DE2622538B1 - Schaltbare schlingfederkupplung - Google Patents

Description

• Um insbesondere diese Nachteile zu beseitigen, ist eine weitere Schlingfederkupplung der angegebenen Art geschaffen worden (DT-AS 24 19 848), deren Aufbau im Prinzip dem der vorstehend beschriebenen Kupplungseinrichtung entspricht, nur mit dem Unterschied, daß das Steuerglied aus einer mit Rastnuten für das Betätigungsglied versehenen Hülse besteht, die die Kupplungsbüchse mit Spiel konzentrisch umschließt und, durch eine Druckschraubenfeder in der Achsrichtung beeinflußt, ständig an einem Bund (Seegerring) der Kupplungsbüchse reibschlüssig anliegt. Diese Kupplungseinrichtung ist in bezug auf Fertigungsungenauigkeiten zwar bereits wesentlich unempfindlicher als die erstgenannte; die hier zwischen dem Steuerglied und der Kupplungsbüchse erreichbaren Reibkräfte reichen jedoch für eine exakte Steuerung von Kupplungen mit verhältnismäßig starken Schlingfedern immer noch nicht aus, insbesondere deshalb, weil erstens eine absolut plane Reibstirnfläche an dem Steuerglied kaum erreichbar ist, was auch für den Bund der Kupplungsbüchse zutrifft, und zweitens die insgesamt wirksame Reibfläche zumindest bei Kupplungen mit kleineren Abmessungen stark begrenzt ist.
• Mit der US-PS 28 85 042 ist eine weitere Schlingfederkupplung bekanntgeworden, die eine selbstschließende Schlingfeder aufweist, und deren Schaltbüchse von einem als eine Hülse ausgebildeten Steuerglied konzentrisch umschlossen wird. Dieses Steuerglied sitzt auf dem Außenmantel der Schaltbüchse reibkraftschlüssig mit einem Preßsitz auf, woraus sich ergibt, daß zwischen diesen beiden Teilen keine Relativbewegurig während einer Drehmomentübertragung möglich ist, was bei einer solchen für andere Anwendungsgebiete einsetzbaren selbstschließenden Schlingfederkupplung allerdings auch nicht erforderlich ist, da das Steuerglied hier im Gegensatz zu den eingangs angeführten Kupplungseinrichtungen im Ruhezustand von dem Betätigungsglied arretiert wird und für einen Kupplungsvorgang von demselben freigebbar ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine schaltbare Schlingfederkupplung der angegebenen Art zu schaffen, die gegen Fertigungsungenauigkeiten unempfindlich ist und bei der eine aureichend große Reibfläche zwischen der Kupplungsbüchse und dem Steuerglied wirksam ist Gelöst wird diese Aufgabe durch die in dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel und deren Anordnung. Durch die Ausbildung des Steuergliedes mit in der Achsrichtung verlaufenden Zinken, die durch das gemeinsame Federelement unabhängig voneinander radial nach innen beeinflußt werden, wird am gesamten Umfang der Kupplungsbüchse ein gleichmäßiger und vergrößerter Reibschluß zwischen diesen beiden Teilen erreicht, selbst dann, wenn der Außenmantel der Kupplungsbüchse Abweichungen von der Sollform aufweisen sollte.
• Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes des Patentanspruchs 1 sind in den Unteransprüchen angegeben.
• In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen schaltbaren Schlingfederkupplung dargestellt, das nachfolgend beschrieben ist.
• Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt und F i g. 2 eine schaubildliche Darstellung.
• Wie die F i g. 1 zeigt, ist eine angetriebene Welle 1 mit einer Kupplungsnabe 2 versehen, an der das eine Ende 3 einer selbstöffnenden Schlingfeder 4 bei 5 befestigt ist.
• Die Schlingfeder 4 umschließt mit ihrem anderen Ende 6 eine weitere Kupplungsnabe 7, die Bestandteil einer als ein Zahnrad ausgebildeten anzutreibenden Welle 8 ist, die auf einem Ansatz 9 der Welle 1 im entkuppelten Zustand frei drehbar gelagert ist Die Schlingfeder 4 ist über ihr radial abgewinkeltes Ende 6 mit einer Schaltbüchse 10 verbunden, die sie, ihren Öffnungsdurchmesser begrenzend, in der ganzen Länge umschließt, und die auf einem Bund 11 der Welle 1 frei drehbar gelagert ist. Auf dem Außenmantel der Schaltbüchse 10 ist ein als eine Hülse ausgebildetes Steuerglied 12 konzentrisch gelagert, die mit mehreren radial vorspringenden Anschlagnasen 13 versehen ist, die mit einem in deren Wirkungsbereich einrückbaren Betätigungsglied 14 zusammenwirken könne.
• Die Schaltbüchse 10 weist weiterhin derart angeordnete Schlitze 15 auf, daß eine Mehrzahl von Federzungen 16 entsteht, die in der Achsrichtung verlaufen. Um diese Federzungen 16 ist ein ringförmiges Federelement 17 gespannt, das als eine mit ihren Enden zu einem geschlossenen Ring verbundene Schraubenfeder ausgebildet ist und das alle Federzungen 16 voneinander unabhängig radial nach innen beeinflußt.
• Das Federelement kann jedoch auch aus einem anders ausgebildeten Bauteil, z. B. einem sogenannten Sprengring, bestehen.
