DE2915645A1 - Elastische kupplungsvorrichtung fuer einen zwirnmechanismus - Google Patents

Description

Patentanwälte-. :g>j pi. - 'r rjg. C u rt Wallach

"D'Pl'-'nQ· Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 18. April 1979

Unser Zeichen: ι β cj24 - Fk/Ne

SKP COMPAGNIE D'APPLICATIONS MECANIQUES
Clamart, Frankreich

Elastische Kupplungsvorrichtung für einen Zwirnmechanismus

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D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 18. April 1979

Unser Zeichen: IQ 52^ - Fk/Ne

SKF COMPAGNIE D'APPLICATIONS MECANIQUES Clamart, Frankreich

Elastische Kupplungsvorrichtung für einen Zwirnmechanismus

Die Erfindung bezieht sich auf eine elastische Kupplungsvorrichtung für einen Zwirnmechanismus mit Doppeldrehung und mit zusammenlaufenden Achsen, insbesondere von der Art, wie sie in der französischen Patentschrift 77 06 419 und der zugehörigen Zusatzpatentschrift 78 04 J521 sowie der deutschen Offenlegungsschrlft 28 09 952 der gleichen Anmelderin beschrieben ist.

Die Zwirnmechanismen dieser Art weisen eine axial angeordnete Einheit unter Einschluß der rotierenden Spindel und des Spulenträgers sowie eine achsversetzte Einheit auf, die sich schräg gegenüber der ersteren Einheit und gleichzeitig in dem festen Teil und dem Spulenträger dreht, wobei die beiden Einheiten mit einer In den vorstehenden Patent- und Offenlegungssehriften beschriebenen Konstruktion Ineinander verschachtelt sind und miteinander durch elastische Einrichtungen gekuppelt sind.

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Diese elastischen Kupplungseinrichtung en sind üblicherweise durch einen biegsamen Ring aus einem Elastomermaterial mit cln.r vieleckigen Form gebildet, der an jedem Winkel eine öffnung aufweist, um das Anhaken dieses Ringes auf eine bestimmte Anzahl von Zapfen zu ermöglichen, die alle in der gleichen Richtung ausgerichtet sind und im wesentlichen in der gleichen Höhe angeordnet sind. Diese Zapfen sind abwechselnd in der axial angeordneten Einheit und in der achsversetzten Einheit angeordnet, so daß eine leichte Anbringung und Entfernung dieses Ringes ermöglicht wird. Zu diesem Zweck muß der Abstand der verschiedenen Zapfen von der Achse derart sein, daß der Umriß des vieleckigen Ringes ausreichend groß ist, damit dieser Ring über die einzelnen Teile dieses Mechanismus geführt werden kann. Andererseits bilden die verschiedenen Seiten des vieleckigen Ringes genausoviel Zuggurte aus Elastomermaterial, die nur auf Zug beansprucht werden können und die bei der Drehung auf Grund der auf ihre Masse wirkenden Zentrifugalkraft einer Dehnung und abwechselnden Dehnungen ausgesetzt sind, die nach mehr oder weniger kurzer Zeit ein Reißen des Ringes insbesondere in der Nähe der Befestigungspunkte auf den Zapfen hervorrufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Kupplungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein frühzeitiges Reißen der elastischen Elemente vermieden ist und bei der gleichzeitig keine festgelegten geometrischen Bedingungen für die Anordnung der Zapfen bezüglich der Achse bestehen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen den Zapfen der axial angeordneten bzw. der achsversetzt angeordneten Einheit ein oder mehrere Paare von Verbindungselementen angeordnet sind, die symmetrisch im Inneren jedes Paares angeordnet sind, um einander entgegenwirkende Drehmomente zu übertragen, wobei jedes Verbindungselement durch ein biegsames : jedoch nicht elastisches Zugelement und ein elastisches Kissen

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gebildet 1st, das zwischen zumindest einem Ende des Zugelementes und dem Zapfen oder dem entsprechenden Verbindungspunkt angeordnet ist.

Diese Zugelemente und die elastischen Kissen können in einer Vielzahl von Ausführungsformen ausgebildet sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Auführungsformen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2 vertikale bzw. horizontale Schnittansichten

einer ersten Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung;

Fig. 2 und 4 den Figuren 1 und 2 entsprechende Ansichten

einer zweiten Ausführungsform der Kupplungs vorrichtung;

Fig. 5 und 6 entsprechende Ansichten für eine dritte

Aus führung s f or m;

Fig. 7 und 8 entsprechende Ansichten einer vierten Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung.

