DE3631526C2 - - Google Patents

Description

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Sicherheitskupplung für eine z. B. elektromotorisch über einen Zahnriemen oder dgl. angetriebene Bürstenwalze einer Staubsaugerbodendüse, mit einer auf der Bürstenwalzenachse drehfest angeordneten ersten Kupplungshälfte, und einer mit dem Zahnriemen verbindbaren als Antriebsscheibe ausgebildeten zweiten Kupplungshälfte, die zum Ein- und Ausrücken der Kupplung drehbar und axial verschiebbar auf der ersten Kupplungshälfte zwischen deren Kupplungsfläche und einer in einem Widerlager gehaltenen Feder arbeitet, wobei im eingekuppelten Zustand den beiden Kupplungshälften zugeordnete Kupplungsflächen formschlüssig ineinandergreifen, wobei die erste Kupplungshälfte das Widerlager für die Feder bildet.

Eine derartige Kupplung ist aus der DE-OS 19 45 002 bekannt.

Bei der bekannten Kupplung lagert die vom Zahnriemen angetriebene Bürstenwalzen-Antriebsscheibe, welche die eine Kupplungshälfte der Sicherheitskupplung bildet, lose am Achsende auf der Bürstenwalzenachse zwischen einer in einem gestellfesten Widerlager gehaltenen Druckfeder und einer fest auf der Bürstenwalzenachse vorgesehenen Kupplungsscheibe der zweiten Kupplungshälfte der Sicherheitskupplung. Die Feder drückt bei eingerückter Kupplung beide Kupplungshälften bzw. die zugeordneten Kupplungsscheiben oder Kupplungsflächen formschlüssig nach Art einer Klauenkupplung fest gegeneinander. Als Klauen der Kupplung dienen kegelartig und spitz ausgebildete Kupplungszähne, die stirnseitig an die Kupplungsfläche der achsfesten Kupplungshälfte angeformt sind. Diesen Kupplungszähnen sind entsprechende Ausnehmungen auf der gegenüberliegenden Kupplungsfläche der dreh- und axialverschiebbaren zweiten Kupplungshälfte (Antriebsscheibe) zugeordnet. Beim Überschreiten eines vorgegebenen Drehmoments, z. B. bei blockierender Bürstenwalze, drücken die Kupplungszähne die Kupplung schlagartig in eine arretierte Ausrückstellung, in welcher die beiden Kupplungshälften bzw. deren Kupplungsflächen außer Eingriff sind und die Drehmomentübertragung beendet ist. Das Aneinanderreihen spitzer Kupplungszähne veranlaßt die Kupplung beim Überschreiten des vorgegebenen Drehmoments zu schlagartigen Ausrückbewegungen, wodurch eine solche Kupplung sehr schnell abnutzt und unbrauchbar wird. Jeweils beim Überschreiten des vorgegebenen Drehmoments verbleibt die Kupplung in der ausgekuppelten Stellung. Hierzu ist die Riemenscheibe in aufwendiger Weise mit einem in eine spiralförmige Nut in der Antriebswelle eingreifenden Führungsstift versehen. Der Führungsstift gleitet beim Auskuppeln der Riemenscheibe in eine Ringnut der Welle und hält so die Riemenscheibe gegen Federdruck in der ausgekuppelten Stellung fest. Zum Wiedereinrücken der Kupplung ist am endseitigen Lager der Bürstenwalze ein Druckknopf vorgesehen, mit dem die Kupplung bzw. die das Antriebsritzel tragende Kupplungshälfte wieder in ihre Ausgangsstellung überführt wird. Auch das Einrücken der Kupplung erfolgt schlagartig. Das Wiedereinschalten ist aber in jedem Fall manuell durchzuführen. Hierzu muß das Teppichbürsten unterbrochen werden.

Die bekannte Sicherheitskupplung weist ferner den erheblichen Nachteil auf, daß sie nur am Wellenende der Bürstenwalze montiert werden kann, also für Elektroteppichbürsten mit Mittelantrieb nicht geeignet ist.

