DE2119501C3

DE2119501C3 - Mechanical clutch with radially adjustable clutch slide

Info

Publication number: DE2119501C3
Application number: DE19712119501
Authority: DE
Inventors: Emil 7530 Pforzheim Jahn; Rudolf 7131 Oelbronn Weber
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1971-04-22
Filing date: 1971-04-22
Publication date: 1975-10-30
Also published as: DE2119501A1; CH537538A; DE2119501B2

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Schaltkupplung für feinwerktechnische Geräte mit einem radial zur Abiriebswelle verstelloaren Kupplungsschieber der im eingekuppelten Zustand unter Federwirkung in Eingriff mit einem Mitnehmer eines scheibenförmigen Antriebsteiles steht.The invention relates to a mechanical clutch for precision engineering devices with a radial to the Abiriebswelle adjustable clutch slide of the in the coupled state under spring action in engagement with a driver of a disk-shaped drive part stands.

Radial wirkende Zahnkupplungen der vorbeschriebenen Art sind bekannt.Radially acting tooth couplings of the type described above are known.

So zeigt z.B. die DT-PS 10 31 341 eine derartige Kupplung, die als Mitnehmer einen Innenzahnkranz aufweist, in den im eingekuppelten Zustand ein entsprechend gezahnter, radial beweglicher Schieber unter Fedeirwirkung eingreift. Über einen Entkuppler läßt sich der Schieber in radialer Richtung außer Eingriff mit dem Zahnkranz bringen.For example, DT-PS 10 31 341 shows such a coupling, which has an internal gear rim as a driver has, in the coupled state a correspondingly toothed, radially movable slide below Spring action intervenes. The slide can be disengaged in the radial direction via a decoupler bring with the ring gear.

Kupplungen dieser Art sind für niedrige Umlaufgeschwindigkeiten geeignet. Sie finden dort ihre nutzbare Grenze, wo die Drehzahl so hoch ist, daß nur noch mit starken Federkräften ein Ineingriffbringen der beiden Kupplungsteile sichergestellt werden kann. Mit zunehmenden Federkräften steigt sowohl die Geräuschbildung als auch der Verschleiß. Dieses wird noch dadurch verstärkt, daß durch die ruckartige Beschleunigung des anzutreibenten Teiles ein erheblicher Anlaufstoß auftritt Weiterhin ist ein Einsatz der genannten Schaltkupplung in den Fällen nicht möglich, wo im eingekuppelten Zustand eine vorbestimmte Phasenlage zwischen Antriebs- und Abtriebsteil bestehen muß.Couplings of this type are suitable for low rotational speeds. You will find your usable ones there Limit where the speed is so high that the two can only be brought into engagement with strong spring forces Coupling parts can be ensured. As the spring forces increase, so does the noise as well as the wear and tear. This is reinforced by the sudden acceleration of the part to be driven, a significant start-up shock occurs. Furthermore, the mentioned clutch is used not possible in those cases where a predetermined phase position between Drive and output part must exist.

Eine ähnliche Kupplung dieser Art ist durch die DT-OS 18 06 388 bekannt. Hier sind durch Schwenkbewegung radiaiverstellbare L-förmige Bauteile kreuzförmig am Ende der Antriebswelle angeordnet. Auf der Abtriebswelle ist ein topfartiges Kupplungsgehäuse befestigt, das eine Innenseite hat, die aus im Polygon angeordneten Flächen besteht. In diesen Kupplungskörper ragt das Ende der Antriebswelle mit den sich radial erstreckenden Bauteilen hinein. Über ein auf der Antriebswelle frei drehbares und axial verschiebbares Schubrohr sind die Bauteile entgegen einer Federung außer Eingriff mit der Polygoninnenseite des Kupplungsgehäuses bringbar. Im freigegebenen Zustand rasten die radial verstellbaren Bauteile in gegenüberliegende Ecken des Polygons ein und stellen durch Verklemmen mit dem Kupplungsgehäuse den Kupplungszustand her.A similar coupling of this type is known from DT-OS 18 06 388. Here are by pivoting movement radially adjustable L-shaped components arranged in a cross shape at the end of the drive shaft. On the The output shaft is attached to a cup-like clutch housing, which has an inside made of arranged in a polygon Surfaces. The end of the drive shaft protrudes radially into this coupling body extending components into it. Via a freely rotatable and axially displaceable on the drive shaft Push tube, the components are disengaged from the inside of the polygon of the clutch housing against a suspension bringable. When released, the radially adjustable components snap into opposite positions Corners of the polygon and establish the coupling status by clamping with the coupling housing here.

