DE2655629C2

DE2655629C2 - Vorrichtung zum Ausrücken einer Kupplung

Info

Publication number: DE2655629C2
Application number: DE2655629A
Authority: DE
Inventors: James S. Rockford Ill. Schmohe
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-12-08
Publication date: 1985-10-03
Also published as: DE2655629A1; JPS6011251B2; US4042088A; CA1070525A; IL51077A; JPS5277966A; GB1544117A; FR2336597A1; IL51077A0; FR2336597B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrükken einer Kupplung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der US-PS 35 76 143 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, mit welcher die mit veränderlicher Drehzahl umlaufende Welle einer Antriebsmaschine von der Eingangswelle eines Getriebes getrennt werden kann, welches eine konstante Drehzahl erzeugt. Zum Ausrükken der in Eingriff befindlichen Axialverzahnungen am Ende der Antriebswelle und am axial verschiebbaren Kupplungsglied wird der im Gehäuse längsverschiebbare Zahnstößel vorgeschoben, so daß seine Zähne mit den Gängen der Schnecke in Eingriff gelangen. Die aufgrund ihrer drehfesten Verbindung mit dem Kupplungsglied umlaufende Schnecke erfährt durch den Eingriff mit dem im Gehäuse festgelegten Zahnstößel eine Axialverschiebung, die auf das Kupplungsglied übertragen wird und zum Ausrücken seiner Axialverzahnung aus den axialen Zähnen am Wellenende führt. Nach dem Ausrücken dieser Kupplungs-Verzahnung ist der Antriebszug zwischen dem Wellenende und dem Getriebe unterbrochen. Bei hohen Drehzahlen von z. B. 4000 Upm ist die durch die bewegten Massen der Schnecke und des Kupplungsgliedes gespeicherte Trägheitsenergie groß genug, um ein Weiterdrehen der Schnecke und des Kupplungsgliedes herbeizuführen, bis sich die Schnecke aus den Zähnen des Zahnstößels herausgeschraubt hat. In diesem Fall wird der dann freie Zahnstößel weiter in Richtung auf die Wellenachse vorgeschoben, so daß er mit seiner inneren Stirnfläche einen Anschlag bildet, gegen den sich die Stirnfläche der Schnecke anlegt, wodurch eine axiale Bewegung der Schnecke und des Kupplungsgliedes in Eingriffsrichtung sicher verhindert wird. Erst nach Abziehen des Zahnstößels kann die Schnecke und mit ihr das Kupplungsglied durch die Wirkung der am Kupplungsglied angreifenden Druckfeder wieder in Eingriffstellung gebracht werden. Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht jedoch darin, daß sich die Schnecke bei sehr geringen Drehzahlen nicht aus der Verzahnung des Zahnstößels beim Ausrückvorgang herausdrehen kann, so daß dieser dann seine zweite Funktion als Sicherungsanschlag verliert. In diesem Fall können äußere Einflüsse, wie Erschütterungen oder Schwingungen des gesamten Aggregats, zu einem allmählichesi Zurückdrehen der Schnecke bei nach wie vor einge^rücktem Zahnstößel führen, wobei diese Rückdrehbewegung dann zwangsläufig in eine Axialbewegung des Kupplungsgliedes in Einrückrichtung umgesetzt wird, bis die Kupplungs-Verzahnungen wieder in gegenseitigen Eingriff gelangen. Dies kann zu Beschädigungen der Kupplungs-Verzahnungen selbst sowie der dem Getriebe nachgeschalteten Aggregate führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art unabhängig von der Größe der Drehzahlen, insbesondere bei kleinen Drehzahlen, unbeabsichtigte und nachteilige Einrückbewegungen des Kupplungsgliedes sicher zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des geltenden Patentanspruchs 1 gelöst.

Da das erfindungsgemäße Richtgesperre bereits wirksam ist, bevor sich die Schnecke aus der Verzahnung des Zahnstößels herauszudrehen beginnt, werden durch die in diesem Zustand bereits in Eingriff befindlichen Sperrzähne Rückdrehbewegungen der Schnecke und damit auch des Kupplungsgliedes verhindert, während Vorwärtsdrehbewegungen aufgrund der nur in einer Drehrichtung wirksamen Sperrzähne erfolgen können. Damit wird ein unerwünschter Einrückvorgang auch dann sicher vermieden, wenn sich das Kupplungsglied nicht in seiner ausgerückten Endstellung sondern vielmehr in einer Zwischenstellung befindet.

Selbstverständlich gehören Richtgesperre zur Unterbindung von unerwünschten Drehbewegungen eines Maschinenteils in einer ausgewählten Drehrichtung seit langem zum Stande der Technik.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Kupplung mit Ausrückvorrichtung im Axialschnitt;

F i g. 2 die Kupplung nach F i g. 1 in ausgerücktem

Zustand;

F i g. 3 einen Querschnitt 3-3 in F i g. 1.

