F i g. 2, wobei in dieser Figur der Magnetsteuerschaltkreis schematisch dargestellt ist,3 shows a partial cross-section along line 3-3 of FIG. 2, in this figure the magnetic control circuit is shown schematically,

F i g. 4 den Kupplungsmechanismus in Ausrückstellung, F i g. 4 the clutch mechanism in the disengaged position,

F i g. 5 einen Teilquerschnitt nach Linie 5-5 dei FiR.4.F i g. 5 shows a partial cross-section along line 5-5 of FiR.4.

Fig. 1 zeigt eine. Federkupplung A, die in Verbindung mit einem Rückstell-Zeitgeber verwendet ist und von einem Elektromagneten B betätigt wird, während ein Synchronelektromotor C als Antrieb vorgesehen ist.Fig. 1 shows a. Spring clutch A, which is used in conjunction with a reset timer and is operated by an electromagnet B , while a synchronous electric motor C is provided as a drive.

Der Motor C hat eine Antriebswelle 10, die in einemXagerll drehbar gelagert ist und durch eine Befestigungsplatte 12 hindurchragt. Am äußeren Ende der Antriebswelle 10 ist ein Trommelträger 13 mit einer Schraube 15 drehfest auf der Welle 10 befestigt. Vom Trommelträger 13 ragt ein zylindrischer Teil 14 kleineren Durchmessers nach außen, der eine Antriebstrommel bildet.The motor C has a drive shaft 10 which is rotatably supported in a Xagerll and through a Mounting plate 12 protrudes. At the outer end of the drive shaft 10 is a drum carrier 13 fastened in a rotationally fixed manner on the shaft 10 with a screw 15. From the drum support 13 protrudes a cylindrical Part 14 of smaller diameter to the outside, which forms a drive drum.

In koaxialer Verlängerung der Antriebswelle 10 ist neben dieser eine Abtriebswelle 19 mit einem nicht dargestellten Rückstell-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 TrommelträgerIn a coaxial extension of the drive shaft 10 is next to this an output shaft 19 with a reset timer not shown arranged. The shaft 19 is rotatably mounted in a bearing 20, the bearing 20 being mounted on a mounting plate 21 which is also used to hold the timer serves. A drum carrier 22 is keyed onto the inner end of the shaft 19. This drum carrier

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 22 ist ein Lauf- ao lager 24 angeordnet, so daß der Trommelträger 22 sich frei auf der Welle 10 drehen kann, wenn die Kupplung ausgerückt ist.22 has at its outer end a cylindrical part 23 which forms the driven or driven drum of the clutch mechanism A. A running ao bearing 24 is arranged in the cylindrical part 23 of the drum carrier 22 so that the drum carrier 22 can rotate freely on the shaft 10 when the clutch is disengaged.

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 undAround the drums or cylinders 14 and 23 is a coil spring 25 of rectangular cross-section Arranged spring wire, the turns of which are close together. When the coil spring 25 is in its normal, unstressed condition, its inside diameter is slightly smaller than the diameter of the cylinders or drums 14 and 23, so that the coil spring 25 according to the Representation in FIGS. 2 and 3 resiliently engaged with both drums or cylinders 14 and 14

23 steht und die beiden Wellen daher miteinander kuppelt.23 stands and therefore couples the two shafts with one another.

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, um 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.The ends 26 and 27 of the coil spring 25 protrude outwardly as shown, and if so these ends 26, 27 are rotated in the opposite direction in order to untwist the spring 25, expand it the turns of the coil spring to a diameter that is larger than the diameter of the Drums 14 and 23 so that the clutch is as shown in FIGS. 4 and 5 opens.

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 Radialschlitz 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.Concentrically around the helical spring 25, two gears 30, 31 are arranged, both opposite of the coil spring 25 as well as being rotatable relative to one another. A radial slot 32 is provided in gear 30 formed which receives the end 27 of the spring 25, and a slot 33 is formed in the gear 31, the the end 26 of the spring 25 receives. If, therefore, the gears 30 and 31 in opposite directions are rotated so that. the spring 25 is opened, the clutch is disengaged. This is can best be seen from FIG. 5.