Ausgehend von einer Kupplung für eine elektromotorisch angetriebene Bürstenwalze einer Staubsaugerbodendüse der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verschleißarme und sanft ein- und ausrückende Sicherheitskupplung zu schaffen, deren Positionierung an jeder Stelle der Bürstenwalzenachse möglich ist und welche nach dem Ausrücken wieder selbsttätig in Eingriff kommt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß eine freie Positionierung der Kupplung auf der Bürstenwalzenachse möglich ist. Dies wird erreicht durch die Ausbildung der ersten Kupplungshälfte als Aufnahme für die Kraft- (Moment-) begrenzende Feder sowie als Aufnahme für die mit der Antriebsscheibe der Bürstenwalze verbundenen zweiten Kupplungshälfte, wobei die erste Kupplungshälfte auf der Bürstenwalzenachse drehfest gelagert ist. Die wellen- oder sinusförmige Kontur der in Eingriff stehenden Kupplungsflächen der beiden Kupplungshälften realisieren dabei durch linienförmige Kontaktflächen eine Kombination aus Form- und Reibschluß, so daß beim Auslösen der Kupplung einerseits Spannungspitzen vermieden und andererseits durch die harmonische Kontur der gegeneinanderlaufenden Kontaktflächen der Kupplungsverschleiß auf ein Minimum begrenzt wird. Der Verschleiß der Antriebsscheibe (zweite Kupplungshälfte) im Bereich der auf die Scheibe wirkenden Druckfeder ist zusätzlich durch den Einsatz einer vorzugsweise auswechselbaren Druckscheibe gemindert. Entlastend für den Bediener wirkt sich außerdem aus, daß die Kupplung nach dem Ausrücken und Beheben der Störung wieder selbsttätig in Eingriff gelangt. Daneben ist ein problemloser Austausch der einzelnen in ihrer Bauart einfachen Kupplungselemente möglich.

Die nachstehende Beschreibung dient der Erläuterung des Gegenstandes gemäß der Erfindung, von dem ein Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 eine Bürstenwalze einer Staubsaugerbodendüse im Teilschnitt mit einer Sicherheitskupplung,

Fig. 2 die Sicherheitskupplung der Bürstenwalze im eingekuppelten Zustand, in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 die Sicherheitskupplung im ausgekuppelten Zustand,

Fig. 4 eine Feder der Sicherheitskupplung in der Draufsicht.

Eine in Fig. 1 mit (1) bezeichnete Bürstenwalze einer nicht dargestellten Staubsaugerbodendüse lagert drehfest auf einer Bürstenwalzenachse (2) und weist eine Antriebsscheibe (3) auf, die über einen Zahnriemen (4) von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Antriebsscheibe (3) ist Bestandteil einer Sicherheitskupplung (5), welche im wesentlichen aus den beiden Kupplungshälften (5a, 5b) besteht, von dem die erste auf die Bürstenwalzenachse (2) aufschiebbar ausgebildete Kupplungshälfte (5a) drehfest mit der Bürstenwalzenachse (2) verbunden ist. Die zweite als Antriebsscheibe (3) ausgebildete Kupplungshälfte (5b) ist drehbar und gegen Federdruck axial verschiebbar auf einem zylindrischen Ansatz (6) der ersten Kupplungshälfte (5a) zwischen deren Kupplungsfläche (7) und einer Feder (8) gelagert. Die Feder (8) ist in einem auch auf der ersten Kupplungshälfte (5a) angeordneten Widerlager (9) gehalten und zweckmäßigerweise als Blattfeder ausgebildet.

Die vorerwähnte Antriebsscheibe (3) als zweite Kupplungs­ hälfte (5b) ist auf ihrer der Kupplungsfläche (7) der achsfesten Kupplungshälfte (5a) zugewandten Stirnseite mit einer Kupplungsfläche (10) ausgestattet, wobei beide Kupplungsflächen (7, 10) bei eingerückter Kupplung (5) zur Drehmomentübertragung formschlüssig ineinandergreifen. Die miteinander in Eingriff stehenden Kupplungsflächen (7, 10) sind, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, jeweils mit einer wellen- oder sinusförmigen Kontur (7′ bzw. 10′) versehen, welche linienförmige Kontaktflächen verwirklichen, die eine Kombination aus Form- und Reibschluß realisieren. Beim Überschreiten eines vorgegebenen Drehmoments beim Teppich­ bürsten, z. B. bei blockierender Bürstenwalze (1), rückt die zweite Kupplungshälfte (5b) aus bzw. die nunmehr allein rotierende Antriebsscheibe (3) bewegt sich gegen den Druck der Feder (8) und entsprechend dem Konturenverlauf der Kupplungsflächen (7, 10) nach links, siehe Fig. 3. Durch die harmonischen Konturen der Kupplungsflächen (7, 10) werden dabei Spannungsspitzen vermieden, wobei nach dem Beheben der Störung die Kupplung (5) wieder selbsttätig sanft in Eingriff kommt.

