DE2710923C2 - Formschlüssig arbeitende Kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine formschlüssig arbeitende Kupplung mit einer auf der Antriebswelle gelagerten Abtriebshülse und mindestens einer Schaltkugel, die mittels einer auf der Abtriebshulse axial verschiebbaren Schalthülse durch eine Bohrung in der Abtriebshulse in eine entsprechende Ar-nehmung der Antriebswelle einrückbar ist.

Es ist bekannt, daß formschlüssige Kupplungen, wie /.. B. Klauenkupplungen, kleiner als kraftschlüssige Kupplungen, wie r. B. Lamellenkupplungen, bei gleicher Belastbarkeit zu bauen sind. Bei formschlüssigen Kupplungen sind entweder beim Ausschalten die Schaltkrafte relativ hoch oder die erforderlichen Fertigungstoleranzen sind sehr eng zu halten. Besonders problematisch ist hei Last ausschaltbaren, formschlüssigen Kupplungen das Auftreten von (ilcitrcibkräftcn zwischen den Kupplungs- und Bedienungselcmcntcn, dadiese Kräfte wegen der Unsicherheit der Gleitreihwerte nicht einmal großenordnungsmaßig zu bestimmen sind. Ferner ist eine nach dem Prinzip der Schnellwechselfutter fur Bohrmaschinen arbeitende Kupplung bekannt, hei der auf einer Antriebswelle eine Abtriehshülse gelagert ist. die über ein als Kugel ausgebildetes Sehaltelement mit lter Antriebswelle kuppelbar ist, Die Abtriebshulse trägt eine verschiebbare Schalthülse, die im Einschaltzüstand die Schaltkugcl durch eine Bohrung in der Abtriebshülse in einer entsprechenden Ausnehmung in der Antriebswelle hält. Zum Auskuppeln ist, damit die Schaltkugcl in eine entsprechende Ausnehmung der Schalthulse einfallen kann, die Schatthülsc auf der Abtriebshulse zu verschieben, Wobei in nachteiliger Weise cine gemischte Gleit-Roll-Reibung zwischen der Schnlthülse und der Schaltkugel auftritt, was einen erhöhten Kraftbedarf zur Betätigung der Schalthülse bedingt.

Ί Des weiteren ist aus der DE-ÜS 2248421 eine drehmomentabhängig arbeitende ein- und ausrückbare Kupplung bekannt, bei der das Kupplungsantriehsteil mit dem Kupplungsabtriebsteil mittels Schaltkugeln kuppelbar ist. Diese Schaltkugeln sind

in gegen die Nockenflächen eines Vierkants am Ende des Kupplungsantriebsteils durch eine äußere Schalthülse vorgespannt. Die Schalthulse ist hierbei auf dem Kupplungsabtriebsteil gleitend geführt und weist im Bereich ihres hinteren Endes auf ihrer Innenseite eine

."> konische Fläche auf, die mit den Schaltkugeln zusammenarbeitet, um sie nach innen gegen die Nockenflächen des Vierkantes zu drücken. Auch bei dieser Kupplung tritt eine hohe gleitende Reibung beim Ausschalten unter Last zwischen der konischen Fläche

.Mi der Schalthülse und den Schaltkugeln auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kupplung der eingangs genannten Art zwischen den Kupplungs- und Bedicnungselementen beim Ein- und Ausschalten fast nur rollende Reibung zu erzie-

ji Icn.

Diese Aufgabe wird erfindungs;;emäß dadurch gelöst, daß die Svcialtkugel so angeordnet ist, daß sie zu Beginn des Schaltvorganges in einer Ebene liegt, die etwa senkrecht zur Achse der Welle ist und in

»ι der sich auch eine Steuerkugel befindet, und daß diese Lage der Steuerkugel durch einen Anschlag, einen Deckel und die Schalthülse festliegt.

Um ein unterschiedliches Schaltvcrhalten der Kupplung zu erreichen, ist in weiterer Ausgestaltung

π der Erfindung der Anschlag ein- und feststellbar ausgebildet.

In Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung ist ZUi Vermeidung des Herausfallens der Schaltkugel in die Schalthülse die Steuerkugel innerhalb der

4Ii Schalthulse in einer im Querschnitt omegaformigen Nut gehalten.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausbildung der Kupplung ist jeder Anschlag in einen in die omegaförmige Nut der Schalthülse eingreifenden Kopf einer

ii durch die Abtriebshülse hindurchgehenden Halterung befestigt, der zugleich zur Führung der Schalthülse ausgebildet ist.

Der mit der Erfindung erzielte wesentliche Verteil besteht darin, daß durch die Anordnung von Steuernd kugeln zum Betatigen der Schaltkugcln fast eine reine Rollreibung zwischen diesen beiden Bauelementen gegeben ist. die niedrige Schaltkrafte zur Folge hat. Des weiteren lassen sich auf (irund der einfachen Konstruktion die Fertigungskosten niedrig hallen.

