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Kupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem antreibenden
wellenartigen Glied und einem angetriebenen wellenartigen Glied, das einerseits
in der einen Drehrichtung vom Antrieb mitgenommen werden soll und andererseits unabhängig
vom Antrieb beliebig verdrehbar sein soll.
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Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Herstellung einer Verbindung
zwischen einem antreibenden wellenartigen Glied und einem angetriebenen wellenartigen
Glied, das einerseits in der einen Drehrichtung vom Antrieb mitgenommen werden soll
und andererseits unabhängig vom Antrieb beliebig verdrehbar sein soll, z.B. bei
Laufwerken oder Schaltwerken, zum Ankoppeln von sonstigen Verstellgliedern an einem
Antrieb usw.
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Mitunter ist es erforderlich, bei Anordnungen der vorgenannten Art
das angetriebene Teil vom Antrieb unabhängig zu verdrehen und zu verstellen. Das
zwischen den Antrieb und das angetriebene Teil zwischengeschaltete Getriebe müsste
dann außer Eingriff mit dem angetriebenen Teil gebracht werden, was in aller Regel
mit einem unerwünschten zusätzlichen technischen Aufwand verbunden ist. Falls die
Verbindung zwischen Antrieb und Abtrieb über Reibungskupplungen oder sogenannte
Friktionen erfolgt, ergibt sich, daß bei großen Ubertragungsdrehmomenten auch das
Verstelldrehmoment - welches das Ubertragungsdrehmoment überwinden muß - größer
sein muß, so daß man also eine große Einstellkraft aufbringen oder Übersetzungen
zwischenschalten muß, was wiederum den Raumaufwand erhöht bzw. die Verwendung von
größeren Bauteilen erforderlich macht. Auch ist die Bedienung umständlich wegen
des Drehmoments. Außerdem können sich die Drehmomente bei diesen bekannten Anordnungen
im Laufe der Zeit verändern, z.B. weil die Spannung einer Feder ermüdet, weil sich
der Reibungskoeffizient im Betrieb ändert usw., was zur Folge hat, daß die Betriebszuverlässigkeit
in Frage gestellt ist. Hinzu kommt noch, daß diese bekannten Anordnungen einer Grundbedingung
für die nier in Prage stehenden Anwendungsfälle nicht immer nachkommen, wonach die
Kupplung auch bei hohen Umgebungstemperaturen -diese Temperaturen beeinflussen z.B.
die Wirkung des erforderlichen
Schmiermittels - funktionsfähig
bleiben muss.
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Man hat deshalb auch schon die Verwendung der sogenannten Aushängung
vorgeschlagen, bei der jedoch der Abtrieb unabhängig vom Antrieb verstellbar ist.
Aucn eine Kombination zwischen der sogenannten Friktion und der Aushängung ist in
vielen Hinsichten nicht befriedigend. Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht
darin, die obigen Nachteile zu vermeiden.
