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Selbsttätiger, auf Überlastung ansprechender Ein- und Ausschaltkupplungsmechanismus
Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttätigen, auf Überlastung ansprechenden
Ein- und Ausschaltkupplungsmechanismus zwischen einer Antriebswelle und einer angetriebenen
Welle.
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Es ist ein solcher Mechanismus bekannt, bei dem die Treibkraft über
ein Hilfsorgan übertragen wird, welches mittels einer oder mehrerer Federn mit dem
Ausgang .des Mechanismus verbunden ist, so daß bei Überlastung eine Verdrehung zwischen
dem Hilfsorgan und dem Ausgang auftritt. Das Hilfsorgan trägt ferner eine bewegliche
Kupplungklinke, die eine ein- und ausschaltbare Verbindung zwischen dem Hilfsorgan
und dem Eingang des,Mechanismus bildet und die in Abhängigkeit von einer Verdrehung
zwischen .dem Hilfsorgan und dein Ausgang gesteuert wird. Der Kupplungsmechanismus
besitzt zur Durchführung einer selbsttätigen Einschaltung eine Arretierkupplung,
die nach dem Ausschalten der Kupplungsklinke das Hilfsorgan mit einem von einem
festen Teil des Mechanismus getragenen Arretierkörper kuppelt. Durch diese Arretierkupplung
wird verhütet, daß das Hilfsorgan unter .der Einwirkung der Feder oder Federn, die
dieses Organ mit dem Ausgang verbindet bzw. verbinden, zurückläuft und folglich
die Kupplungsklinke wieder eingeschaltet wird während der Zeit, in welcher der Ausgang
noch immer überlastet ist. Die Erfindung bezweckt, einen Kupplungsmechanismus
abweichender
Bauart zu schaffen, der gegenüber dem bekannten Mechanismus verschiedene Vorteile
bietet.
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Nach der Erfindung wird die Treibkraft mittels eines verschiebbaren
Meisterrads übertragen, welches dauernd mit einem Ausgangsrad auf der angetriebenen
Welle im Eingriff steht und mit der Antriebswelle über eine ein- und' ausschaltbare
Kupplung verbunden ist. Infolge. des über diese Kupplung auf das Meisterrad übertragenen
Antriebsmomentes verschiebt das Meisterrad bei Überlastung der angetriebenen Welle
sich selbst unter dauerndem Eingriff mit dem Ausgangsrad entgegen der Wirkung einer
Richtkraft, um bei Beseitigung der Überlastung unter der Einwirkung der Richtkraft
in seine ursprüngliche Lage zurückzukehren:: Ferner sind Mittel vorhanden, die eine
Verschiebung des Meisterrads auf die zum Ein-und Ausschalten zu bewegenden Teile
der Kupplung in der Verbindung mit der Antriebswelle übertragen, und außerdem sind
Mittel vorgesehen, die in ausgeschaltetem Zustand der Kupplung eine Drehbewegung
des :Meisterrads entgegengesetzt zu der vor der Überlastung von diesem Rad gefolgten
Drehbewegung verhüten.
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Der Kupplungsmechnismus nach der Erfindung bietet den Vorteil eines
gedrängten Aufbaus und die Zahl der nach der Ausschaltung noch. drehenden Teile
ist gering. Die Bauart bietet den weiteren Vorteil, daß die Richtkraft, entgegen
der bei Überlastung das Meisterrad verschoben wird und die bewirkt, daß bei Beseitigung
der Überlastung die Verbindung mit der Antriebswelle wieder hergestellt wird, von
stationären Mitteln geliefert werden kann, wodurch leicht eine Änderung der Richtkraft
durchgeführt werden kann und für diese Mittel weniger strenge Volumenanforderungen
gelten als für die Feder oder Federn zwischen dem Hilfsorgan und dem Ausgang des
bekannten Kupplungsmechanismus. Die Richtkraft kann z: B. mittels einer der Schwerkraft
oder einer anderen Anziehungskraft unterworfenen Masse erhalten werden. Bei einer
günstigen Ausführungsform des Mechanismus nach der Erfindung wird die Richtkraft
von einer im nachstehenden als Hauptfeder bezeichneten Feder geliefert, die mit
einem festen Punkt des Mechanismus verbunden ist.
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Die Steuermittel -der ausschaltbaren Kupplung; die in der Verbindung
der Antriebswelle mit dem .Meisterrad liegt, und die durch die Verschiebung dieses
Rades betätigt. werden; können vorteilhaft derart eingerichtet sein, daß die Kupplung
mit Verzögerung ein-und ausgeschaltetwird. Mit letzterem ist gemeint, daß nicht
jede Verschiebung des Meisterrads gleich: auf die Kupplung übertragen wird, sondern
.daß zunächst eine einleitende Verschiebung des Meisterrads erfolgen muß, bevor
die beweglichen Kupplungselemente der Kupplung dem Meisterrad folgen. Mit dieser
mechanischen Hysterese wird verhütet, daß die Kupplung in der Verbindung mit der
Antriebswelle gleich nach der Unterbrechung der Verbindung durch einen kleinen Rückgang
des Meisterrads, infolge eines Spiels zwischen den verschiedenen.reilen des Mechanismus,
trotz. bleibender Überlastung der angetriebenen Welle; wieder eingeschaltet wird
und sich der Vorgang wiederholt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Kupplungsmechanismus nach
der Erfindung wird die Kupplung in der Verbindung mit der Antriebswelle von einem
verschiebbaren Kupplungsrad gebildet, welches infolge einer Verschiebung in bzw.
außer Eingriff mit einem Eingangsrad auf der Antriebswelle gebracht werden kann.
