DE2602512C2 - Ausrückbare Klauenkupplung für Webmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine ausrückbare Klauenkupplung für Webmaschinen, zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen einer Welle und einem koaxial und an sich frei drehbar, jedoch gegen eine Verschiebung in axialer Richtung gesichert auf ihr gelagerten, zylindrischen Kupplungsteil, mit einer gegenüber der Welle gegen Verdrehung gesicherten, in axialer Richtung auf der Welle zwischen einer eingerückten und einer ausgerückten Stellung hin und her verschiebbaren, unter einer auf die eingerückte Stellung hin gerichteten Vorspannung stehenden Kupplungshülse, an deren vorderer Stirnseite Klauen angebracht sind, die bei in eingerückter Stellung befindlii "ier Kupplungshülse in am zylindrischen Kupplungsteil angebrachten, an die Form der Klauen angepaßte Aussparungen eingreifen, und die ferner zur Fixierung der Kupplungshülse in ihrer ausgerückten Stellung eine selbsttätig einklinkbare, durch gegenseitiges Verdrehen zwischen Welle und Kupplungsteil in einer vorbestimmten Drehwinkelstellung lösbare Sperrvorrichtung besitzt.

Der Einbau einer Klauenkupplung der genannten Art ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn es sich darum handelt, einen normalerweise von der Hauptantriebswelle her angetriebenen Teilbereich der Maschine — etwa den Antrieb der Webschäfte, den Ladenantrieb oder dergleichen, d. h. eine Teilvorrichtung, die eine genau auf einen bestimmten Zeitpunkt innerhalb des Arbeitszyklusses der Webmaschine abgestimmte Bewegung ausführen muß — bei stillstehender Maschine vorübergehend von den übrigen Antrieben abzutrennen, um einen für den weiteren Webvorgang notwendigen Eingriff vorzunehmen. Der betreffende Teilbereich kann dann wenn notwendig von Hand verstellt, d.h. weiter- oder zurückgedreht werden, um eine für den betreffenden Eingriff besonders günstige Stellung bestimmter Maschinenteile, so z. B. die Offenfachstellung der Webschäfte für das Wiederanknüpfen eines gebrochenen Schußfadens oder ein geschlossenes Fach für das Wiedereinziehen eines Kettfadens herbeizufüh= ren, worauf der angetriebene Kupplungsteil, immer noch von Hand, in die gleiche Relativdrehwinkelstellung zur Hauptantriebswelle gebracht wird, in der vorher das Auskuppeln erfolgte. Hier wird die Sperrvorrichtung der Kupplung selbsttätig ausgelöst und die Kupplung unter der Einwirkung einer Druckfeder wieder eingerückt, so daß die Maschine ohne Zeitverlust den Betrieb wieder aufnehmen kann. Die zeitliche Koordination der Bewegungen der einzelnen Teilvorrichtungen wird dabei wieder hergestellt.

Aus der CH-PS 2 62 056 ist eine Klauenkupplung der vorstehend beschriebenen Art bekannt, bei der sowohl an der Stirnseite einer auf der Antriebswelle in axialer Richtung verschiebbare, gegen Verdrehung gesicherte Kupplungshülse, als auch an einem auf dieser Welle drehbar gelagerten, gegen Verschieben in Längsrichtung gesicherten und für den Abtrieb mit einem

ίο Kettenrad versehenen Kupplungsteil je eine sich über den halben Umfang erstreckende Klaue angebracht ist. Beide Klauen greifen bei eingriickter Kupplung mit leicht angeschrägten Mitnehmerflanken ineinander. Bei ausgerückter Kupplung wird die Hülse durch eine Sperrvorrichtung in genügendem Abstand vom andern Kupplungsteil festgehalten, damit die Klauen nicht miteinander in Eingriff stehen. Der zweite Kupplungsteil kann dann mitsamt der von ihm angetriebenen Teilvorrichtung von Hand oder durch einen unabhängigen mechanischen Antrieb frei gegenüber der Kupplungshülse und deren Antriebswelle verdreht werden, um den gewünschten Eingriff vorzunehmen. Bei einer gegenseitigen Drehwinkelstellung der Hülse und des zweiten Kupplungsteiles, bei der sich die Stirnflächen der beiden Klauen mindestens teilweise gegenüberstehen, wird die Sperrvorrichtung durch das Auflaufen einer Sperrklinke auf eine entsprechend geformte Schrägfläche gelöst. Die Kupplungshülse wird durch eine axial wirkende Druckfeder gegen die eingerückte Stellung hin verschoben, so daß sich die beiden Klauen berühren und beim Weiterdrehen des zweiten Kupplungsteiles aufeinander gleiten, bis sie ihre gegenseitige Eingriffsstellung erreichen. Da jeder Kupplungsteil nur eine einzige Klaue trägt, ist dieses Ineinandergreifen jeweils nur in einer und immer der gleichen gegenseitigen Drehwinkelstellung möglich.