Das nur teilweise dargestellte Getriebe zur Erzeugung einer konstanten Abtriebs-Drehzaul umfaßt ein Gehäuse 10, durch dessen eine Wand eine Antriebswelle 12 geführt und in Lagern 14 um ihre Achse 15 gehalten wird. Am Ende der Antriebswelle 12 sind mehrere winkelversetzte Kupplungszähne 16 konzentrisch zur Achse 15 angeordnet Im Gehäuse ist ferner in Fluch' mit der Eingargswelle 12 ein hülsenförmiges Kupplungsglied 18 angeordnet, das an seinen beiden Endabschnitten äußere axiale Leisten 20, 22 und an seinem der Antriebswelle 12 zugewandten Ende mehrere Kupplungszähne 24 aufweist, die zwischen die Kupplungszähne 16 der Eingangsweüe 12 eingreifen. Die Leisten 20 des in Fi g. 1, 2 linken Endabschnitts des Kupplungsgliedes 18 bilden mit inneren Leisten 26 am Endabschnitt eine Ausgangswelle 28 eine Keilnutverbindung. Die Ausgangswelle 28 ist in Lagern 30 in einem Bauteil Z2 frei drehbar gelagert, der gegenüber dem Gehäuse 10 drehbar gehalten wird. Wenn die Kupplungszähne 16 der Eingangswelie 12 mit den Kupplungszähnen 24 des Kupplungsgliedes 18 in Eingriff stehen, wird das Ausgangsglied 28 mit der Drehzahl der Eingangswelle 12 angetrieben.

Eine Buchse 34 ist konzentrisch um den in F i g. 1 rechten Endabschnitt des Kupplungsgliedes 18 angeordnet und weist innere Leisten 36 auf, die mit den Leisten 22 eine Keilnutverbindung bilden, so daß die Buchse 34 mit dem Kupplungsglied 18 umläuft und gegenüber diesem axial verschiebbar ist. Um die Kupplungszähne 24 von den Kupplungszähnen 16 lösen zu können, weist die Buchse 34 einen nach innen vorspringenden Ringflansch 27 auf, der mit dem Ende der Leiste 22 am Kupplungsglied 18 in Anlage gebracht werden kann.

An einem Endabschnitt der Buchse 34 sind Schnekkengänge 38 ausgebildet und an ihrem anderen Ende sind axiale Sperrzähne 40 vorgesehen. Ein Sprengring 42 sitzt in einer im linken Endabschnitt der Buchse 34 ausgebildeten Innennut 44, und ein Druckring 45 sitzt in der Buchse 34 zwischen dem Sprengring 42 und einer am Kupplungsglied 18 ausgebildeten Schulter 43. In der Buchse 34 ist ein Ring 36 mit einem axialen Bund 47 angeordnet, der von einer Druckfeder 48 gegen den Sprengring 42 gedrückt wird. Mit ihrem anderen Ende stütz sich die Druckfeder 48 gegen einen Profilring 50 am Ende der Ausgangswelle 28 ab. Der Rund 47 des Ringglieds 46 trennt die Druckfedern 48 von einer zweiten Feder 52, die zwischen dem Ringglied 46 und einem auf dem Kupplungsglied 18 befestigten Ring 54 eingespannt ist.

Die Druckfeder 48 drückt über das Ringglied 46 den Druckring 45 gegen die Schulter 43 am Kuprlungsglied 18 und hält die Kupplungszähne 24 des Kupplungsgliedes mit den Kupplungszähnen 16 der Eingangs- bzw. Antriebswelle 12 in Eingriff. Auf diese Weise treibt die Eingangswelle 12 über das Kupplungsglied 18 die Ausgangswelle 28.