Dieses Kupplungsrad kann über ein an einer festen Stelle im Mechanismus angeordnetes
-drehbares Zahnrad, das im nachfolgenden als Zwischenrad bezeichnet ist, mit dem
Meisterrad gekuppelt sein, wobei das Meisterrad in einem verschiebbaren Teil unterstützt
wird, der quer zur Richtung der Welle des Zwischenrads verschiebbar ist.
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Bei einer weiteren Ausführungsform des Kupplungsmechanismus nach der
Erfindung sind das Meisterrad und das Ausgangsrad als Räder mit schrägen Zähnen
ausgebildet und die Verschiebungseinrichtung des Meisterrads fällt mit der Richtung
seiner Welle zusammen. Die Verschiebungsmöglichkeit des Kupplungsrads, wodurch dieses
in und außer Eingriff mit dem Eingangsrad gebracht werden kann, kann dabei dadurch
erhalten werden, daß die Welle .des Kupplungsrads ebenso wie die Welle des Meisterrads
in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist. Es ist aber auch möglich, die Kupplung
zwischen der Welle des Meisterrads und der Welle des Kupplungsrads derart auszubilden,
daß die Welle des Kupplungsrads geschwenkt werden kann.
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Da verschiedene Teile nur zur Ein- und Ausschaltung des Mechanismus
eine Bewegung ausführen und im übrigen stillstehen, bietet der Kupplungsmechanismus
nach der Erfindung en Vorteil, daß auf einfache Weise verschiedene Maßnahmen getroffen
werden können, welche die Geschwindigkeit, mit der die Verbindung mit der Antriebswelle
unterbrochen bzw. wiederhergestellt wird, erhöhen und welche bewirken, daß die Kupplung
immer völlig ein- oder ausgeschaltet ist, d. h. nicht dauernd eine Lage einnehmen
kann, bei der die Kupplungsteile nur gerade miteinander in Berührung kommen, was
zu wesentlicher Abnutzung und ungenauer Wirkung führen könnte:. Ferner ist es möglich,
-Maßnahmen zu treffen, durch welche das Ein- und Ausschalten der Kupplung bei stark
verschiedenen Verschiebungen des Meisterrads erfolgt, wodurch die guteWirkung erhöht
wird und eine geringere Möglichkeit unerwünschter Störungen vorliegt.
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Infolge kurzzeitiger Änderungen der Belastung der angetriebenen Welle
kann es vorkommen, daß das Meisterrad verschoben wird, aber in geringerem Maß, als
zur Ausschaltung der Kupplung erforderlich ist. Durch eine Rückverschiebung des
Meisterrads kann sodann die angetriebene Welle eine größere Geschwindigkeit erhalten
als der Geschwindigkeit entspricht, welche die angetriebene Welle nur infolge der
antreibenden Verbindung mit
der Antriebswelle haben würde. Dies
kann bei bestimmten Anwendungen des Kupplungsmechanismus unerwünscht sein.
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Dieser Nachteil kann nach der Erfindung dadurch vermieden werden,
daß bewirkt wird, daß in eingeschaltetem Zustand des Kupplungsrads ein Rückgang
einer etwaigen Verschiebung des Meisterrads nicht möglich ist. Nach der Erfindung
ist dies durchführbar mittels einer nur in einer Richtung wirksamen Kupplung zwischen
dem das Meisterrad tragenden Teil und einem festen Teil des Mechanismus. Infolge
dieser letzten Kupplung wird eine Bewegung des Meisterrads, bei der die Verschiebung
zwischen diesem Rad und dem Ausgangsrad zunimmt nicht verhütet, jedoch wird unter
normalen Umständen ein Rückgang der Verschiebung des Meisterrads gesperrt. Mit dieser
Kupplung wirkt der das Kupplungsrad tragende Teil derart zusammen, daß in derjenigen
Lage des Kupplungsrads, in der dieses außer Eingriff mit dem Eingangsrad ist, dieser
Teil die erwähnte Kupplung unwirksam macht. Dies ist notwendig, da nach der Ausschaltung
des Kupplungsrads das Meisterrad bei Behebung der Überlastung wieder zurücklaufen
können muß, um das Kupplungsrad wieder einschalten zu können. Bei solcher Einschaltung
des Kupplungsrads wird die früher wirkungslos gemachte Kupplung betätigt, die dann
einen weiteren Rückgang des Meisterrads verhütet.
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Der Kupplungsmechanismus nach der Erfindung kann mit einer oder mehreren
elektrischen Kontaktvorrichtungen versehen sein, die in Abhängigkeit von dem Zustand
des Kupplungsmechanismus geschaltet werden. Mit diesen Kontaktvorrichtungen können
auf elektrischem Weg verschiedenartige Funktionen erfüllt werden, wie z. B. Signalisierung
oder Alarmierung und Steuerung des Antriebsmechanismus der Antriebswelle des Kupplungsmechanismus.
