DE2424014A1 - Kraftschluessige schaltkupplung fuer drehmomentuebertragung - Google Patents

Description

• Hans-hermann Volkstorf, Dipl.-Ing., Krattschliisige Schaltkupplung für Drehmomentübertragung.
• Beschreibung Kraftschlüssige Schaltkupplung für Drehmomentübertragung Die Erfindung betrifft eine Kupplung zweier gleichachsig sitzender Teile, welche durch axiale Verschiebung der beiden Teile zueinander in oder außer Eingriff gebracht werden kann.
• Dieses kann sowohl in Ruhe als auch während der Bewegung erfolgen; insbesondere in jeder beliebigen radialen jjinkelstellung der beiden Teile zueinander0 Als Anwendungsgebiet dieser Kupplung kommen alle Maschinen und Einrichtungen infrage, bei denen zwei gleichachsig sitzende Teile miteinander gekuppelt oder entkuppelt werden oder bei denen eine Vorzugsdrehrichtung gesperrt wird oder bei denen eine durch die axiale Verschiebung frei wählbare Drehrichtung gesperrt oder zur Mitnahme freigegeben wird.
• Weitere Anwendungsgebiete sind in der Verwendung der Kupplung als Freilauf zu sehen, dessen Mitnahmerichtung durch die axiale Verschiebung steuerbar ist (z.B. bei Elavatoren) sowie in der Verwendung als Sicherheitskupplung (z.B. bei Hebezeugen, elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Motoren, Haltebremsen, Sicherheitsbremsen o. ä.).
• Anwendungsbeispiel: Skalenringkupplung an Transport spindeln von Nerkzeugmaschinen.
• Bei derartigen Kupplungen ist einerseits eine rutschfeste, in jeder beliebigen Winkelstellung zur Transportspindel arretierbare Verbindung des Skalenringes andererseits eine betriebsmäßige schnelle Lösbarkeit der Kupplung durch Handkräfte gewünscht.
• Insbesondere ist die Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Verdrehen der beiden zueinander eingestellten Teile(Transportspindel und Skalenring) von großer Bedeutung für die Maßhaltigkeit der bearbeiteten Werkstücke.
• Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Kupplungen einzusetzen, deren axiale Anpreßkraft zur Erzeugung des erforderlichen Reibmomentes durch Festdrehen einer Mutter erzeugt wird. Hans-Hermann Volkstorf, Dipl. ~Ing. KraftschJussige Schaltkupplung für Drehmomentübertragung.
• Das Festdrehen sowie Lösen der Mutter ist zeitaufwendig und erfordert hohe Handkräfte.
• Ferner besteht erfahrungsgemäß die Gefahr des unbeabsichtigten Lösens der Mutter durch ihre eigenen Massenkräfte beim abbremsen der Bewegung aus einer der beiden möglichen Drehrichtungen.
• In der jeweils anderen Drehrichtung wird sinngemäß ein unerwünschtes Festdrehen der Mutter bewirkt.
• Beides ist extrem nachteilig, da im ersten Fall der Maßbezugspunkt verlorengeht und im letzteren die Lösekräfte unzumutbar hoch werden.
• Ferner kann durch Bedienungsmängel wie unzureichendes Festdrehen der Mutter oder durch vergessenes Festdrehen völliger Maßverlust auftreten (Folge: Ausschußbearbeitung).
• Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, den Zeitaufwand zum Ein-und Auskuppeln zu verringern, den Kraftbedarf dazu zu verringern die Veränderung dieses Kraftbedarfes durch den Betrieb auszuschließen sowie einen Selbstsicherungseffekt, der Bedienungsmängel weitgehend ausschließt, zu bewirken.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die axiale Betätigungskraft im wesentlichen der Bewegung kleiner kegelstumpfförmiger Klemmkörper dient, die ihrerseits bereits mit spielfreier Lage zu ihren Kontaktflächen -also ohne größere Anpreßkräfte- eine einwandfreie Übertragung von Drehmomenten ermöglichen.
