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Titel: Mechanisch geschaltete, insbesondere manuell be-
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tätigbare Lasellen-Kupplung Die Erfindung betrifft eine mechanisch
geschaltete, insbesondere nanuell betätigbare Lamellen-Kupplung mit einem Lamellenpaket,
dessen Scheiben abwechselnd durch Nasen oder Zähne formschlüssig mit Nuten des Aussen-
und Innenteils der Kupplung in Eingriff stehen und zu deren Anpreßung ein Hebel
vorgesehen ist, der mit einer das Lamellenpaket begrenzenden, axial beweglichen
Druckscheibe in Verbindung steht.
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Lasellenkupplungen sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt.
Zur Vergrößerung des Reibungsmomentes wird eine größere Anzahl von Reibscheiben-Lamellen
parallel geschaltet. Als Lamellen finden plangeschliffene Stahlscheiben, Stahlscheiben
mit Sintermetallauflage oder Reibbelägen Verwendung. Sie sind durch vorstehende
Nasen oder Zähne axial verschiebbar abwechselnd mit Nuten im Aussenteil und Innenteil
der Kupplung verbunden, iiber die das Drehmoment übertragen werden kann. Illr e
lire Anpreßung erfolgt mechanisch über Hebel, Kugeln oder Federn, hydraulisch
oder
pneumatisch iiber einen Kolben oder elektromagnetisch über eine Ankerscheibe. Bei
einer mechanisch geschalteten Lamellen-Kupplung der eingangs genannten Art ist das
Lamellenpaket durch zwei Druckscheiben begrenzt. In einer Nabe sind Nuten eingefräst,
in denen jeweils ein Hebel durch Bolzen befestigt ist. Die längeren, etwas federnden
Arme der hebel welche in den Nuten liegen, weisen Steuerköpfe auf, die durch Verschieben
einer Muffe nach innen gerückt werden können.
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Dabei pressen die kurzen Arme, die sich radial erstrecken, über die
Druckscheibe das Lamellenpaket zusammen. Die Betätigung dieser Kupplung ist selbstsperrend.
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Wegen dieser Selbstsperrung sowie aus verschiedenen anderen Gründen
sind solche bekannten Lamellen-Kupplungen überall dort nicht anwendbar, wo ein selbsttätiges
Lösen der Kupplung beim Loslassen eines manuell betätigten Schalthebels stattfinden
soll. Dies ist beispielsweise der Fall bei kraftangetriebenen, rotierenden Handwerkzeugen,
wie Sägen, Schleifscheiben, Bohrer o. dgl. die jeweils nur kurzzeitig mit einer
rotierend angetriebenen Antriebswelle gekuppelt werden sollen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Lamellen-Kupplung der
eingangs genannten Art bzw. eine Schaltvorrichtung für eine Lamellen-Kupplung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kompakter und einfacher Bauweise mittels
eines manuell betätigbaren hebels leicht schaltbar ist, und die sich selbsttätig
löst, sobald der Hebel, über welchen der Anpreßdruck erzeugt
wird,
losgelassen wird.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine in einem die Kupplung
umschließenden Gehäuse axial beweglich gelagerte, mit der Druckscheibe in mechanischer
Verbindung stehende Schiebehülse durch einen eine Schlitzöffnug des Gehäuses durchragenden
Gelenkzapfen mit einem sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckenden Betätigungshebels
verbunden ist, welcher einerseits an dem Gelenkzapfen schwenkbar gelagert und andererseits
an einer vom Gelenkzapfen entfernten Stelle gelenkig mit einem am Gehäuse gelagerten
Kurbelarm gekoppelt ist.
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Eine solche Lamellen-Kupplung läßt sich manuell nicht nur sehr einfach
handhaben und schalten sondern es besteht auch die Möglichkeit, den Anpreßdruck
des Lamellenpaketes je nach Anwendungsfall zu variieren und damit das jeweilige
Kupplungs-Drehmoment zu begrenzen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind den
Unteransprüchen 2 bis 10 zu entnehmen.