Diese bekannte Konstruktion weist jedoch verschiedene Nachteile auf. So sind die Auflageflächen der Mitnehmerflanken der beiden Klauen — je eine für jede Drehrichtung an jeder Klaue — notgedrungen verhältnismäßig klein und dementsprechend starkem Verschleiß ausgesetzt. Ferner stehen sich die beiden Auflageflächen jeder Klaue für die beiden Drehrichtungen diametral gegenüber und sind nach der gleichen Seite hin angeschrägt, so daß sie im Betrieb einer radial, d. h. senkrecht zur Wellenachse gerichteten Kraftkomponente ausgesetzt sind. Nun sitzt aber die Kupplungshülse nicht satt auf der Welle, sondern sie ist — und zwar gegenüber der Ebene, in der sich die Mitnehmerflanken der Klaue befanden, in axialer Richtung versetzt — im Gleitsitz in zahnradförmig in die Welle eingefrästen Längsnuten verschiebbar gelagert. Daher tritt n&jh längerem Betrieb zwischen Welle und Hülse ein gewisses Spiel auf, so daß die Hülse mit der Z?it nicht mehr achsgetreu auf der Welle sitzt. Das gleiche gilt für den zweiten Kupplungsteil, bei dem das für den Kraftabtrieb vorgesehene Kettenrad ebenfalls gegenüber den Klauenf/anken in axialer Richtung versetzt angeordnet ist bzw. aus konstruktiven Gründen versetzt

(ίο sein muß. Nachteilig bei dieser Anordnung ist es, daß die Kraftübertragung zwischen Welle und Kettenrad somit nicht direkt, d. h. in ein und demselben Querschnitt der Kupplung erfolgt, sondern zunächst in einem ersten Querschnitt von der VeIIe auf die Hülse, dann in einem

f'.s zweiten, gegenüber dem ersten axial versetzten Querschnitt von einer Klaue auf die andere und schließlich, noch einmal versetzt, von der Klaue auf das Kettenrad des zweiten KuoDlunesteils geführt werden

muß. Auch wenn die Auflagefläche der Mitnehmerflanken der beiden Klauen durch die axiale Druckfeder unter Vorspannung gehalten und aufeinandergepreßt werden, so daß sie spielfrei ineinander greifen, ist daher ein unrunder Lauf der Kupplung auf die Dauer nicht zu vermeiden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine ausrückbare Kupplung zu schaffen, die anstelle der bekannten Kupplung eingebaut werden kann, die dieselbe Funktion erfüllt und ebenfalls einfach zu bedienen ist. die ihre obengenannten Nachteile jedoch mit Sicherheit ausschließt. Insbesondere soll die Übertragung des Drehmomentes achssymmetrisch über eine größere Anzahl von iber den Umfang der Kupplung verteilten Mitnehrierflanken mit größerer Auflagefläche erfolgen, wosei der Kraftfluß bei eingrückter Kupplung direkt und in radialer Richtung, d. h. in ein und demselben Querschnitt der Kupplung, vom antreibenden auf das getriebene Urgan — beispielsweise von der Welle auf ein auf dem zweiten Kupplungsteil angebrachtes Kettenrad (oder in umgekehrter Richtung) — übertragen werden soll, ohne daß die zum Aus- und Einrücken der Kupplung axial verschiebbare Kupplungshülse durch eine schädliche, radial gerichtete Kraftkomponente beansprucht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Um bei eingerückter Kupplung eine spielfreie Verbindung zwischen der Welle und dem Kupplungsteil sicherzustellen, können gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Keile als schiefwinklige Pyramidenstümpfe ausgebildet sein, deren eine, die Schnittgerade zweier in einem Winkel 2γ zueinanderstehender Seitenflächen bildende Eckkante parallel zum Führungszapfen und zur Wellenachse verläuft und mit den Seitenfächen in allen Stellungen der Kupplungshülse in der an der Verdickung der Welle angebrachten, einen gleichbleibenden dreieckigen Querschnitt aufweisenden Längsnut mit der Welle im Eingriff steht, und eine dieser ersten Eckkante gegenüberliegende zweite, die Schnittgerade zweier unter einem Winkel 2ß stehender Seitenflächen bildende Eckkante in einem spitzen Winkel <x auf die erste Eckkante und die Wellenachse zu verläuft und in der eingerückten Stellung der Kupplungshülse mit axialer Vorspannung einer in der Bohrung des Kupplungsteiles angebrachten Längsnut mit sich verjüngendem, an die zweite Eckkante und die sie bildenden Seitenflächen angepaßten dreieckigen Querschnitt anliegt.

Es soll ferner sichergestellt werden, daß beim Wiedereinkuppeln jeoer einzelne Keil sicher in die für ihn bestimmte Längsnut eingreift. Zu diesem Zweck kann vorgesehen werden, daß die Keile auch bei ausgerückter Kupplung ständig in den Längsnuten des einen Kupplungsteiles, beispielsweise der Welle, im Eingriff bleiben, die Längsnuten des andern Kupplungsteiles jedoch freigeben. Diese Forderung kann gemäß einer weiteren Ausführungsform dadurch erfüllt werden, daß die sich schrägdachartig verjüngende, unter einem spitzen Winkel * auf die Wellenachse zu verlaufende Eckkante und die sie bildenden Seitenflächen der Kupplungskeile durch das Anbringen einer kerbenartigen Aussparung derart gegenüber der mit der Welle in Eingriff stehenden Eckkante verkürzt sind, daß dieser Kantenbereich bei in einer der ausgerückten Stellungen befindlichen Kupplungshülse außerhalb der ihm zugeordneten, in der Bohrung des Kupplungsteiles angebrachten Längsnut verbleibt und keine Verbindung zwischen den Keilen und dem Kupplungsteil besteht.

Der bei ausgerückter Kupplung gegenüber der Welle verdrehbare , zylindrische Kupplungsteil kann in an sich bekannter Weise über eine beliebig ausgebildete Antriebsvorrichtung, die nicht mehr Teil der vorliegenden Erfindung bildet, mit weiteren Maschinenteilen verbunden sein, die durch das Ausrücken der Kupplung von der Hauptantriebswelle der Webmaschine teilweise außer Betrieb gesetzt werden sollen. Um die bei der

in eingangs erwähnten bekannten Kupplung als wesentlicheren Nachteil empfundene Führung des Kraftflusses über verschiedene, axial versetzte Keilschnitte der Kupplungshülse sowie die sich daraus ergebende Abnützungsgefahr der Hülse und der Klauen zu

is vermeiden, kann der zylindrische Kupplungsteil die Nabe einer mit weiteren Maschinenteilen in Wirkverbindung stehenden Antriebsvorrichtung bilden. Diese Vorrichtung kann beispielsweise aus einem Kettenrad oder einem Zahnrad oder dergleichen bestehen. L)er Kraftfluß tritt bei einer solchen Anordnung direkt in radialer Richtung von der Welle zum Zahnrad oder in umgekehrter Richtung, je nachdem die Welle oder der auf ihr drehbar gelagerte Kupplungsteil als treibendes bzw. getriebenes Organ im Einsatz steht.

