DE1600211A1

DE1600211A1 - Antriebsanordnung mit schaltbarer Formschluss-,insbesondere Einzahnkupplung

Info

Publication number: DE1600211A1
Application number: DE19661600211
Authority: DE
Inventors: Erich Trumpp
Original assignee: EUGEN WEISSER AND CO KG
Current assignee: EUGEN WEISSER AND CO KG
Priority date: 1966-09-06
Filing date: 1966-09-06
Publication date: 1970-04-02
Also published as: DE1600211C3; DE1600211B2

Description

Antriebsanordnung mit schaltbarer Formachluß-, ins- besondere EinzahnkMpj21un& Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung mit schaltbarer Formschluß-, insbesondere Einzahnkupplung.
Formschliissige Schaltkupplungen sind außer bei Gleichlauf oder Stillstand nur bei geringera Drehzahlunterschied zwischen dem treibenden und dem getriebenen Kupplungsteil schaltbar. Eine Sonderform dieser formschlÜssigen Schaltkupplungen ist die sogenannte Einzahnkupplung, bei der beide Kupplungsseiten je einen Zahn aufweisen und bei der die formschlüssige Mitnahme erfolgt, sobald der Zahn der troibenden Seite an dem Zahn der getriebenen Seite anliegt. Statt eines Zahnes kann eine Kupplungsseite auch eine Zahnlücke aufweisen. Einzahnkupplungen werden besonders dann verwendet, wenn zwei Getriebeteile in bestimmter Winkellage zueinander gekuppelt worden müssen, z.Be bei Gewindeschneidmaschinen, bei denen das Gewinde in mehreren aufeinanderfolg ,enden Schnitten erzeugt wird und daher das Werkzeu- genau in den beim vorausgegangenen Arbeitsgang geschnittenen Gewind-..ang eingefghrt werden muß.

hervorgeht, hat man in dem Bestreben, in diesem Anwendungsfall die Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen, versucht, die nach dem Einrü,#-ken der Einzahnkupplung beim Zusammentreffen der Zähne entstehende Belastung durch den Beschleunigungsstoß dadurch zu senken, daß die getriebene Kupplungsseite über eine parallel zur Einzahnkupplung angeordnete schaltbare Reibungskupplung beschleunigt wurde. Die Einzahnkupplung wird eingerückt, wenn sich beide Teile im Gleicilauf befinden. Das bedeutet aber nicht, daß zugleich auch der Formschluß geschaffen wäre; die beiden Zähne der Einzahnkupplung sind vielmehr beim Einrücken um irgendeinen zwischen Null und _3600 liegenden W-inkel voneinander entfernt. Damit'sich der Formschluß einstellen kann,.wird nach dem Einrück;'n der Einzahnkupplung die im Beschleunigungsantrieb der nach dem Zustandekommen des Formschlusses von der treibenden Seite der Einzahnkupplung getriebenen Seite befindliche Reibungskupplung geöffnet Die Drehzahl der jetzt antriebslosen, später zu treibenden Seite der Einzahnkupp£'un#- fä:!t# 4-a.;--.--r abi bis der Zahn der treibenden Seite der Einzahnkupplung mit dem Zahn der zu treibenden Seite zusammentrifft. Je nach der Dauer der Unterbrechung des Antriebs4der zu treibenden Seite und dem während dieser Unterbrechungsdauer entstehenden Drehzahlabfall ist der Stoß beim Aufeinandertreffen der Zahnflanken und die dadurch entstehende Belastung verschieden groß. Wie lange die Unterbrechung dauert, ist dem Zufall überlassen. Die'Unterbrechungsdauer richtet iieh nach der Stellung der Zähne der Einzahnkupplung, die diese im Zeitpunkt des*Öffnens der Reibungskupplung zueinander haben. Bei unjUrestiger Stell-ung, wenn also die Mahn lanken annähernd -360 0 V Z- 71 - einander entfernt sind und bei entsprechendem lastmoment kann es vorkümmen, daß die Drehzahl der Uber die Reibungskupplung beschleu-