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Anhand der Zeichnung wird nun im. folgenden ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 Eine manuell schaltbare Lamellen-Kupplung
in Schnitt-Darstellung in nichtgeschaltetem Zustand
Fig. 2 Einen
Halbschnitt der in Fig. 1 dargestellten Lamellen-Kupplung in geschaltetem Zustand
Fig. 3 Einen Schnitt III - III aus Fig. 1 Fig. 4 Einen Schnitt IV - IV aus Fig.
t Die in der Zeichnung dargestellte Kupplung besteht aus einem Lamellenpaket 1,
einer Druckscheibe 2, die auf der einen Seite des Lamellenpaketes 1 angeordnet ist
sowie aus einem auf der gegenüberliegenden Seite das Lamellenpaket 1 begrenzenden
Flanschring 3 der einstückig an einer Hohlnabe 4 angeformt ist, die an ihren dem
lamellenpaket 1 gegenüberliegenden Ende eine Kegelverzahnung 5 aufweist, wobei der
Flanschring 3 mit einem clas Aussenteil der Kupplung bildenden, hohlzylindrischen
Topfteil 6 versehen ist, in dem das Lamellenpaket 1 untergebracht ist. Der Innenteil
der Kupplung besteht aus einer Welle 7, die an ihrem einen Ende einen Lagerzapfen
8 besitzt, der in einem Radiallager 9 der Hohlnabe 4 gelagert ist und deren anderes
Ende einen Innenvierkant 10 aufweist, durch weichen sie beispielsweise mit einer
biegsamen Welle drehfest verbunden werden kann.
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Im Bereich des Lamellenpaketes 1 ist die Welle 7 mit zwei oder mehr
Axialnuten 11 und 12 versehen, in welche in an sich bekannter Weise radial nach
innen vorspringende Zungen 13 und 14 mehrerer plangeschliffener Stahlscheiben 15
des Lamellenpaketes 1 eingreifen. Auch der Topfteil 6 der Hohlnabe 4 ist mit Axialnuten
11' und 12' versehen. In diese Axialnuten
greifen radial nach aussen
vorstehende Zähne 16 und 17 von Reiblamellen 18 ein, die jeweils zwischen zwei der
Stahlscheiben 15 angeordnet sind, wobei zwischen dem Flanschring 3 und der diesem
am nächsten liegenden Stahlscheibe 15 des Lamellenpaketes 1 ebenfalls eine Reiblamelle
18 angeordnet ist.
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Die Hohlnabe 4 ist mittels eines Axial-Radiallagers 19 in einer Stirnwand
20 eines zylindrischen Gehäuses 21 drehbar gelagert, das in seiner einfachsten Ausführung
als Flanschbuchse aus Messing oder Sintermaterial bestehen kann, wobei zwischen
der inneren Stirnseite des Axial-Radiallagers 19 und dem Flanschring 3 der Hohlnabe
11 eine Gleitscheibe 22 angeordnet ist.
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Die axial bewegliche Druckscheibe 2 ist mit einem zylindrischen Topfring
23 versehen, der einen zylindrischen Flansch 24 einer Stufennabe 25 übergreift.
Die Druckscheibe 2 ist durch ihren Topfring 23 auf der Stufennabe 25 zentriert angeordnet
und durch einen Federring 24' mit dieser so verbunden, daß sie in axialer Richtung
relativ zur Stufennabe 25 nur mit geringem Spiel oder gar nicht beweglich ist. Die
Durchmesser der Bohrung 26 der Stufennabe 25 wie auch der Bohrung 27 der Druckscheibe
2 sind jeweils größer als der Aussendurchmesser der Welle 7, so daß weder die Stufennabe
25 noch die Druckscheibe 2 mit der Welle 7 in Berührung stehen.
