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Schraubenfederkupplung. Als einfachste dauernde Verbindung zwischen
umlaufenden Maschinenteilen sind Feder und Nut üblich. Gegenüber dieser starren
Verbindung finden sich auch nachgiebige, ,durch Verwendung eines schraubenförmigen
Federbandes; das sich mitUmfangs-Spannung gegen die Innemvand einer Hülse legt,
um die Kupplung so lange zu einer dauernden zu gestalten, wie .nach der Berechnung
zulässige Kräfte auftreten. Nur bei größeren Kräften soll das Federband in der Hülse
gleiten. Derartige schraubenförmige Federbänder finden sowohl als ein- wie auch
aufrollbare Kupplungsglieder Verwendung. Dabei: wird die Kupplungsmuffe seitlich
gegen das Federband geführt, um es zum Aufrollen zu bringen. Die Wirkung der Aufrollung
wird auch durch konischen Eingriff der Muffe mit dem letzten Gang des Federbandes
herbeigeführt. In allen Fällen spielt jedoch das Federband in seinen Führungen.
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Bei anderen Kupplungen ist das Federband auf einen Wellenzapfen mit
Vorspannung gesetzt und um den anstoßenden Wellenzapfen geschlungen. Je nach der
Drehrichtung des einen von beiden Wellenzapfen wird dann der andere gekuppelt oder
freigegeben. Diese Art Kupplungen erfordert ein verhältnismäßig langes Federband.
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Vorliegende Erfindung geht von der Verwendung :des aufrollbaren und
auf seine Welle mit Vorspannung gesetzten Schraubenfederbandes zur- Kupplung umlaufender
Maschinenteile aus, benutzt es aber zugleich als den Lagerzapfen des zu kuppelnden
Maschinenteils. Die Kupplung erfordert dann für ihren Einbau nur den Raum für das
Federband selbst mit den bei Lagerzapfen üblichen Toleranzen. Deshalb eignet sie
sich besonders für Riemenscheiben- und Zahngetriebe.
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Erscheint eine Verminderung der Reibung zwischen dem mit Vorspannung
aufgesetzten Federband und der treibenden Welle zweckmäßig, so kann diesem Umstand
durch Einschaltung von Ringen zwischen Welle und Federband Rechnung getragen werden.
Um die Aufrollung des Federbandes unter Überwindung der Vorspannung zu einer kraftschlüssigen
zu gestalten, ist es zweckmäßig, zur Einschaltung der Kupplung Druckdaumen auf beide
Enden der Feder wirken zu lassen, von denen der eine an der treibenden Welle und
der andere an der Kupplungsmuffe sitzt, die bei ihrer Heranführung an den mitzunehmenden
Maschinenteil eine Bremsung und damit die erforderliche Verdrehung zur -,6#ufrollung
der Feder erfährt. Die Kupplung nach der Erfindung läßt sich in gleicher Ausgestaltung
auch für den Antrieb in beiden Drehrichtungen verwenden. Hierfür bekannte Kupplungen
benutzen einrollbare Federbänder, die jedoch nicht auf derselben durchgehenden Welle
laufen. Im Gegensatz hierzu sind die zur Mitnahme beider Federbänder für den Vorwärts-
und Rückwärtsgang dienenden Daumen auf derselben durchgehenden Welle befestigt,
so däß das Federband für den Umlauf in der einen Richtung in genau
derselben
Weise zur @,#Firkung kommt, wie (las der anderen Richtung. Zur Gbertragung schwächerer
Kräfte genügt es, eine <hu-cli Schlitze in .eine Vielzahl steilgängiger Bänder
aufgelöste Hülse zu verwenden, weil zur Aufrollung .des mit Vorspannung auf die
treibendeWelle gesetzten und als Lagerzapfen für den anzutreibenden Maschinenteil
benutzten Federbandes bereits eine sehr geringe Verdrehung seiner Enden gegeneinander
ausreicht.
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Die Erfindung läßt viele Ausführungsformen und Anwendungen zu, von
denen die Zeichnung in Abb. z bis 6 Beispiele darstellt.