Um den ganzen ginkupplungsvorgang schneller durchführen zu können$ hat nian auch schon darauf verzichtet, den zu treibenden Teil der Einzahnkupplung bis zum vollständigen Gleichlauf mit dem treibenden Teil zu beschleunigen unß sich damit begnügt, ihn auf' eine geringer.a Drehzahl zu bringen, als der treibende Teil hat und die Reibungskupplung Im Beschldunigungsantrieb des zu treibenden Teiles schon vor dem Einrücken der Einzahnkupplung oder jedenfalls so frühzeitig auszuschalten, daß kein oder nur noch ein kleines Reibmoment besteht, wenn die Zahnflanken zusammentreffen. Auch. ,hier wird aber der Beschleunigungsantrieb des zu treibenden Telles der Einzahnkupplung während in unkontrollierbarer Weise verschieden langer Zeiträume unterbrochen, so daß sJch grundsätzlich dieselben Nachteile ergeben, wie bei dem zuerst beschriebenen Fall.

Die Ano»rdnung mit mehrstufigeim Rädertrieb hat den besonderen Vorteil, daß mit diesem die günstigste Differenz-Drehzahl eingestellt werden kann, bei der die Stoßkraft beim Aufeinandertreffen der Zähne der Einzahnkupplung im Rahmen der zulässigen Flankenbelastung erhalten werden kann. Die grÖßte Anzahl der Umdrehungen, die die.getriebene Seite einer als Formschlußkupplung benutzten Einzahnkupplung nach dem Einrücken bis zum Erreichen des Formschlusses macht, hängt von der am Rädertrieb eingestellten Übersetzung ab. Ist diese i = n1 /n2, so'ist die größte Anzahl der Umdrehungen des getriebenen Teils bis zum Erreichen des Formschlusses z /i-l. Die Verwendung der als

s.chlusses angetrieben werden kann und daß sich dieser Antrieb nach dem Erreichen des Formschlusses selbsttätig ohne weitere Schaltmittel löst, so daß kein unkontrollierbarer und von Fall zu Fall verschiedener Drehzahlabfall entsteht. Eine Weiterbildung der Erfindung liegt darin, daß die getriebliche Verbinhng der beiden seiten der Formschlußkupplung zwecks gegenläufigen Antriebs einer Abtriebswelle trennbar ist., z. B. mittels einer schaltbaren Reibungskupplung, die in den von der Antriebswelle über das Getriebe mit einer Richtungskupplung führenden Getriebezug zur Abtriebswelle eingeschaltet ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung liegt auch darin, daß die getriebene Seite dbr FormschlußLpplung durch eine Richtungskupplung in Überholrichtung zur Antriebswelle feststellbar ist.

1600211 Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung in schematischer Darstellungg bei welchem die schaltbare Formschlußkupplung eine Einzahnkupplung ist, äber keine Drehrichtungsumkehr fUr die getriebene Welle vorgesehen ist. Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungegemäßen Antriebsanordnung, bei welchem die schaltbare Formschlußkupplung ebenfalls eine Einzahnkupplung istg aber im Gegensatz zum Beispiel nach Pig. 1 die Drehrichtungsumkehr der getriebenen Welle ermöglicht ist; diese Bauart eignet sich insbesondere für Gewindeschneidmaschinen. Bei dem Beispiel nach Pig. 1 treibt die Antriebswelle 1 Über ein Zahnrad 3 und einen Zahnkranz 5 eines Schieberadblockes 6 eine Zwischenwelle 7 mit der Übersetzung i :> 1- an. Eine als Überholkupplung wirkende Ri chtungskupplung 8 überträgt den Antrieb auf die Abtriebswelle g. Diese trägt einen Zahnkranz 109 der mit einem Zahnkranz 11 gleicher Zähnezahl in Eingriff steht, vielch letzterer mit dem getriebenen Teil 12 einer schaltbaren Formachlußkupplung fest verbunden ist, bei derh besehriebenen.Beispiel nämlich aus einem Stück besteht. Die schaltbare Formschlußkupplung ist hier eine Einzahnkupp-

