DE886547C

DE886547C - Mechanische Kupplungsvorrichtung

Info

Publication number: DE886547C
Application number: DEM6353A
Authority: DE
Inventors: Henry John Modrey
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-09-24
Filing date: 1950-09-28
Publication date: 1953-08-13
Also published as: US2464543A; GB605434A

Description

Die Erfindung betrifft eine mechanische Kupplungsvorrichtung zur lösbaren Verbindung von zwei Teilen miteinander mit einem umgreifenden, an dem einen der Teile befestigten Glied, welches eine Öffnung aufweist, und einem in diese eingreifenden an dem anderen Teil befestigten Glied. Es sind solche Kupplungen bekannt, bei denen Löcher in aufeinandergelegten Platten in eine bestimmte Lage zueinander gebracht und die Platten vorübergehend miteinander durch eine Vorrichtung verriegelt werden, die im wesentlichen aus einem Keilbolzen und einer Klemmstange besteht, die gegenüber dem Keilbolzen in axialer Richtung gleiten kann und einen Klemmkopf aufweist, der, wenn er gegen die Wirkung einer belasteten. Feder vorgedrückt wird, durch miteinander übereinstimmende Löcher in den miteinander zu verriegelnden Platten eingeführt, dann seitlich verschoben und durch den Keilbolzen verriegelt werden kann, so daß die Platten in ihrer richtigen Lage zueinander gehalten werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Kupplung in der Weise auszubilden, daß sie für eine große Zahl Verwendungsmöglichkeiten geeignet ist, z. B. für Wellenkupplungen zur Kraftübertragung, für automatische Zugkuppkmgen bis zu kleineren Kupplungsvorrichtungen, wie Ketten- und Kabelkupphtngen, ja sogar Sicherheitsschlösser für Halsketten oder Bänder.

Gemäß der Erfindung besteht zu diesem Zweck das eingreifende Glied aus einem sich durch eine Platte erstreckenden Keilbolzen und einem sich gleitbar durch eine Öffnung der Platte längs des Keilbolzens erstreckenden Klemmstift, der einen

verstärkten Klemmkopf besitzt, dessen Spitze über den Keilbolzen verjüngt und dessen Ouerschnitt so bemessen ist, daß er die Öffnung in dem umgreifenden Glied im wesentlichen ausfüllt. Der Keilbolzen steht unter der Wirkung von federnden Mitteln, die ihn in eine Stellung drücken, in welcher der Klemmkopf auf der Außenfläche der Platte auf ruht, so daß beim Eintritt der Spitze des Klemmstiftes in die öffnung des umgreifenden Gliedes und Zusammenpressen des Klemmstiftes und des umfassenden Gliedes der Klemmkopf über den Keilbolzen hinaus gegen die Wirkung der Feder vorgedrückt wird und durch die Öffnung in dem umgreifenden Glied in dieses eintritt. Hierauf wird er durch den niunmehrigen Eintritt des Keilbolzens in die öffnung in seitlicher Richtung verschoben, und der Keilbolzen verhindert ein Zurückziehen des Klemmstiftes durch die Öffnung, wenn die Feder freigegeben wird.

Vorzugsweise erstreckt sich der Keilbolzen gleitbar durch die Platte des eingreifenden Kupplungsgliedes und wird durch die auf den Klemmstift wirkende Feder nach außen gedrückt. Die letztere Anordnung verringert die notwendige Hublänge des Klemmstiftes.