-,-, Ferner läßt sich die Kupplung ohne konstruktive Änderung leicht auf verschiedene Schaltverhaltcn einstellen und zwar durch geringfügige Änderung der Eindstellung des einstellbaren Anschlages. Schließlich besitzt die crfindungsgcmaße Kupplung ein verhall-

_h(i nismaßig kleines Bauvolumen.

Die Kupplung nach der lirfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand eines Ausfühfungsbeispiclcs näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt

(,5 Fig. I einen Längsschnitt durch eine Kupplung nach der Erfindung, wobei im oberen Teil die Kupplung im eingerückten Und im unteren Teil die Kupplung im ausgerückten Zustand dargestellt ist, und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-A der Fig. I.

Auf der zu einem Ackerschlepper gehörenden Antriebswelle 1 ist mittels Nudellager 2 die Abtriebshülse 3 gelagert, die durch die Kugeln 4 auf der Antriebswelle 1 axial zentriert ist. Die Dicluringe 5 verhindern ein Eindringen von Schmutz zu den Nadellagern 2. Mit der Abtriebshülse 3 ist einstückig das Ritzel 6 einer in einem Gehäuse 7 untergebrachten Seilwinde verbunden. Das Gehäuse 7 stützt sich über Kugellager 8 auf der Abtriebshiilse 3 ab.

In den vorderen Bereich der Antriebswelle 1 sind zwei sich gegenüberliegende konische Näpfchen 9 eingelassen, in die jeweils eine Schaltkugel 10,11 einrückbar ist, um die Antriebswelle 1 mit der Abtriebshiilse 3 formschlüssig zu verbinden. Durch die konischen Wände 13 der Näpfchen 9 dringen die .Schakkugeln 10, 11 bei Belastung nach außen. Jeder Schaltkugel 10. 11. die in entsprechenden Bohrungen 12 der Abtriebshülse 3 geführt sind, ist eine Steuerkugel 14, 15 zugeordnet. Jede Steuerkugel 14, 15 befindet sich in einer omegafürmigen Nut 16 ler auf der Abtriebshiilse 3 verschiebbaren Schalthülse 17. Diese Steuerkugeln 14,15 sorgen dafür, daß beim Betätigen der Kupplung /wischen den Schaltelementen nur rollende Reibung auftritt. Die Schalthülse 17 mil der Muffe 18 und dem Deckel 19 wird von einem in den Gleitlagern 20 gelagerten Schaltring 21 geführt. In dem Schaltring 21 sind sich gegenüberliegende Bohrungen 22 für den Hinsat/ einer üblichen, nicht dargestellten Schallgabel vorgesehen. Der Deekel 19 der Sehalthulse 17 kann gegebenenfalls /ur Erzielung e ner Bremswirkung in seinem oberen Bereich sowohl au' der Innenseite als auch auf der Außenseite mit ein .τη Bremsbelag 36 versehen sein, der dann beim entsprechenden Schaltvorgang mit dem Schaltring 21 UiK dem Gehäuse 7 in Berührung kommt.

■ alls die Schalthülse 17 selbsttätig von der Einschalt- in die Ausschaltstellunggehen soll, so sind /wischen der Muffe 18 der Schalthülse 17 und einem auf der Abtriebshiilse 3 befestigten Sicherungsring 23 Tcllerfedern 24 anzuordnen. Ist im Gegensat/ da/u eine selbsttätige Bewegungder Schulthülsc 17 von der Ausschalt- in die Kinschaltstellung gewünscht, so sind /wischendem Deckel 19 der Schalthülse 17 und dem Kugellagers für die Abtriebshi'se 3 im Gehäuse 7 TellerfediTii 25 vorzusehen.

Jeder Steuerkugel 14. 15 ist innerhalb der Schalthulse 17 ein einstellbarer Anschlag 26. 27 zugeordnet. Jeder Ansehlag 26. 2⁷ ist in einem in die omegaformigc Nut 16 der Schalthülse 17 eingreifenden Kopf 28. 29 liner durch die Abtriebshiilse 3 hindurchgehenden Halterung 30 befestigt. Die Anschläge 26. 27 sind als Madenschrauhen ausgebildet und in ihrer Ejidstcllung di'.ch einen Mctallkleber fixiert. Dadurch einen Schlitz 31 in die Abtriebshiilse 3 eingeschobene Halterung 30 ist in ihrer Lage durch eine Madenschraube 32. der eine sich an einem Sicherungsring 33 abstutzende Seheibe 34 und eine Kontermutter 35 zugeordnet ist. gesichert.

