DE19858607A1 - Schaltbare Klemmkörperkupplung bzw. -getriebe für die lösbare Verbindung einer treibenden mit mindestens einer getriebenen Welle - Google Patents
Schaltbare Klemmkörperkupplung bzw. -getriebe für die lösbare Verbindung einer treibenden mit mindestens einer getriebenen WelleInfo
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Abstract
Klemmrollenkupplungen sind bekannt, bei denen zwischen gleichachsigen Wellen Walzen angeordnet sind, die sich zwischen Innenumfang der einen und Klemmflächen auf der anderen Welle bei ausgeschalteter Kupplung frei drehen können, aber bei Drehung der einen im Verhältnis zur anderen Welle eine Position einnehmen, in der sich die Walzen zwischen den Wellen verklemmen, so daß die treibende die getriebene Welle mitnimmt. Um solche Kupplungen auch so schaltbar zu machen, daß bei sich drehender treibender Welle Kupplung oder Leerlauf eingeschaltet werden kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Klemmflächen 8 am Außenumfang der treibenden Wellen eingearbeitet sind und zwischen dieser und der getriebenen Welle ein Klemmkörper aufnehmender Käfig 3 gelagert ist und in der treibenden Welle ein von dieser bei Drehung mitgenommener Schaltschieber 4, der mittels einer Schaltstange 5 in gegenüber liegende Schiebertaschen im Käfig ganz oder teilweise einschiebbar ist, so daß dessen in eine Schiebertasche eingeschobenes Ende bei Drehung der treibenden Welle eine Relativdrehung derselben gegenüber dem Käfig für die Herstellung der die getriebene Welle mitnehmenden Klemmung bewirkt (Fig. 1 + 2).
Description
Das Prinzip der Klemmkörperkupplung beruht darauf, daß zwischen
gleichachsig liegenden Wellen, deren eines rohrförmiges Ende das
Ende der anderen übergreift, Klemmkörper, z. B. Walzen, Rollen
oder Kugeln angeordnet sind, die einerseits den Innenumfang der
einen und andererseits Klemmflächen auf der anderen Welle berüh
ren oder gerade noch nicht berühren, und daß bei Drehung der
einen im Verhältnis zur anderen Welle die Klemmkörper durch die
Klemmflächen in eine Position gebracht werden, in der sie sich
zwischen den Wellen verklemmen, wodurch die treibende Welle die
getriebene Welle durch Reibungsschluß mitnimmt, also eine Kupp
lung geschaffen wird.
Solche Kupplungen sind aber nicht schaltbar, d. h. können nicht
wahlweise so gekuppelt oder entkuppelt werden, daß bei sich
drehender treibender Welle Kupplung oder Leerlauf eingestellt
werden kann.
Aufgabe der Erfindung war es, daß Prinzip der Klemmkörperkupp
lung so zu verbessern, daß sie mit einer Schaltung ein- und aus
gekuppelt werden kann, insbesondere um damit für Anwendungs
fälle, für die ein kompliziertes Getriebe nicht erforderlich
ist, eine getriebeähnliche Einrichtung zu schaffen.
Anwendungsbeispiele sind Förderstrecken, Aufzüge, Kfz-Schubaus
schaltungen, ohne daß Kupplungen nach der Erfindung auf diese
Anwendungsgebiete beschränkt wären.
Die Erfindung ist an mehreren, keinen Anspruch auf Vollstän
digkeit erhebenden Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen ver
anschaulicht und an Hand derselben nachfolgend beschrieben. Es
stellen dar:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäs
sen Kupplung,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Kupplung nach
Fig. 1, geschnitten längs der Linie
II-II,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Kupplung nach
Fig. 1, geschnitten längs der Linie
III-III,
Fig. 4A und 4B einen gegenüber den Fig. 1 bis 3 ver
größerten Ausschnitt aus Fig. 1 in
einer Freilauf- und einer Kupplungs
stellung,
Fig. 5 ein dem Schnitt nach Fig. 2 entspre
chender Schnitt durch ein erfindungs
gemäßes, aus der Ausführungsform nach den
Fig. 1 bis 4 entwickeltes Getriebe für
die wahlweise drehfeste Verbindung einer
treibenden mit jeweils einer von mehreren
getriebenen Wellen,
Fig. 6 ein den Fig. 2 und 5 entsprechender
Schnitt durch eine weitere Ausführungs
form einer erfindungsgemäßen Kupplung,
Fig. 7A bis 7C eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht
einer Kupplung nach Fig. 6 in unter
schiedlichen Schaltstellungen für
die Verbindung zwischen treibender und
getriebener Welle im Rechtslauf, Frei
lauf und Linkslauf,
Fig. 8 eine weiter abgewandelte Ausführungs
form im Längsschnitt, geschnitten
längs der Linie VIII-VIII in Fig. 9,
Fig. 9 die Kupplung nach Fig. 8, geschnitten
längs der Linie IX-IX in Fig. 8,
Fig. 10 eine aus den Kupplungen nach den Fig.