Einige Ausführungs- bzw. Anwendungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in den Abbildungen dargestellt, von denen

Fig. ii. einen Längsschnitt durch die außer Eingriff befindlichen eingreifenden und umfassenden Glieder einer Kupplung nach der Erfindung darstellt;

Fig. 2 ist eine ähnliche Darstellung dieser beiden Glieder in gekuppelter Stellung; Fig. 3 veranschaulicht eine quadratische Ausbildung des Querschnitts der Kupplungsglieder, um sie so geeignet für die Übertragung von Torsionsoder Drehbeanspruchungen, denen das eine Kupplungsglied ausgesetzt ist, auf das andere zu machen;

Fig. 4 und - 5 zeigen abgeänderte Ausführungsformen des Eingriffsgliedes der Kupplung;

Fig. 6, 7 und 8 veranschaulichen in Ansicht, teilweise im Schnitt und im Schnitt gemäß Linie A-A verschiedene Anordnungen des Verriegekingsmechanismus für das eingreifende Glied der Kupplung;

Fig. 9 zeigt im Längsschnitt die Anwendung bzw. Ausbildung der Kupplung als Zugkupplung; Fig. 10 veranschaulicht im Längsschnitt die Ausbildung des eingreifenden KupplungsgHsdes für unmittelbare Betätigung der Kupplung auf elektrischem Wege und

Fig. 'M' die Anwendung der neuen Kupplung als S icherheitsVerschluß für ein Halsband, Armband, eine Uhrkette od. dgl.

In den Abbildungen und zunächst insbesondere in den Fig. 1 und 2· ist mit dem Bezugszeicheni 1 das Gehäuse des eingreifenden Gliedes der Kupplung bezeichnet, welches an seiner Stirnwand eine Öffnung 8 aufweist. Innerhalb dieses -Gehäuses 1 liegt gleitbar der Klemmstif14, der einen verstärkten Klemmkopf 2 aufweist, welcher aus der Stirnwand des Gehäuses 1 vorspringt. Das zum Klemmkopf 2 entgegengesetzte Ende dieses Klemm-Stiftes ist mittels eines Bolzens 14 mit einem Kolben 6 verbunden, an welchem mittels einer Schraube oder anderer geeigneter Mittel eine Stange oder ein anderes Element 13 angebracht ist, welches mit einem zweiten Stab oder Element 12 gekuppelt werden soll, das mit dem umgreifenden Glied 7 der Kupplungsvorrichtung verbunden ist. Dieses umgreifende Glied ist hohl und weist in seiner Stirnwand ιό eine öffnung 9 auf. Mit 3 ist der Keilbolzen der Klemmvorrichtung bezeichnet, der einen solchen Querschnitt besitzt, daß durch ihn zusammen mit dem Schaft des Klemmstiftes 4 das Loch 8 in der Stirnwand des Gehäuses 1 im wesentlichen ausgefüllt ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Spitze des Klemmkopfes 2 sich bis über die Spitze des Keilbolzens 3 erstreckt, wenn die Kupplungsglieder voneinander getrennt sind. Der größte Ouerschnitt des Klemmkopfes 2 wird so be-"messen, daß er im wesentlichen das Loch 9 ausfüllt, wie dies auch durch den Gesamtquerschnitt des Keilbolzens 3 und des Schaftes des Klemmstiftes 4 geschieht. Der Klemmkopf 2 und der Keilbolzen 3 wenden in ihrer Lage zueinander durch die Druckfeder 5 gehalten, die auf den Keilbolzen und auf einen entgegengesetzt zum Klemmkopf liegenden Schultervorsprung des Klemmstiftes 4 drückt. iWie bereits erwähnt, braucht der Keilbolzen 3 nicht unbedingt, wie dargestellt, durch die Feder in seiner Stellung gehalten zu werden, sondern er kann einen Teil des Gehäuses 1 bilden oder in anderer Weise an dem Gehäuse angebracht bzw. mit diesem verbunden sein. Die Wirkung der Feder besteht in jedem dieser Fälle darin, daß sie die relative Stellung des Klemmsäftes und des Keilbolzens zueinander sichert.

