DE2850855A1

DE2850855A1 - Kugelkupplung

Info

Publication number: DE2850855A1
Application number: DE19782850855
Authority: DE
Inventors: Leonhard Sandrock; Heinrich Ing Grad Teichert
Original assignee: FABEG GmbH
Current assignee: FABEG GmbH
Priority date: 1978-11-24
Filing date: 1978-11-24
Publication date: 1980-05-29
Also published as: DE2850855B2; CH643958A5; GB2037468A; SE7909656L; FR2442377A1; NL7908366A; SE438565B; DE2850855C3; BE880158A; IT1125858B; IT7927535A0; DK495279A

Description

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FABEG GMBH

7518 Bretten (Baden), Carl-Benz-Str. 2

Rüthning-schb N-B 78/10

Kugelkupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kugelkupplung für lineare Bewegungsübertragung auf eine Schub/Zugstange, insbesondere für Weichenantriebe.

Verschiedenste Anwendungsgebiete der Technik erfordern Sicherheits- und Rutschkupplungen. Für lineare Bewegungsübertragungen sind unter anderem sogenannte Kugelkupplungen bekannt geworden, die darauf basieren,.daß die zwischen den Teilen wirkenden Kräfte durch federbelastete Kugeln, die in quer zur Bewegungsrichtung angeordneten Nuten des anderen Teils einliegen, übertragen werden. Bei definiert größeren Kräften werden die Kugeln zurückgedrückt und die Teile können aneinander vorbeigleiten.

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Bei einer bekannten Ausführung für Abdichtungen bei einer Kabelkupplung findet beispielsweise eine mit umlaufenden Rastnuten versehene Rasthülse Verwendung, deren zugehörige Raststange eine Querbohrung aufweist, in der sich eine aus zwei Kugeln mit Zwischenfeder bestehende Kugelfedorrast befindet (z.B. DE-OS 17 55 919 Fig. 2, Teile 47 bis 51).

Für hohe zu übertragende Stellkräfte, wie sie zum Beispiel bei Antrieben zum Umstellen von Eisenbahnweichen verlangt werden, sind derartige Kugelkupplungen nicht brauchbar. Es muß nämlich dort die Festhaltekraft für die Weichenzungen noch mit einem Sicherheitsabstand über der maximalen Stellkraft liegen, was durch mechanischen Verschluß und Verriegelung erfolgt und trotzdem soll ein Auffahren einer falsch liegenden Weiche durch die Räder des Zuges gewährleistet sein.

Zur Lösung einer solchen Aufgabe wird nach der Erfindung für eine Kugelkupplung für lineare Bewegungsübertragung auf eine Schub/Zugstange, insbesondere für Weichenantriebe vorgeschlagen, daß die Schub/Zugstange innerhalb einer umschließenden Kupplungshülse angeordnet und in zwei endseitigen Lagerbuchsen verschiebbar gelagert ist und daß über eine Ringnut in der Schub/Zugstange, in der ein Ring von Lagerkugeln einliegt, die beidseitig gegen die Kraft von Tellerfedern auf der Schub/ Zugstange durch verschiebbare Druckscheiben und radial durch einen Kugelführungsring in dieser Lage gehalten sind, die Rast- und Mittelstellung kräftemäßig einstellbar fixiert ist.

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Dabei werden in vorteilhafter Ausgestaltung die Druckscheiben von Bundbuchsen getragen, die über die Tellerfedern gegen die endseitigen Lagerbuchsen verschiebbar abgestützt sind. Nach einem weiteren Gedanken sind die Lagerbuchsen in die Kupplungshülse einschraubbar und über den Weg der Einschraubung ist die Federvorspannung für die Druckscheiben veränderbar. Zweckmäßig ist es ferner, daß die Ringnut abgeschrägte Seitenflächen aufweist, über die die Lagerkugeln beim Überschreiten definierter Kräfte auf die Schub/Zugstange aus der Ringnut unter Zurückdrücken der einen oder anderen Druckscheibe in den Kupplungshülsenraum oberhalb der Schub/Zugstange herauspreßbar sind. Durch eine Änderung des Abschrägungswinkels kann das Verhältnis von Aufbruchkraft zur Restkraft in großen Grenzen variiert werden. In weiterer Ausgestaltung ist der Kugelführungsring in die innere Wandung der Kupplungshülse gegenüber der Ringnut für die Rast- und Mittelstellung eingebracht. Dabei sollte vorteilhaft der Kugelführungsring im Querschnitt trapezförmig mit in Richtung auf die Ringnut weisender Verjüngung ausgebildet sein und die Kupplungshülse aus zwei fluchtenden Rohrteilen zusammengesetzt sein, zwischen denen der Kugelführungsring eingepaßt ist. Zweckmäßig sind ferner noch die Bundbuchsen in ihrer Bewegbarke'it zueinander durch Anschläge innerhalb der Kupplungshülse begrenzt, gegen die die Bunde der Bundbuchsen stoßen, wobei die Anschläge jeweils durch Durchmesserreduzierungen innerhalb der Kupplungshülse gebildet sein können.