Die Kontaktvorrichtungen sind mit dem verschiebbaren, das Kupplungsrad tragenden
Teil :derart gekuppelt, daß sie bei einer Bewegung dieses Teiles, bei der das Kupplungsrad
in oder außer Eingriff mit dem Eingangsrad gebrachtwird, geschaltet werden. Die
Kontaktvorrichtungen können sowohl Ruhekontakte als auch Arbeitskontakte enthalten,
und der Zahl der Kontakte ist keine Grenze gesetzt.
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Der Kupplungsmechanismus nach der Erfindung eignet sich besonders
zum Antrieb des beweglichen Teiles eines Wählschalters, z. B. eines Wählers in einem
selbsttätigen Telephoniesystem, von einer sich dauernd drehenden Welle aus. Wenn
der bewegliche Teil des Schalters in einer beliebigen Kontaktlage zum Anschlag kommt,
hält dieser Teil sofort, und erst ,dann wird infolge der selbsttätigen Wirkung des
Kupplungsmechanismus nach der Erfindung die Antriebsverbindung mit der sich dauernd
drehenden Welle unterbrochen. Die Ausschaltzeit des Kupplungsmechanismus ist daher
nicht in der Haltezeit des beweglichen Teiles des Schalters einbegriffen, so daß
ohne Gefahr vor unrichtigem Halten eine höhere Geschwindigkeit dieses Teiles zugelassen
werden kann. Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert, in denen
die Fig. i bis q. einschließlich sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehen, bei
dem ein mit der Antriebswelle zusammenwirkendes verschiebbares Kupplungsrad über
ein Zwischenrad mit dem Meisterrad gekuppelt ist.
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Fig. i zeigt eine Draufsicht des Mechanismus in der normalen Betriebslage;
Fig.2 ist ein schematischer Schnitt gemäß der in Fig. i vermerkten strichpunktierten
Linie, und Fig.3 und q. zeigen in Draufsicht unter Weglassung mehrerer Teile denKupplungsmechanismus
in einer von Fig. i abweichenden Lage; Fig. 5 und @6 zeigen in Draufsicht bzw. im
Schnitt Einzelheiten einer Ausführungsform, die sich von dem in den Fig. i bis q.
einschließlich dargestellten Mechanismus hinsichtlich der Verschiebung des Kupplungsrads
unterscheidet; Fig. 7 und 8 sind schematische Darstellungen von Ausführungsformen
des Kupplungsmechanismus nach der Erfindung,-bei denen das Meisterrad und das Ausgangsrad
mit schrägen Zähnen versehen sind, und das Meisterrad sich selbst in seiner Wellenrichtung
verschiebt.
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In Fig. 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der das die unterbrechbare
Verbindung mit der Antriebswelle bildende Kupplungsrad gleichfalls in seiner Wellenrichtung
verschoben wird, und Fig.8 zeigt eine Ausführungsform, bei der zur Ein- und Ausschaltung
die Kupplungsradwelle geschwenkt wird.
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Bei dem in den Fig. i bis ,q. einschließlich dargestellten Kupplungsmechanismus
nach der Erfindung besteht :die Antriebsverbindung zwischen, der Antriebswelle ,i
und der angetriebenen Welle 2 aus mehreren flachen Zahnrädern, nämlich 3 bis 7,
deren Wellen parallel angeordnet sind. .Das Zahnrad 3 ist mit der Welle i starr
verbunden und bildet das Eingangsrad, in welches ein Zahnkranz kleineren Durchmessers
des Kupplungsrads 4. eingreift. Ein größerer Zahnkranz dieses Kupplungsrads steht
im Eingriff mit dem Zahnrad 5; welches das Zwischenrad bildet. Das Zahnrad 5 greift
in das verschiebbare Meisterrad .6 ein, das dauernd mit dem mit der angetriebenen
Welle 2 fest verbundenen Ausgangsrad 7 im Eingriff ist. Das Zwischenrad 5 wird von
einer Hohlwelle B drehbar unterstützt, welche außerdem mehrere plattenförmige drehbare
Teile trägt. Die Welle 8 ist mit dem plattenförmigen Gestell g des Kupplungsmechanismus
starr verbunden. Mit dem Zahnrad 5 ist ein zylinderförmiger Teil io verbunden, dessen
Rand mit nicht in den Figuren angegebenen Aussparungen mit schrägen Böden versehen
ist. In diesen Aussparungen ruhen Kugeln, die mit einem nicht dargestellten, starr
angeordneten zylindrischen Hohlteil zusammenwirken können. Der Teil iobildet mit
den Kugeln und dem starr angeordneten Teil eine in einem Drehsinn selbsttätig wirksame
Freilaufkupplung. Oberhalb des Rades 5 und drehbar um die Welle 8 befinden sich
der Arm i,i, der das Meisterrad 6 trägt, der Teil 12, der starr mit dem Arm i i
verbunden ist, und die plattenförmigen
Teile z3, 14 und ;15. Ganz
oben an der Welle 8 befindet sich der drehbare Arm iah, der eine Welle 17 trägt,
auf der das Kupplungsrad 4 -drehbar angebracht ist. Der das Meisterrad 6 drehbar
unterstützende Arm i i besitzt ein Seitenstück ü8; an dem eine Feder i9, die Hauptfeder,
befestigt ist, die mit dem anderen Ende um einen Stift 2.o gewunden ist. Der Stift.