In den Figuren 1 und 2 ist der Teil 1 zu erkennen, der die Platte oder Tellerscheibe der axial angeordneten Einheit bildet, wobei der Teil 2 der achsversetzten Einheit mit der ersten Einheit verschachtelt ist. Es sind weiterhin Zapfen 3 und 4- zu erkennen, die identisch ausgebildet sind, von denen jedoch die einen in der axial angeordneten Einheit 1 angeordnet sind, während die anderen in der achsversetzten

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Einheit 2 angeordnet sind.

Erfindungsgemäß sind auf zumindest einer dieser Arten von Zapfen J5 oder 4 und vorzugsweise auf beiden Zapfen elastische Kissen 5 aus Elastomermaterial angebracht, die durch einfache elastische Verformung auf die Zapfen ~5, k aufgeschoben werden können, wobei ein Zugelement 6 um diese Kissen 5 gelegt wird, bevor sie an Ihren Platz auf den Zapfen gebracht werden. Jedes dieser Zugelemente 6 Ist durch einen einfachen biegsamen Ring aus Textil- oder Metallmaterial oder irgendeinem beliebigen Material gebildet, das biegsam, jedoch wenig dehnbar ist. Wenn sich die Zapfen j5 und 4 voneinander zu entfernen versuchen, Ist es erfindungsgemäß wesentlich, daß diese Kräfte in eine radiale Kompressionskraft in den elastischen Kissen 5 und in eine Zugkraft In dem Zugelement 6 umgewandelt werden, wobei jedoch eine eventuell auftretende Dehnung dieses Zugelementes verglichen mit der Zusammendrückung der Kissen vernachlässigbar ist. Daher besteht keine Gefahr, daß das Zugelement 6 durch abwechselnde Dehnungsbeanspruchungen zerrissen wird und die Zentrifugalkraft treibt das Zugelement auf Grund seiner geringen Masse nicht in übermäßiger Weise an. Die elastischen Kissen 5 werden zwar abwechselnden Beanspruchungen ausgesetzt, jedoch ausschließlich Kompressionsbeanspruchungen, so daß sie nicht mehr reißen können.

Wenn man die Wirkung der axial angeordneten Einheit 1 auf die achsversetzte Einheit 2 betrachtet, so Ist zu erkennen, daß diese Wirkung durch eine auf den Punkt 4 ausgeübte Kraft gebildet ist, die in Richtung auf den Punkt 3 gerichtet ist, d.h. nach rechts in Fig. 2, woraus sich ein Drehmoment in Richtung des Uhrzeigersinns gemäß Fig. 2 ergibt. Erfindungsgemäß weist jedes Verbindungselement, das durch die Kombination der Teile 5 und 6 gebildet ist, ein entsprechendes symmetrisch angeordnetes Element auf, beispielsweise symmetrisch zur Geraden 7 nach Fig. 2 für diesen symmetrischen Teil, so daß die achsversetzte Einheit in gleicher Weise

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einer Kraft nach rechts und damit einem Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn ausgesetzt ist, das dam erstgenannten Drehmoment entgegenwirkt. Daher ist die gesamte Anordnung im Gleichgewicht, und zwar sowohl im Stillstand als auch während der Betriebsweise. Selbstverständlich kann weiterhin die Anzahl der Paare von einander entgegenwirkenden Verbindungselementen rund um die Achse herum vervielfacht werden, wobei jeder Zapfen, wie z.B. die Zapfen 5 und 4 gegebenenfalls für zwei Verbindungselemente gemeinsam verwendet werden kann.

Zusätzlich zu der Tatsache, daß die beschriebene Kupplungsvorrichtung ein Reißen sehr weitgehend verhindert, ist es, wenn es nach langer Benutzung oder auf Grund eines Herstellungsfehlers erforderlich ist, einen Ersatz dieser Verbindungselemente vorzunehmen, dies äußerst leicht durchzuführen, weil es genügt, das gerissene oder fehlerhafte Teil, wie z.B. 5 oder 6 zu ersetzen, ohne daß es erforderlich ist, andere intakte Elemente zu ersetzen. Für das Anbringen der einzelnen Verbindungselemente reicht es aus, die beiden elastischen Kissen 5 in das Innere des biegsamen Ringes 6 einzusetzen und dann gleichzeitig oder aufeinanderfolgend diese beiden elastischen Kissen 5 auf ihre jeweiligen Zapfen 5 und 4 durch einfache axiale Druckausübung aufzuschieben. Es ist insbesondere zu erkennen, daß die Montage und Demontage keine speziellen Bedingungen für den Abstand zwischen den Zapfen 3 oder 4 und der Achse 8 der Kupplungsvorrichtung voraussetzt, wobei jedoch bemerkt werden sollte, daß eine Annäherung an diese Achse selbstverständlich die auftretenden Kräfte für das gleiche Drehmoment vergrößert.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform könnte das Zugelement durch eine Textilarmierung gebildet sein, die von einem Elastomermaterial umgeben ist und die gleichzeitig die beiden Kissen umgibt, so daß eine einstückige geformte und armierte Elastomereinheit gebildet wird.

