DE8806352U1

DE8806352U1 - Kupplung zur Übertragung einer Drehbewegung

Info

Publication number: DE8806352U1
Application number: DE8806352U
Authority: DE
Original assignee: Mettler Toledo AG
Current assignee: Mettler Toledo GmbH Germany
Priority date: 1987-06-02
Filing date: 1988-05-13
Publication date: 1988-09-29
Also published as: JPH0720420Y2; CH673139A5; GB2205617B; GB8810485D0; DE3816435A1; US4883444A; GB2205617A; JPS63195131U

Description

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METTLER INSTRUMENTE AG, 8606 Greifensee, Schweiz

Kupplung zur Uebertragung einer Drehbewegung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Kupplung zur Uebertragung einer Drehbewegung in beiden Drehricntungen mit einer " Antriebswelle und einer Abtri«bswe I Ie und einem in beiden Drehrichtungen wirkenden Freilauf für abtriebsseitig eingeleitete Drehbewegungen.

Bei modernen Analysenwaagen werden zum Beschicken der Waagschale ^ ein oder mehrere Gehäuseteile durch Verschieben mit einem Elektroantrieb geöffnet. Eine feste Verbindung zwischen dem Elektroantrieb und den zu öffnenden Gehäuseteilen ist nicht erwünscht, da die Waage für bestimmte Anwendungszwecke stets auch von Hand

bedienbar sein muss.
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Aus der europäischen Patentanmeldung Hr. 0216035 ist eine Kupplung an einer Analysenwaage bekannt, welche beim Einschalten des Antriebes zum Oeffnen und Schliessen eines Gehäuseteiles mit diesem eine kraftschlüssige Verbindung eingeht und bein Betäti-

'" gen der Gehäuseteile von Hand die Verbindung zwischen dem Gehäuseteil und dem Antriebsmotor unterbricht. Zu diesem Zweck wird die Rotorwelle nit de« darauf befestigten Reibrad in einen V-förmigen Führungsschlitz beweglich gelagert derart, dass beim Einschalten des Antriebsmotors dessen Rotor-

" welle im Führungsschlitz abrollt und das Reibrad an die Oberfläche des Gehäuseteils heranführt. Bei Abbruch der Drehbewegung der Rotorwelle gleitet diese im Führungsschlitz in die Ausgangsstellung zurück, in der das Reibrad ausser Berührung nit dem Gehäuseteil steht. Eine Antriebsverbindung zwischen dem Motor und

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dem Gehäuseteil liegt demzufolge nur bei drehender Rotorwelle

vor.

üiese bekannte Kupplungsvorrichtung arbeitet zufriedenstellend, solange deren Teile keine Abnutzungserscheinungen oder Verschmutzungen aufweisen. Für einen störungsfreien Betrieb bedarf diese Anordnung einer regelmäßigen Wartung.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Kupplung zur Übertragung einer Drehbewegung zu schaffen, mittels der motorseitig die Drehbewegung an der Antriebswelle in beiden Drehrichtungen übertragbar ist, und bei der Drehmomente, ausgelöst durch die manuelle Bedienung (Verschiebung) eines oder mehrerer der Gehäuseteile, nicht auf die eingangsseitige Welle der Kupplung, d. h. auf den Motor, übertragen werden.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Drehachse im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, daß auf der Antriebswelle eine Klemmscheibe mit mindestens einer partiellen, radialen Einschnürung fest aufgesetzt ist, daß unterhalb der Klemmscheibe eine zur Drehachse im wesentlichen konzentrisch liegende, zur Horizontalen geneigte, umlaufende Fläche angeordnet ist, auf der mindestens eine Kugel aufgelegt ist, und daß auf dem Ende der Abtriebswelle ein die Klemmscheibe und die Fläche umschließender Käfig mit einer innenliegenden Führungsfläche fest aufgesetzt ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen d3rin zu sehen, daß Drehbewegungen bzw. Drehmomente von der Kupplung in einer Richtung, d. h. von der Eingangsseite zur Ausgangsseite sowohl links- als auch rechtsdrehend übertragen werden; Drehbewegungen, die an der ausgangsseitigen Welle der Kupplung wirken, werden nicht auf die eingangsseitige Welle übertragen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich zwei Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

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Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kupplung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kupplung

längs Linie H-II und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Kupplung.