2o ist auf einer Platte 21 befestigt, die mit Schlitzlöchern versehen ist und mittels
durch diese Schlitzlöcher reichender Schrauben verstellbar an dem plattenförmigen
Gestell 9 des Kupplungsmechanismus befestigt ist.
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Das Seitenstück i8 hat einen aufwärts gerichteten Stiften, mit dem
ein Nocken ,23 des plattenförmigen Teiles 13 zusammenwirkt. Dieser plattenförmige
Teil hat einen Arm 24, der mittels einer Feder -z@5 mit einem Stift 26 auf dem Seitenstück
i8 des Armes i i verbunden ist. Der Teil 13 trägt den Stift 27, der als Anschlag
für den Teil 14 auf der einen ,Seite dient.
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# Der Arm 116, der die Welle -des Kupplungsrads 4 trägt, hat einen
Teil 28, auf dem ein Stift 29 angebracht ist, der als Anschlag für den Teil 14 auf
der anderen Seite als Stift 27 dient, so daß bei einer Drehung des Teiles t14 entgegen
dem Uhrzeigersinn der Arm :i6 mitgenommen und das Kupplungsrad 4 von dem Eingangsrad
@3 gelöst wird.
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Der Arm .i i hat einen Nocken 30, der abwechselnd mit den Nocken 3,1
und 32 der Klinken 33 und 34 zusammenwirken kann. Diese Klinken sind um die im Gestell
des Kupplungsmechanismus angeordnete Welle 35 einzeln drehbar.
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Das Ende der Klinke 33 wirkt mit dem Rand einer Aussparung 37 in dem
Teil v3 zusammen. Das Ende der Klinke 34 wirkt mit dem Rand einer Aussparung 38
in dem Teil 1(. zusammen. Mittels der Klinke 33 kann eine Bewegung des Teiles 13
entgegen dem Uhrzeigersinn gesperrt werden, und mittels der Klinke 34 kann der Teil
14 im Uhrzeigersinn verriegelt werden. Die Klinken 33 und 34 sind miteinander mittels
einer Feder. 46 verbunden, welche die Neigung hat, die beiden Klinken in ihre wirksame
Lage zu -drücken.
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Der Teil 1,4 hat zweidiametral liegende Arme 39, die je mit einem
abwärts gebogenen Teil 4o des Teiles 15 zusammenwirken. Dieser Teil 15, der nur
im oberen Teil der Fig. i vollständig dargestellt ist, trägt zwei diametral liegende
Klemmrollen 41, die je an einer sich koaxial mit der Welle erstreckenden Zylinderfläche
42 anliegen, die von dem mit dem Arm i z starr verbundenen, um die Welle drehbaren
Teil 12 getragen wird. Die Rollen 41 können ferner mit starr angeordneten Klemmblöcken
43 zusammenwirken, die je eine Lauffläche für diese Rolle haben, die rechtsum, im
Uhrzeigersinn entlang dieser Fläche gehend, der gegenüberliegenden zylindrischen
Lauffläche 42 näherkommt. Der Teil 15 wird von der Feder 44 in der in Fig. i dargestellten
Lage gehalten, bei der die Klemmrollen 4r eine Drehung des Armes i i und &s
Teiles 112 im Uhrzeigersinn verhüten. Bei einer dieser Richtung entgegengesetzten
Bewegung des Teiles 14, wie es bei Überlastung auftritt, wird der Teil 15 vpn denArmen
39 mitgenommen, so daß die Klemmrollen 4,1 aus ihrer wirksamen Lage gebracht werden
und :der Arm ia -freigelassen wird.
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Die Wartung des Kupplungsmechanismus wird nachfolgend erläutert. In
Fig. i ist die gegenseitige Lage der verschiedenen Teile bei einer normalen Antriebsverbindung
zwischen der Antriebswelle und der angetriebenen Welle :dargestellt. Unter der Einwirkung
der Feder Q25 wird der Arm ii i in einer solchen Lage gegen einen nicht dargestellten
Anschlag gehalten, daß der Mittelpunkt des Meisterrads -6 in der durch die ;Mittellinie
der Räder und 7 gehenden Ebene liegt. Der Arm 1(6 ist unter der Einwirkung der auf
ihn wirkenden Feder 45 so weit in der Richtung Z, d. h. im Uhrzeigersinn gedreht;
daß das Kupplungsrad 4 mit dem Eingangsrad 3 im Eingriff ist. Beim Antrieb der Welle
i in der Richtung P dreht sich das Zwischenrad 5 in der Richtung Q und das Meisterrad
6 in der Richtung R. Die nicht dargestellte, selbsttätig wirkende Klemmrollenkupplung
zwischen dem Teil io und einem festen Teil des Mechanismus ist für diesen Drehsinn
des Zwischenrads 5 unwirksam. Der Nocken 3o des Seitenstücks i8 hält die Klinke
34 gehoben, das Ende der Klinke 33 liegt in der Aussparung 37 des Teiles r3. In
der in Fig. t1 dargestellten Lage des Teiles 14 sind dessen Arme 39 frei vom Teil
15, so daß die Klemmrollen 41 ihre wirksame Lage einnehmen.