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Die gleichen Vorteile und Eigenschaften ergeben sich auch bei der Ausführungsform nach Fig. J5 und 4, wobei jedoch bei dieser Ausführungsform das Zugelement 6 durch ein biegsames Seil oder Kabel 9, beispielsweise aus Stahl ersetzt ist, das an jedem Ende eine öse 10 aufweist, die durch eine Klemmhülse 11 und um ein herzförmiges Stück 12 gebildet ist, wie es in der Schiffahrt verwendet wird, wobei dieses letztere Stück 12 selbstverständlich auch fortgelassen sein kann. Die Elastomerkissen IJ> sind mit den vorstehend beschriebenen Kissen 5 vergleichbar, sie weisen jedoch eine schmalere Nut auf, die an die Befestigung der herzförmigen Teile 12 oder direkt des Seils 9 angepaßt Ist.

Die Art der Befestigung, die Betriebsweise und der gegebenenfalls erforderliche Austausch der Verbindungselemente erfolgt bei dieser Ausführungsform genauso wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2.

Bei der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 wird wiederum ein dem Seil 9 ähnliches biegsames Seil 14 verwendet, doch ist an jedem Ende dieses Seils die Kabelschlinge durch eine Befestigungskausche 15 mit einem Im wesentlichen eiförmigen Profil ersetzt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Jede Befestigungskausche weist eine zur Achse des entsprechenden Zapfens 3 oder 4 entsprechende Bohrung 16 auf, die durch einen Schlitz 17 parallel zur Achse dieser Bohrung verlängert ist, wobei weiterhin eine zusätzliche Bohrung 18 senkrecht zur ersten Bohrung gebohrt, jedoch derart versetzt angeordnet Ist, daß die Kante dieser Bohrung 18 in Richtung auf den Ausgang des Schlitzes I7 näher an diesem Ausgang liegt, als die Schnittlinien der Bohrung 16 und des Schlitzes I7. Auf diese Weise wird ein Einhaken eines kugelförmigen Kopfes I9 einer Prei3-kappe 20 ermöglicht, die auf das Ende des Seils 14 aufgepreßt oder angeformt Ist, beispielsweise mit Hilfe einer Technik, die der bei Bowdenzügen bei Zweirädern verwendeten

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ähnlich 1st. Selbstverständlich weisen die Kissen 21 wiederum eine geeignete Form auf, damit sie im Inneren der Befestigungskauschen 15 angebracht werden können.

Bei dieser Ausfuhrungsform wird wiederum die gleiche Art der Montage, der Betriebsweise und des Austausches verwendet, wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.

Schließlich ist bei der Ausführungsform nach den Figuren 7 und 8 das Zugelement wiederum wie bei dem vorstehenden Beispiel durch ein Seil 22 gebildet, das in angeformten oder angepreßten Köpfen 23 endet, doch sind in diesem Fall die elastischen Kissen 24 mit einer horizontalen Achse angeordnet und mit einem Schlitz 25 versehen, der nach oben hin mündet. Jedes dieser Kissen ist in einem Verbindungsstück 26 eingeschlossen, das mit einer Befestigungsstange 27 fest verbunden ist und im Inneren eine Sackbohrung 28 für die Aufnahme des Kissens 24 aufweist, wobei in dem Boden dieses Sackloches lediglich eine Bohrung 29 für den Durchgang des Seils sowie ein Schlitz 30 vorgesehen ist, der die Seitenwand und den Boden des Teils 26 durchbricht, um in die Bohrung 29 einzumünden. Weiterhin ist die Sachbohrung 28 etwas tiefer als die Höhe des Kissens 24, um eine perfektes Festlegen des Kopfes 23 zu erzielen.

Bei dieser Ausführungsform werden die elastischen Kissen 24 im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in Axialrichtung und nicht in Radialrichtung auf Kompression beansprucht, wobei ihre Komprimierbarkeit zu diesem Zweck dadurch verbessert werden kann, daß sie mit öffnungen oder Nuten versehen werden. Weiterhin werden die elastischen Kissen 24 in die Verbindungsteile 26 vor dem Einbringen der Zugelemente 22 eingesetzt, wobei diese Zugelemente 22 aufeinanderfolgend in ein Verbindungsteil und dann in das andere dadurch eingesetzt werden, daß das Seil durch die Schlitze

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und 25 eingeführt wird, Indem eine Zugkraft auf die Seile 22 oder ein Relativdrehmoment zwischen der axialen Einheit und der achsversetzten Einheit ausgeübt wird, um elastisch den Längenunterschied zu überwinden, der dem Versenken eines der Köpfe 23 in dem entsprechenden Verbindungsteil 26 entspricht.