• Einige der Federzungen 16 weisen einen radial nach außen ragenden Vorsprung 18 auf, von denen jeweils zwei auf benachbarten Federzungen in Achsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich in Umfangsrichtung gesehen eine ringnutartige Mulde, die zur Lagesicherung des Federelementes 17 dient. Die Vorsprünge 18 sind an dem Umfang des Steuergliedes 12 auch gegenüber den weiter oben beschriebenen Anschlagnasen 13 derart versetzt angeordnet, daß das Spritzwerkzeug (nicht dargestellt) für die Herstellung des Steuergliedes 12 aus nur axial wirksamen Schiebern bestehen kann.
• Wenn die angetriebene Welle 1 bei Leerlauf des motorischen Antriebs z. B. einer Büromaschine ständig rotiert, wird die selbstöffnende Schlingfeder 4 von deren Kupplungsnabe 2 ständig mit angetrieben. Die Schlingfeder 4 nimmt dabei über ihr Ende 6 die Schaltbüchse 10 ständig mit. Das Steuerglied 12, das durch die Wirkung des Federelementes 17 über die Innenflächen 19 seiner Federzungen 16 mit der Schaltbüchse 10 ständig in reibschlüssiger Wirkverbindung steht, wird dadurch bei einem Leerlauf ebenfalls ständig mitgenommen. Da sich die Schlingfeder während des Leerlaufes im geöffneten Zustand befindet, kann die als ein Zahnrad ausgebildete anzutreibende Welle 8 im Ruhezustand verbleiben; sie kann jedoch auch nach beiden Richtungen hin frei bewegt werden, was z. B. dann erforderlich ist, wenn die Welle 8 ständig mit einer sogenannten Wagentransporteinrichtung einer Büromaschine in ständiger Wirkverbindung steht. Wagentransporteinrichtungen dieser Art bestehen in der Regel aus einem Federmotor, der mit dem Wagen getrieblich in Wirkverbindung steht Zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen den beiden Wellen 1 und 8 wird das gestellfest gelagerte Betätigungsglied 14 in den Wirkungsbereich der Anschlagnasen 13 des Steuergliedes 12 gebracht, wodurch dieses durch Anlaufen einer der Anschlagnasen 13 an das Betätigungsglied 14 gestoppt wird. Durch die reibschlüssige Verbindung des Steuergliedes 12 mit der Kupplungsbüchse 10 wird diese zunächst ebenfalls an einer weiteren Drehbewegung gehindert, wodurch die Schlingfeder 4 über ihr Ende 6 zugezogen wird. Die Welle 8 wird über die hierdurch von der Schlingfeder 4 reibschlüssig eingeschlossene Kupplungsnabe 7 in Drehrichtung mitgenommen, wobei die Schlingfeder 4 jetzt auch wieder die Kupplungsbüchse 10 mitnimmt, was unter Überwindung des Reibwiderstandes zwischen derselben und dem noch von dem Betätigungsglied festgehaltenen Steuerglied 12 erfolgt Die Drehmomentübertragung zwischen den beiden Wellen 1 und 8 wird so lange aufrechterhalten, bis das Steuerglied 12 wieder von dem Betätigungsglied 14 freigegeben wird. Durch die Freigabe des Steuergliedes 12 kann sich die Schlingfeder 4 wieder entspannen, indem diese sowohl die Kupplungsbüchse 10 als auch das Steuerglied 12 so weit nachzieht, bis sie sich an dem Innenmantel 20 der Kupplungsbüchse 10 anlegt.
• Hierdurch wird die Kupplungsnabe 7 der anzutreibenden Welle 8 wieder von der Schlingfeder 4 freigegeben und die Leerlauflage der gesamten Kupplungseinrichtung hergestellt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Schaltbare Schlingfederkupplung mit einer selbstöffnenden Schlingfeder, deren eines Ende mit der Kupplungsnabe einer angetriebenen Welle -und deren anderes Ende mit einer Schaltbüchse verbunden ist, die die gesamte Schlingfeder und dadurch auch die Kupplungsnaben der angetriebenen und der anzutreibenden Welle konzentrisch umschließt, und mit einem mit der Schaltbüchse reibschlüssig verbundenen Steuerglied, das die Schaltbüchse mit radial einwirkender Federkraft umschließt, und das für eine die Kupplungsbewegung der Schaltbüchse bewirkende Bewegungsverzögerung derselben gegenüber der angetriebenen Welle für die Dauer einer Drehmomentübertragung von einem Betätigungsglied abstoppbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß das aus einer die Schaltbüchse (10) konzentrisch umschließenden Hülse bestehende Steuerglied (12) mit einzelne Federzungen (16) bildenden und in der Achsrichtung verlaufenden Schlitzen (15) versehen ist und daß mindestens einige der Federzungen mit radialen Vorsprüngen (18) versehen sind, zwischen denen ein alle Federzungen radial nach innen beeinilussendes ringförmiges Federelement (17) einlegbar ist.
2. 2. Schaltbare Schlingfederkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (17) aus einer mit ihren Enden zu einem geschlossenen Ring verbundenen Schraubenfeder besteht.
3. 3. Schaltbare Schlingfederkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Vorsprünge (18) auf jeweils benachbarten Federzungen (16) in Achsrichtung paarweise zueinander versetzt angeordnet sind.