2s Die Erfindung und weitere Einzelheiten der mit ihr zusammenhängenden Merkmale sind nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näiser erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte

jo Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kupplung in eingerücktem Zustand,

Fig.2 einen teilweisen Querschnitt nach H-Il der Kupplung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die in Fig. 1

is dargestellte Kupplung, jedoch in der ersten, weiter ausgerückten Stellung der Kupplung bzw. ihrer Kupplungshülse,

Fig.4 einen teilweisen Schnitt durch die Kupplung gemäß IV-IV in Fig. 3. Die Kupplungshülse steht in ihrer weiter ausgerückten Stellung. Der Schnitt erlaubt die Wirkungsweise der an der Kupplungshülse angebrachten Sperrvorrichtung, insbesondere der Sperrklinke, zu erläutern,
Fig.5 einen Längsschnitt der in Fig. 1 und 3 dargestellten Kupplung, jedoch bei in ihrer zweiten weniger weit ausgerückten Stellung der Kupplungshülse im Augenblick der Auslösung der Sperrvorrichtung,

Fig. 6 einen teilweisen Querschnitt der Kupplung gemäß VI-VI in Fig. 5, zur Erläuterung der Funktion der in Richtung der Keile versetzten Sperrklinken und der Schaltnase der Muffe im Augenblick der Auslösung der Sperrvorrichtung,

F i g. 7 einen Teilquerschnitt der Kupplung gemäß VII-VII in Fig.5, jedoch ohne Darstellung der Kupplungskeile. Die Welle und der verdrehbare Kupplungsteil stehen in ihrer für die eingerückte Kupplung vorgesehenen Drehwinkelstellung, in der sich die Längsnuten an der Verdickung der Welle und in der Bohrung des zweiten Kupplungsteiles zur Aufnahme der Keile gegenüberstehen,

F i g. 8 eine perspektivische Darstellung einer Kupplungsklaue (Keil) der Kupplung gemäß Fig. 1, 3 und 5 zur Darstellung der Achsparallelen und der sich keilförmig verjüngenden Eckkanten des Keils und der Führungsnuten für die lose Halterung des Keils an dei Stirnwand der Kupplungshülse.

Der in der vorliegenden Beschreibung mit »Welle« bezeichnete erste Kupplungsteil 1 ist bei der in der

bevorzugten und in der eingehenden Beschreibung einzig näher erläuterten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kupplung als Hohlwelle ausgebildet, die über eine koaxiale Zugschraube 2 mit der eigentlichen Antriebswelle 4 und dem mit dieser mitdrehenden Körper 3 fest verbunden ist. Sie ist über das Kugellager 5 im Maschinengehäuse 6 drehbar gelagert. In dieser Ausführufigsform ist es ein Leichtes, bei Bedarf die Kupplung als Ganzes ein- oder auszubauen bzw. gegen eine solche mit anderen Merkmalen — beispielsweise einem Kettenrad 8 mit anderem Modul — auszutauschen oder die Kupplung unter einem anderen Verdrehungswinkel gegenüber der Hauptantriebswelle (d. h. zum Aus- und Einkuppeln der Kupplung in einem anderen Zeitpunkt des Webvorganges) einzusetzen.

Ein zweiter, zylinderförmig ausgebildeter und in der vorliegenden Ausführung als getriebenes Organ erscheinender Kupplungsteil 7, der die Nabe eines doppelten Kettenrades 8 zum Abtrieb des von der Kupplung übertragenen Drehmomentes auf nicht dargestellte weitere Teile der Webmaschine bildet, ist mit seiner Bohrung 9 auf einer zylindrischen Verdickung 10 der Welle 1 an sich drehbar gelagert. Auf einem Teil der Verdickung 10 ist eine Büchse 11 aufgepreßt, die einen Bund 12 zur Sicherung des Kupplungsteils 7 gegen axiale Verschiebung aufweist. Der Bund 12 greift in eine entsprechende Ausdrehung 13 der Bohrung 9 ein, in der er durch einen am Kupplungsteil 7 angeschraubten Scheibenring 14 drehbar geführt ist.

Eine zylindrische Muffe 15, deren glatte Bohrung 16 einen uni die Höhe der Verdickung 10 der Welle 1 größeren Innendurchmesser aufweist als die Innenbohrung 9 des Kupplungsteils 7 (siehe Fig. 3 und 5), ist koaxial dazu und konzentrisch zur Welle 1 mit Schrauben 17 am Kupplungsteil 7 befestigt. Die Muffe 15 ist zudem durch Mitnehmerstifte 18 (F i g. 7) zentriert und gegen eine an sich mögliche Verdrehung gegenüber dem Kupplungsteil 7 gesichert. Auch der im Inneren der Muffe 15 befindliche Abschnitt 19 der Welle 1 ist zylindrisch und glatt ausgebildet, so daß zwischen Welle 1 (bzw. Seitenwand bzw. Oberfläche 19) und Muffe 15 (bzw. 16) ein koaxialer Spalt 20 gleichbleibender Breite ausgespart bleibt, in dem eine zylindrische Kupplungshülse 21 in axialer Richtung verschiebbar geführt ist. Die Kupplungshülse 21 bleibt dabei durch eine Verzahnung 22 gegen eine Verdrehung gegenüber der Welle 1 gesichert In einem in allen ihren Stellungen aus dem Spalt 20 herausragenden Abschnitt der Kupplungshülse 21 ist eine Ringnut 23 angebracht, in die eine (nicht gezeichnete), beispielsweise von Hand zu betätigende Steuergabel an sich bekannter Art eingreift, durch die die Kupplungshülse 21 nach Belieben in axialer Richtung auf der Welle 1 verschoben werden kann. Durch eine koaxiale Druckfeder 24 wird die Kupplungshülse 21 ständig in axialer Richtung gegen den Grund des Spaltes 20 hin, d. h. in Richtung des Kupplungsteiles 7, gedrückt