Je höher die Umlaufgeschwindigkeit ist und je größer die zu übertragenden Kräfte sind, um so kräftiger müssen die die Kupplungslage der Bauteile sichernden Federn sein. Dieses hat aber zur Folge, daß beim Auskuppeln ein verhältnismäßig hoher Federdruck zu überwinden ist, was notwendigerweise zu höheren Verschleißerscheinungen führt. Außerdem ist diese Schaltkupplung ebenfalls nicht in den Fällen verwendbar, wo im eingekuppelten Zustand eine vorbestimmte Phasenlage zwischen Antriebs- und Abtriebsteil bestehen muß. Weiterhin stellt die notwendige Vielzahl von kuppelnden Bauteilen und das speziell ausgebildete Kupplungsgehäuse einen relativ hohen technischen Aufwand dar.The higher the rotational speed and the greater the forces to be transmitted, the more powerful must be the springs securing the coupling position of the components. However, this has the consequence that when the clutch is disengaged a relatively high spring pressure has to be overcome, which inevitably leads to higher signs of wear leads. In addition, this clutch can also not be used in cases where In the coupled state there must be a predetermined phase position between the drive and output parts. Furthermore, the necessary large number of coupling components and the specially designed coupling housing represents a relatively high technical effort.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltkupplung mit radial verstellbarem Kupplungsschieber zu schaffen, die bei geringem technischen Aufwand auch bei hohen Drehzahlen mit einem Höchstmaß an Laufruhe sicher einschaltbar ist.The invention is therefore based on the object of providing a clutch with a radially adjustable clutch slide to create that with little technical effort even at high speeds with a Maximum smoothness can be safely switched on.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kupplungsschieber um eine die Antriebswelle durchdringende Querachse kippbar gelagert ist, daß die Wirkrichtung der Federn ein Kippen des Schiebers im unbeeinflußten Zustand verhindert, daß der Mitnehmer in Drehrichtung vor einer Rastnut mit einer Auflaufkurve versehen ist und daß der Schieber durch einen Entkuppler in eine Schräglage kippbar ist, in der er sich außerhalb des Umlaufbereiches des Mitnehmers befindet.This object is achieved according to the invention in that the coupling slide around a drive shaft penetrating transverse axis is tiltably mounted that the direction of action of the springs tilting the slide in the unaffected state prevents the driver in the direction of rotation in front of a locking groove with a Run-up curve is provided and that the slide can be tilted by a decoupler in an inclined position in which it is located outside the circulation area of the driver.

Zwar ist durch die BE-PS 5 36 860 eine Vorrichtung zum Kuppeln eines Aufwickelbalkens mit einem Antrieb bekannt, bei der ein als Kupplungsglied fungierendes Schwungrad ein eine Schräglage kippbar ist, in der der Aufwickelbalken freigegeben ist. Diese Kupplung ist jedoch nur im Stillstand und von Hand zu betätigen.Although BE-PS 5 36 860 a device for coupling a winding bar with a drive known in which a flywheel acting as a coupling member can be tilted in an inclined position in which the take-up bar is released. However, this clutch can only be operated manually and at a standstill.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß beim Kuppelvorgang durch das Auflaufen des Mitnehmers auf die Kurvenpartie Kräfte wirksam werden, die das anzutreibende Teil bereits vor der Eingrifflage in Drehung versetzen, so daß ein harter Anlaufstoß vermieden wird. Außerdem werden zum Aus-The advantages of the invention are, in particular, that during the coupling process through the run-up of the driver act on the curve part forces that the part to be driven already before the engagement position set in rotation so that a hard start-up shock is avoided. In addition, for training

rücken der Kupplung nur geringe Kräfte benötigt, da lediglich die schwachen Querkräfte der Federn zu überwinden sind.To move the clutch, only small forces are required, since only the weak transverse forces of the springs are applied are overcome.

