DE3417285A1

DE3417285A1 - Schlingfederkupplung

Info

Publication number: DE3417285A1
Application number: DE19843417285
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Weiste & Co Accord Landmasch
Current assignee: Weiste & Co Accord Landmasch
Priority date: 1984-04-18
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1985-10-31
Also published as: DE3417285C2

Description

"Schlingfederkupplung"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlingfederkupplung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Derartige Schlingfederkupplungen sind als Schaltkupplungen,beispielsweise auch in landwirtschaftlichen Maschinen, üblich. Bei derartigen Schlingfederkupplungen wird die durch mehrere Federwindungen auf einer treibenden und getriebenen Nabe durch Reibung sich selbst verstärkende Umfangskraft in den Federwindungen ausgenutzt. Die Umfangskraft der Federwindungen ist an der Trennstelle der beiden Naben am größten und hier wird im wesentlichen das gesamte Drehmoment der Kupplung übertragen.
Zu den äußeren Bereichen der Federwindung läßt die Umfangskraft nach bis auf einen kleinen Rest vor der letzten Windung, so daß an der treibenden Nabe das zu übertragende Drehmoment durch Anhalten bzw.
Festhalten des äußeren Federendes die Kupplung mit nur geringen Kräften abgeschaltet werden kann.
Handelt es sich um Kupplungsanordnungen mit hohen Drehzahlen, so ist üblicherweise die angetriebene Masse in der Lage, im Entkupplungsfall die Schlingfeder genügend weit offen zu drehen, so daß fast kein Restmoment im abgeschalteten Zustand verbleibt.
Bei höheren Drehmomenten mit evtl. kleinen Massen und Drehzahlen schaltet die Schlingfeder derart ab, daß das geforderte Drehmoment unterschritten wird und damit bleibt der getriebene Teil der Kupplung stehen. Der treibende Teil der Kupplung muß aber weiter ein relativ großes Restmoment übertragen, weil die Schlingfeder nicht genügend gelöst ist.
Dieses Restmoment liegt zwischen 23 und 73 %, so daß erhebliche Reibarbeiten entstehen, die sich an der Federwindung an der Trennstelle der treibenden Nabe auswirken.Diese Reibeinwirkung führt zu entsprechenden Erwärmungen und zu einem "Fressen" mit entsprechend hohem Materialabtrag. Man hat diese Nachteile bereits erkannt und versucht, mit hochabriebfesten Werkstoffen an den belasteten Stellen diesen Nachteilen der bekannten Schlingfederkupplung abzuhelfen. Die bisherigen Versuche führten aber einerseits zu aufwendigen Konstruktionen, andererseits immer noch zu einem Erwärmen und damit zu einem Verschleiß,der bei genau arbeitenden Maschinen unerträglich ist.
Im Stand der Technik erfolgt das Festhalten des antriebsseitigen Schlingfederendes über einen Nockenring, der ein oder mehrere Nocken oder Aussparungen aufweist, in die ein Schnäpper oder ein sonstiger Stoppbolzen eingreift. Bei Eingriff dieses Stoppbolzens bleibt das abtriebsseitige Ende der Kupplung stehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das unvollständige Lösen der Schlingfeder im Stoppfall zu vermeiden.
Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.
Die Erfindung geht dabei von der überlegung aus, daß wenn ein Hubmagnet oder eine ähnliche Anordnung derart tangential zum Nockenring, d.h. zu dem eigentlichen Schaltring angeordnet wird,daß durch den Hub des eingreifenden Elementes nicht nur dieser Schaltring gestoppt, sondern einen Betrag entgegen der Drehrichtung weitergedreht wird, ein Lösen der Kupplung ohne Restmoment möglich ist, so daß die nachteiligen Erscheinungen der Erwärmung und des Verschleißes vollständig vermieden werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und einer neuartigen Schaltung des Hubmagneten sind in den Unteransprüchen erläutert.
Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen dabei in Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine Schlingfederkupplung, in Fig. 2 die Anordnung des Stoppbolzens in Verbindung mit einem Hubmagneten, in Fig. 3 die Schaltungsanordnung für den Hubmagneten in der "Aus"-Stellung und in Fig. 4 die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 in der "Ein"-Stellung.
In den Zeichnungen ist mit 1 ein treibendes Bauteil bezeichnet, beispielsweise ein Zahnrad, das eine Nabe 2 aufweist. Mit 3 ist ein getriebenes Bauteil, beispielsweise eine Welle, bezeichnet, das ebenfalls eine Nabe 4 aufweist. Die beiden Naben stoßen stirnflächig aneinander, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die ordnungsgemäße Führung und Lagerung der Nabe 2 und der Nabe 4 durch eine Verlängerung des Wellenendes 5 des getriebenen Teiles 3 erreicht wird.