Ein am Gehäuse 10 durch Schrauben 61 befestigter Lagerträger 60 umgibt konzentrisch die Buchse 34 und einen Abschnitt des Kupplungsgliedes 18. Lager 62 auf dem Träger 60 stützen drehbar ein Rohr 32. Am linken Ende des Lagerträgers 60 sind zwei axiale Schlitze 63 nach innen verlaufend ausgebildet, in denen ein Sperrad 64 geführt wird, das nur in einer Drehrichtung wirksame Sperrzähne 66 an seiner einen Stirnseite aufweist. Diese Sperrzähne 66 können mit den am linken Ende der Buchse 34 ausgebildeter. Sperrzähnen 40 in Eingriff gebracht werden. Gegen einen am linken Ende des Lagerträgers 60 gehaltenen Ring 68 stützt sich das linke Ende einer Druckfeder 70. deren anderes Ende gegen das Sperrad 64 wirkt. Das Sperrad 64 ist gegen Verdrehe·! gegenüber dem Lagerträger 60 durch radiale Ansätze 62 gesichert, die in die axialen Schlitze 63 im Lagerträger 60 eingreifen. Das Sperrad 64 kann relativ zum Lagerträger gegen die Kraft der Feder 70 nach links bewegt werden. Wenn die Buchse 34 umläuft und sich dabei in Richtung auf das Sperrad 64 bewegt, greifen ihre Sperrzähne 40 in die Sperrzähne 66 ein, woraufhin die Buchse 34 in einem Drehsinn relativ zum Lagerträger 60 umlaufen kann, aber ein Umlauf in der Gegenrichtung durch die Sperrzähne 66 des Sperrads 64 verhindert wird. Aufgrund seiner Halterung im Lagerträger 60 kann das federbelastete Sperrad 64 von der Buchse 34 gegen die Kraft der Druckfeder 70 nach links verschoben werden. Ein Zahnstößel 76 mit stirnseitigen Zähnen kann mit dem Schneckengewinde 38 durch eine Kolbeneinheit 78 in Eingriff gebracht werden. Die Kolbeneinheit 78 wird entweder von Hand vom Cockpit eines Flugzeuges oder bei Heißlaufen des Getriebes, Überlastung des Generators usw. automatisch betätigt.

Bei Einschalten der Kolbeneinheit 78 greift der Zahnstößel 76 in die Schneckengänge ein, so daß die umlaufende Buchse 34 zusammen mit dem Kupplungsglied 18 nach links verschoben werden und die Zähne 24 des Kupplungsglieds 18 aus den Zähnen 16 der Antnebs- bzw. Eingangswelle 12 ausrücken. Die Kolbeneinheit kann von Hand oder automatisch zurückgestellt werden, um die Zähne 76 von der Schnecke 38 außer Eingriff zu bringen, woraufhin die Feder 48 die Zähne 24 des Kupplungsglieds 18 wieder zwischen die Zähne 16 der Eingangswelle 12 einrückt.

Wenn die Eingangswelle 12 mit mäßiger oder hoher Drehzahl von z. B. ca. 4000 Upm umläuft und der Zahnstößel 76 durch Aktivieren der Kolbeneinheit 78 mil der Schnecke 38 kämmt, dann wird die Buchse 34 in Folge der schnellen Drehbewegung der Eingangswelle 12 und des Kupplungsglieds 18 axial verschoben, bis ihr Ringflansch 37 an den Leisten 22 des Kupplungsglieds 18 anliegt. Daraufhin wird das Kupplungsglied 18 weiter nach links mitgenommen, bis seine Zähne 24 aus den Zähnen 16 der Eingangswelle 12 ausgerückt sind. Bei mäßigen oder hohen Drehzahlen wird das Kupplungsglied 18 aufgrund seines Trägheitsmoments und desjenigen der Buchse 34 auch nach dem Ausrücken der Kupplungszähne 24 und 16 weiter nach links bewegt, bis sich die Schnecke 38 aus den Zähnen 76 der Kolbeneinheit 78 herausgedreht hat und die Zähne 76 am rechten Ende der Buchse 34 anliegen, so daß das Kupplungsglied 18 gegen ein Wiedereinrücken in die Eingangswelle 12 verriegelt ist. Wenn das Getriebe wieder mit der Eingangswelle 12 verbunden werden soll, wird die Kolbeneinheit 78 zurückgezogen und der Zahnstößel 76 aus der Bewegungsbahn des Kupplungsgliedes 18 gebricht, so daß die Feder 48 das Kupplungsglied 18 nach rechts drückt und die Zähne 24 zwischen die Zähne 16 der Eingangs-

bo welle 12 eingreifen.

Wenn die Eingangswelle 12 mit geringer Drehzahl von z. B. 1 Upm umläuft und der Zahnstößel 76 mit der Schnecke 38 in Eingriff steht, wird die mitumlaufende Buchse 34 auf dem Kupplungsglied 18 nach links in eine

hi Stellung bewegt, in der ihr Flansch 37 an den Leisten 22 anliegt. Bei einer weiteren Drehbewegung der Schnekke 38 werden die Zähne 24 von den Kiipplungszahnen 16 zwangsläufig außer Eingriff gebracht. Durch die

axiale Bewegung der Buchse 34 wird der Sprengring 44 mitgenommen, so daß der Druckring 45 von der Schulter 43 des Kupplungsglieds 18 freikommt. Durch die axiale Verschiebung der Buchse 34 wird die normalerweise gering vorgespannte Feder 52 so zusammengedrückt, daß sie das Kupplungsglied 18 von der Eingangswelle 12 in die linke Endstellung nach F i g. 2 verschiebt, in der die Schulter 43 des Kupplungsglieds 18 am Druckring 45 anliegt.