verschieblich verbundenwist, trägt den treibenden Zahn 14. Der getriebene Teil 12 der Einzahnkupplung ist auf der Antriebswelle7 1 drehbar gelagert; da die Zwischenwelle 7 wegen des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Zahnrädern 3 und 5 sich langsamer dreht als die Antriebswelre 19 dreht sich auch der Teil 12 der Einzahnkupplungg solange diese nicht eingerückt ist, langsamer als die Antriebswelle 19 auf der der Teil 12 gelagert idi. Der treibende Teil 15 der Einzahnkupplung dreht sich q# weil er von der Antriebswelle 1 unmittelbar auf Drehung mitgenommen-wirdv schneller als der getriebene Teil 12. Wird der treibende Teil 15 also eingertlektg ao holt sein Zahn 14 den. Zahn 1,3. des Teiles 12 ein,*, wem er' an- dem Zahm- 13 anliegtg stellt er eine formschlUssige Antriebsverbindung von der Antriebewelle 1 zum Teil 12 her und bestimmty da ja die Abtriebewelle 9 über die Zahnkränze 119 10 mit dem Teil 12 formschlüssig und zwangsläufig gekuppelt ist, die Winkellage der Antriebewelle 1 zur Abtriebswelle g. Wenn nunmehr die Abtriöbswelle 9 von dem Zahnkranz 11 her schneller angetrieben wird als vorher von der Zwischenwelle 7, wird der langsamere Antrieb über diese Zwischenwelle 7 durch die Richtungskupplung 8 wirkungslos. Bei.dem Beispiel nach Fig. 1 ist noch dafür gesorgt# daß auch bei Herabsetzung der Drehzahl der Antriebewelle lp z. B. beim Abbremsen dieser Welleg der Formschluß der Einzahnkupplung 15, 149 139 12 erhalten bleibt. Zwischen der Welle 1 und dem auf ihr gelagerten getriebenen Teil 12 der Einzahnkupplung ist nämlich eine als Freilaufsperre wirkende Richtungskupplung 16 eingebautg so daß der Teil 12 gegenüber der Antriebswelle 1 nicht etwa durch Rückwirkung von der Abtriebewelle 9 her über die Zahnkränze 10 und 11 zum Voreilen gebracht werden kann. Die Ric#tungskupplung 16 verhindert zugleichu daß durch den Stoß beim'Zusammentreffen der Zähne 13 und 14 die getriebene Seite 12 der Einzahnkupplung der Welle 1 vorauseilen könnte. Wenn die Einzahnkupplung einmal eingerückt istg bleibt also der-Formachluß ihrer Teile bis zum Ausrücken erhalten. Bei dem zur Verwendung bei Gewinde'schneidmaschinen geeigneten Beispiel nach Fig. 2, bei dem die Drehrichtung der Abtriebswelle 9 umkehrbar ist,-ist auf der Antriebewelle 1 #deeder die träibende Seite 15 einer Einzahnkupplung drehfestg aber axial verschieblich gelagertp während derpgetriebene Teil 12 der Einzahnkupplung auf der Antriebswelle 1 drehbar-, aber unter ZwiedhenächaltÜng einer Richtungskupplung 16 gelagert ist. Während aber bei dem Beispiel nach Fig. 1 die Richtungskupplung 8 zwischen der Zwischenwelle 7 und der Abtriebswelle 9 angeordnet warg ist sie nunmehr zwischen dem Schieberadblock 6