6 und 8 weiterentwickelte Ausführungs
form,
Fig. 11 einen Schnitt durch die Kupplung nach
Fig. 10, geschnitten längs der Linie
X-X in Fig. 10,
Fig. 12 den Querschnitt einer weiteren Abwandlung.
Hauptteile einer Kupplung einfacher Ausführungsform nach der
Erfindung sind gemäß den Fig. 1 bis 4 ein Innenring 1, ein
Außenring 2, ein zwischen Innenring und Außenring liegender
Käfig 3 und ein Schaltschieber 4, der mittels einer längsbeweg
lichen Schaltstange 5 quer zur Längsachse in Pfeilrichtung A-B
der Kupplung verschoben werden kann.
Der Käfig 3 nimmt in Ausnehmungen 6 Klemmkörper 7 auf, die sich
einerseits gegen die Innenfläche des Außenrings 2 und anderer
seits gegen Klemmflächen 8 auf der Außenumfangsfläche des Innen
ringes 1 abstützen können.
Je nachdem, ob im gekuppelten Zustand kleinere oder größere
Klemmflächen auf den Klemmkörpern erforderlich erscheinen,
können für die Durchführung der Erfindung unterschiedlich ge
formte Klemmkörper eingesetzt werden, z. B. Walzen, Rollen,
tonnenförmige Körper, die aus der Wälzlagertechnik bekannten
Nadeln oder Kugeln, aber auch andere Formen, z. B. diaboloförmi
ge Klemmkörper. Da in vielen Fällen Walzen oder Rollen der
Vorzug gegeben werden wird, sind zur Vereinfachung der nachfol
genden Beispielsbeschreibung stellvertretend für alle Klemm
körperformen nur Walzen genannt.
Die Ausnehmungen 6 im Käfig 3 und die Flächen 8 im Innenring 1
bilden Räume für die Walzen 7, die diesen ein geringes Spiel in
Umfangsrichtung, aber ein demgegenüber größeres Spiel in Radial
richtung geben. Wenn sich dann Innenring 1 und Käfig 3 in der in
Fig. 1 dargestellten Stellung mit gleicher Umfangsgeschwindig
keit drehen, d. h. die Lage der Walzen 7 im Verhältnis zu den
Flächen 8 so oder etwa so bleibt, wie in Fig. 1 dargestellt,
können sich die Walzen 7 frei drehen, aber wenn durch Drehung
mittels des Schiebers 4 der Innenring 1 so weit verschoben wird,
daß die Flächen 8 am Innenring 1 gegenüber den Walzen 7 vor-
oder nacheilen, wird eine Stellung erreicht, in der der Abstand
zwischen diesen Flächen und dem Innenumfang des Außenrings so
weit verringert wird, daß sich die Klemmwalzen so zwischen
Außenumfang Innenring und Innenfläche Außenring verklemmen, daß
bei der Drehung des Innenrings 1 der Außenring 2 durch Reibung
mitgenommen wird, d. h. zwischen 1 und 2 eine Kupplung entsteht.
Der Schaltschieber 4 sorgt im Zusammenwirken mit nachfolgend
beschriebenen Schiebertaschen im Käfig 3 dafür, daß eine Rela
tivdrehung des Innenrings 1 im Verhältnis zum Käfig 3 dann been
det wird, wenn die den Außenring mitnehmende Klemmung durch die
Klemmwalzen 7 eingetreten ist und von diesem Augenblick an
Innenring, Käfig und Außenring mit gleicher Umdrehungsgeschwin
digkeit rotieren.