Auf den beiden Naben 2 und 4 ist eine Schlingfeder 6 angeordnet, die an der Nabe 4, wie dies bei 7 erkennbar ist, festgelegt sein kann. Das andere Federende ist an einem als Nockenring ausgebildeten Schaltring 8 festgelegt, wie dies bei 9 erkennbar ist.
Durch die Anordnung der Schlingfeder 6 auf der Nabe 2 und 4 wird durch Reibung eine sich selbst verstärkende Umfangskraft in den Federwindungen ausgenutzt.
Im Betrieb der Kupplung dreht sich der Schaltring 8 in der gleichen Richtung wie das treibende Teil 1.
Wird dabei der Schaltring 8 durch irgendwelche Schaltmittel angehalten, löst sich die Schlingfeder 6, so daß sich dann das treibende Teil 1 ohne einen Drehantrieb auf die Nabe 4 leerlaufend drehen kann.
In Fig. 2 ist eine Konsole 1o dargestellt, die über ein Tragelement 11 einen Hubmagneten 12 trägt.
Von dem Hubmagneten 12 ist ein Stößel 14 erkennbar, der einen Stoppbolzen 15 trägt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Stoppbolzen 15 gegenüber dem Stößel 14 Schwenkbewegungen in der Zeichnungsebene der Fig. 2 ausführen kann. An dem Stoppbolzen 15 greift eine Feder 16 an, die an dem Traggestell 11 gelagert ist und damit den Stoppbolzen 15 stets in die in Fig. 2 dargestellte Stellung zieht. Ent- gegen der Kraft der Feder 16 kann aber der Stoppbolzen 15 eine Bewegung nach oben ausführen.
Von dem Schaltring 8 ist eine Verzahnung 17 erkennbar, mit der das dem Hubmagneten 12 abgewandte Ende des Stoppbolzens 15 zusammenwirken kann.
Bei Tätigkeit der Kupplung, d.h. wenn das treibende Teil 1 sein Drehmoment auf das getriebene Teil 3 überträgt, läuft der Schaltring 8 in Richtung des Pfeiles F in Fig. 2 mit um, wobei diese Richtung F als Kupplungsbewegung des Schaltringes 8 bezeichnet ist.
Soll nunmehr das treibende Teil 1 vom getriebenen Teil 3 getrennt werden, wird durch Betätigen des Hubmagneten 12 der Stoppbolzen nach vorne vorgeschoben, so daß er mit seinem freien Ende in Eingriff mit der Verzahnung 17 gelangt. Hierdurch wird nicht nur die Bewegung des Schaltringes 8 in Richtung des Pfeiles F gestoppt, sondern aufgrund der tangentialen Anordnung des Stoppbolzens 15 zum Umfang des Schaltringes 8, erfolgt auch eine Bewegung des Schaltringes 8 entgegen dem Pfeil F, so daß dadurch nicht nur der Schaltring 8 stiligehalten wird, sondern eine Rückbewegung des Schaltringes 8 erfolgt, wodurch ein Lösen der Schlingfeder 6 von der getriebenen Nabe 2 erfolgt. Hierdurch kann das treibende Teil 1 frei umlaufen, während das getriebene Teil 2 stehenbleibt.
Das Wesentliche der erfindungsgemäßen Überlegung ist darin zu sehen, daß nicht nur im Falle des Entkuppelns der Schaltring 8 stillgehalten, sondern daß im Falle des Entkuppelns der Schaltring 8 entgegen seiner Kupplungsbewegung F ein Stück zurück- gedreht wird.
Die Kennlinie eines Elektromagneten zeigt, daß je größer der Hub, je kleiner die Anfangskraft ist.
Daher ist man in der Praxis bisher so vorgegangen, daß wenn eine höhere Hubkraft benutzt wird, entweder eine Magnetwicklung mit kürzerer zulässiger Einschaltdauer verwendet wird (wenn erforderlich, wird der Haltestrom über Endschalter und Widerstände begrenzt) oder es wird ein größerer Hubmagnet verwendet. Beide Wege sind kostenaufwendig.
Der Erfindung liegt somit weiterhin die Aufgabe zugrunde, diese kostenaufwendigen Schaltungsanordnungen zu vermeiden.
Abhilfe wird gemäß dem Lösungsvorschlag gemäß den Fig. 3 und 4 geschaffen. Hier wird während der Arbeit eine höhere Spannung eingespeist, die aber während der Magnethaltekraft entfällt. In den Fig. 3 und 4 sind mit 18 und 21 die beiden elektrischen Zuleitungen dargestellt, wobei die Leitung 18 als Pluspol und die Leitung 21 als Minuspol ausgebildet ist. In die Leitung 18 ist ein zweipoliger Umschalter 19 eingeschaltet, während in die Leitung 21 eine Freilaufdiode und ein Speicherkondensator eingeschaltet ist.
In der in Fig. 3 dargestellten "Aus"-Stellung steht der Speicherkondensator 20 mit der Leitung 18 über den Schalter 19 in Kontakt. In der Schalterstellung "Ein", die in Fig. 4 dargestellt ist, wird der Hubmagnet über den zweipoligen Schalter 19 mit den Leitungen 21 und 18 unter Zwischenschaltung des Kondensators verbunden. Ein derart geladener Konden- sator mit entsprechender, der Hubarbeit zu leistender Kapazität, löst die vorstehend angeschnittene Aufgabe, nämlich eine größere Hubarbeit bei kleinerer elektrischer Leistung in Haltestellung und kleinerer Magnettypgröße.