Um den Verschleiß der Antriebsscheibe (3) im Bereich der Feder (8) zu minimieren, ist zwischen dem als Gegenlager für die Feder (8) ausgebildeten Teil der Antriebscheibe (3) und der Feder (8) eine Druckscheibe (11) auswechselbar angeordnet. Demgegenüber ist zwischen der Feder (8) und dem Feder-Widerlager (9) der ersten Kupplungshälfte (5a) ein Spannbügel (12) für die Feder (8) vorgesehen, der ebenfalls austauschbar ist. Die Austauschbarkeit der Feder (8) und des Spannbügels (12) bei montierter Kupplung (5) wird dadurch ermöglicht, daß sowohl der Spannbügel (12) als auch die Feder (8) jeweils mit einer schlitzförmigen, einseitig offenen Ausnehmung (14) für den Durchtritt der Bürsten­ walzenachse (2) versehen sind. Der Spannbügel (12) besitzt im Auflagebereich der Feder (8) eine schalenförmig oder ähnlich gestaltete Einformung (12′) als Aufnahme für die Feder (8). Durch diese Ausbildung sichert sich der Spann­ bügel (12) gegen ein Herausrutschen aus der Halterung. Zusätzlich wird der Spannbügel (12) durch das die Spann­ bügelhalterung überdeckende Bürstenwalzenende (13) der im Bereich der Kupplung (5) geteilten Bürstenwalze (1) gesichert.

Vorteilhaft hinsichtlich einer immer optimal gleichmäßigen Federwirkung ist auch eine Ausbildung der Feder (8) als Doppelfeder. Hierfür wären beispielsweise zwei separate Blattfedern entsprechend der vorerwähnten Ausbildung (Fig. 4) einzusetzen, die gegenläufig zu montieren sind und sich gegenseitig über ihre Verbindungsstege (15) abstützen.

Claims (8)

1. Sicherheitskupplung für eine z. B. elektromotorisch über einen Zahnriemen oder dgl. angetriebene Bürstenwalze einer Staubsaugerbodendüse, mit einer auf der Bürsten­ walzenachse drehfest angeordneten ersten Kupplungshälfte, und einer mit dem Zahnriemen verbindbaren als Antriebs­ scheibe ausgebildeten zweiten Kupplungshälfte, die zum Ein- und Ausrücken der Kupplung drehbar und axial verschiebbar auf der ersten Kupplungshälfte zwischen deren Kupplungsfläche und einer in einem Widerlager gehaltenen Feder arbeitet, wobei im eingekuppelten Zustand den beiden Kupplungshälften zugeordnete Kupplungsflächen formschlüssig ineinandergreifen, wobei die erste Kupplungshälfte das Widerlager für die Feder bildet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (5) als separates Bauteil auf die Bürstenwalzenachse (2) aufschiebbar ausgebildet ist, wobei die Antriebsscheibe (3) als zweite Kupplungshälfte (5b) auf einem zylindrischen Ansatz (6) der ersten Kupplungshälfte (5a) drehbar und axial verschiebbar lagert,
daß zwischen der Feder (8) und dem als Widerlager (9) für die Feder (8) ausgebildeten Teil der ersten Kupplungshälfte (5a) ein Spannbügel (12) für die Feder (8) angeordnet ist, wobei zwischen dem als Gegenlager für die Feder (8) ausgebildeten Teil der zweiten Kupplungshälfte (5b) und der Feder (8) eine Druckscheibe (11) vorgesehen ist,
daß die miteinander in Eingriff stehenden Kupplungsflächen (7, 10) der beiden Kupplungshälften (5a, 5b) jeweils mit einer wellen- oder sinusförmigen Kontur (7′ bzw. 10′) versehen sind.

2. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8) als Doppelfeder ausgebildet ist.

3. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbügel (12) und die Druckscheibe (11) jeweils auswechselbar ausgebildet sind.

4. Sicherheitskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbügel (12) im Bereich der Federauflage mit einer eingeformten Aufnahme (12′) für die Feder (8) versehen ist.

5. Sicherheitskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Spannbügel (12) aufnehmende Teil der ersten Kupplungshälfte (5a) von der im Bereich der Kupplung (5) geteilten Bürstenwalze (1) überdeckt ist.

6. Sicherheitskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8) als Blattfeder ausgebildet ist.

7. Sicherheitskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannbügel (12) sowie die Feder (8) jeweils mit einer schlitzförmigen einseitig offenen Ausnehmung (14) für die Bürstenwalzenachse (2) versehen sind.

8. Sicherheitskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8) als Doppelfeder in Form von zwei separaten, gegenläufig montierten Blattfedern ausgebildet ist, die sich gegenseitig über ihre Verbindungsstege abstützen.