Der Schaltschieber 4 kann mit der in Pfeilrichtung A-B verschieb
baren, im Querschnitt zweckmäßig quadratischen Schaltstange 5
in Pfeilrichtung C oder D quer zur Kupplungslängsachse verscho
ben werden. In den Fig. 1 und 2 dargestellt ist eine - in der
Zeichnungsebene - abgesenkte Verschiebung in Pfeilrichtung C. In
dieser Schaltstellung greift das Ende 4a des Schaltschiebers 4
in eine Schiebertasche 9 des Käfigs 3 ein, deren Begrenzungsflä
chen 9', 9'' in Umfangsrichtung einen Abstand aufweisen, der
größer als die Breite eines Schiebers ist. Am gegenüberliegenden
Ende 4b in Umfangsrichtung ist bei dem Beispiel nach den Fig. 1
bis 4 eine Schiebertasche 10 vorgesehen, in die jenes Ende 4b
mit nur geringem Spiel paßt. Wenn nun bei dargestelltem abge
senktem Schieber 4 eine - hier nicht dargestellte - treibende
Welle den Innenring 1 in Pfeilrichtung E oder F dreht, so dreht
sich zunächst in der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Stellung
der Innenring 1 mit dem Schaltschieber 4 allein, und zwar so
weit, bis durch diese Relativdrehung zwischen Innenring und
Käfig die Gesamthöhe zwischen der Innenfläche des Außenrings 2
und den Klemmflächen 8 des Innenrings 1 soweit verringert ist,
daß die Walzen 7 innen gegen den Außenring drücken und diesen
durch Reibungsschluß mitnehmen; d. h. zwischen Innenring und
Außenring ist eine Kupplung entstanden.
Aus der gegenüber den Fig. 1 bis 3 vergrößerten Darstellung nach
den Fig. 4A und 4B, den unteren Teil der Fig. 1 mit Innenring 1,
Außenring 2, Käfig 3 und Schaltschieber 4 darstellend, ist er
sichtlich, daß die Außenflächen 4a' und 4a'' des Schiebers 4 in
der Freilaufstellung nach Fig. 4A einen Abstand von den Innen
flächen 9', 9'' der Tasche 9 aufweisen und daß gemäß Fig. 4B
dieser Abstand so bemessen ist, daß der bei Drehung des Innen
rings 1, z. B. in Pfeilrichtung F, mitgenommene Schaltschieber
diesen Innenring so weit dreht, bis die Klemmflächen 8 des
Innenrings die Walzen 7 gegen die Innenumfangsfläche 2' des
Außenrings 2 mit Klemmwirkung gedrückt haben, so daß bei der
Weiterdrehung der Außenring 2 mitgenommen wird, d. h. eine Kupp
lung zwischen Innenring und Außenring zustande kam.
Dabei soll, wie Fig. 4B veranschaulicht, die Klemmung durch die
Walzen 7 bereits erreicht sein, wenn zwischen Schieberaußen
fläche 4a'' und der Tascheninnenfläche 9'' noch ein Spiel 9'''
vorhanden ist, damit nicht bei z. B. nicht ganz genauer Fertigung
oder z. B. bei geringem Verschleiß der Walzen 7 die Schieber
fläche 4a'' an der Taschenfläche 9'' anliegt, ohne daß die den
Außenring mitnehmende Walzenklemmung bereits erreicht wurde.
Wird dagegen die Schaltstange 5 so verschoben, daß der Schalt
schieber 4 angehoben wird, wird sein Ende 4a aus der "weiten"
Schiebertasche 9 herausgezogen und sein gegenüber liegendes Ende
4b schiebt sich in die "enge" Tasche 10 im Käfig 3. Dreht sich
in dieser Stellung der mit der treibenden Welle verbundene
Innenring 1, sind durch den Schaltschieber 4 Käfig 3 und Innen
ring gewissermaßen miteinander verriegelt, d. h. auch der Käfig
3 wird von Anfang an mitgenommen. Damit unterbleibt eine anfäng
liche Relativbewegung zwischen Innenring und Käfig mit der
Folge, daß sich an der aus Fig. 1 hervorgehenden Lage der Walzen
7 im Verhältnis zu den Klemmflächen 8 des Innenrings nichts än
dert, und das bedeutet wiederum, daß keine Verklemmung der
Walzen stattfindet, also der Käfig sich im Außenring 2 drehen
kann. Der Außenring dreht sich mit dem Innenring nicht mit; die
getriebene Welle ist ausgekuppelt (Freilauf).