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen nachfolgend näher erläutert Es zeigtUsing an exemplary embodiment, the invention is described below in conjunction with the drawings explained in more detail It shows

F i g. 1 eine Frontansicht einer Schaltkupplung gemäß der Erfindung,F i g. 1 is a front view of a clutch according to the invention,

F i g. 2 eine Draufsicht der Kupplung von Fig. 1,F i g. 2 is a plan view of the coupling of FIG. 1,

F i g, 3a und 3b die Kupplung der F i g. 1 im Längs- >o schnitt; F i g. 3a im eingekuppelten und F i g. 3b im ausgekuppelten Zustand.F i g, 3a and 3b the coupling of FIG. 1 in longitudinal> o section; F i g. 3a in the coupled and FIG. 3b in the disengaged State.

Wie die Zeichnungen erkennen lassen, umfaßt die Schaltkupplung ein auf einem abgesetzten Wellenstumpf einer Antriebswelle ! frei drehbar gelagertes scheibenförmiges Antriebsteil, welches im vorliegenden Fall als Zahnrad 2 ausgebildet ist. Statt eines Zahnrades ist auch eine Ausführung als Riemenscheibe denkbar. Auf der äußeren Planfläche des Zahnrades 2 ist ein Mitnehmer 3 fest angeordnet. Auf der zum Drehpunkt gerichteten Seite weist der Mitnehmer 3 eine Rastnut 3a auf, in welche eine entsprechend ausgebildete Rastnase 56 eines Kupplungsschiebers 5 im Kupplungszustand formschlüssig einrastet. In Drehrichitung des Zahnrades 2 ist der Mitnehmer im Bereich vor der Rastnut 3a mit einer Auflaufkurve 36 versehen.As the drawings show, the clutch comprises a drive shaft on a stepped stub shaft! freely rotatable disk-shaped drive part, which is designed as a gear 2 in the present case. Instead of a gear an embodiment as a belt pulley is also conceivable. On the outer plane surface of the gear 2 is a Driver 3 fixedly arranged. On the side facing the pivot point, the driver 3 has a locking groove 3a, in which a correspondingly designed latching lug 56 of a coupling slide 5 in the coupling state engages positively. In the direction of rotation of the gear 2, the driver is in the area in front of the Latching groove 3a is provided with a ramp 36.