die es ermöglicht, die Antriebsve#bindung zwischen der Zwisclw->nwelle 7 und der Abtriebswelle 9 und wegen des auf der Abtriebswelle 9 sitzenden Zahnkranzes auch zwischen der Zwischenwelle 7 und dem getriebenen Teil 12 der Einzahnkupplung zu lösen. Wenn die GetriebeV'erbindung zwischen der Zwischenwelfe 7 und der Abtriebewelle 9 durch Öffnen der Kupplung 23 unterbrochen istg läßt sich die Abtriebswelle 9 bei ausgerückter Einzahnkupplung 159 149 139 12 im zum vorherigen entgegengesetzten Drehsinn in Richtung des in Fig. 2 hohl gezeichneten Gegenpfeiles über folgende Elemente antröiben. Zur Ableitung des gegenläufigen Antriebes ist auf der Antriebswelle 1 ein Zahnrad 17 drehfest angebracht, das mit einem auf einer Zwischenwelle 19 festen Zahnrad 18 kämmt. Die Zwischenwelle 19 läuft also wie durch'den in Fig. 2 gezeichneten, sie umgebenden hohlen Pfeil angedeutet, ständig in dem demjenigen der Antriebswelle 1 entgegengesetzten Drehsinn um. Über eine' weitere schaltbare Kraftanschlußkupplung, nämlich eine Reibungskupplung 22, steht die Zwischenwelle 19 mit einer Zwischenwelle 20 in Verbindung, die ein Zahnrad 21 trägt, welches mit dem Zahnrad 10 kämmt und den Kraftschluß in entgegengesetzter Drehrichtung auf die Abtriebswelle 9 weit -leitet. Dieser gegenläufige Antrieb der Abtriebswelle 9 läßt sich durch Ausrücken der Reibungskupplung 22 unterbrechen. Im übrigen arbeitet die Anordnung nach Fig. 2 ganz entsprechend, wie es für diejenige nach Fig. 1 beschrieben.wurde* 4 Statt die Abtriebs#elle 9, wie im Beispiel nach Fig. 2 über die Elemente 17 bis 22 im Gegendreheinn anzutreibeng kann für 9-dier--e.i-bei geöffneter EinzahnkupplunIg und geöffneter Reibungskupplung 23 wirksamen Antrieb auch ein besonderer Eilgang-Rücklaufmotor vorgesehen sein.
Weitere Abwandlungen ergeben sich, wenn das bei den Beispielen nach Fige 1 und 2 durch die Zahnräder 2v 3 und den Schieberadblock 6 gebildete zweistufige Getriebe durch ein Getriebe mit nur einer Stufe oder durch ein Getriebe mit mehr als zwei Stufen oder durch ein stufenloses Getriebe ersetzt wird.-

Claims

Antriebsanoldnung mit schaltbezer insbesondere« Einzahakupplungg daUrch KO oin beide Seiten der-FormschluGhupplung (159 149 139 12) bis sum Erreichen des Formschlusses kraftschMsig verbindendes, seinerseits stindig angetriebenesv die getriebene Seite (12) dov öffneten FormschluKupplung mit geringerer Drehzahl als die treibende Seite (15) der Formschlußkupplung antreibendes und bei Erreichen des Formschlusses der Formschlußkupplung gegeWer deren getriebenem Teil selbsttätig Gatriebe (Ig 3, 5; 21 4; 8; 10t 11) vorgesehen ist.
2) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe einen vorzugsweise mehrstufigen Rädertrieb (3p 5; h. 4) und eine als Überholkupplung wirkende Richtungskupplung (8) enthält. 3) Anordlung nach Anspruch 1 und 29 dadurch gekennzeichnet, daß die äetiiebliche Verbildung jer beiden Seiten der Formachlußkupplung zwecks gegenläufigen Antriebs J einecAbtriebswelle (9) trennbar ist (Fig. 2)'. 4).Änordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnett daß die getriebliche VerbindVng der beiden Seiten der Formschlußkupplung mittels einer Chaltbaren Reibungskupplung (23) trennbar ist, die in den von der Antriebswelle (1) über das Getriebe mit einer Richtungskupplung (8) führenden Getriebezug zur Abtriebswelle (9) eingeschaltet ist. 5) Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgendeng dadurch gekennzeichnetg daß die getriebene Seite (12) der Formschlußkupplung (15p 149 139 12) durch eine Richtuungskupplung (16) in Überholrichtung zur Antriebswelle (1) festetellbar ist.

bei Abtrennung des Formschlußantriebes durch die geöffnete * A Reibungskupplung (23) und bei offene*r Formschlußkupplung (15, 149 139 12) ein besonderer Eilgang-Rücklaufmotor vorgesehen ist.