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Zu dem oben genannten Zweck hat sich die vorliegende narfindung die
Aufgabe gestellt, eine @upplung der nier in Frage stehenden Art @u schaffen, die
bei einfachstem Aufbau eine leichte Verstellbarkeit und Einstellbarkeit des abgetriebenen
Teils gegenüber dem Antrieb zu beliobigen Zeitpunkten und in beliebiger Richtung
ermöglicht und unabhängig von Ende rungen der Temperatur oder der sonstigen technischen
Bedingungen immer zuverlässig im Betrieb ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurcn gelöst, daß die Kupplung als sogenanntes doppeltes, kraftschlüssiges Klemmrichtgesperre
ausgebildet ist, das bei sich drenendem Antrieb die beiden zu koppelnden Teile in
der einen Drehricntung des Antriebs über Kraftschluß fest miteinander verbindet,
Jedoch den Abtriebsteil gegenüber dem Antriebsteil in beiden Drehrichtungen bewegen
läßt. Vorzugsweise ist hierbei die Kupplung als sogenannte doppelte Schlingfederkupplung
ausgebildet,
die eine Schraubenfeder enthält, die aus zwei in axialer
Richtung gesehen aufeinanderfolgenden, miteinander verbundenen koaxialen wirksamen
Partien besteht, die Jeweils von einer Gruppe von Windungen gebildet werden, von
denen die Windungen der einen Gruppe gegenläufig zu den Windungen der anderen Gruppe
gewickelt sind, wobei das eine Ende der Schraubenfeder mit dem Antrieb fest verbunden
ist und eine der beiden wirksamen Partien der Schraubenfeder um die Abtriebswelle
oder um einen mit dieser verbundenen Teil so herumgeschlungen ist, daß ihre Windungen
in der Drehrichtung verlaufen, in der die Abtriebswelle vom Antrieb mitgenommen
werden soll. Zweckmä@igerweise sitzt die um die Abtriebswelle herumgeschlungene
wirksame Partie der Schraubenfeder an dieser und die zweite wirksame Partie der
Schraubenfeder an dem sie tragenden Teil unter Vorspannung, z.B. indem der innere
Windungsdurchmesser der Schraubenfeder etwas kleiner als der Außendurchmesser der
Partie ist, um welche die Feder herumgeschlungen ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich in erster Linie durch
einen denkbar einfachen Aufbau aus, da nur wenig 3auteile erforderlich sind und
die noch erforderlichen Bauteile nur wenig aufwendig sind. Hierbei ist das Verstellen
und Einstellen der angetriebenen Welle oder Abtriebswelle oder vor mit der angetriebenen
Welle verbundenen Partien chne
liche Maßnahmen und mit geringem
Kraftaufwand jederzeit möglich. Die Betriebszuverlässigkeit ist auch nach längerer
Lebenszeit gleich groß, der Raumaufwand ist gering.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorzugsweise die Anordnung
auch noch so getroffen sein, daß der Schraubenfeder der Schlingfederkupplung noch
eine Sicherungsfeder zugeordnet ist, die mit ihrem einen Ende am Antrieb bzw. an
einer mit dem Antrieb verbundenen Partie verankert ist und mit ihrem anderen Ende
an einer mit dem Abtrieb verbundenen, zur erstgenannten Partie koaxialen Partie
angreift und hierbei bestrebt ist, die Abtriebswelle in einem Sinne gegenüber der
Antriebswelle zu verdrehen, welcher der Drehrichtung entspricht, in der die Abtriebswelle
vom Antrieb mitgenommen werden soll. Diese Anordnung bringt es mit sich, daß die
Betätigung der Kupplung zum Verstellen oder Einstellen des angetriebenen Teils unabhängig
vom Antrieb noch wesentlich vereinfacht wird, da die Abtriebswelle nunmehr unmittelbar
in beiden Drehrichtungen gedreht werden kann.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung
in einer Vorderansicht teilweise geschnitten
in schematischer Darstellung,
Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in einem Schnitt gemäß der Linie I-I der Fig. 1,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ebenfalls in einer
Vorderansicht in schematischer Darstellung und teilweise geschnitten und Fig. 4
die Anordnung nach Fig. 3 in einer Seitenansicht.
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Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen handelt
es sich im eine Kupplung zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem antreibenden
wellenartigen Glied und einem angetriebenen wellenartigen Glied, das einerseits
in der einen Drehrichtung vom Antrieb mitgenommen werden soll und andererseits unabhängig
vom Antrieb beliebig verdrehbar sein soll. Erfindungsgemäß ist diese Kupplung als
sogenanntes doppeltes kraftschlüssiges Klemmrichtgesperre ausgebildet, das bei sich
drehendem Antrieb die beiden zu koppelnden Teile in der einen Drehrichtung des Antriebs
über Kraftschluß fest miteinander verbindet, jedoch den Abtrieil gegenüber dem Antriebsteil
in beiden Drehrichtungen bewegen läßt. Dieses Klemmrichtgesperre ist bei den in
der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen als sogenannte
doppelte Schlingfederkupplung ausgebildet, die eine Schraubenfeder mit zwei wirksamen
Partien enthält, deren eines Ende mit dem Antrieb fest verbunden ist und deren eine
wirksame Partie um die Abtriebswelle oder einem mit dieser verbundenen Teil so herumgeschlungen
ist, daß ihre Windungen in der Drehrichtung ver-@aufen, in der die Abtriebswelle
von Antrieb mitgenommen werden soll. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht
die Schraubenfeder 1 aus zwei wirksamen Partien 1e, 1b, die in axialer Richtung
geschen aufeinanderfolgen und die koaxial zueinander angeordne@ sind, und aus einer
z.B. axial oder annähernd axial o@@ in @@ @@ einen Windung verlaufenden Zwischenpartie
1c, welche des Partien und @@teinander verbindet. @@ese beiden wirksamen Partion
1a @@@ 1b werder jeweils aus einer Gruppe von Windungen gebit<et, wobei die Windungen
der einen Gruppe gegenläufig zu den Windungen der anderen Gruppe gewickelt sind.