In Fig. 1 ist die Kupplung mit Bezugszeichen 1 bezeichnet und weist auf einer vertikal verlaufenden Achse A zwei drehbare Wellen 3 und 5 auf. Die Welle 3 steht in Verbindung mit einem motorischen Antrieb (nicht gezeigt); die Welle 5 steht in Verbindung mit einem verschiebbaren Gehäuseteil einer Waage (nicht gezeigt). Auf der Abtriebswelle 5 sitzt drehfest ein Käfig 7, dessen innenliegende Führungsfläche 9 im wesentlichen zylindermantelförmig ausgebildet ist. Auf der Höhe der Führungsfläche 9 ist auf der Welle 3 ein Lager 15 aufgesetzt, das auf einer am Boden 11 einer Ausnehmung 13 aufgesetzten oder als Teil dieser gestalteten Hülse 14 sitzt.
Auf der Antriebswelle 3 sitzt drehfest weiter eine Klemmscheibe 17 mit einer Umfangsfläche 19, die partiell mindestens eine radiale Einschnürung 21 aufweist. Im Schnitt nach Fig. 2 sind drei Einschnürungen 21 gezeigt, es kann selbstverständlich auch eine andere Anzahl gewählt werden. Unterhalb der Scheibe 17 sind auf einer kreisringförmigen Platte 23, deren Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Umfangsfläche 19, eine oder mehrere Nuten 25 angebracht, deren außenliegende Flanken oder Flächen 27 geneigt zur Horizontalen verlaufen und sich bis zur Peripherie der Platte 23 erstrecken. Die Platte 23 ist über die Klemmscheibe 17 drehfest mit der Welle 3 verbunden.

In der Nut 25 sind eine ader mehrere Kugeln 29 eingelegt. Die Zahl der Kugeln 29 entspricht vorzugsweise der Anzahl der Einschnürungen 21 und deren Durchmesser d ist kleiner als die größte Distanz b und größer als der kleinste radiale Abstand c zwischen der Umfangsfläche 19 der Scheibe 17 und der Führungsfläche 9. Der geometrische Verlauf der Umfangsfläche 19 besteht vorzugsweise aus logarithmischen Spiralenabschnitten, um unab-

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hängiq von ^o i 5-,ä ■ ,-&bgr;&tgr; der Kugeln 29 und/oder der Klemrnf lachen 9 einen stets gleichbleibenden Klemmwinkel zu erhalten. Selbstverständlich kann auch ein anderer geeigneter Verlauf gewählt wer '■ den. Vorzugsweise liegen die Zentren der Kugeln 29 in der gleichen Ebene wie das Lager 15»

In der Figur 2 sind die Kugeln 29 in drei verschiedenen Stel'.ungen dargestellt. Die Kugel 3.9 rechts oben liegt in ä*r Einschnürung 21 und steht nur in ff on takt mit dsr Scheibe *7. Es bestens datn't keine Verbindung zwischen der Antriebswelle 3 und der Abtriebswelle S.

Die unten liegende Kugel 29 ist zwischen der Scheibe 17 und der Führungsf Iac he 9 eingeklemmt und iwar aufgrund einer Drehung der Welle 3 im Gegenuhrzeigersinn. Die links liegende Kugel 29 ist durch eine Drehung der Welle im Uhrzeigersinn von der Scheibe 17 nach aussen an die Führungsfläche 9 verschoben worden.