   Die Erfindung geht aus von einer Schlingfederkupplung der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

   Eine solche Schlingfederkupplung ist mit dem DT-Gbm 19 13520 bekanntgeworden, die eine die Kupplungsnaben einer angetriebenen und einer anzutreibenden Welle umschließende selbstöffnende Schlingfeder aufweist, die über ihr eines Ende mit der angetriebenen Welle und über ihr anderes Ende mit einer Schaltbüchse verbunden ist. Die die Schlingfeder über deren gesamte Länge umschließende Schaltbüchse steht ständig mit einem Steuerglied reibschlüssig in Wirkverbindung, das aus einer selbstschließenden Schlingfeder besteht, und das auf dem Außenmantel der Schaltbüchse durch eigene Federkraft reibschlüssig aufsitzt, wodurch es im wirkungslosen Zustand der Schlingfederkupplung mit der angetriebenen Welle und der Schaltbüchse ständig umläuft. Die Windungsrichtung des Steuergliedes entspricht der der Kupplungs-Schlingfeder, wobei die beiden Enden jedoch frei, d. h.

   ohne formschlüssigen Eingriff mit der Schaltbüchse sind.

   Wenn bei dieser Kupplungseinrichtung ein aus einem Fangstößel bestehendes Betätigungsglied in den Bewegungsbereich des zu einem radialen Vorsprung ausgeformten einen Endes des Steuergliedes gebracht wird, wird dieses über diesen Vorsprung entgegen seiner Windungsrichtung von dem Betätigungsglied an einer weiteren Drehbewegung gehindert, was zur Folge hat, daß auch die Schaltbüchse durch Reibkraft abgebremst wird. Hierdurch wird die über ihr eines Ende mit der Kupplungsnabe der angetriebenen Welle verbundene und dadurch an diesem Ende weiter angetriebene Kupplungs-Schlingfeder in sich derart verwunden, daß sie eine Durchmesserverengung erfährt und dadurch die Kupplungsnabe beider Wellen einschnürt, was eine reibschlüssige Mitnahme der anzutreibenden Welle zur Folge hat. Da die Schaltbüchse mit einem Ende der Kupplungs-Schlingfeder verbunden ist, macht sie nach einer kurzzeitigen Verzögerung (Schließwinkel der Kupplungs-Schlingfeder) die Drehbewegung der Wellen mit, wobei das Haftreibmoment zwischen ihr und dem von dem Betätigungsglied arretierten Steuerglied zu überwinden ist. Das dann für die Zeit einer Drehmomentübertragung von der einen zur anderen Welle zwischen dem Steuerglied und der Schaltbüchse andauernd anstehende Reibmoment bewirkt eine Aufrechterhaltung des Kupplungszustandes der Kupplungseinrichtung, und zwar so lange, bis der radiale Vorsprung des Steuergliedes wieder von dem Betätigungsglied freigegeben wird.

   Diese vorbekannte schaltbare Schlingfederkupplung zeichnet sich zwar durch einen verhältnismäßig einfachen Aufbau aus, sie weist jedoch noch den Nachteil auf, daß das hier aus einer gegen ihre Windungsrichtung beaufschlagbaren Schlingfeder bestehende Steuerglied nur verhältnismäßig geringe Reibkräfte auf die Schaltbüchse übertragen kann - was jedoch in der Natur von derart beaufschlagten Schlingfedern liegt -, wodurch demzufolge auch nur verhältnismäßig schwache Kupplungs-Schlingfedern sicher schaltbar sind. Bei Wagenaufzugseinrichtungen an Schreibmaschinen z. B., bei denen über schaltbare Kupplungseinrichtungen verhältnismäßig große Kräfte sehr häufig übertragen werden müssen, ist es jedoch zweckmäßig, Kupplungs-Schlingfedern mit verhältnismäßig großen Drahtquerschnitten einzusetzen, die dann jedoch entsprechend vergrößerte Eigenöffnungskräfte besitzen. Die, wie vorstehend erwähnt, an sich schon schwachen Reibkräfte eines derart ausgebildeten Steuergliedes werden zudem noch negativ beeinflußt, wenn die Kupplungsbüchse nicht genau rund ist, d. h., wenn das Steuerglied z. B. nur an wenigen Punkten mit dieser reibschlüssig in Wirkverbindung steht, was bei Serienfertigungen von Kupplung zu Kupplung unterschiedliche Reibverhältnisse mit sich bringt. Da insbesondere aus Kostengründen bei derartigen Kupplungseinrichtungen zunehmend Kunststoffteile zur Anwendung gelangen, ist eine absolut genaue Maßhaltigkeit dieser Teile nur sehr schwer erreichbar.