Der der Fig. 2 entsprechende Schnitt der Fig. 5 veranschaulicht,
auf welch verhältnismäßig einfache Weise eine treibende Welle
mit mehreren, z. B. vier getriebenen Wellen ein- oder ausgekup
pelt werden kann, d. h. ein Getriebe geschaffen werden kann.
Hierzu sind auf einen mit der treibenden Welle verbundenen
Innenring 11 vier Außenringe 12a bis 12d geschoben, zwischen
denen die dem Käfig 3 nach den Fig. 1 bis 4 entsprechenden
Käfige 13a bis 13d liegen. Mit der Schaltstange 14 können,
ebenso wie nach den Fig. 1 bis 4, die den jeweiligen Innenringen
und Käfigen zugeordneten Schaltschieber 15a bis 15d in die je
weilige weiten oder engen Taschen in den Käfigen geschoben wer
den.
Die Fig. 1 bis 5 veranschaulichen einfache Ausführungsformen
einer erfindungsgemäßen Kupplung, die für sich eine ein- und
ausbaufähige Einheit bildet, d. h. der Innenring kann in eine
rohrförmige oder am Ende ausgedrehte treibende Welle eingepaßt
oder an diese Welle stirnseitig angeflanscht werden und der
Außenring bzw. die Außenringe in eine getriebene Welle eingepaßt
sein. Ebenso gut kann aber auch der in den Fig. 1 bis 4 darge
stellte Innenring Teil einer treibenden Welle selbst sein, wenn
an den entsprechenden Stellen am Umfang derselben die Klemm
flächen 8 angebracht wurden, und ebenso kann der Außenring Teil
einer getriebenen Welle selbst sein, wie dies z. B. Fig. 6 ver
anschaulicht.
Im übrigen unterscheidet sich diese Ausführungsform nach Fig. 6
und den dazu gehörenden Fig. 7A bis 7C von der nach den Fig. 1
bis 5 dadurch, daß der zwischen der Innenwelle 16 und der Außen
welle 17 liegende Käfig 18 für den Schaltschieber 19 zwei gleich
ausgebildete, sozusagen "weite" Taschen 20a, 20b aufweist, wobei
hier die Schiebertaschen 20a, 20b beide so gestaltet sind, daß
eine Seitenfläche 20a' bzw. 20b' parallel zur Mittelachse ver
läuft, während die gegenüberliegende Seitenfläche 20a'' bzw. 20b''
schräg zur Mittelachse verläuft.
Außerdem weist die Schaltstange 21 einen längeren Kröpfungs
schenkel 21a als die Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 auf,
wobei die beiden Enden des Schenkels 21a die beiden Schaltstel
lungen "Rechtsdrehung" (21a'') bzw. "Linksdrehung" (21a'') und die
Mitte des Schenkels die Schaltstellung "Leerlauf" (21a''') be
stimmen, wie an Hand der Fig. 7A bis 7C nachfolgend erläutert.
Zu der Darstellung der Fig. 6, bei der das Ende des Schaltstan
genschenkels 21a den Schieber 19 nach unten in die Tasche 20a
geschoben und die Tasche 20b ganz freigegeben hat, gehört Fig.
7A. In dieser Stellung des Schaltschiebers (Stellung 21a'') kann
sich der Innenring bzw. die getriebene Welle 17 nur in Pfeil
richtung E, d. h. nur rechts umlaufend, drehen. Bei dieser Schie
berstellung nämlich wird die treibende Welle 16 den von ihr
mitgenommenen Schieber 19 so weit über dem Käfig 18 drehen, bis
die Walzen 7 die gestrichelt eingezeichnete klemmende Stellung
einnehmen, und zwar kann dies geschehen, weil das Ende 19a des
Schiebers in der Schiebertasche 20a hierzu die Drehfreiheit hat.