Selbstverständlich befinden sich bei einer betriebsbereiten Kupplung 1 immer alle Kugeln 29 in der gleichen symmetrischen Lage zur Scheibe 17, d.h. entweder in neutraler Stellung in der Einschnürung 21 oder alle gleichzeitig vor oder nach der Einschnürung 21.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Kupplung 1 erläutert: Beim Drehen der abtriebseitigen Welle 5 erfolgt weder in der einen noch der anderen Drehrichtung eine Uebertragung der Drehbewegung auf die WeUe 3, denn es besteht keine kraftübertragende Verbindung zwischen den beiden Wellen 3 und 5. Erfolgt hingegen eine Drehung der Welle 3, so wird die Kugel 29 ntitgedreht und einerseits durch die auf sie wirkende Fliehkraft und die Trägheit der Kugel 29 auf der Flanke 27 nach aussen gerollt ':·-: ■ anderseits von der sich schneller als die Kugel 29 drehenden inneren Scheibe 17 in sich verengenden Raum zwischen der ruhrungsfläche 9 und der Peripherie 19 der Scheibe 17 eingeklemmt. Der flache Klemmwink&egr;I zwischen der Führungsfläche 9 und der Scheibenperipherie bewirkt eine kraftschlüssige Mitnahme des Käfigs 7 und damit auch der Welle 5.

Die symmetrische Ausgestaltung der Umfängst lache 19 der Scheibe

17 ermöglicht eine Mitnahme des Käfigs 7 in beiden Drehrichtun-

gen. |

Sobald die antriebsseitige Drehbewegung unterbrochen wird, rollt

die Kugel 29 auf der geneigten Flanke 27 in die Einschnürung 21 zurück und unterbricht die Verbindung der beiden Wellen 3 und 5.

Die Ausführung der Kupplung 1 nach Figur 3 unterscheidet sich von derjenigen in Figur 1 dadurch, dass die Platte 23 mit der Rollfläche 27 nicht mit der Scheibe 17 fest verbunden ist, sondern während des Betriebes stillsteht. Um dies zu erreichen, ist die Scheibe 17 als tragende Welle 3 hohl ausgebildet und auf einer stillstehenden, die Platte 23 tragenden Welle 31 drehbar gelagert.

In der Kupplung 1 nach Figur 3 erfolgt die Mitnahme des Käfigs 7 mit Verzögerung, da die Kugel 29 vorwiegend auf Grund der Rollreibung an der Umfangsflache 19 der Scheibe 17 sukzessive nach aussen gedrängt wird, bis eine Klemmung und Mitnahme an der Führungsfläche 9 erfolgt.

Selbstverständlich Jcann die Kupplung auch für einen anderen Zweck als den beschriebenen eingesetzt werden.

Claims

ft · • · Schutzansprüche

1. Kupplung (1) zur Übertragung einer Drehbewegung in beiden Drehrichtungen, mit einer Antriebswelle (3) und einer Abtriebswelle (5) und einem in beiden Drehrichtungen wirkenden Freilauf für abtriebsseitig eingeleitete Drehbewegungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, daß auf der Antriebswelle (3) eine Klemmscheibe (17) mit mindestens einer partiellen, radialen Einschnürung (21) fest aufgesetzt ist, daß unterhalb der Klemmscheibe (17) mindestens eine zur Drehachse (A) im wesentlichen konzentrisch liegende, zur Horizontalen geneigte, Fläche (27) angeordnet ist, auf der mindestens eine Kugel (29) aufgelegt ist, und daß auf dem Ende der Abtriebswelle (5) ein die Klemmscheibe (17) und die Fläche (27) umschließender Käfig (7) mit einer innenliegenden Führungsfläche (9) fest aufgesetzt ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (27) auf einer Scheibe (23) angebracht ist, die drehfest mit der Klemmscheibe (17) verbunden oder ortsfest angeordnet ist.

3. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmscheibe (17) eine oder mehrere symmetrisch ausgebildete Einschnürungen (21) aufweist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geometrische Verlauf der die Einschnürung (21) bildenden Klemmflächen logarithmischen Spiralen entspricht.

5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (15) für die Antriebswelle (3) in der Ebene der Zentren der Kugeln (29) angeordnet ist.

Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d) der Kugel (29) kleiner eis der grösste Abstand (b) der Peripherie (19) der Scheibe (17) von der Führungsfläche (9) und grosser als der kleinste Abstand (c) der Peripherie (19) der Scheibe (17) von der Führungsfläche (9) im Käfig (7) ist.