Auch bei dieser Ausführungsform werden die Zugelemente 22 ausschließlich auf Zug ohne merkbare Dehnung beansprucht und die Elastizität ergibt sich ausschließlich auf Grund d-sr axialen Zusammendrückung oder Kompression der Kissen 24, so daß keine Gefahr eines Reißens eines dieser Elemente besteht und ohne daß vorgegebene geometrische Bedingungen für den Achsabstand zwischen den Befestigungsteilen 26 und der Achse 8 des Zwirnmechanismus eingehalten werden müssen, wobei sich immer ein sehr leichter Austausch und ein Auswechseln beschädigter Teile ergibt.

Zur Verbesserung des Antriebsdrehmomentes beim Inbetriebsetzen werden vorzugsweise bei allen Ausführungsformen die aus den Zugelementen und den Kissen bestehenden Einheiten bei der Montage einer Vorspannung ausgesetzt.

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Claims (10)

Patentanwalts Dipl.-^rtg. Cu rt Wal lach Dipl.-ing. Sünther Koch 2915645 Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d Datum: 18. April 1979 Unser Zeichen: ^ Patentansprüche :

1. Elastische Kupplungsvorrichtung für einen Zwirnmechanismus mit Doppeldrehung und mit zusammenlaufenden Achsen, der eine axial angeordnete Einheit und eine achsversetzte Einheit aufweist, die ineinander verschachtelt sind und beide mit Befestigungsstücken versehen sind, die In der gleichen Richtung ausgerichtet und abwechselnd um die Achse herum verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung zumindest ein Paar von Verbindungselementen aufweist, die symmetrisch für eine Gegenwirkung angeordnet sind und daß jedes Verbindungselement durch die Kombination eines biegsamen, eine geringe Dehnung aufweisenden Zugelementes (6; 9; 14; 22) und eines elastischen Kissens (5; 1^5; 21 ; 24) gebildet Ist, das auf Kompression beansprucht ist und zwischen zumindest einem Ende des Zugelementes (6; 9; 14; 22) und dem entsprechenden Befestigungsstück (3, 4; 26) eingefügt ist.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der elastischen Kissen (5; 13; 21) eine Nut für das Einhaken des Zugelementes (6; 9; 14) aufweist und auf einen Zapfen (]5, 4) aufgeschoben ist, der das Befestigungsstück bildet und dessen Achse Im wesentlichen senkrecht zur Richtung des Zugelementes verläuft.

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3· Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß jedes Zugelement durch einen Ring (6) aus biegsamem jedoch wenig dehnbarem Material gebildet ist.

4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement durch eine von einem Elastomer umgebene Textilarmierung gebildet ist, die gleichzeitig die beiden das Kissen bildenden Teile umgibt und eine einstückige geformte armierte Elastomereinheit bildet.

5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Zugelemente (9, 14, 22) durch ein biegsames Seil oder Kabel gebildet 1st.

6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden des Seils (9) eine öse aufweisen, die durch Klemmhülsen (11) verschlossen ist, wobei gegebenenfalls ein Herzstück zwischengelegt ist.

7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende des Seils (14) einen Kopf (19) aufweist, der an dem entsprechenden elastischen Kissen (21) über eine Befestigungskausche mit geschlitzter öffnung angehakt ist.

8. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die geschlitzte Öffnung durch eine zur Achse der Hauptöffnung der Befestigungskausche (15) parallele Bohrung (l6) gebildet ist, die durch einen Schlitz (17) in Richtung des Seils (14) verlängert 1st, wobei weiterhin eine Bohrung (18) vorgesehen ist, die senkrecht zu dem Schlitz (17) gebohrt und derart versetzt ist, daß ihre Kante in Richtung auf den Ausgang des Schlitzes näher an diesem Ausgang liegt als der Schnittpunkt der ersten Bohrung (16) mit diesem Schlitz.

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9· Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugelemente durch ein Seil (22) gebildet sind, das an jedem Ende durch einen Kopf (23) abgeschlossen ist, daß jedes Kissen (24) mit seiner Achse entlang der mittleren Richtung des Seils (22) ausgerichtet im Inneren einer Sackbohrung angeordnet ist, die in der gleichen Richtung im Inneren jedes der Befestigungsstücke (26) ausgebildet ist, daß ein Radialschlitz dieses Befestigungsstück (26) und das Kissen (24) bis zur Höhenlage des Seils (22) durchläuft, um die seitliche Einführung des Seils zu ermöglichen und daß die Sackbohrung etwas tiefer ist als die Axiallänge des Kissens (24), so daß ein Versenken des Kopfes (23) möglich 1st.

10. Kupplungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die verschiedenen Verbindungselemente bei der Montage unter Vorspannung eingesetzt sind.

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