Von den beiden wirksamen Partien ist nur die Partie ib, deren Windungen in der Drehrichtung
verlaufen, in der die Abtriebstelle vom Antrieb mitgenommen werden soll, um die
Abtriebswelle 2 herumgeschlungen. Die Partie la der beiden wirksamen Partien der
Schraubenfeder ist um den büchsen- oder zapfenartigen Teil 3 herumgeschlungen, der
feststeht und mit dem Genäuse 4 verbunden ist. Die Anordnung ist herbei so getroffen,
daß das Ende 5 der Schraubenfeder an einem mit der Antriebswelle
umlaufenden
Teil 6, z.B. an einer mit einem antreibenden Rad fest vernieteten Büchse, verankert
ist, wobei die wirksame Partie 1b um die Abtriebswelle herumgeschlungen ist, während
die wirksame Partie la der Schraubenfeder um die mit der Abtriebswelle koaxiale
büchsen- oder zapfenartige Partie 3 herumgeschlungen ist. Während also die erste
wirksame Partie der Schraubenfeder mit dem ihr zugeordneten Teil formschlüssig verbunden
ist, ist die zweite wirksame Partie der Schraubenfeder mit dem ihr zugeordneten
feststehenden Teil kraftschlüssig verbunden. Die um die Abtriebswelle herumgeschlungene
wirksame Partie der Schraubenfeder sitzt an dieser unter Vorspannung, ebenso die
zweite wirksame Partie an dem sie tragenden Teil indem der innere Windungsdurchmesser
der Schraubenfeder etwas kleiner als der Außendurchmesser der Partie der Abtriebswelle
ist, um welche die Feder herumgeschlungen ist. Auf diese Weise werden einwandfrei
übersichtliche Kraftverhältnisse geschaffen, undefinierte Verhältnisse werden vermieden.
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Bei der oben geschilderten Anordnung mit besonders vorteilhaften Anwendungsmöglichkeiten
auf dem Gebiet der Schaltuhren ergibt sich, daß bei den hier dargestellten Ausführungsbeispielen
bei z.B. im Uhrzeigersinn drehendem Antrieb die Feder sich fest um die Abtriebswelle
herumschlingt, sodaß die Abtriebswelle vom Antrieb ebenfalls im Uhrzeiger sinn drehend
mitgenommen wird. Wenn hingegen der Abtrieb
gegenüber dem Antrieb
im Uhrzeigersinn gedreht wird, schlingt sich die wirksame Partie 1b der Schraubenfeder
auf, ao daß eine freie Beweglichkeit der Abtriebswelle gegenüber dem Antrieb erzielt
wird. Wenn man im Alternativfall wiederum den Abtrieb gegenüber der Antriebswelle
diesmal entgegen dem Uhrzeigersinn drehen würde, würde sich zunächst die wirksame
Partie 1b der Feder um die Abtriebswelle festschlingen, wie im erstgenannten Fall
mit im Uhrzeigersinn gedrehtem Antrieb. In diesem Falle greift jedoch - zunächst
theoretisch betrachtet - die wirksame Partie la der Schraubenfeder ein, indem sie
die sich zunächst festschlingende wirksame Partie 1b der Schraubenfeder von hinten
nach vorn, d.h.