• Der Betätigungsweg der Kupplung ist klein. Die Rutschsicherheit ist dadurch gewährleistet, daß die Lastmomenterhöhung eine Preßkrafterhöhung und damit Selbstverstärkung zur Folge hat (ähnlich der auflaufenden Backe einer Backenbremse).
• Bei sinnvollem Einsatz eines mechanischen Potentials (Feder oder Gewicht) zum Ein- und/oder Auskuppeln sind Bedienungsfehler weitgehend ausgeschlossen.
• Die Beanspruchung der Bauteile ist proportional dem Jeweils übertragenen Lastmoment, im Gegensatz zu bekannten Lösungen, bei denen die Preßkraft st# dem größten übertragbaren Moment entspricht.
• Hans-Hermann Volkstorf, Dip#.-Ing. Kraftschlsige Schaltkupplung für Drehmomentübertragung.
• Ausführungsbeispiel: Kupplung eines Skalenringes an Transportspindel einer Werkzeugmaschine.
• Fig.1 und Fig.2: Ein uverkzeugschlitten 1 wird durch Drehung der Transportspindel 2 gegenüber der Mutter 3 über das Lager 4 in Richtung der Achse C-D bewegt.
• Dabei bewegt sich die Kupplungsscheibe 5 zwangsläufig mit und überträgt die Bewegung über die kegelstumpfförmigen Klemmkörper 6 , die auf tangentialen Flächen der Kupplungsscheibe 5 ruhen, auf den Skalenring 70 Soll ein Maßstabsteilstrich (z.B. tt1ott) der auf der Oberfläche des Skalenringes 7 befindlichen Skalierung auf die Mei3marke 8 eingestellt werden, so faßt die Hand den Skalenring 7 und zieht ihn gegen die Kraft der Druckfeder 9 in wichtung Achse C-D, um anschließend die erforderliche Drehbewegung um die Achse C-D auszuführen, während die Klemmkörper 6 durch die Ringfeder 1o an die Kupplungsscheibe 5 gedrückt werden und damit eine Leerdrehung ermöglichen.
• Zum Einkuppeln ist dann lediglich die bedienende Hand zu entfernen, wodurch die Druckfeder 9 den Skalenring 7 wieder mit den Klemmkörpern 6 zur Berührung bringt.
• Die Momentenübertragung von Kupplungsscheibe 5 auf Skalenring 7 erfolgt durch Abrollen der Klemmkörper 6 um Kegelmantellinie S (FIG.2) in den sich verengenden Keilspalt und elastische Verformung der drei Kontaktkörper 5, 6 und 7. Letztere sorgt bei Momentengröße gleich null für die exakte Rückstellung sowie radiale Beanspruchungsrückführung.
• Mit der Auswahl von Anzahl der Klemmkörper, deren Durchmesser, Kegelwinkel und Länge, sowie der Dimensionierung der Keilspaltabmessungen sind unzählige Möglichkeiten gegeben, den speziell geforderten Betriebsbedingungen der Kupplung Rechnung zu tragen.

Claims (5)

1. Häns-Hermann Volkstorf, Di##.-Irg. araftscllluEsige Schaltkupplung

   für Drehmomentübertragung.

   Patentansprüche: )Kraftschlüssige Schaltkupplung für Drehmomentübertragung zwischen gleichachsig sitzenden Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kuppelbewegung in axialer Richtung erfolgt.
2. 2. Schaltkupplung nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kupplungsteil mit dem anderen über kegelstumpfförmige Klemmkörper gekuppelt wird.
3. 3. Schaltkupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper in einem Keilspalt zwischen den beiden Kupplungsteilen liegen.
4. 4.Schaltkupplung nach Anspruch 1 bis 31 dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper durch einFederelement auf der inneren Kupplungsscheibe gehalten werden.
5. 5. Schaltkupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder beide der möglichen Schaltstellungen durch ein mechanisches, elektrisches oder fluidisches Potential gehalten werden.