Im umgekehrten Drehsinn in Pfeilrichtung F dagegen würde durch
das Schieberende 19a Innenwelle und Käfig gleichzeitig bei einer
Drehung mitnehmen und das gegenüber liegende Schieberende 19b,
weil aus der Schiebertasche 20b ganz herausgezogen, nicht zur
Wirkung kommen, d. h. eine Relativbewegung zwischen Innenwelle
und Käfig unterbleibt: die Kupplung läuft im Freilauf.
Wenn die Schaltstange 21 soweit verschoben wurde, daß die Mitte
des Kröpfungsschenkels 21a erreicht wurde (Stellung 21a'''),
nimmt der Schaltschieber die Stellung nach Fig. 7B ein. In
dieser Stellung ist der Schieber mit seinen Enden 19a, 19b je
weils ein Stück in beide Taschen 20a und 20b eingedrungen und
bei Drehung in Pfeilrichtung E (rechts herum) blockiert die
Anlage des Endes 19b gegen die Taschenfläche 20b' eine Relativ
bewegung zwischen Innenwelle und Käfig und bei Drehung in Pfeil
richtung F (links herum) das Schieberende 19a durch Anlage gegen
die Taschenfläche 20a': in beiden Drehrichtungen herrscht Frei
lauf.
Wird dann schließlich die Schaltstange 21 soweit verschoben, daß
die Schieberöffnung für diese in den Stellungen 21a' aufsitzt,
also der Schieber 19 gemäß Fig. 7C ganz nach oben geschoben
wurde und sein Ende 19b ganz in die Tasche 20b eingetaucht ist,
während das gegenüber liegende Ende 19a die untere Tasche 20a
ganz freigibt, wird der dem Zustand nach Fig. 6A entgegenge
setzte Zustand erreicht, d. h. nur bei Drehung des Innenrings
bzw. der treibenden Welle 16 in Pfeilrichtung F werden die
Walzen in ihre Klemmstellung verschoben und eine Reibungs
schlußverbindung zwischen 16 und 17 hergestellt, d. h. es findet
eine Kupplung statt, während im entgegengesetzten Drehsinn
zwischen 16 und 18 keine Relativbewegung erzeugt wird und die
Welle 17 frei läuft.
Bei einer Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 muß für die
Schaltstange 21 ein in manchen Fällen vielleicht verhältnismäßig
langer Schaltweg zwischen den Stellungen 21a' und 21a'' in Kauf
genommen werden. Um ihn nicht unnötig lang zu machen, ist bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch nur der Schenkel 21a
so lang, daß mit ihm die Stellungen Linkslauf, Freilauf und
Rechtslauf eingestellt werden können.
Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen, wie man den Schaltweg dadurch
reduzieren kann, daß man eines der beiden Schaltstangenlager,
z. B. das Lager 21b in Fig. 6, durch ein verschiebbares Stangen
lager 22 ersetzt, das für die genaue Höheneinstellung auf einer
Spindel 23 sitzen kann. Dabei ist das Schaltstangenlager 21 mit
einer Schaltmuffe 24 in Schlitzen 25a, 25b der treibenden Welle
26 verschiebbar.
Außerdem veranschaulichen die Fig. 8 und 9 die Vielzahl von
Variationsmöglichkeiten, durch die Lage und Bemessung der
Schiebertaschen im Käfig, z. B. im Käfig 27, zwischen treibender
Welle 26 und getriebener Welle 28 eine Kupplung oder einen Frei
lauf zu erreichen.
Wie aus Fig. 9 ersichtlich, liegt einer über die Breite des
Schaltschiebers 29 hinausgehenden Tasche 30 eine in Umfangs
richtung noch breitere Tasche 31 gegenüber. In der eingezeichne
ten Stellung des Schaltschiebers 29 würde bei Linksdrehung der
treibenden Welle 26 in Pfeilrichtung F zunächst eine durch den
Freiraum in 30 bedingte Mitnahme des Schaltschiebers erfolgen
und damit eine Kupplung zwischen treibender Welle 26 und getrie
bener Welle 28, während in umgekehrter Drehrichtung E rechts
herum der Freilauf bleibt. In der Endstellung bei abgesenktem
Schieber 29 findet in beiden Richtungen E-F eine Relativbewegung
zwischen 26 und 27 und damit Klemmung zwischen 26 und 28, also
eine Kupplung zwischen treibender und getriebener Welle statt.