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An Hand eines schematischen Ausführungsbeispiels wire die Erfindung im nachstehenden näher erläutert« Es zeigen:

Fig. 1 - eine Kugelkupplung nach der Erfindung in Raststellung,

Fig. 2 - dieselbe Kugelkupplung in ausgerasteter

Stellung.

In den Figuren ist mit 1 eine Schub/Zugstange bezeichnet, die innerhalb einer aus zwei Rohrteilen 2a und 2b zusarr.men— gesetzten Kupplungshülse 2 in endseitigen Lagerbüchsen 3 und 4 verschiebbar gelagert ist. Die Lagerbuchsen tragen Gewinde 5 und sind in die Kupplungshülse 2 einschraubbar. Über Tellerfedersäulen 6 und 7, die sich auf den Lagerbuchsen 3 und 4 abstützen, werden Bundbuchsen 3 und 9 gegen Ansätze 10 und .11 im inneren Durchmesser der Kupplungshülse 2 gepreßt. Die Bundbuchsen 8, 9 halten über gehärtete Druckscheiben 12 und 13 einen Ring von Lagerkugeln 14 in einer Ringnut 15 der Schub/Zugstange 1 fest. Zur weiteren radialen Festlegung der Lagerkugeln 14 ist zwischen den beiden Rohrteilen 2a und 2b ein Kugelführungsring 16 eingefügt. Die Schub/Zugstange ist im mittleren Teil gehärtet.

In Figur 1 ist die Kugelkupplung in eingerastetem Zustand dargestellt. Bis zu einem durch die Vorspannung der Tellerfedern 6,7 vorgebbaren Wert ist die Kupplung starr. Wird dieser Wert zum Beispiel durch eine auf die Schub/Zugstange 1 ausgeübte Zugkraft (z.B. entsprechend Teil in Fig. 2) überschritten, dann

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wird die rechte Bundbuchse 9 mit der Druckscheibe 13 gegen die auf sie einwirkende Tellerfeder 7 (Säule) über die in der Ringnut 15 einliegenden Lagerkugeln 14 aus der Endlage gedrückt, und zwar so weit, bis die Lagerkugeln 14 vom Kugelführungsring 16 geleitet in den Hülsenraum 17 oberhalb der Schub/Zugstange gelangen. Dies ist in Figur 2 dargestellt. Die Kupplung ist damit ausgerastet. Die Lage der linken Bundbuchse 8 bleibt dabei unverändert, da sie nach wie vor mit ihrem Bund am Anschlag 13 der Kupplungshülse 2 anliegt. Infolge des Ausweichens der Lagerkugeln 14 in den Hülsenraurn 17 kann die Schub/Zugstange 1 jetzt: mit sehr geringer Kraft herausgezogen werden.

Zur Rückstellung der ausgerasteten Kugelkupplung muß die Schub/ Zugstange 1 zurückgeführt oder aber die Kupplungshülse 2 in entgegengesetzter Richtung nachgeführt werden. Durch den Kuc<~-iführungsring 16 rasten die Lagerkugeln 14 in der Mittelstellung wieder in der Ringnut 15 ein. In den Zeichnungsbeispielen ist: gestrichelt ein Stellzylinder 18 angedeutet, der mitteis Mitnehmer 19 die Schub/Zugstange 1 über die Kugelkupplung in zwei Richtungen bewegen kann. Mittels der schraubbaren Lagerbüchsen 3 und 4 ist die Vorspannung der Tellerfedern 6'und 7 und damit die Stellkraft der Kugelkupplung getrennt einstellbar. Gegebenenfalls kann sie richtungspezifisch unterschiedlich gemacht werden. Bei Bruch einer oder mehrerer Tellerfedern in der Säule ändert sich diese Haltekraft nur verhältnismäßig wenig. Beispielsweise ergibt sich bei gleichzeitigem Ausfall von drei Tellerfedern · je Säule nur eine Verringerung der Festhaltekraft von etwa 5 %. Die Tellerfedern sind darüber hinaus lediglich

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statisch beansprucht, was die Sicherheit erhöht.