Bevor die Kupplungszähne 24 aus den Zähnen 16 ausrücken, gelangen die Sperrzähne 40 am Ende der Buchse 34 in Eingriff mit den Sperrzähnen 66 des Sperrrades 64. Durch ihre Drehbewegung und die Wirkung der Schnecke 38 wird die Buchse 34 weiter nach links bewegt, wobei das mit seinen Ansätzen 72 in den Leitschlitzen 63 geführte Sperrad 64 gegen die Kraft der Feder 70 verschoben wird. Auch nachdem die Sperrzähne 40 der Buchse 34 in die Sperrzähne 66 des Sperrads 64 eingreifen, kann die Buchse 34 weiterdrehen und sich gegenüber dem Lagerträger 60 axial nach links verschieben, wobei die Feder 70 zusammengedrückt wird. Wenn das Trägheitsmoment des Kupplungsglieds 18 und der Buchse 34 nicht ausreichen, damit die Buchse 34 hinter das Zahnsegment 76 gelangt, und wenn aufgrund des geringen Trägheitsmoments das Kupplungsglied 18 zum Stillstand kommt, solange die Schnecke 38 noch mit dem Zahnstößel 76 in Eingriff steht (vgl. F i g. 2), werden die Zähne 24 weiter aus den Zähnen 16 ausgerückt gehalten, und es werden keine weiteren Drehmomente von der Antriebswelle 12 auf das Antriebsglied 28 übertragen. Das Sperrad 64 mit seinen mit den Zähnen 40 in Eingriff stehenden Sperrzähnen 66 verhindert eine Rückdrehung der Buchse 34 und des Kupplungsgliedes 18 und damit ein Wiedereinrücken der Kupplungszähne 24 und 16.

Wenn das Kupplungsglied 18 wieder in die Antriebswelle 12 einrücken soll, erfolgt der bereits beschriebene Vorgang, d. h„ die Kolbeneinheit 78 wird abgeschaltet, so daß der Zahnstößel 76 aus der Schnecke 38 ausrückt. Danach wirkt die Feder 48 wieder auf das Kupplungsglied 18, indem der Bund 46, der Ring 42 und der Druckring 45 gegen die Schulter 43 getrieben werden, um die Buchse 34 und das Kupplungsglied 18 nach rechts zu verschieben, so daß die Zähne des Kupplungsgliedes 18 wieder in die Zähne 16 der Antriebswelle eingreifen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausrücken einer Kupplung zwischen einer axial verzahnten Antriebswelle und einem axial verschiebbaren Kupplungsglied mit einer zugeordneten Axialverzahnung, bestehend aus einer auf dem Kupplungsglied drehfest und axial verschiebbar angeordneten Schnecke, die einen Mitnehmer für eine axiale Ausrückbewegung des Kupplungsgliedes aufweist, aus einem im Gehäuse verschiebbar angeordneten Zahnstößel, der zum Ausrücken der Kupplung mit der umlaufenden Schnekke kuppelbar ist und einen Sicherungsanschlag gegen unbeabsichtigtes Einrücken der Kupplung darstellt, aus einer Druckfeder für die Einrückbewegung des Kupplungsgliedes nach dem Lösen des Zahnstößels aus der Schnecke und cus eher zwischen dem Kupplungsglied und der Schnecken eingespannten Druckfeder, dadurch gekennzeichnet, daß an einem gegen Verdrehung gesicherten und gegen Federkraft (70) axial verschiebbaren Sperring (64) Zähne (66) ausgebildet sind, die zusammen mit an der Schnecke (34,38) ausgebildeten Sperrzähnen (40) ein Richtgesperre bilden, das gegen ein Wiedereinrücken des Kupplungsgliedes (18) mit der Antriebswelle (12) gerichtet ist, wobei die Sperrzähne (40, 66) des Richtgesperres in Eingriff gelangen, bevor die Axialverzahnung (24) des Kupplungsglieds aus der Axialverzahnung (16) der Antriebswelle ausgerückt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (64) über radiale Ansätze (72) in Längsschlitzen (63) eines gehäusefesten Rohrstücks (60) geführt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand der Schnekke (34, 38) ein Sprengring (44) befestigt ist, an dem sich neben der in Einrückrichtung der Kupplungsverzahnung (16, 24) wirksamen Druckfeder (48) auch die den Ausrückvorgang unterstützende Druckfeder (52) über ein gemeinsames Ringglied (46) abstützt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sprengring (44) und einer am hohlzylindrischen Kupplungsglied (18) ausgebildeten Anschlagschulter (43) ein Druckring (45) vorgesehen ist.