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Reibungskupplung: Man kennt bereits Reibungskupplungen, bei denen
die Kugeln eines Kugellagers durch achsiales Verschieben der Laufringe gegeneinander
festgeklemmt werden und dadurch eine Kupplung zwischen den beiden Laufringen und
damit zwischen den mit ihnen verbundenen treibenden oder getriebenen Teilen erzielt
wird. Dabei hat man auch die Laufflächen der Laufringe kegelförmig gestaltet. Bei
Kupplungen dieser Art handelt es sich stets darum, durch eine entsprechende Vergrößerung
des Achsialdruckes die Kugeln zwischen dem treibenden und getriebenen Teil festzuhalten.
Laufen die Kugeln frei, so ist dabei ein sehr großer Achsialdruck erforderlich,
um sie am Rollen zu verhindern und eine Leistungsübertragung überhaupt möglich zu
machen, denn die entsprechenden Umdrehungsbewegungen der die Kugeln von beiden Seiten
fassenden Teile sind im Augenblick des Kuppelns einander entgegengesetzt. Es wirkt
also auf jede Kugel ein Kräftepaar, das sie zu drehen strebt. Werden dagegen die
Kugeln durch Drehzapfen im einen Kupplungsteil mitgenommen, so müssen sie wiederum
durch starken Achsialdruck in Rinnen im andern Kupplungsteil eingepreßt werden,
damit sie am Drehen verhindert werden und eine Leistungsübertragung möglich gemacht
wird. Der Reibungsschluß bleibt aber auch dann noch höchst unvollkommen und wird
insbesondere durch Spuren von öl völlig aufgehoben. Überdies nehmen Kupplungen dieser
Art beträchtliche Abmessungen an, so daß ihr Anwendungsgebiet beschränkt ist.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, hat man die Anordnung in der Weise
getroffen, daß die Kugeln durch einen mit dem einen Kupplungsteil verbundenen Kugelkäfig
mitgenommen und zwecks Kuppelns zwischen zwei mit dem andern Kupplungsteil verbundene,
gegeneinander achsial verschiebbare und miteinander, aber nicht gegeneinander, drehbare
Teile festgeklemmt werden. Die Kugeln werden dabei durch entsprechende Verstärkungen
des Achsialdruckes zwischen ebenen, zur achsialen Richtung senkrecht stehenden Flächen
gefaßt. Auch hier ist ein starker Achsialdruck erforderlich, um mit Sicherheit ein
Festklemmen der Kugeln und damit eine Leistungsübertragung zu bewirken.
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Gegenüber diesen bis dahin bekannten Anordnungen bietet der Gegenstand
der Erfindung die Vorteile, daß bei einfachster Bauart unter Anwendung eines mäßigen
Achsialdruckes in allen Fällen mit Sicherheit eine Kupplung bewirkt wird. Dies wirst
dadurch erreicht, daß die Laufflächen der Laufringe sich in kegelförmigen Flächen
fortsetzen, deren Achse die Wellenachse ist. Auf diese
Weise wird
eine Kupplung geschaffen, bei welcher der eine Kupplungsteil die Kugeln eines Kugellagers
enthält und diese zwangsweise mitnimmt, während die mit dem andern Kupplungsteil
verbundenen Laufringe in einem in achsialer Richtung kegelig geformten Raum die
Kugeln zwischen sich fassen und bei eingerückter Kupplung in achsialer Richtung
so weit gegeneinander verschoben werden, bis infolge der durch die Kegelform des
Kugelraumes zwischen den Laufringen bedingten Keilwirkung ein Klemmen der Kugeln
stattfindet und die beiden Ringe sowie die mit diesen zusammenhängender Teile vermöge
der entstehenden Reibung von der Antriebswelle mitgenommen werden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Abb. r zeigt einen Längsschnitt durch die Kupplung im entkuppelten
Zustand, Abb. 2 einen Längsschnitt durch die Einrichtung im Augenblick der Kupplung,
Abb.3 eine Vorderansicht und Abb..f eine Seitenansicht des die Kugeln mitnehmenden
Teiles-Auf der Antriebswellen sitzt der die Kugeln mitnehmende Teil in Form eines
Kugelkäfigs b fest. Dieser Kugelkäfig b ist aus einem Stück hergestellt und hat
die Form einer Scheibe, die auf der einen Seite mit länglichen, in gleichen Abständen
angebrachten Ansätzen c versehen ist, deren seitliche Begrenzungsflächen sich der
Kugelform anpassen. Zwischen diesen Ansätzen liegen die Kugeln h lose und berühren
im entkuppelten Zustand leicht den inneren und äußeren Kugellagerring. Der äußere
Kugellagerring d ist in den anzutreibenden Teil e unverrückbar eingepreßt, während
der innere Ring f auf einem losen Stück g befestigt ist, das die Form einer runden
Scheibe hat, in deren Zentrum auf der einen Seite ein runder Zapfen zur Aufnahme
des inneren Kugellagerrings f sich befindet. Die Laufflächen der Ringe
d, f setzen sich in kegelförmige Flächen fort, deren Achse die Wellenachse
ist.
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Die Scheibe g besitzt an ihrem Umfange einen zahnartigen Ansatz s,
der in eine entsprechende öfnung t des anzutreibenden Teiles e eingreift, so daß
beide Teile zusammenhängen und zwangläufig miteinander umlaufen müssen, während
sie in achsialer Richtung gegeneinander verstellbar bleiben. Der Träger g des inneren
Kugellagerringes wird in seiner Mittellage durch die Kugeln selbst und dann dadurch
gehalten, daß er mit seinem Umfange in die zylindrische öffnung des anzutreibenden
Teiles eingepaßt ist. Der anzutreibende Teil e ist in achsialer Richtung leicht
hin und her verschiebbar und ist einerseits auf der äußeren Fläche der feststehenden
Lagerbüchse fit, anderseits auf einem zylindrischen Ansatz auf der Innenseite des
Gehäusedeckels i gelagert. Der achsiale Druck wird durch die Schraube L aufgenommen.
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Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende: Im entkuppelten Zustand
(Abb. i) sind die Kugeln h vollständig frei, da von keiner Seite irgendwelcher Druck
auf sie ausgeübt wird. Unter Überwindung eines ganz geringen Reibungswiderstandes
werden sie von der antreibenden Welle a mit Hilfe des als Kugel-käfig ausgebildeten
Mitnehmers b zwangläufig mitgenommen, wobei die beiden Teile e, g mit den Ringen
d, f in Ruhe bleiben.
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Soll gekuppelt werden (Abb.2), so muß auf den Teil e ein Druck ausgeübt
werden, damit er achsial in Richtung des Pfeiles (Abb. i) verschoben wird. Hierdurch
werden die Kugeln k zwischen den inneren kegelförmigen Flächen der Ringe
d, f festgeklemmt und diese Ringe sowie die mit diesen und untereinander
zusammenhängenden Teileg, e von der Antriebswelle mitgerissen. Die Leistung der
Antriebswelle a kann dann beispielsweise mittels eines auf dem Teil e angebrachten
Zahnkranzes u weitergeleitet werden.
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Der die Kupplung zwischen antreibendem und getriebenem Teil bewirkende
Druck auf den Teil e kann auch elektromagnetisch hervorgebracht werden. Zu diesem
Zweck kann eine ringförmige Magnetspule tn um die Welle ac angeordnet werden, von
welcher der die Stifte n tragende Flansch o angezogen wird. Die Stifte n sind durch
die Wellenlagerbüchse hindurchgeführt und drücken auf die lose Scheibe p, die auf
das anzutreibende Element e den zur Kupplung notwendigen Druck ausübt.