Gemäß F i g. 3a ist der Wellenstumpf am Ende mit einem Vierkant la versehen, auf den eine Mitnehmerplatte 4 aufgesteckt und durch eine Verschraubung befestigt ist. Die Platte 4 ist mit nach innen gerichteten Bolzen 4a und 46 versehen. Die Bolzen sind entsprechend F i g. 1 im Dreieck angeordnet, wobei der eine Bolzen 4a im rückwärtigen Teil einen größeren Durchmesser 4a- als Anschlag hat. Im vorderen Teil ist er auf die Breite der Langlöcher 5a in dem bereits erwähnten Kupplungsschieber 5 abgesetzt, welcher auf den Bolzen 4a und 46 entsprechend der Ausdehnung der Langlöcher 5a radial verschiebbar gelagert ist. Hinter dem Kupplungsschieber 5 ist ein Querstift 8 angeordnet, welcher die Welle 1 durchdringt und in ihr fest angeordnet ist. Dieser Stift 8 und der Absatz des Bolzens 4a bestimmen die Lage des Kupplungsschiebers 5 im unbeeinflußten Zustand. In dieser Stellung ist der Schieber auf den Mitnehmer 3 ausgerichtet. Durch zwei schräge zwischen dem Schieber 5 und der Mitnehmerplatte 4 angeordnete Zugfedern 6 und einer unterhalb und in Längsrichtung zur Welle 1 wirkenden schwachen Druckfeder 7 wird der Kupplungssrhieber 5 sowohl in der genannten Stellung als auch in Anschlaglage nach unten gezogen.According to FIG. 3a, the stub shaft is provided at the end with a square la, onto which a driver plate 4 is pushed and fastened by a screw connection is. The plate 4 is provided with inwardly directed bolts 4a and 46. The bolts are accordingly F i g. 1 arranged in a triangle, the one bolt 4a in the rear part having a larger diameter 4a- has as a stop. In the front part it is to the width of the elongated holes 5a in the already mentioned Coupling slide 5 deposited, which on the bolts 4a and 46 according to the extent of the elongated holes 5a is mounted so as to be radially displaceable. A transverse pin 8 is arranged behind the coupling slide 5, which penetrates the shaft 1 and is fixedly arranged in it. This pin 8 and the shoulder of the bolt 4a determine the position of the coupling slide 5 in the unaffected state. In this position is the Slide aligned with driver 3. By two inclines between the slide 5 and the driver plate 4 arranged tension springs 6 and one below and acting in the longitudinal direction of the shaft 1 weak The compression spring 7 becomes the clutch slide 5 both in the aforementioned position and in the stop position pulled down.

An dem zur Rastnase 5b entgegengesetzten Ende ist der Kupplungsschieber 5 gemäß F i g. 2 mit einer rechtwinklig abgebogenen Ausrückrampe 5c versehen, welche am Ende durch einen Anschlag 5d abgeschlossen ist. Außerhalb des Umlaufbereicbes dieser Ausrückrampe ist ein schwenkbar gelagerter Entkuppler 9 angeordnet, welcher zum Lösen der Kupplung in den Umlaufweg der Ausrückrampe 5c einschwenkbar ist.At the end opposite the locking lug 5b , the coupling slide 5 is shown in FIG. 2 is provided with a release ramp 5c bent at right angles, which is closed at the end by a stop 5d . A pivotably mounted decoupler 9 is arranged outside the circulation area of this release ramp and can be pivoted into the circulation path of the release ramp 5c to release the clutch.

In diesem Fall läuft der sich in Kupplungslage befindliche Schieber 5 mit seiner Ausrückrampe 5c a':f den feststehenden Entkuppler 9 auf, wodurch der Schieber 5 entsprechend F i g. 3b mit Drehpunkt um den Querstift 8 entgegen dem Uhrzeigersinn und der Wirkung der Federn 6 und 7 ausgelenkt wird, so daß die Rastnase 56 letztlich außer Eingriff mit der Nut 3a des Mitnehmers 3 gelangt. Die hierbei zu überwindenden Kräfte sind sehr gering, da die in Achsrichtung wirksamen Kraftkomponenten der Zugfedern 6 sehr klein sind und die Druckfeder 7 schwach dimensioniert ist. Durch Auflaufen des Kupplungsschiebers 9 mit dem Anschlag 5J gegen den Entkuppler 9 wird das angetriebene Teil bzw. die Welle 1 stillgesetzt.In this case, the one in the clutch position runs Slide 5 with its release ramp 5c a ': f the fixed uncoupler 9, whereby the slide 5 according to FIG. 3b with the fulcrum around the cross pin 8 counterclockwise and the effect the springs 6 and 7 is deflected so that the locking lug 56 is ultimately out of engagement with the groove 3a of the driver 3 arrives. The forces to be overcome here are very small, as they are effective in the axial direction Force components of the tension springs 6 are very small and the compression spring 7 is weakly dimensioned. By accruing of the coupling slide 9 with the stop 5J against the uncoupler 9 is the driven part or the shaft 1 stopped.