An der zum verdrehbaren Kupplungsteil 7 hin gerichteten Stirnseite der Kupplungshülse 21 sind beispielsweise sechs hinterschnittene Radialnuten 25 angebracht, deren Querschnitt ungefähr einem umgekehrten T gleicht längs denen je eine keilförmige, als Ganzes mit 30 bezeichnete Kupplungsklaue (F i g. 8) in achsparalleler Lage verschiebbar geführt ist.

Jede Kupplungsklaue 30 (Fig.8) besteht aus dem eigentlichen Keil bzw. Kupplungskeil 31 in Form eines schiefwinkligen, vierkantigen Pyramidenstumpfes, dessen Basis an einem zylindrischen Führungszapfen 32 befestigt ist. Dieser besitzt zwei Anfräsungen 33, mit denen er in eine der Radialnuten 25 der Kupplungshülse 21 eingreift, derart, daß er darin lose, d. h. mit einigen Zehntelmillimetern Spiel, achsparallel zur Welle 1 gehalten ist und ohne wesentliche Reibung in radialer Richtung verschoben werden kann. Durch eine zwischen der Stirnseite der Kupplungshülse 21 und der Basis des Keiles 31 auf den Führungszapfen 32 aufgesteckte, spiralförmige Vorspannfeder 34 wird die

ίο Klaue als Ganzes in der Radialnut 25 unter einer in axialer, von der Stirnseite der Kupplungshülse 21 weg gerichteten Vorspannung gehalten. Eine erste, die Schnittgerade zweier in einem Winkel 2γ zueinanderstehender Seitenflächen 35 bildende Eckkante 36 des Pyramidenstumpfes verläuft in der Kupplung achsparallel zur Welle 1 und zum Führungszapfen 32 der Klaue 30. Die ihr gegenüberliegende zweite, die Schnittgerade der zwei restlichen, sich in einem Winkel 2ß schneidenden Seitenflächen 37 bildende Eckkantc 38 läuft in einem spitzen Winkel α schrägdachförmig gegen die erstgenannte Eckkante 36 und die Achse der Welle 1 zu. Die zweite, sich verjüngende Eckkante 38 bzw. die sie bildenden Seitenflächen 37 sind durch eine kerbenartige, am freien Ende des Keiles 31 angebrachte Aussparung 39 verkürzt, deren Bedeutung und Funktion bei der Beschreibung der Wirkungsweise der Kupplung noch erläutert werden soll.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die erwähnten Winkel wie folgt zu wählen: a = 12°; β = γ = 45°.

Nimmt man einen Reibungskoeffizienten von μ = 0,1 an, so ergibt sich eine selbsthemmende Keilkonstruktion, so daß die Kupplung im Betrieb sicher eingerückt bleibt.

Wie aus F i g. 7 ersichtlich, sind für jeden Keil 31, d. h.

in gleicher Anzahl wie die Ringnuten 25 an der Stirnseite der Kupplungshülse 21, am Umfang der Verdickung 10 der Welle 1 gleichmäßig verteilte, einen gleichbleibenden, dreieckigen Querschnitt aufweisende Längsnuten 40 angebracht, deren Seitenwände in einem Winkel 2y zueinanderstehen, und in denen die Kupplungskeile 31 mit ihrer achsparallelen Eckkante 36 und den dazugehörigen Seitenflächen 35 im ganzen axialen Verschiebungsbereich der Kupplungshülse 21 geführt sind. In ähnlicher Weise sind in der Bohrung 9 des Kupplungsteiles 7 den Nuten 40 in gleicher Anzahl entsprechende Längsnuten 41 mit einem dreieckigen Querschnitt angebracht, deren Seitenwände sich unter einem Winkel 2ß schneiden, doch ist ihr Querschnitt derart verjüngt, daß die Schnittkante der Seitenwände in einem spitzen Winkel« auf die Achse der Welle 1 hin geneift ist Die sich verjüngende Längsnut 41 bildet somit ein genau an die schrägdachförmige Eckkante 38 und die Seitenflächen 37 der Kupplungskeile 31 angepaßtes Gegenstück. Befinden sich nun die Welle 1 und der Kupplungsteil 7 in einer solchen Drehwinkelstellung zueinander, daß sich die Längsnuten 40 der Verdickung 10 der Welle 1 und 41 in der Bohrung 9 des Kupplungsteiles 7 genau gegenüberstehen (F i g. 7), so bilden sie zusammen je einen an die Form eines Kupplungskeiles 31 angepaßten Sitz. Unter der Wirkung der axialen Druckfeder 24 wird die Kupplungshülse 21 bis auf den Grund des Spaltes 20 zwischen Welle (1, 19) und Muffe (15, 16) eingetrieben, und die Kupplungskeile 31 dringen in die von den Längsnuten

fts 40,41 gebildeten Sitze ein. Da jede Kupplungsklaue 30, unabhängig von den anderen, mit Spiel in einer radialen Nut 25 geführt und durch eine eigene Druckfeder 34 unter einer axial gerichteten Vorspannung steht werden