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Die Stufennabe 25 ist mit ihrem dünneren Teil 28 festsitzend
in
ein Flanschrohr 29 eingepreßt, dessen Flansch 30 an der zylindrischen Innenfläche
des Gehäuses 21 zentriert und axial beweglich geführt ist. Dabei liegt die der Druckscheibe
2 zugekehrte Stirnseite 31 des Flansches 30 des Flanschrohres 29 an einer Ringschulter
32 der Stufennabe 25 an. An dem den Flansch 30 gegenüberliegenden Ende ist in das
Flanschrohr 29 ein Radiallager 33 für die Welle 7 eingepreßt, das auf der Welle
7 axial verschiebbar ist. Zwischen der inneren Stirnfläche $34 des Radiallagers
33 und einer im Abstand davon auf der Welle 7 in einer Nut 35 sitzenden Federscheibe
36 ist eine Druckfeder 37 angeordnet, die als Rückstellfeder zum selbsttätigen Lösen
der Kupplung dient. Auf den Flanschrohr 29 ist mittels eines nach innen vorspringenden
Ringteiles 38 eine Schiebehülse 39 axial verschiebbar angeordnet, die an der Innenfläche
des Gehäuses 21 zentriert und axial verschiebbar geführt ist und die durch einen
Im Flansch 30 des Flanschrohres 29 befestigten Stiftes 40, der an einen Schlitz
41 der Schiebehülse 39 eingreift mit dem Flanschrohr 29 in drehfester Verbindung
steht. Zwischen der inneren Ringschulter 42 des Ringteiles 38 der Schiebehülse 39
und dem mit einer 11 ingnut 43 versehenen Flansch 30 des Flanschrohres 29 ist eine
Druckfeder 44 angeordnet, die wesentlich stärker ist als die Druckfeder 37. In den
Ringteil 38 der Schiebehülse 39 ist ein radialer Gelenkzapfen 45 eingeschraubt,
der in einem Axialschlitz 46 des Gehäuses 21 gerührt ist und der einen Kugelkopf
47 aufweist. Auf diesem Kugelkopf 47 ist mittels einer
Kugelkalotte
48 ein sich in axialer Richtung erstreckender Schalthebel 49 schwenkbar gelagert,
dessen bewegliches Ende mit einen Kurbelhebel 50 durch einen Querstift 51 gelenkig
verbunden ist. Der Kurbelhebel 50 ist dabei an einer vom Gelenkbolzen 45 bzw. vom
Axialschlitz 46 entfernten Stelle in einem Stützlager 52 auf der Aussenseite des
Gehäuses 21 schwenkbar gelagert, wobei das Lager 52 des Kurbelhebels 50 von Gelenkzapfen
45 bzw. den Axialschlitz 46 einen kleineren Abstand hat als das durch den Querstift
51 gebildete Verbindungsgelenk zwischen dem Kurbelhebel 50 und dem Schalthebel 49.
Durch das sich aus den unterschiedlichen Längen des Schalthebels 49 einerseits und
des Kurbelhebels 50 andererseits ergebenden Hebelverhältnisses, das im beschriebenen
Ausführungsbeispiel etwa vier zu eins beträgt, das aber auch größer gewählt werden
kann, läßt sich die manuell zu erzeugende Schaltkraft auf ein Viertel oder weniger
des zum Schalten der Kupplung notwendige Anpreßdruckes reduzieren, so daß das Schalten
der Kupplung verhältnismäßig leicht zu bewerkstelligen ist.