Mit einer neuerlichen Freigabe des Kupplungsschiebers 5 durch ein Ausschwenken des Entkupplers 9 schnellt der Schieber 5 unter dem Einfluß der Federn 6 und 7 in die aus F i g. 3a ersichtliche Lage zurück. Somit gelangt die Rastnase 5b des Kupplungsschiebers 5 im Verlauf der kontinuierlichen Zahnradumdrehung zuerst auf die Auflaufkurve 36 des Mitnehmers 3. Diese Kurve ist so ausgebildet, daß der stoßfrei aufsetzende Schieber mit zunehmender Drehung des Zahnrades 2 entgegen der in'dieser Richtung mit nahezu ihrer gesamten Kraft wirkenden Federn 6 radial verschoben wird. Die Reaktionskraft der sich spannenden Federn 6 wird an der Kurve zerlegt. Die tangential wirkende Komponente dieser Kraft sowie die tangentiale Komponente der Reibkraft wirken entsprechend der Kurvcnauslegung, im vorliegenden Fall über einen Winkelweg von etwa 15°, beschleunigend auf den Schieber 5 und damit auf das anzutreibende Teil. Wenn die Beschleunigungskraft auch nicht sehr groß ist, so wirkt sie über die 15° Winkelweg lang genug ein, um das anzutreibende Teil in die Nähe der Nenndrehzahl zu bringen, bevor durch das Einrasten der Nase 5b in die Mitnehmernut 3a die formschlüssige Kupplung hergestellt ist. Die sich bei diesem Einrastvorgang entspannenden Federn 6 erzeugen keine tangential wirkenden Kraftkomponenten. Damit ist eine rückwirkungsfreie Anlaufstoßminderung erzielt.When the coupling slide 5 is released again by pivoting the uncoupler 9, the slide 5 under the influence of the springs 6 and 7 snaps into the position shown in FIG. 3a visible position back. Thus, the locking lug 5b of the coupling slide 5 first reaches the run-up curve 36 of the driver 3 in the course of the continuous rotation of the gear wheel acting springs 6 is displaced radially. The reaction force of the tensioning springs 6 is broken down on the curve. The tangentially acting component of this force as well as the tangential component of the frictional force act according to the curve design, in the present case over an angular path of about 15 °, accelerating on the slide 5 and thus on the part to be driven. Even if the acceleration force is not very large, it acts long enough over the 15 ° angular path to bring the part to be driven close to the nominal speed before the positive coupling is established by engaging the nose 5b in the driving groove 3a. The springs 6 relaxing during this latching process do not generate any tangentially acting force components. A reaction-free reduction in start-up shock is thus achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Mechanical clutch for precision engineering devices with a radial to the output shaft adjustable coupling slide that engages with spring action in the coupled state a driver of a disk-shaped drive part, characterized in that the coupling slide (5) is mounted tiltable about a transverse axis penetrating the drive shaft (1) is that the direction of action of the springs (6, 7) prevents the slide from tilting in the unaffected state, that the driver (3) is provided with a ramp (3Zj) in front of a locking groove (3a) in the direction of rotation is and that the slide can be tilted by a decoupler (9) into an inclined position in which it is outside of the circulation area of the driver.

2. Clutch according to claim 1, characterized in that the clutch slide (5) on three bolts (4a, 46) one fixed to the output shaft

(1) connected driver plate (4) is mounted radially displaceably via elongated holes (5a) that the a bolt (4a) in the rear part has a larger diameter (4a ') as a stop that the transverse axis consists of a pin (8) penetrating the output shaft, that the coupling slide and the driver plate by two inclined tension springs (6) are connected to each other and that another, between the Slider and the driver plate arranged weak compression spring (7) diagonally to the stop and is provided axially parallel to the other two bolts (46).

3. Clutch according to Claims 1 and 2, characterized in that the clutch slide (5) is provided at one end with a detent (56) corresponding to the detent groove (3a) and at the opposite end a release ramp (5c) extending at right angles to the clutch slide ), which is limited at the end by a stop (5 <ή.

4. Clutch according to Claim 1, characterized in that that the disk-shaped drive part

(2) with the driver (3) is freely rotatable on the drive shaft (1).