Eine derartige Kupplung ist z. B. Schubabschaltung für Kraft
fahrzeuge geeignet, wenn diese auf dann natürlich auf nicht
allzu starken Steigungen der Straße abwärts fahren.
Das der Ausführungsform nach den Fig. 8 und 9 ähnlich aufgebaute
Beispiel nach den Fig. 10 und 11 zeichnet sich ebenfalls durch
die besondere Gestaltung und Lage der Schiebertaschen im Walzen
käfig für den durch die Schaltstange 32 betätigten Schaltschie
ber 33 aus, und zwar bei dem dargestellten Beispiel dadurch, daß
die Seitenwände der Schiebertaschen teilweise abgestuft ausge
bildet sind. So hat z. B. die in der Zeichnung obere Tasche 35
eine ebene Wandung 35', während die gegenüberliegende Wandung
35'' dieser Tasche eine Abstufung derart aufweist, daß in dieser
Wand 35'' eine Nut 36a entsteht. Die gegenüberliegende Tasche 34
im Käfig 37, ansonsten als "enge" Tasche im Sinne der Fig. 1
ausgebildet, weist ebenfalls eine Abstufung 36b in der Wandung
34' auf.
In der in den Fig. 10 und 11 dargestellten Schieberstellung, in
der der Schieber 33 ganz nach oben in die Schiebertasche 35
geschoben wurde, würde bei Linksdrehung in Pfeilrichtung F die
innere treibende Welle 38 zunächst ein Stück relativ zum Käfig
37 gedreht und damit über die Walzen eine Klemmkupplung zwischen
der treibenden Welle 38 und der getriebenen Welle 39 geschaffen.
Bei Rechtslauf in Pfeilrichtung E in der dargestellten Schie
berstellung dagegen würden von Anfang an Käufig 37 und
treibende Welle 38 im Gleichlauf rotieren, d. h. eine Relativ
bewegung zwischen treibender Welle und Käfig unterbleiben und
damit keine Kupplung von treibender und getriebener Wellen über
die Walzen 7 (Freilauf).
Bei der - in der Zeichnung - nächst tieferen, durch die strich
punktiert eingezeichnete Oberkante des Schiebers 33 gekennzeich
neten Stellung wird, wie vorbeschrieben, bei Linksdrehung der
treibenden Welle 38 über den Käfig 37 die getriebene Welle 39
gekuppelt und dreht sich ebenfalls linksherum. Bei Drehung der
treibenden Welle im Drehsinn rechts dagegen (Pfeilrichtung E)
schiebt sich das Schieberende 33b in die Nut 36a, d. h. es wird
zunächst die treibende Welle in Richtung Käfig gedreht, wodurch
eine Mitnahme der getriebenen Welle 39 hervorgerufen wird: bei
rechts drehender treibender Welle dreht sich die getriebene
Welle rechts herum. Ein Freilauf gibt es in dieser Stellung
nicht.
Da die in der Zeichnung unten liegende Tasche 34 sich von der
oberen Tasche 35 dadurch unterscheidet, daß sie bis auf die Nut
36b eine "enge", der Schieberbreite angepaßte Tasche ist, werden
auch andere Drehzustände erzeugt als bei Eintritt des Schiebers
in die Tasche 35. Wurde der Schieber ganz in die Tasche 34
eingeschoben, wird in beiden Drehrichtungen eine Klemmung der
Walzen hervorrufende Relativbewegung zwischen Innenring 38 und
Käfig 37 unmöglich gemacht, d. h. in beiden Richtungen herrscht
Freilauf. Wenn aber der Schieber gemäß der strichpunktiert
eingezeichneten Stellung seines Endes 33a um ein entsprechendes
Stück nach oben verschoben wurde, würde bei Rechtsdrehung der
treibenden Welle das Schieberende in die Taschen-Nut 36b ein
drehen und damit eine Relativbewegung zwischen treibender Welle
und Käfig hervorgerufen, wodurch über die Walzen zwischen ge
triebener Welle und treibender Welle eine kuppelnde Mitnahme
entsteht. Bei Linksdrehung dagegen kommt keine Relativdrehung
zwischen 37 und 38 zustande, also Leerlauf.