Das Einstellen der Anschlage 26, 27 erfulgl wahrend der Montage der Kupplung und zwar indem man zuerst den »Toten Punkt«, d. h. die Steuerkugel!, 14, 15 und die Schaltkugeln 10, 11 stehen in bezug auf die Achse 37 der Antriebswelle 1 genau senkrecht übereinander, dadurch findet, daß man die Steuerkugeln uiid die Schaltkugeln durch eine Welle gleichen Durchmessers ersetzt und die als Mudensehrauben ■> ausgebildeten Anschläge spielfrei gegen diese Welle dreht. Sonach wird das Auffinden des »Toten Punktes«, das Hauptproblem bei einer solchen Kupplung, durch die Einstellbarkeit eines jeden Anschlages einfach und vor allem ohne besondere Fertigungsgenau-

Mi igkeit erreicht. Anschließend kann durch eine bestimmte, durch Versuche einmalig festzulegende Winkeldrehung der Madenschrauben die gewünschte Lage der Steuerkugel in bezug zu ihrer zugehörigen Schaltkugel eingestellt werden.

r. Wird nun die Schalthülse 17 über den Schaltring und die nicht dargestellte Schaltgabel mit einer bestimmten Kraft in die Eisnchaltstellung gedrückt, so lassen sich durch verschiedenes Einstellen der Anschlage 26.27. wobei für einen bestimmten Sehaltvor-

-'» gang selbstverständlich beide Anwhläge gleich eingestellt werden müssen. lolgenJe .Schaltverhalten erreichen:

1. Die Steuerkugeln 14. 15 und die Schaltkugeln 10. 11 stehen in bezug auf die Achse 3t der An-

.'· triehswelle 1 genau senkrecht übereinander. Die

i ellertcderu 24 sind eingebaut, während die TeI-Ierledern 25 nicht vorhanden sind. Beim Loslassen der Schubgabel der Kupplung bringen die Tellerfedern 24 die Sehalth.ilse 17 selbsttätig in

in die Ausschaltstellutig Ls liegt also eine sogenannte Totinannschaltung vor.

2. Die Steuerkugel 14. 15 und die Schaltkugeln 10. 11 stehen wiederum genau übereinander, jedoch sind weder die Tellerfedern 24 noch die

ι· Tellerfedern 25 eingebaut In diesem Lalle ist

eine geringe Kraft notig, um die Steuerkugeln 14.15 aul den Schaltkugeln 10. 11 zum Abrollen zu bringen. Demnach muß aktiv ausgeschaltet werden.

κι 3. Die Steuerkugeln 14. 15 stehen etwas links über den .Schaltkugeln 10. 11. und weder die Ledern 24 noch die Federn 25 sind eingebaut. Die erforderliche Ausschaltkrait ist nunmehr etwas großer, und ein selbsttätiges Ausschalten der Schalt-

ii gabel bzw. der Schalthülse auf Grund '.ultrcten-

der [Erschütterungen ist nicht möglich Im eingeschalteten Zustand muß die Schaltgabel nicht festgehalten werden.

4. Die .Steuerkugeln 14. 15stehenetwas rechts ubei

,(i den Schaltkugeln 10. 11. und weder die Ledern

24 noch die Ledern 25 sind eingebaut. In diesem Falle haben die .Steuerkugeln 14. 15 das Be .tieben. unter der Last der Schaltkugcln 10. 11 nach rechts ab/urollen. Überschreitet die dabei auf

v, tretende Kraft den Andruck der Schaltgfbel. so

schaltet sicii die Kupplungselbsttatigaus. Eis liegt also eine Überlastsicherung vor

f». Die Steuerkugel 14. 15 stehen über oder etwas links über den Schaltkngeln 10. 11. und die Lc-

w) dem 25 sind eingebaut, wahrend die Federn 24

mehl vorhanden sind. In diesem Falle schultet sich die Kupplung beim Loslassen der Schallgabcl selbst ein Und verbleibt in dieser Einschaltstellimg.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   Formschlüssig arbeitende Kupplung mit einer auf der Antriebswelle gelagerten Abtriebshülse und mindestens einer Schaltkugel, die mittels einer auf der Abtriebshülse axial verschiebbaren Schalthülse durch eine Bohrung in der Abtriebshülse in eine entsprechende Ausnehmung der Antriebswelle einrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkugel (10) so angeordnet ist, daß sie zu Beginn des Schaltvorganges in einer Ebene liegt, die etwa senkrecht zur Achse der Welle (1) ist und in der sich auch eine Steuerkugel (14,15) befindet, und daß diese Lage der Steuerkugel durch einen Anschlag (26,27), einen Deckel (19) und die Schalthülse (17) festliegt.
2. 2. Kupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (26, 27) ein- und feststellbar ausgebildet ist.
3. 3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkugel ( 14, IS) innerhalb der Schalthülse (17) in einer im Querschnitt omegaförmigcn Nut (16) gehalten ist.
4. 4. Kupplung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, d-sß jeder Anschlag (26, 27) in einen in die omegaförmige Nut (16) der Schalthülse (17) eingreifenden Kopf (28, 29) einer durch die Abtriehshülse (3) hindurchgehenden Halterung (30) befestigt ist, der zugleich zur Führung dei Schalthulse ausgebildet ist.