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Wird die angetriebene Welle :2 überlastet, z. B. gesperrt, so wird
infolge der zwangsläufigen Drehung des Meisterrads 6 in der Richtung R dieses Rad
sich selbst mit,demArmii-i entgegen der Richtung Z um die Welle 8 verstellen. Der
Teil U3 wird unter der Einwirkung der Feder 25 die Neigung haben, dem Arm Li zu
folgen, aber dies wird von der Klinke 33 verhütet. Schließlich kommt der Nocken
3o des sich verschiebenden Armes m gegen den Nocken 31 der Klinke 3#3, wodurch diese
Klinke gehoben wird. Der Teil 13 wird daher gelöst und bewegt sich unter der Einwirkung
der inzwischen gespannten Feder 215 plötzlich in einer Richtung entgegengesetzt
zu der Richtung Z, wobei ,der Teil 14 von dem Stift 27 mitgenommen wird. Da für
diese Bewegungsrichtung der Arm 16 über den Stift,->q mit,dem Teil 14 gekuppelt
ist, wird auch der Arm r6 mitgenommen und das Kupplungsrad 4 schnell außer Eingriff
mit :dem Eingangsrad 3 gebracht. Bei der Verschiebung des Teiles 14 fällt die Klinke
34 in die Aussparung 3.$ (Fig- 3).
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Sobald das Kupplungsrad 4 von dem Eingangsrad 3 gelöst ist, hat das
Zwischenrad 5 die Neigung, unter dem Einfluß des von der Feder i9 auf dem Arm ri
ausgeübten und vom Meisterrad auf das Zwischenrad übertragenen :Momentes, sich entgegengesetzt
zur Richtung Q zu bewegen. Dies wird aber verhütet, indem die nicht dargestellte
Klemmrollenkupplung zwischen dem mit dem Rad 5 verbundenen Teil @io und einem festen
Teil des Mechanismus für diese Richtung selbsttätig wirksam ist.
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In Fig:-3 ist durch gestrichelte Linien die ursprüngliche Lage des
Endes des Seitenstücks 18
dargestellt. Infolge der Bewegung des
Teiles 14 haben die Arme 39 den Teil 15 derart um die Welle 8 gedreht, daß die Klemmrollen
41 in die unwirksame Lage gebracht sind.
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Wird die Überlastung der angetriebenen Welle 2 behoben, so wird diese
Welle mit dem Rad sich unter der Einwirkung des von der Hauptfeder i9 auf den Arm,i
i in der Richtung Z ausgeübten Drehmomentes sich in der normalen Drehrichtung bewegen,
wobei. das Meisterrad 6 über das gegen Rückbewegung gesperrte Zwischenrad 5 läuft
und der Arm i i in die Ausgangslage zurückbewegt wird. Bei dieser Rückbewegung des
Armes ii wird der Teil rß infolge der Zusammenwirkung des Nockens 23 mit dem Stift
22 mitgenommen. Der Teil 14 folgt aber nicht, da die Klinke 34 dies verhütet. Das
Kupplungsrad 4 bleibt daher vorläufig außer Eingriff mit dem Eingangsrad 3. Beim
Rückgang des Armes .i i löst dessen Nocken 3!o den Nocken 3 i der Klinke 33, so
daß nach einem bestimmten Rückgang des Armes m und des Teiles 13 diese Klinke in
die Aussparung 37 des Teiles 13
fällt. Inzwischen ist der Nocken 3o mit dem
Nocken 32 der Klinke 34 in Berührung gekommen, welche somit bei noch weiterem Rückgang
des Armes ,m gehoben wird. Die Gestaltung und Anordnung der verschiedenen Elemente
ist derart, daß die Klinke 33 in die Aussparung 37 fällt, bevor .die Klinke 34 von
dem Nocken 3o auf den Arm i i gehoben wird. Dieses Zwischenstadium ist in Fig. 4.
dargestellt. Bei weiterem Rückgang des Armes m wird, wie bereits erwähnt, die Klinke
34 gehoben, so daß der Arm 14 gelöst wird. Der Arm 14 wird sodann mit dem Arm i!6
unter der Einwirkung der Spannung der Feder 45 eine Drehung in der Richtung Z ausführen.
Das Kupplungsrad, das mit dem Rad 5 immer im Eingriff gewesen ist, wird daher von
neuem mit -dem Eingangsrad 3 gekuppelt, so daß der in F ig. i dargestellte Zustand
wieder hergestellt wird und von neuem eine antreibende Verbindung zwischen der Antriebswelle
i und der angetriebenen Welle 2 vorhanden ist. Gleichzeitig mit der Rückbewegung
,des Teiles 14 werden die Klemmrollen 41 in ihre wirksame Lage gebracht, da die
Arme 39 das Organ 15 lösen und dieses unter der Einwirkung der Feder 44 die Klemmrollen
41 in Richtung des engen Teiles des Raumes zwischen den Klemmblöcken 43 und den
zylindrischen Laufflächen 42 bewegt.
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Die Klinken33 und 34 haben den Zweck, zu bewirken, daß derArm 16 immer
eine bestimmteLage einnimmt. Das Kupplungsrad ist daher entweder mit dem Eingangsrad
völlig im Eingriff oder völlig ausgeschaltet, und der Übergang von einer Lage in
-die andere vollzieht sich schnell.