Fig. 12 veranschaulicht in einer der Fig. 11 entsprechenden
Schnittdarstellung, daß die Klemmflächen 40 am Außenumfang der
treibenden Welle 41 nicht, wie in den übrigen Figuren darge
stellt, ebene Flächen sein müssen, sondern daß vielmehr diese
Flächen 40 auch kalottenförmig ausgebildet sein können, und zwar
mit einem Kalottenradius, der zweckmäßig zumindest etwas größer
als der Walzenradius ist. Wenn in diesem Fall für die Kupplung
zwischen treibender Welle 41 und getriebener Welle 42 der Schie
ber 43 eine anfängliche Relativdrehung zwischen treibender Welle
41 und Käfig 44 zuläßt, in der Zeichnung bei der dargestellten
Schieberstellung bei Linksdrehung, so beginnt die Klemmung nicht
gleich bei Beginn der Relativbewegung, d. h. der Übergang zwi
schen Freilauf und Kupplung erfolgt allmählicher, sozusagen
sanfterer.
Außerdem weist die Ausführungsform nach Fig. 12 den kuppelnden
Reibungsschluß zwischen Käfig 44 und getriebener Welle 42 zu
sätzlich erhöhende, in Sacklöchern im Käfig eingesetzte Druck
federn 45 als eine Art Bremsfedern auf, wobei mit 46 ein die
innere Umfangsfläche der getriebenen Welle 42 schonendes, auf
die Feder 45 aufgesetztes Hütchen bezeichnet ist.
Die Schaltstangen sind zweckmäßig derart federbelastet, daß die
Schaltung sofort und/oder bei geringem Lastwechsel erfolgt. Zur
Vereinfachung der Darstellungen wurde diese Federbelastung in
den Zeichnungen weggelassen.
1
Innenring
Fig.
1 bis 4
2
Außenring
Fig.
1 bis 4
3
Käfig
Fig.
1 bis 4
4
Schaltschieber
Fig.
1 bis 4
5
Schaltstange
Fig.
1 bis 4
6
Ausnehmungen (in
3
)
Fig.
1 bis 4
7
Walzen alle Figur
8
Klemmflächen (an
1
)
Fig.
1 bis 4
9
Schiebertasche (in
3
)
Fig.
1 bis 4
10
Schiebertasche (in
3
)
Fig.
1 bis 4
11
Innenring
Fig.
5
12
Außenringe (a-d)
Fig.
5
13
Käfige (a-d)
Fig.
5
14
Schaltstange
Fig.
5
15
Schaltschieber (a-d)
Fig.
5
16
Treibende Welle
Fig.
6 und 7
17
Getriebene Welle
Fig.
6 und 7
18
Käfig
Fig.
6 und 7
19
Schaltschieber
Fig.
6 und 7
20
Schiebertaschen (in
18
)
Fig.
6 und 7
21
Schaltstange
Fig.
6 und 7
22
Schaltstangenlager
Fig.
8 und 9
23
Spindel
Fig.
8 und 9
24
Schiebermuffe
Fig.
8 und 9
25
Schlitze (in
26
)
Fig.
8 und 9
26
Treibende Welle
Fig.
8 und 9
27
Käfig
Fig.
8 und 9
28
Getriebene Welle
Fig.
8 und 9
29
Schaltschieber
Fig.
8 und 9
30
Schiebertasche (in
27
)
Fig.
8 und 9
31
Schiebertasche (in
27
)
Fig.
8 und 9
32
Schaltstange
Fig.
10 und 11
33
Schaltschieber
Fig.
10 und 11
34
Schiebertasche
Fig.
10 und 11
35
Schiebertasche
Fig.
10 und 11
36
Nuten (in
34
/
35
)
Fig.
10 und 11
37
Käfig
Fig.
10 und 11
38
Treibende Welle
Fig.
10 und 11
39
Getriebene Welle
Fig.
10 und 11
40
Klemmflächen (an
41
)
Fig.