dabei die Keile 31 im Preßsitz in die Längsnuten 410, 41 eingedrückt und die Welle 1 wird mit dem Kupplungsteil 7 starr verkeilt bzw. verbunden. Die Kupplungshülse befindet sich somit in ihrer eingerückten Stellung und die Kupplung al? Ganzes in ihrem eingekuppelten Zustand (F i g. 1 und 2). Da der Kupplungsteil 7 die Nabe eines Kettenrades 8 bildet, erfolgt die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung auf dem kürzesten Wege radial in ein und demselben Querschnitt der Kupplung, von der Welle 1 zum Kettenrad 8 (oder in umgekehrter Richtung). Die Kupplungshülse 21 selber hat keine Kraft zu übertragen und der Gleitsitz zwischen der Verdikkung 10 der Welle 1 und der Bohrung 9 des Kupplungsteil 7 ist ebenfalls völlig entlastet.

Zum Auskuppeln wird die Kupplungshülse 21, wie bereits beschrieben, durch eine in ihre Ringnut 23 eingreifende (nicht gezeichnete) Steuergabel soweit aus de!!! ^*^nQ!t ^^ {ΐΡΓηιικσρ^ησρη rtaft nirht nur Hip Rincrniit 23, sondern auch die Sperrvorrichtung, die die Kupplungshülse 21 in einer ausgerückten Stellung (F i g. 3 oder 5) festhalten soll, ebenfalls aus dem Spalt 20 austritt. Die an der Stirnseite der Kupplungshülse 21 gehaltenen Kupplungskeile 31 werden dabei aus ihrem von den Längsnuten 40, 41 gebildeten Sitz herausgezogen, bis sie nicht mehr in den sich verjüngenden Muten 41 in der Bohrung 9 des Kupplungsteil 7 eingreifen. Durch die kerbenartige, bis zur Höhe der Auflagefläche der Bohrung 9 auf der Verdickung 10 der Welle 1 ausgeschnittene Aussparung 39 am Keil 31 wird bewirkt, daß die Keile 31 bei in einer ausgerückten Stellung der Kupplungshülse nach wie vor mit ihren achsparallelen Eckkanten 36 in den Längsnuten 40 der Verdickung 10 der Welle 1 geführt bleiben und ein Stück weit in die Bohrung 9 des Kupplungsteiles 7 eingreifen, auch wenn ihre verkürzte, schrägdachförmige Kante 38 gänzlich aus ihrer Keilnut 41 herausgezogen ist (F i g. 3 und 5). Durch diese Maßnahme können die Keile 31 in der dafür vorgesehenen gegenseitigen Drehwinkelstellung (Fig. 7) von Welle 1 und Kupplungsteil 7 mit Sicherheit wieder in ihren Sitz eingeführt werden, um die Kupplung in der nachsehend beschriebenen Weise im gewünschten Augenblick selbsttätig wieder einzukuppeln.

Die zum Festhalten der Kupplungshülse 21 in ausgerückter Stellung dienende Sperrvorrichtung besteht aus zwei gleich aufgebauten, in durchgehenden Radialschlitzen 50,51 der Hülse 21 geführten und in der Mitte ihrer Länge um achsparallel und quer zu den Schlitzen 50, 51 eingesetzte Bolzen 52, 53 verschwenkbaren Sperrklinken 54, 55, deren Aufbau und Funktion anhand der F i g. 2,4 und 6 veranschaulicht sei. Durch je eine Druckfeder 56, 57 stehen die Klinken 54, 55 unter einer Vorspannung, die sie in diesen drei Figuren im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken suchen. Die beiden Klinken sind, wie dies am besten aus F i g. 3 und 5 zu ersehen ist, in zwei um weniger als die Breite einer Klinke in axialer Richtung gegeneinander versetzten Querschnittsebenen der Kupplung und zudem in Umfangsrichtung um einen an sich beliebigen, vorzugsweise jedoch 180° betragenden Winkel zueinander angeordnet (F i g. 2,4 und 6).

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die im Radialschlitz 50 geführte Sperrklinke 54 um weniger als ihre Breite weiter von der die Klauen 30 tragenden Stirnseite der Kupplungshülse 21 entfernt als die Klinke 55 und befindet sich oberhalb der Welle, wobei das eine ihrer freien Enden eine nach außen gerichtete Rundung 58 aufweist, mit der die Klinke 54, solange sie sich irn Inneren der Muffe 15 befindet, unter dem Einfluß der Druckfeder 56 an der glatten Innenwand 16 der Muffe 15 anliegt (Fig. 1 und 2). Außerhalb der Muffe 15 kann die Klinke mit ihrem anderen freien Arm am glatten zylindrischen Abschnitt 19 der Welle 1 anliegen. Die den Kupplungskeilen 31 näher liegende Sperrklinke 55 ist im vorliegenden Falle rotationssymmetrisch dazu gegenüber, jedoch wie erwähnt axial versetzt, angeordnet. Am vom Kupplungsteil 7 abgekehrten Ende des Wellenabschnittes 19 sind an der Welle 1, in gleichem Abstand vom Kupplungsteil 7, einander gegenüberliegend zwei Tangentialnuten 62, 63 angebracht, die mit einem Übermaß von einigen Millimetern mindestens so breit sind, wie eine der beiden Sperrklinken 54 oder 55. vorzugsweise jedoch so breit, daß beide Sperrklinken gleichzeitig, mil Übermaß unter der Wirkung ihrer Druckfedern "56. 57 in die Nuten 62. 63 einrasten können, wenn die Kiipplungshüise 21 so weit aus dem Spalt 20 ausgezogen wird, daß auch die dem Keil 31 näher gelegene Klinke 55 bis zu ihrer entsprechenden Tangentialnut 63 (oder darüber hinaus) zu stehen kommt. Statt zwei Tangentialnuten 62,63 kann auch nur eine einzige Ringnut gleicher Breite vorgesehen sein.