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Weil die Lage des das Kupplungsrad 4 tragen- ' den Armes v6 maßgebend
ist für den Zustand des Kupplungsmechanismus, kann die Bewegung des Armes zur Betätigung
einer im Zusammenhang mit dem Zustand des Kupplungsmechanismus zu betätigenden elektrischen
Kontaktvorrichtung verwendet werden.` Eine solche (nicht dargestellte) Kontaktvorrichtung
kann z. B. an .dem Gestell des Mechanismus befestigt sein und dazu dienen, bei selbsttätigerAusscchaltung
des Kupplungsmechanismus eine akustische oder visuelle Warnanlage in Betrieb zu
setzen. Falls die Antriebswelle 107 von einem Elektromotor getrieben wird,
kann die Kontaktvorrichtung in den Stromkreis des Motors aufgenommen werden und
damit zur Steuerung .des Antriebs in Abhängigkeit des Kupplungsmechanismus Verwendung
finden.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen einige Einzelheiten einer Ausführungsform
des Kupplungsmechanismus nach der Erfindung, die sich von der Ausführungsform nach
den Fig. @i bis 4 hinsichtlich der Verstellung des Kupplungsrads unterscheidet.
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Das Kupplungsrad 4 wird hierbei außer Eingriff mit dem Eingangsrad.
5 gebracht, durch Kippen :des Kupplungsrads (s. Fig. 6) um eine Linie 58 durch den
Mittelpunkt des Kupplungsrads senkrecht zur Ebene der 'vVellen der Räder 3 und 5,
in der auch die Welle des Kupplungsrads liegt. Die Enden der Kupplungsradwelle
50 werden in den waagerechten Teilen eines rechteckigen Rahmens 5 i unterstützt,
der seitlich mit Stiften 52 (nur einer von ihnen ist dargestellt) versehen ist,
die in festen- Teilen 53 des Kupplungsmechanismus drehbar unterstützt werden. Auf
dem Rahmen ist ein Stift 54 vorgesehen, der von dem gabelförmigen Ende des Hebels
55 umfaßt wird, der bei 56 drehbar gelagert ist. Das andere Ende des Hebels 55 ist
gleichfalls in Form einer Gabel gestaltet, welche den Stift 57 an dem beweglichen
Arm 16 umfaßt. In der normalen Betriebslage des Kupplungsmechanismus wird der Rahmen
5u unter .der Einwirkung der auf den Arm n6 wirkenden Feder in .der senkrechten
Lage gegen den Anschlag 59, in Fig. 6 sichtbar, gehalten, und das Kupplungsrad 4
ist sowohl mit dem Eingangsrad 3 als auch mit dem Zwischenrad 5 im Eingriff. Bei
Überlastung,der angetriebenen Welle wird auf .die im vorhergehenden beschriebene
Weise der Arm is6 plötzlich verschoben. Die Verschiebung des Armes r6 wird dabei
von dem Hebel 55 auf den Rahmen 51 übertragen, so daß letzterer samt dem Kupplungsrad
um die die r1Iittellinie der Stifte 52 bildende Linie 58 gekippt wird. Wie es aus
Fig. 6 ersichtlich ist, wird folglich das Kupplungsrad ausgeschaltet. Bei Beseitigung
der Überlastung - der angetriebenen Welle wird der Arm 116 auf gleiche Weise wie
beidem Mechanismus gemäß Fig. i bis 4 zurückverschoben, so daß das Kupplungsrad
zurückgekippt wird und wieder mit dem Eingangsrad und dem Zwischenrad in Eingriff
kommt. Die Linie 58, um welche das Kupplungsrad umkippbar ist, braucht nicht notwendigerweise
durch den Mittelpunkt des Kupplungsrads zu gehen. Das Kupplungsrad kann auch um
eine durch die Berührungspunkte dieses Rades mit dem Zwischenrad 5 gehende Linie
umgekippt werden, so daß das Kupplungsrad immer mit dem Zwischenrad im Eingriff
bleibt und gleichsam nur von dem Eingangsrad gehoben wind.
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Bei den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen des Kupplungsmechanismus
nach der Erfindung wird das Zwischenorgan von der in ihrer Längsr=ichtung verschiebbaren
Welle des
Mieisterrads -gebildet. Die beiden" Ausführüngsformen
unterscheiden sich in der Weise, auf welche das Kupplungsrad verstellt wird.
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In Fig. 7 ist mit 6o die Antriebswelle bezeichnet, auf der das Krönrad
61 starr befestigt ist.. Mit dem Eingangsrad 61 ist in der dargestellten normalen
Betriebslage des Kupplungsmechanismus das Kupplungsrad 61-5,: im Eingriff, welches
auf .der in ihrer Längsrichtung verschiebbaren Welle 63 befestigt ist. Die Welle
63 ist über .die Kupplung @6.4 mit der gleichfalls in ihrerLängsrichtungverschiebbaren
Welle 65 des Meisterrads 66 gekuppelt. Die Kupplung 64 ist derart ausgebildet, daß
die Wellen 63 und 65 eine gegenseitige Längsverschiebung haben können,. ohne daß
:die antreibende Verbindung zur Drehung zwischen diesen Wellen unterbrochen wird.