12
41
Treibende Welle
42
Getriebene Welle
43
Schaltschieber
44
Käfig
45
Bremsfedern
46
Hütchen (auf
45
)
Claims (12)
1. Schaltbare Klemmkörperkupplung bzw. -getriebe für die
lösbare Verbindung einer treibenden mit mindestens einer
gleichachsig liegenden getriebenen Welle, deren Klemmkörper,
z. B. Klemmrollen, -walzen oder -kugeln, zwischen der inneren
Kreisringfläche der einen und Klemmflächen am Außenumfang der
anderen Welle im Frei- oder Leerlauf mit Spiel drehbar gelagert
sind und nach einer Relativdrehung der einen im Verhältnis zur
anderen Welle durch die Klemmflächen in eine klemmende, durch
Reibungsschluß die getriebene Welle mitnehmende spielfreie Lage
gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmflächen (8, 40) in den Außenumfang der treibenden Welle
(11, 16, 26,38, 41) eingearbeitet sind und zwischen dieser und der
getriebenen Welle oder Wellen (12, 17, 28, 39, 42) ein die Klemm
körper (7) aufnehmender Käfig (13, 18, 27, 37, 44) gelagert ist, und
daß in dem rohrförmigen Ende der treibenden Welle ein von dieser
bei Drehung mitgenommener Schaltschieber (15, 19, 29, 33, 43) gela
gert ist, der mittels einer Schaltstange (5, 14, 21, 32) in gegen
überliegende Schiebertaschen (9-10, 20, 30-31, 34-35) im Käfig ganz
oder teilweise einschiebbar ist und daß dessen in eine Schieber
tasche eingeschobenes Ende bei Drehung der treibenden Welle eine
Relativdrehung der treibenden Welle gegenüber dem Käfig für die
Herstellung der die getriebene Welle mitnehmenden Klemmung
oder keine Relativbewegung für die Einstellung eines Freilaufs
bewirkt.
2. Kupplung nach dem Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Schiebertaschen unter
schiedliche Breiten aufweisen.
3. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine der jeweils beiden
Schiebertaschen (10) der Breite des Schiebers (4) entspricht.
4. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schiebertasche oder -ta
schen (9, 20, 30-31, 34-35) breiter als der zugehörige Schieber
ist.
5. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schiebertaschen (9, 31)
eine Breite aufweisen, die in beiden Drehrichtungen eine Rela
tivdrehung zwischen treibender Welle und Käfig zulassen.
6. Kupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sich mindestens eine Sei
tenwand (34', 35'') mindestens einer Tasche (34, 35) in eine der
treibenden Welle (38) zugewandten Nut (36) erweitert.
7. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die in der Längsachse
verschiebbare Schaltstange für das Verschieben des Schiebers
eine Kröpfung aufweist.
8. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die in der Längsachse
verschiebbare Schaltstange (21) eine Kröpfung aufweist, deren
tiefster Punkt (21a'') den Schieber (19) ganz in eine Schieberta
sche (20a) und deren höchster Punkt (21a') ganz in die gegen
überliegende Tasche (20b) eindringen läßt, und daß zwischen
diesen Punkten auf mindestens einem Kröpfungsschenkel (21a) ein
Punkt (21a''') liegt, der den Schieber ein Stück in beide gegen
überliegende Taschen (20a, 20b) einschiebt.
9. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zu einer Einheit zu
sammengefaßt ist, bestehend aus einem in die treibende Welle
einzupassenden Innenring (1) und einem in die getriebene Welle
einzupassenden Außenring (2).
10. Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmflä
chen eben (8) oder kalottenförmig (40) ausgebildet sind.
11. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in
Ausnehmungen des Außenumfangs des Käfigs (44) sich gegen den
Innenumfang der getriebenen Welle (42) oder den Außenumfang des
Außenrings (2) abstützende Bremsfedern (45) vorgesehen sind.
12. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
sie zu einem Getriebe dadurch erweitert ist, daß für eine trei
bende Welle (11) mehrere auf einer Schaltstange (14) im Abstand
hintereinander angeordnete Schieber (15) für mehrere hinterein
ander angeordnete getriebene Wellen (12) vorgesehen sind.
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DE1998158607 DE19858607C2 (de) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | Schaltbare Klemmkörperkupplung bzw. -getriebe für die lösbare Verbindung einer treibenden mit mindestens einer getriebenen Welle |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1998158607 DE19858607C2 (de) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | Schaltbare Klemmkörperkupplung bzw. -getriebe für die lösbare Verbindung einer treibenden mit mindestens einer getriebenen Welle |
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ID=7891658
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-
1998
- 1998-12-18 DE DE1998158607 patent/DE19858607C2/de not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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