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von la nach ib vorgehend wieder löst und diese Partie sich aufschlingen
macht. Auf diese Weise ist auch die Verdrehbarkeit der Abtriebswelle in der entgegengesetzten
Richtung bei fests@hendem Antrieb gewährleistet. Da jedoch in der Praxis beim Drehen
des Abtriebs gegenüber dem Antrieb entgegen dem Uhrzeigersinn die wirksame Partie
1b sich sofort um die Abtriebswelle festschlingen und somit eine feste Verbindung
zwischen Antrieb und Abtrieb herstellen würde, die ein Weiterdrehen unmöglich machen
würde, muß man zunächst den Abtrieb in diesem Falle um einen kleinen Winkel im Uhrzeigersiun
drehen, um den für das Wirksumwerden der Partie 1a erc'rd;t?1c?'. Winkelweg zu beschaffen,
sodann kann man den Abtrieb @@@@gegen den Uhrzeigersinn drehen, und die Feder wird
sich
hierbei wie oben geschildert aufschlingen.
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Wenn man die Einleitung der Drehbewegung der Abtriebswelle entgegen
dem Uhrzeigersinn durch eine kurze Drehbewegung im Uhrzeigersinn vermeiden will,
kann man gemäß der nachstehend geschilderten Variante des Erfindungsgegenstandes
vorgehen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist wiederum das eine Ende lo der
Schraubenfeder 9 an einem mit der An triebswelle umlaufenden Teil 11, z.B. an einer
mit einem antreibenden Rad verspannten Büchse verankert. Die wirksame Partie 12
der Schraubenfeder, deren Windungen in der Drehrichtung verlaufen, in der die Abtriebswelle
vom Antrieb mitgenommen werden so ist um die Abtriebswelle 13 bzw.
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um die auf der Abtriebswelle sitzende und auf dieser fest aufgepasste
Büchse 14 unter Vorspannung herumgeschlungen, während die It-nreite wirksame Partie
15 der Schraubenfeder um einen mit der Antriebswelle und deren Büchse koaxialen
büchsen- oder zapfenartigen Teil 16 ebenfalls unter Vorspannung herumgeschlungen
ist, der am Gehäuse der Vorrichtung 17 befestigt ist. Die Abtriebswelle ist hierbei
mit ihrem einen Ende bei 18 an dem am Gehäuse der Vorrichtung fest gespannten büchsen-
oder zapfenartigen Teil verdrehbar gelagert und mit ihrem anderen Ende durch das
mit dem Antrieb in Wirkverbindung stehende Teil hindurch in koaxialer Ancrdnung
zu diesem hindurchgeführt. Der Schraubenfeder der
Schlingfederkupplung
ist noch eine Sicherungsfeder 19 zugeordnet, die mit ihrem einen Ende am Antrieb
bzw. an an einer mit dem Antrieb verbundenen Partie verankert ist und mit ihrem
anderen Ende an einer mit dem Abtrieb verbundenen, zur erstgenannten Partie koaxialen
Partie angreift und hierbei bestrebt ist, die Abtriebswelle in einem Sinne gegenüber
der Antriebswelle zu verdrehen, welcher der Drehrichtung entspricht, in der die
Abtriebswelle vom Antrieb mitgenommen werden soll. Die Sicherungsfeder bildet hierbei
eine einzige Schlaufe, die mit ihrem Ende 20 an dem die Antriebsbewegung einleitenden
Antriebsrad 21 verankert ist, in weitem Bogen um die Abtriebswelle 13 bzw. um die
an dieser Welle sitzende Büchss 14 herumgent und @@dieser mit ihrem anderen Ende
22 angreift. Die Sicn@rungsfeder macht das Versteilen des Abtriebs zunächst um einen
kleinen Win@ im Uhrzeigersinn und sodann erst entgegen dem Uhrzeigersinn, vielmehr
kann nunmehr infolge des kleinen von der Sicherungsfeder ausgeübten Drehmomentes
im Uhrzeigersinn sogleicn die eigentlich beabsichtigte Verstellung entgegen dem
Uhrzeigersinn vorgenommen werden.