Diese Kupplung kann z. B-. als exzentrischer Stift der einen Welle ausgebildet sein,
der mit einem Mitnehmer auf der anderen Welle zusammenwirkt: Das Meisterrad
66, welches mit schrägen Zähnen versehen ist und z. B. eine Schnecke sein
kann, wirkt mit dem gleichfalls mit schrägen Zähnen versehenen Ausgangsrad,67 zusammen,
welches auf der angetriebenen Welle 68 befestigt ,ist. Bei Antrieb der Welle 6o
in der Richtung S wird die Welle 68 in der Richtung T angetrieben. An dem rechten
Ende der Welle@65 liegt die unter =der Spannung der Hauptfeder 7o stehende Schubachse
69 an. Die Feder 7o hält die. Wellen :6;5 und 69 in der normalen Betriebslage gegen
einen nicht dargestellten, die Bewegung dieser Wellen nach links begrenzenden Anschlag.
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Auf= der Welle 63 sitzt eine Scheibe 71 mit -umlaufender Nut, in der
das gabelförmige Ende des Armes 72 einer dritten Schubwelle 73 --liegt. Die Schubwelle
73 ist an den Enden mit -den Anschlägen 74 und 75 versehen, mit denen um feste Punkte
drehbare Klinken 8o und 8r zusammenwirken können. Die Anschläge 74 und 75 wirken
ferner mit. den auf der (Welle 69 lose angebrachten Scheiben76und77 zusammen, die
von der zwischen ihnen angebrachten Feder 85 unter Vorspannung in Richtung der auf
der Welle 69 fest angebrachten Anschläge 78 und 79 gedrückt werden. Ferner
sind auf der Welle,69 die Anschläge 82 und 83- befestigt, die mit den Klinken 8@o
-und 81 zusammenwirken und diese Klinken, die je von einer Feder 84 in die wirksame
Lage gedrückt werden, heben können.
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Zwischen der Welle 65 und einem festen Teil des Kupplungsmechanismus
ist ferner eine Kupplung 86 vorgesehen, welche eine Verschiebung der Welle
65 in ihrer Längsrichtung und eine Drehung in der normalen Drehrichtung dieser
Welle zuläßt; jedoch eine Drehung dieser Welle in einer :entgegengesetzten Richtung
zur normalen, bei Antrieb der Welle 68 über den Kupplungsmechanismus erfolgenden
Drehung verhütet. Die Kupplung 86 kann. als Freilaufkupplung mit Klemmrollen oder
Klemmkugeln ausgebildet sein. Auch ist .eine Sperrklinke mit Sperrradkupplung oder
eine Klauenkupplung verwendbar; - bei der für die normale Drehung die zusammenwirkenden
Teile ungehindert übereinander gleiten. Bei normaler Belastung der angetriebenen
Welle -68 ist der Zustand des Kupplungsmechanismus wie in Fig:7 dargestellt. Wird
die Welle 68 aber überlastet, z. B. gesperrt, so bleibt das Rad 67 stillstehen und
das Meisterrad 66 schraubt sich dabei längs dieses stillstehenden Rades -entgegen
der Kraft der Feder 70 nach rechts, wobei die Schubachse 6i9 mit nach - rechts
verschoben wird. Da die Scheibe 76 von :dem Anschlag 78 auf der Welle 69 mitgenommen
wird, während die Scheibe 77 an dem Anschlag 75 auf der Welle 73 anliegt, gelangt
die Welle 73 unter die Spannung der Feder 85. Die Welle 73 wird aber von..der Klinke
8:ö festgehalten, bis die gekuppelten Wellen 65 und @6.9 sich so weit nach rechts
verschoben haben, daß .der Anschlag 8L die Klinke 8o hebt. Die Weile 73 hat sodann
die Freiheit, unter dem Einfluß der Feder 85 nach rechts zu schnellen und nimmt
bei dieser Bewegung die Kupplungradwelle 63 über den Arm 712 mit, so daß das Kupplungsrad,6z
von dem Eingangsrad fit gelöst wind. Bei der Verschiebung der Welle 73 nach rechts
schiebt sich der Anschlag 75 hinter die von dem Anschlag 83 bereits früher gelöste
Klinke 81, so daß dasKupplungsrad in der ausgeschalteten Lage festgehalten wird.
Nachdem das Kupplungsrad ausgeschaltet ist, wird eine Drehung der Welle 6,5 entgegengesetzt
zu .dem vor der Ausschaltung gefolgten Drehsinn, also ein Rückschrauben des Rades
66 von der Kupplung 86, verhütet, so daß die Feder 70, solange das Rad 67 durch
Überlastung gegengehalten wird, sich nicht entspannen kann.
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Wird die Überlastung behoben, so dreht sich das lad 67 unter dem Einfluß
der Feder 70 in dem früher gefolgten Drehsinn, wobei das Meisterrad 65 mit
der Welle 65 nach links, d. h. zurückschiebt, ohne dabei sich selbst: zu drehen:
Eine solche Verschiebung wird, wie bereits erwähnt, von der Kupplung 86 nicht verhütet.