Zum selbsttätigen Auslösen der Sperrvorrichtung 50 bis 63 in einer vorbestimmten gegenseitigen Drehwinkelstellung von Welle 1 und Kupplungsteil 7 ist an der freien, dem Kupplungsteil 7 abgewandten Stirnwand 64 der Muffe 15 eine schmale, sich in radialer und axialer Richtung erstreckende Schaltnase 65 angebracht, deren innere, zur Welle 1 hingerichtete Kante 66 eine lokale Verlängerung der Innenwand der Bohrung 16 der Muffe 15 bildet. Die Schaltnase 65 befindet sich, in Umfangsrichtung gesehen, an jener Stelle der Stirnwand 64, in der sie mit dem gerundeten freien Ende 58 der weiter von den Keilen 31 versetzten Sperrklinke 54 in Eingriff steht, wenn sich die Welle 1 und der Kupplungsteil 7 in der für den eingekuppelten Zustand der Kupplung vorgesehenen Drehwinkelstellung befinden (F i g. 7) und die Kupplungshülse 21 in eine ihrer aufgerückten Stellungen (F i g. 3 oder 5) verschoben wurde. Die Schaltnase 65 hält somit in der angegebenen gegenseitigen Stellung von Welle 1, Kupplungsteil 7 und Kupplungshülse 21 die Sperrklinke 54 in ihrer aus der Nut 62 ausgeschwenkten Stellung fest (F i g. 3 und 4).

Wirkungsweise der Kupplung und ihrer
Sperrvorrichtung

Der Zustand der Kupplung kann durch die von der Kupplungshülse 21 eingenommenen Stellungen definiert werden, die in der Zeichnung durch die Lage der linken Seitenwand der an der Hülse 21 angebrachten Ringnut 23 angedeutet und mit a bis d bezeichnet sind.

Im eingekuppelten Zustand der Kupplung (F i g. 1) ist die Kupplungshülse 21 durch die Druckfeder 24 nach rechts bis auf den Grund des Spaltes 20 eingefahren, die Keile 31 verbinden die Welle 1 in der bereits beschriebenen Weise starr mit dem Kupplungsteil 7. Die linke Seitenwand der Ringnut 23 befindet sich auf der Höhe des Striches a. Welle 1 und Kupplungsteil 7 befinden sich in der in F i g. 7 angedeuteten Drehwinkelstellung zueinander.

Das Ausrücken der Kupplung erfolgt bei stillstehender Maschine, nachdem diese beispielsweise infolge Ansprechens eines Fadenwächters, von Hand oder durch eine beliebige andere, an sich bekannte Vorrichtung außer Betrieb gesetzt wurde. Dies kann an

sich in einem beliebigen Zeitpunkt des Webvorganges oder gegebeoenfalls in einer vorbestimmten Drehwinxelstellung der Hauptantriebswelle der Maschine geschehen, d. h. in einer bestimmten Phase des Webzyklusses, beispielsweise in einer Offenfach- oder einer Geschlossenfachstellung der Webschäfte, kurz nach einem Anschlagen eines Schußfadens in die Fachspitze, oder unmittelbar nach einem Fachwechsel usw. Aus dieser Haltestellung heraus soll die Maschine und insbesondere der über die Kupplung von ihr abgetrennte Teilbereich nach erfolgtem Eingriff im rechtzeitigen, genauen Gleichlauf wieder anlaufen, ohne daß der gewobene Bindungsrapport gestört wird.

Dazu wird die Kupplungshülse 21 zunächst mit Hilfe einer nicht gezeichneten, in die Ringnut 23 eingreifenden Steuergabel, entgegen der Kraft der Druckfeder 24, mit einem kleinen Überhub in eine extreme Lage nach links verschoben (linke Wand Her Ringnut 21 auf flip Höhe des Striches b in F i g. 3). Dabei klinkt die dem Keil 31 näher liege;.de Sperrklinke 55 mit ihrem freien Ende 61 sicher in die zugehörige Tangentialnut 63 an der Welle I ein und die Kupplungshülse 15 wird von der Druckfeder 24 nach rechts verschoben, bis die Klinke 55 gegen die rechte Seitenwand der Nut 63 anschlägt (F i g. 3 und 4), wobei die linke Seitenwand der Ringnut 23 auf die Höhe des Striches c, d. h. in ihre weiter ausgezogene, ausgerückte Stellung zurückfällt. Die von den Keilen 31 weiter entfernt versetzte Sperrklinke 54 wird immer noch von der Schaltnase 65 in ihrer ausgeklinkten Stellung festgehalten. Die Kupplungskeile 31 bleiben in den Längsnuten 40 geführt, sind aber nicht mehr mit dem Kupplungsteil 7 (bzw. in den sich verjüngenden Längsnuten 41 von deren Bohrung 9) in Eingriff. Der Kupplungsteil 7 und die N jffe 15 können nun mitsamt dem von ihm über das Kettenrad 8 angetriebenen weiteren (nicht gezeichneten) Maschinenteil, beispielsweise von Hand, frei gegenüber der Welle 1 nach vor- oder rückwärts in irgendeine für die Vornahme des gewünschten Eingriffs besonders vorteilhafte Stellung (Geschlossen- oder Offenfach- usw.) verdreht werden. Die Schaltnase 65 gibt die weiter entfernte Sperrklinke 54, 58 frei, die sich ihrerseits mit ihrem freien Ende 60 in die zugehörige Tangentialnut 62 einrasten, zunächst ohne mit der Seitenwand der Nut 62 in Eingriff zu gelangen.