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 nassen.On the inside of the fastening plate 21, the electromagnet B is fastened, which has a coil 40 and a fork 41 which can be moved in a straight line at right angles to the axis of the drums or cylinders 14 and 23. The fork 41 has two parallel arms 42 and 43, the distance from each other is so great that the gears 30 and 31 wet between these arms.

Auf den Innenseiten der Arme 42, 43 sind einander gegenüberliegend nach innen ragende Vor- ^prünge 44, 45 montiert. Der Vorsprung 44 ist so mgeordnet, daß er mit dem Zahnrad 30 in Eingriff kommt, während der Vorsprung 45 derart angeordnet ist, daß er mit dem Zahnrad 31 in Eingriff kommt.On the inside of the arms 42, 43 are opposite inwardly protruding front ^ prünge 44, 45 mounted. The projection 44 is arranged so that it meshes with the gear 30 comes while the protrusion 45 is arranged to be engaged with the gear 31 comes.

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 Schrauben-, feder größer wird als der Durchmesser der Kupplungstrommeln oder Kupplungszylinder 14, 23. Hierdurch kommt die Feder 25 außer Eingriff mit der Antriebstrommel 14 und auch außer Eingriff mit der angetriebenen oder Abtriebstrommel 23.When the return spring 46 of the electromagnet B moves the fork 41 towards the axis of rotation of the clutch drums 14 and 23, the projections 44 and 45 come into engagement with the gears 30 and 31, so that these gears as shown in FIG. 5 can be rotated in the opposite direction. The gears rotate the ends 26 and 27 of the helical spring 25 in such a way that the helical spring is untwisted; the two gears 30 and 31 are rotated so far that the diameter of the turns of the helical spring is greater than the diameter of the clutch drums or clutch cylinders 14, 23. This causes the spring 25 to disengage from the drive drum 14 and also out of engagement with it the driven or driven drum 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 Abtriebswelle 19 sich frei in entgegengesetzter Richtung drehen.The reset timer mechanism, not shown, has a spring to hold the timer in reset or turn back its original position; the output shaft 19 therefore continues to rotate When the clutch is disengaged, it immediately returns to the starting position in the opposite direction. Since the spring 25 is out of engagement with the drum 23, the output shaft 19 can freely move in opposite directions Turn direction.

Die Gabel 41 kann zum Ausrücken der Kupp-" lung 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 Feder25 und von,der' Lage der Vorsprünge 44 und 45 auf den Armen 42 und 43 ab.The fork 41 can be used to disengage the clutch either on the axis of the drums or cylinders 14, 23 are moved towards and away from this axis; the one required to disengage the clutch The direction of movement of the fork 41 depends on the winding direction of the spring 25 and on 'the' Location of the projections 44 and 45 on the arms 42 and 43.

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, um diese Scheiben oder Räder und mit diesen die Enden der Feder 25 in entgegengesetzter Richtung zu drehen und dadurch die Kupplung auszurücken. In the illustrated embodiment, two gears 30 and 31 are provided to the ends of the Twist coil spring 25 in the opposite direction. The gears 30 and 31 can, for example replaced by discs or wheels, the smooth, cylindrical outer sides of which with any devices which can be brought into engagement with these disks or wheels and with them to rotate the ends of the spring 25 in the opposite direction and thereby disengage the clutch.

Claims

Patent claims:

1. Coil spring coupling for connecting an input and an output coupling part, wherein the helical spring is pretensioned and its spring ends by engaging drivers can be operated at the same time for uncoupling, characterized in that the release mechanism (30, 31, 41, 44, 45) as appropriate

- Is arranged that the driver (44, 45) during its adjusting movement, the helical spring (25) of the Twist the ends in opposite directions.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the release mechanism has two comprising protrusions (44, 45) which are attached to a fork (41) common holder (41) are fixedly arranged.

1 sheet of drawings