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In ihrer einfachsten Form besteht die Kupplung aus einem auf die treibende
Welle a g a -en deren eines eschobenen Federiband c, ge, Ende ein Knaggen
b der Welle a stößt und sie dadurch mitnimmt. Das Federband ( dient
unmittelbar als Lager eines Hohlzylinders d, der z. B. die Nabe einer zsi kuppelnden
Riemenscheibe, eines Rades oder ein beliebiger anderer Maschinenteil sein kann.
Auf der Wellea sitzt ferner die Kupplungsmuffe e, die einen im Bereich des freien
Endes des Federbandes c liegenden Knaggen f aufweist.
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Wird die Kupplung als bleibende an Stelle von Feder und Nut benutzt,
so wird durch Zurückdrehung der 'Muffe e das Federband r von vornherein aufgerollt
und gegen den Hohlzylinder d gepreßt, also dessen Mitnahme gesichert und die Muffe
e durch Feststellung gesperrt. Sie könnte also in der gekuppelten Lage des Federbandes
mit dem Hohlzylinder durch Keil oder Schraube fest verbunden werden. Dient die Kupplung
als ein- und ausrückbare, dann erhält die Muffe e die übliche Nut e für den Eingriff
des Kupplungsgestänges.
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Dreht sich die Welle a in der Pfeilrichtung (Abb. r), so nimmt sie
mittels des Knaggens b das 'Federband' c mit, während die Muffe d infolge äußerer
Reibung oder gegenläufiger Drehmomente stehenbleibt. Erfährt die frei mitlaufende
Kupplungsmuffe e eine; seitliche Verschiebung gegen den feststehenden Hohlzylinder
d, so wird sie infolge der Reibung gebremst und zwingt das Federband c zum Aufrollen,
das sich nunmehr mit seinem Umfang an die Leiburig des Hohlzylinders d legt und
ihn durch Reibung mitnimmt. Wird die 'Tuffe e freigegeben, so geht .(las Federband
c in seine ursprüngliche Lage zurück und die Kupplung ist gelöst.
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Ulm die schnelle Wirkung der Kupplung, besonders beim Vorgang der
Isatkul>plung, zu sichern, ist es zweckmäßig, das Federband c auf die Welle a mit
Vorspannung zu schieben. Weil eine außerordentlich geringe Verschiebung der beiden
Knaggen b und f gegeneinander ausreicht, Glas Federband c für die
Kupplung zu spannen, braucht .die Toleranz in der Lagerung des Hohlzylinders (f
auf den Federband c die für die Zapfenlagerung üblichen Maße nicht zu überschreiten.
Aus diesem Grunde kann das Federband c selbst den Lagerzapfen für den zu kuppelnden
Maschinenteil bilden.
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Wird das Federband c finit korspannung auf die Welle a. aufgepreßt,
dann können sich heim Loslassen der lfuffe e die ihr zunächst gelegenen G-iiige
des Federbandes so schnell und fest auf die Welle a legen, daß die Federgänge arn
Knaggen b noch nicht von der Bohrung des Hohlzylind rs d ganz frei sind und auch
nicht mehr ganz frei werden, da die innere 'Materialspannung zur Überwindung des
Reibungswiderstandes z-,vischen den bereits auf der Welle a aufliegenden Federgängen
und der Welle nicht ausreicht. Es sind dann Einrichtungen zu treffen, die kleine
Bewegungen zwischen den einzelnen Federgängen und :der Welle a zulassen, damit das
Federband c sich leicht entspannen kann.
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Ein dazu geeignetes Mittel zeigt Abb.2. Das Federhand c- ist in diesem
Falle mit Torspannung auf Ringe k gepreßt, die sich auf der Welle a leicht drehen.