Claims

"Schlingfederkupplung" Patentansprüche: 1. Schlingfederkupplung zwischen einem treibenden und einem getriebenen Teil (1, 3), wobei die Schlingfeder (6) eine Nabe (2) des treibenden Teiles (1) und eine anliegende, fluchtende Nabe (4) des getriebenen Teiles (3) umschlingt, wobei ein Ende (bei 9) der Schlingfeder (6) an einem die Schlingfeder (6) und die beiden Naben (2, 4) umgebenden Schaltring (8) festgelegt ist, an dessen Außenseite ein mit Nocken (17) zusammenwirkender Stoppbolzen (15) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoppbolzen (15) tangential auf den Schaltring (8) wirkt und diesen bei Tätigwerden des Stoppbolzens (15) entgegen der Kupplungsbewegung (F) zurückdreht.
2. Schlingfederkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (8) über seinen gesamten Umfang mit einer umlaufenden Verzahnung (17) ausgerüstet ist.
3. Schlingfederkupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoppbolzen (15) über einen Hubmagneten (12) betätigt wird.
4. Schlingfederkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoppbolzen (15) an einem Stößel (14) des Hubmagneten (12) um einen Winkelbetrag gelenkig angeordnet ist.
5. Schlingfederkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoppbolzen (15) über eine ortsfest am Hubmagneten (12) angeordnete Feder (16) hinsichtlich seiner möglichen Schwenkbewegung in einer Endlage gehalten ist.
6. Schaltung für einen Hubmagneten, gekennzeichnet durch einen in die elektrische Zuleitung (18) eingeschalteten zweipoligen Umschalter (19), einen mit der anderen elektrischen Zuleitung und dem zweipoligen Umschalter (19) in Verbindung stehenden Speicherkondensator (20) sowie eine in die andere elektrische Zuleitung eingeschaltete Freilaufelektrode (22).