Erst wenn der Kupplungsteil 7 und das Kettenrad 8 sowie die Muffe 15 gegenüber der Welle 1 und der Kupplungshülse 21 so weit verdreht werden, daß die Schaltnase 65 mit der bisher eingerasterten unteren, den Keilen 31 näher liegenden Sperrklinken 55, 59 in Eingriff kommt (Fig. 6), wird diese Klinke 55 gelöst. Ihr freies Ende 61 liegt am zylindrischen Abschnitt 19 der Welle 1 an, so daß die Klinke 55 in den Spalt 20 einfahren kann. Die obere, weiter von den Keilen entfernte Klinke 54 schlägt unter dem Einfluß der Druckfeder 24 mit ihrem freien Ende 60 an die in F i g. 5

ίο rechts liegende Seilenwand der Tangentialnut 62 an, wobei die Kupplu^gshülse 21 in ihrer näher zum Kupplungsteil 7 liegenden zweiten ausgerückten Stellung (linke Seitenwand der Ringnut 23 auf der Höhe des St'iches d)gehalten bleib (F i g. 5 und 6). Die Kupplung kann nun jederzeit wied τ eingerückt werden, indem der Kupplungsteil 7 und die daran befestigte Muffe 15 gegenüber der Welle 1 wieder in diejenige Drchwinkcl-Stplliing 7i>nirUgprlrphl wprrlpn, in rlpr das Auskuppeln stattgefunden hatte (Fig. 7). Dabei gelangt auch die Schaltnase 65 wieder in ihre obere Stellung (F i g. 2) und drückt das gerundete Ende 58 der weiter versetzten Klinke 54 nieder, so daß deren Verbindung mit der Welle 1 gelöst wird. Unter dem Druck der Feder 24 wird die Kupplungshülse 21 bis auf den Grund des Spaltes 20 eingeschoben, die Keile 31 dringen in ihre Sitze, d. h. die Längsnuten 40, 41 und die Welle 1 ist wieder starr mit dem Kupplungsteil 7 verbunden. Die Kupplung befindet sich in der in F i g. 1 und 2 dargestellten eingekuppelten Ausgangslage.

Die Erfindung ist nicht auf die als Ausführungsbeispiel im einzelnen geschilderte Form einer Kupplung beschränkt. So können ihre Elemente andere Formen oder Abmessungen aufweisen als die in den Figuren gezeigten, sofern ihre Funktion dem Wortlaut des Hauptanspruchs genügt. Die Kupplungskeile 31 können auch als Kegelstumpf, Kugelsegment oder ähnlicher, eine Verjüngung aufweisender Körper ausgebildet sein. Sie können statt an einer an der Welle angebrachten Längsnut in einer solchen geführt sein, die in der Bohrung des zylindrischen Kupplungsteiles angebracht ist, statt einem Kettenrad kann der Kupplungsteil ein Zahnrad, eine Riemenscheibe oder ein ähnliches, an sich bekanntes Element als Vorrichtung für den Amrieb weiterer Maschinenteile tragen. Treibende und getriebene Organe können in ihrer Funktion vertauscht sein usw.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Ausrückbare Klauenkupplung für Webmaschinen, zur Übertragung eines Drehmomente« zwischen einer Welle und einem koaxial und an sich frei s drehbar, jedoch gegen eine Verschiebung in axialer Richtung gesichert auf ihr gelagerten, zylindrischen Kupplungsteil, mit einer gegenüber der Welle gegen Verdrehung gesicherten, in axialer Richtung auf der Welle zwischen einer eingerückten und einer ι ο ausgerückten Stellung hin und her verschiebbaren, unter einer auf die eingerückte Stellung hin gerichteten Vorspannung stehenden Kupplungshülse, an deren vorderer Stirnseite Klauen angebracht sind, die bei in eingerückter Stellung befindlicher Kupplungshülse in am zylindrischen Kupplungteil angebrachte, an die Form der Klauen angepaßte Aussparungen eingreifen, und die ferner zur Fixierung der Kupplungshülse in ihrer ausgerückten Stellung eine selbsttätig einklinkbare, durch gegenseitiges Verdrehen zwischen Welle und Kupplungsteil in einer vorbestimmten Drehwinkelstellung lösbare Sperrvorrichtung besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der verdrehbare, zylindrische Kupplungsteil (7) mit einer konzentrischen Bohrung (9) auf einer zylindrischen Verdickung (10) der Welle (1) gelagert und geführt ist, daß die Klauen (30) in Umfangsrichtung gleichmäßig um die Welle

(1) verteilt und als voneinander unabhängig, je von einem sich in axialer Richtung erstreckenden Führungszapfer. (32) getragene Keile (31) ausgebildet sind, wobei die Führungszapfen (32) mit Spiel, d. h. lose in an der Stirnseite der Kupplungshülse (21) angebrachten, hinterschnitlcnen Radialnuten in achsparalleler Lage verschiebbar geführt und durch je eine Feder (34) unter einer in axialer, von der Kupplungshülse (21) weg gerichteten Vorspannung gehalten sind, und daß schließlich einerseits in der Bohrung (9) des Kupplungsteiles (7), anderseits an der zylindrischen Verdickung (10) der Welle (1) an die Form der Keile (31) angepaßte Längsnutem (40, 41) angebracht sind, die sich bei der für den eingekuppelten Zustand vorgesehenen Drehwinkelstellung zwischen Welle (1) und Kupplungsteil (7) (Fig. 7) paarweise gegenüberstehen und in denen die Keile (31) nach dem Einfahren der Kupplungshülse (21) in ihre eingerückte Stellung (Fig. 1) infolge der Vorspannung im Preßsitz festsitzen, wobei Welle (1) und Kupplungsteil (7) durch jeden der Keile (31) direkt und formschlüssig gegeneinander verkeilt sind.

2. Klauenkupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (21) bei ihrer axialen Verschiebung in einem zwischen der Welle (1) und einer konzentrisch dazu am verdrehbaren, zylindrischen Kupplungsteil (7) befestigten Muffe (15) bestehenden, zylindrischen Spalt (20) mit glatten parallelen Seitenwänden (19, 16) geführt ist, in den sie in ihrer eingerückten Stellung (Fig. I) mi; Ausnahme ihres mit einer Ringnut (23) für den <><? Eingriff einer Steuergabel versehenen Abschnittes eintaucht und aus dem bei in ausgerückter Stellung (Fig. 3, 5) befindlicher Kupplungshülse (21) ein weiterer Abschnitt derselben herausragt, in welchem ihre Sperrvorrichtung (50 bis 61) eingebaut ist. (>s

3. Klauenkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung (50 bis 61) der Kupplungshülse (21) aus zwei gleich aufgebauten, in durchgehenden Radial- bzw. Tangentialschlitzen (50, 51) geführten und um achsparallel eingesetzte Bolzen (52,53) verschwenkbaren Sperrklinken (54, 55) besteht, von denen die eine (54) gegenüber der anderen (55) in axialer Richtung um weniger als die Breite einer Klinke weiter von der die Kupplungskeile (31) tragenden Stirnseite der Kupplungshülse weg und in Umfangsrichtun.g um einen vorzugsweise 180° betragenden Winkel versetzt angeordnet ist, wobei die beiden Sperrklinken (54, 55) durch Federkraft (56, 57) derart unter Vorspannung gehalten sind, daß sie, solange sie sich im Inneren der Muffe (15) befinden, in ihrer ausgeklinkten Stellung an einer der Seitenwände (16, 19) des zwischen der Welle (1) und der Muffe (15) bestehenden Spaltes (20) anliegen und daß in einer ersten, weiter ausgerückten Stellung (Fig.3) mindestens die den Kupplungskeilen (31) näher liegende (55), in einer zweiten weniger weit ausgerückten Stellung (Fig.5) nur die weiter weg versetzte Sperrklinke (54) bis zur Auslösung der Sperrvorrichtung in an der Welle (1) angebrachten Aussparungen (62, 63) und/oder an der Stirnfläche (64) der Muffe (15) eingerastert bleiben und die unter Vorspannung gehaltene Kupplungshülse (21) in der betreffenden ausgerückten Stellung (F i g. 3 bzw. 5) festhalten.

4. Klauenkupplung nach den beiden Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der freien Stirnfläche (64) der Muffe (15) eine schmale, radial und axial stehende Schaltnase (65) angebracht ist, deren zur Welle (1) hin gerichtete Kante (66) eine lokale Verlängerung der Innenwand (16) der Bohrung der Muffe (15) bildet und die sich, in Umfangsrichtung gesehen, an jener Stelle befindet, in der sie bei der für den eingekuppelten Zustand der Kupplung vorgesehenen Drehwinkelstellung (Fig.7) zwischen Welle (1) und Kupplungsteil (7) und bei in ihrer weniger weit ausgerückten Stellung (Fig.5) stehender Kupplungshülse (21) mit deren von den Keilen (31) weiter entfernten Sperrklinke (54) im Eingriff steht und sie in ihrer ausgeklinkten Stellung festhält (F i g. 4).

5. Klauenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Keile (31) als schiefwinklige Pyramidenstümpfe ausgebildet sind, deren eine, die Schnittgerade zweier in einem Winkel (2γ) zueinander stehender Seitenflächen (35) bildende Eckkante (36) parallel zum Führungszapfen (32) und zur Wellenachse verläuft und mit den Seitenflächen (35) in allen Stellungen (a, b, c, d)der Kupplungshülse (21) in der an der Verdickung (10) der Welle (1) angebrachten, einen gleichbleibenden dreieckigen Querschnitt aufweisenden Längsnut (40) mit der Welle (1) im Eingriff steht, daß eine dieser ersten Eckkante (36) gegenüberliegende zweite, die Schnittgerade zweier unter einem Winkel (20) stehender Seitenflächen (37) bildende Eckkante (38) in einem spitzen Winkel (λ) auf die erste Eckkante (36) und die Wellenachse zu verläuft und in der eingerückten Stellung (Fig. 1) der Kupplungshülse (21) mit axialer Vorspannung einer in der Bohrung (9) des Kupplungsteiles (7) angebrachten Längsnut (41) mit sich verjüngendem, an die zweite Eckkante (38) und die sie bildenden Seitenflächen (37) angepaßten dreieckigen Querschnitt anliegt.

6. Klauenkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die sich schrägdachartig verjüngende, unter einem spitzen Winkel («) auf die

Wellenachse zu verlaufende Eckkante (38) und die sie bildenden Seitenflächen (37) der Kupplungskeile (31) durch das Anbringen einer kerbenartigen Aussparung (39) derart gegenüber der mit der Welle (1) in Eingriff stehenden Eckkante (35, 36) verkürzt sind, daß dieser Kantenbereich bei in einer der ausgerückten Stellungen (F i g. 3 oder 5) befindlicher Kupplungshülse (21) außerhalb der ihm zugeordneten, in der 3ohrung (9) des Kupplungsteiles (7) angebrachten Längsnut (41) verbleibt und keine Verbindung zwischen den Keilen (31) und dem Kupplungsteil (7) besteht.

7. Klauenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verdrehbare Kupplungsteil (7) die Nabe einer mit weiteren Maschinenteilen in Wirkverbindung stehenden Antriebsvorrichtung (8) bildet