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Wird der Schalthebel 49 aus der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung
in Richtung des Pieiles 53 in die in Fig. 2 dargestellte Schaltstellung gedrückt,
so findet in Folge der Wirkung des Kurbelhebels 50 eine Axialverschiebung d des
Gelenkzapfens 45 in Axialschlitz 46 und somit auch eine Axialverschiebung der Schiebehülse
39 in Richtung des Pfeiles 54 statt. Diese
Bewegung wird von der
Druck feder 44 auf das Flanschrohr 29 und über die Stufennabe 25 auf die Druckscheibe
2 übertragen, bis diese am Lamellenpaket 1 anliegt. Diese Axialverschiebung der
Druckscheibe 2 findet während er AnRnngsbewegung des Schalthebels 49 statt, während
der restliche Bewegungshub des Schalthebels 49 ein weiteres Spannen der ohnehin
vorgespannten Druckfeder 44 zur Folge hat und den maximalen Anpreßdruck auf das
Lamellenpaket bewirkt. Dabei besteht die Möglichkeit den maximalen Anpreßdruck des
Lamellenpaketes 1 einerseits durch die Wahl der Stärke der Druckfeder 44 und andererseits
durch die Begrenzung des Schalthubes des Schalthebels 49 zu variieren. Dieses Begrenzen
des Schalthubes des Schalthebels 49 kann rein manuell durch unterschiedliche Druckausübung
auf den Schalthebel 49 erfolgen. Zweckmäßiger ist es jedoch dafür einen verstellbaren
Stufenanschlag 55 vorzusehen, auf dem die untere Stirnfläche 56 als Anschlagfläche
zur Anlage kommt, wenn der Betätigungshebel 49 wie im gezeigten Ausführungsbeispiel
die Form eines wannenartigen Hohlkörpers besitzt.
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Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, führt der Kurbelhebel 50 während des
Schalthubes eine Winkelbewegung α von ca. 250 aus, während er am Ende des
Schalthubes in seiner Schaltstellung mit der die Schwenkachse des Lagers 52 und
das Zentrum des Kugelkopfes 47 verbindenden Geraden 57 einen Stellwinkel ß von ca.
15° bildet, so daß noch keine Totpunktwirkung auftritt, und das Entkuppeln des Lamellenpaketes
1
und das Zurückführen des Schalthebels 49 in seine Ruhestellung
von den beiden Druckfedern 44 und 37 bewirkt werden kann.
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Eine Begrenzung des Maximalhubes des Schalthebels 49 bzw. des axialen
Verstellhubes der Schiebehülse 39 kann auch durch die Wahl einer entsprechenden
Länge des Axialschlitzes 46 in der Wandung des Gehäuses 21 erreicht werden, in welchem
der Gelenkzapfen 45 geführt ist. Um die Montage mit einer vorgespannten Druckfeder
44 zu erleichtern, ist die Schiebehülse 39 mittels einer Federscheibe 58, die in
einer Ringnut 59 des Flanschrohres 29 sitzt, in axialer Richtung entgegen der Wirkung
der Druckfeder 44 gesichert. Durch eine Scheibe 60, die mittels eines Federringes
61 im Gehäuse 21 befestigt ist, ist der Gehäuseinnenraum, in dem die Kupplung untergebracht
ist, anschlußseitig verschlossen. Eine zusätzliche Sicherungsscheibe 62, die zwischen
dem Radiallager 33 und der Scheibe 60 auf der Welle 7 angeordnet ist, wird die welle
7 gegen unbefugtes Ilerausziehen aus der Kupplung zusätzlich geschützt.
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Wenn die Druckscheibe 2 unter dem Anpreßdruck am Lamellenpaket anliegt
wird sie infolge der Reibung mitgenommen, d. h. in synehrone Drehung versetzt. Die
Stufennabe 25 hingegen kann sich nicht drchen. Es ist deshalb zweckmäßig, zwischen
der Druckscheibe 2 und der Stufennabe 25 ein dem Axialdruck übertragendes Gleitlager
z. B. ein Rollenlager.
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vorzusehen. Beim Ausführungsbeispiel, das nur für kleine Drehmomente
ausgelegt ist, besteht die Druckscheibe 2 aus Messing und die Stufennabe 25 aus
Stahl. Ihre beiden aufeinanderliegenden Ringflächen sind geglättet, um das Bremsmoment
klein zu halten.