Die Entspannung des Feuerbandes c wird also so leicht gehen, als hätte es nur eine
Gesamtlänge gleich der Breite der Ringe k. Es können auch andere Mittel zur Verwendung
kommen, z. B. Kugeln, Rollen u. dgl. Je länger das Federland c ist, d. h. je niehi-
Windungen es hat, deso größer wird bei demselben Durchmesser die ZJbertragbarkeit,
desto härter (his zum stoßweisen Einrücken) wirrt die liupplung erfolgen. Umgekehrt
kann das hinl;uppeln sehr sanft erfolgen, wenn die Feder kurz ist. Bei größerer
Baulänge und wenig Gängen würde der Ferlerquerschnitt eine große Höhe erhalten und
die Feder sehr steil werden. Ersterer Umstand erschwert das Anfangsaufdrehen. Es
könnten dann bei gleiches Steigung mehrere entsprechend schmalere Federn gleichen
Durchmessers verwendet werden, dig ineinanderliegen. Diese lassen sich durch entsprechende
\Vorrichtungen auch nacheinander einrücken, um die Wirkung lan;!sani zii steigern.
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Ein anderes \littel zeigt Abb. 3. Hier liegen @iie Ferlern c, die
entweder gleich o-Ier verschieden lang sind, hintereinander. Das Einrücken kann
sanfter erfolgen, da die Wirkungen der Einzelfedern c' sich einfach addieren. Natürlich
kann auch jede der Federn c' an einem besonderen Knaggen b anliegen und einzeln
nacheinander eingerückt
werden, z. B. durch Anpressen der Federenden
durch die hohle Welle a von innen heraus.
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Bei Betrieben iuit flus- und \IÜ;ushelastungen bei gleichem Drehsinn,
d. li. wenn einmal der Kraftüberschuß aus der Welle a auf die Buchse d und ein andermal
von d auf a abgegeben werden soll, würde die Federbandkupplung nach Abb. i bis 3
nur nach einer Drehrichtung eine gute Wirkung haben. Wie Abb. 4 zeigt, kann die
Kupplung auch doppelt "virkend eingerichtet sein. Auf der Welle a befinden sich
zwei Federbänder c und c= in gleichem Drehsinn, die an ihren Endei; an Knaggen h
und h= anliegen. Der Ring e2 ist in diesem Falle zwisehen den Federbändern c und
c2 angeordnet und besitzt die G genknagaen f, f' für die freien Enden der
Federbänder c. c'. Wird der Ring e2 durch die Bolzeni gebremst oder durch ähnliche
Einrichtungen gegen die Welle a verdreht, so wird, falls der Kraftfluß aus der Welle
a kommt, das Federband c, wenn der Kraftfluß aus der Buchse d kommt. die Feder c2
gespannt. Beim Lösen der Bolzen i entspannen sich beide Federhänder c. c2. Das Spannen
der Federbänder kann auf beliebige andere Weise erfolgen.
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Das Federband läßt sich durch eine schraubenförmig geschlitzte Buchse
(Abb. 5) mit beliebiger Steigerung ersetzen. Diese Buchse kann von der `treibenden
Welle a selbst gebildet sein, die dann hohl ist und auf ihrem Umfang über eine bestimmte
Strecke schraubenförmige Schlitze c2 enthält. Am Ende besitzt sie einen Anschlag
a' für den Knaggen f der Muffe e zwecks Verdrehung. Es wird somit
beim Verdrehen der treibenden Welle eine unmittelbare Mitnahme des zu kuppelnden
Teils, also des auf ihrem schraubenförmig geschlitzten Teil sitzenden Hohlzylinders
erfolgen.
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Die Einschaltung der Kupplung läßt sich auf die verschiedenste Weise
bewirken. Neben dein in Abb. i erläuterten Beispiel könnte die gegenseitige Verschiebung
der beiden Federbandenden durch Zusammenpressen zwischen einem Absatz b' der Welle
a und der 'Muffe e nach Abb. 2 oder durch die hohle Welle erfolgen. In - diesem
Fall führt sich in ihr (Abb. 6) eine Stange g mit keaelförnligem Absatz g' oder
seitlichen Vorsprüngen, clie auf durch die hohle Welle geführte Zapfen
lt stoßen, die ihrerseits das Aufdrehen des Federbancles c durch Keilwirkung
herbeiführen,