Bei diesem Rückgang wird die Feder 85 wieder zusätzlich gespannt, da die Klinke
8T :die Welle 73 in der verschobenen Lage festhält. Erst nachdem die Welle 69 bedeutend
zurückgegangen ist, wird die Klinke &z von dem Anschlag 83 gehoben, so .daß
die Welle 73 unter der Einwirkung der Feder 85 nach ihrem Ausgangspunkt zurückkehrt
und dabei über den Arm 72 die Kupplungsradwelle 63 mitnimmt. Das Kupplungsrad 62
kommt von neuem mit dein Eingangsrad 61 in Eingriff und die vor der Überlastung-
vorliegende, normale Betriebslage ist hiermit wiederhergestellt.
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Es kann unter ungünstigen Verhältnissen vorkommen, daß infolge des
Zahndrucks zwischen den Rädern 61 und 6.2i die Feder 85 versäumt, das Kupplungsrad
von dem Eingangsrad zu lösen, obwohl die Klinke 8o gehoben ist. Um dann eine vollständige
Ausschaltung des Kupplungsmechanismus zu bewirken, kann die Kupplung 64 derart ausgebildet
sein, daß die Wellen 63 und 65 in ihrer Längsrichtung nur einen bestimmten freien
Hub zu einander ausführen können, so daß,-wenn die Feder 85 nach dem Heben der Klinke
8o das Kupplungsrad
nicht hinausdrückt, die Welle 65 selbst die
Kupplungsradwelle mitnimmt. Bei einem Stift mit Mitnehmerkupplung zwischen den Wellen
63 und 65 kann zu diesem Zweck auf dem Stift ein Nocken angebracht sein, gegen den
der @Mitnehmer bei Längsverschiebung der Welle 65 schließlich anschl.ä-t.
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Bei dem in Fig. 8 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel des
Kupplungsmechanismus nach der Erfindung wird das Kupplungsrad 62 dadurch
in und außer Eingriff mit dem Eingangsrad gebracht, daß die Kupplungsradwelle 63
quer zur ihrer Längsrichtung geschwenkt wird. Im übrigen ist der Mechanismus ähnlich
demjenigen nach Fig. 7. Entsprechende Teile sind daher mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die Schwenkung der Kupplungswelle 63 wird mittels des um den festen
Punkt 9i drehbaren Hebels 9o bewirkt, von dem ein Ende mittels eines Scharnieres
g2 die Kupplungsradwelle 63 umfaßt, und das andere Ende mit einer Gabel auf der
von der Feder 85 plötzlich zu verschiebenden Welle 73 zusammenwirkt. Der Mechanismus
ist in der auf überlastung derWelle68 folgenden ausgeschalteten Lage dargestellt.
Infolge der Verschiebung der Welle 7 3 nach rechts ist der Hebel 9o von der normalen
Lage nach links gedreht, so daß das Kupplungsrad von dem Eingangsrad gelöst ist.
Die Kupplung 6.:1. zwischen der Kupplungsradwelle 63 und der verschiebbaren Welle
65 des Meisterrads 67 muß derart sein, daß sie die angedeutete Schwenkung der Welle
63 zuläßt. Diese Kupplung kann z. B. als eine biegsame Kupplung mit zwei federnden
Ringen oder als eine Kardankupplung ausgebildet sein.
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In Fig. g ist schematisch ein mechanisch angetriebener Drehwähler
für automatische Telephonieanlagen dargestellt, dessen beweglicher Bürstenwagen
über einen Kupplungsmechanismus nach der Erfindung von einer dauernd umlaufenden
Welle getrieben wird. Mit roo ist eine stationäre, halbzylindrische Kontaktbahn
bezeichnet, deren feste Kontakte ioi von den Bürsten io2 bestrichen werden. Die
Bürsten werden getragen von einem nicht dargestellten Bürstenwagen, welcher um eine
zentrale Welle io,3 drehbar gelagert ist. .Mit einem mit dem Bürstenwagen verbundenen
Zahnrad ist ein Zahnrad io4, welches das Ausgangsrad eines mit io5 angedeuteten
Kupplungsmechanismus nach der Erfindung bildet, gekuppelt. Der Kupplungsmechanismus
ist gleichfalls wie der Wähler nur schematisch angegeben. Das Eingangsrad des Kupplungsmechanismus
wird gebildet von einem Zahnrad .io6 auf einer quer zur Zeichnungsebene stehenden
Antriebswelle 107, die dauernd in Drehung ist.
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Der Bürstenwagen des Wählers ist weiter versehen mit einem Sperrad
io8, mit dem zur Sperrung der Wagen in einer gewünschten Kontaktlage eine Sperrklinke
iog zusammenarbeiten kann, welche von einer Feder-i i@o in der Arbeitslage gehalten
wird. Die Klinke kann mittels eines Elektromagneten i i i gehoben werden, was, wie
obenstehend bei der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen
Kupplungsmechanismus auseinandergesetzt ist, zur selbsttätigen Einschaltung des
Kupplungsmechanismus führt. Der Bürstenwagen wird dann über den Mechanismus ioi5
von der Triebwelle1io7 gedreht, bis beim Erreichen der gewünschten Stellung des
Wagens auf bekannte Weise der Elekromagnet ii,i abgeregt wird und die Sperrklinke
den Bürstenwagen in der neuen Lage sperrt. Diese Sperrung des Bürstenwagens hat
zur Folge, daß der Kupplungsmechanismus selbsttätig gelöst wird.