Vorzüglich geeignet ist eine solche Kugelkupplung in Verbindung mit Weichenantrieben. Dabei nimmt z.B. der angedeutete Hydraulikstellzylinder 18 über den Mitnehmer 19 nach einem Leer-Vorhub in der Größenordnung von ca. 20 mm die Kugelkupplung und mit dieser die Schub/Zugstange 1 mit, die mit der Weichenzunge verbunden "ist. In der Endstellung nach ca. 220 mm wird die Kugelkupplung an der Kupplungshülse außen verriegelt. Die Haltekraft der Schub/Zugstange 1 beträgt etwa 7,5 - 0,5 kN. Bei einem Auffahren einer falsch stehenden Weiche durch einen Zug wird die Haltekraft der Kugelkupplung überschritten und die Schub/Zugstange 1 kann trotz Verriegelung leicht bis zu einem maximalen Wert in der Größenordnung von 160 mm durch die Kugelkupplung hindurchgleiten.

Die erfindungsgemäße Kegelkupplung gestattet bei Weichenantriebe: eine von der Verriegelung unabhängige Auslösung der Festhaltekraft beim Auffahren der Weiche und läßt nach einem kurzen Aus-

die
löseweg'Schub/Zugstange 1 mit geringster Reibungskraft durch

die Kupplungshülse 2 gleiten. Sie läßt darüber hinaus bei gleicher Festhaltekraft einen höheren Umstellwiderstand der Weichenzungen zu.

9 Patentansprüche

6 Seiten Beschreibung

1 Bl. Zeichnungen

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Leerseite

COPY

Claims

FABEG GMBH 7518 Bretten (Baden), Carl-Benz-Str. 2 Rüthning-schb N-B 78/10

1.9.78

Pat en t an s priich e :

1.J Kugelkupplung für lineare Bewegungsübertragung auf eine Schub/Zugstange, insbesondere für Weichenöntriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Schub/Zugstange (1) innerhalb einer umschließenden Kupplungshülse (2) angeordnet und in zwei endseitigen Lagerbuchsen (3,4) verschiebbar gelagert ist und daß über eine Ringnut; (15) in der Schub/Zugstange (1), in der ein Ring von Lagerkugeln (14) einliegt, die beidseitig gegen die Kraft von Tellerfedern (6,7) von auf der Schub/Zugst£inge (1) verschiebbaren Druckscheiben (12,13) und radial durch einen Kugelführungsring (IG) in dieser Lage gehalten sind, die Rast- und Kittelstellung kräftemäßig einstellbar fixiert ist.

2. Kugelkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheiben (12,13) von Bundbuchsen (8,9) getragen werden, die über die Tellerfedern (6,7) gegen die endseitigen Lagerbuchsen (3,4) verschiebbar abgestützt sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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3. Kugelkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbuchsen (3,4) in. die Kupplungshülse (2) einschraubbar (5) sind und über den Weg der Einschraubung die Federvorspannung für die Druckscheiben (12,13) veränderbar ist.

4. Kugelkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (15) abgeschrägte Seitenflächen aufweist, über die die Lagerkugeln (14) beim Überschreiten definierter Kräfte auf die Schub/Zugstange (1) aus der Ringnut (15) unter Zurückdrücken der einen oder anderen Druckscheibe (12 oder 13) in den Kuppluncshülsenraum (17) oberhalb der Schub/Zugstange (L) herauspreßbar sind.

5. Kugelkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelführungsring (16) in die innere Wandung der Kupplungshülse (2) gegenüber der Ringnut (15) für die Rast-und Mittelstellung eingebracht ist.

6. Kugelkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelführungsring (16) im Querschnitt trapezförmig mit in Richtung auf die Ringnut (15) weisender Verjüngung ausgebildet ist.

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7. Kugelkupplung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (2) aus zwei fluchtenden Rohrteilen (2a und 2b) zusammengesetzt ist, zwischen denen der Kugelführungsring (16) eingepaßt ist.

8. Kugelkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bundbuchsen (8,9) in ihrer Bewegbarkeit zueinander durch Anschläge (10,11) innerhalb der Kupplungshülse (2) begrenzt sind, gegen die die Bunde der Bundbuchsen (8,9) stoßen.

9. Kugelkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (10,11) jeweils durch Durchmesserreduzierung innerhalb der Kupplungshulse (2) gebildet sind.

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