Die genaue konstruktive Ausbildung und Anordnung des Klemmstiftes 4 und des Keilbolzens 3 können noch in anderer als der bereits angedeuteten Weise abgeändert werden. Ihre Querschnitte sind, wie aus einer Betrachtung der Fig. 6, 7 und 8 hervorgeht, hinsichtlich ihrer Wirkung komplementär. In Fig. 6 besitzt der Körper 4 des Klemmstiftes vorzugsweise halbkreisförmigen Querschnitt, und der Querschnitt des Keilbolzens 3 ist ähnlich, jedoch können die entsprechenden Querschnitte der Keile auch andere sein, solange sie gemeinsam im wesentlichen das Loch 8 in dem Gehäuse 1 ausfüllen und die beiden Teile relativ zueinander gleiten können. Der verstärkte Klemmkopf a des Klemmstiftes 4 kann in einfacher und zweckentsprechender Weise durch Umbiegen und Verdoppeln des Endes eines Stabes von D-förmigem Querschnitt hergestellt werden. Er besitzt dann einen kreisförmigen Querschnitt, wie dargestellt. Die Fig. 6b unterscheidet sich von der Fig. 6a lediglich darin, daß der Keilbolzen 3 eine aus einem Stück mit der Feder 5 bestehende Verlängerung derselben darstellt, welche in diesem FaM halbkreisförmigen Querschnitt besitzt und damit das Komplement zu dem besonderen Ouerschnitt des Klemmstiftes ergibt. Gemäß Fig. 7 besitzt der

Klemmstift 4 kreisförmigen Querschnitt, ist jedocl: auf eine gewisse Entfernung ausgeschnitten, und der Keilbolzen 3 erstreckt sich von einer geschlitzten Platte aus, auf welche die Druckfeder 5 drückt. Der notwendige komplementäre Querschnitt der kombinierten Teile, der in diesem Fall die kreisförmige Gestalt ergibt, um derart das Loch auszufüllen, ist durch den Schnitt A-A veranschaulicht. Fig. 8 zeigt, wie der kreisförmige Querschnitt durch einen rechteckigen Querschnitt ersetzt werden kann. In diesem Fall ist selbstverständlich auch das Loch 8 in dem Gehäuse 1 entsprechend rechteckig ausgebildet. Soweit hier auf Querschnitte Bezug genommen worden ist, beziehen sich diese Angaben lediglich auf die wirksamen Teile des Klemmstiftes und des Keilbolzens.

Die Wirkung der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kupplungsvorrichtung ist unabhängig von ihrer genauen Ausbildungsform in allen Fällen die gleiche, und zwar die folgende: Wenn die Kupplung erfolgen soll, wird ein Drudk auf den Kolben 6 gegen die Wirkung der Feder 5 ausgeübt und dadurch der verstärkte Klemmkopf 12 des Klemmstabes 4 über den Endteil des Keilbolzens 3 vorgedrückt. Der verstärkte Kopf 2 wird dann in das Loch 9 in dem umgreifenden Teil der Kupplung eingeführt, dessen Gestalt und Größe im wesentlichen dem gemeinsamen Querschnitt durch Klemmstab und Keilbolzen entspricht, und durch die Bewegung des Keilbolzens 3, welcher nunmehr in das Loch eintritt, in seitlicher Richtung verschoben. Nach Aufhören des auf den Kolben 6 ausgeübten Druckes drückt die Feder 5 etwas zurück und hält dann den verstärkten Klemmkopf 2 des Klemm-Stabes in festem Eingriff mit dem Glied 7, welches das zu kuppelnde Element 12 umgreift, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Diese Kupplung der Elemente 12 und 13 kann-selbsttätig erfolgen, indem' das vorstehende Kopfende des Klemmkopfes in die Öffnung 9 eingeführt und das umgreifende Glied und der Kolben des Eingriffgliedes zusammengedrückt werden. Dann preßt die Stirnfläche 10 des umgreifenden Gliedes 7 den Keilbolzen 3 in das Gehäuse 1, bis der Klemmkopf 2 die Stellung gemäß Fig. α erreicht, worauf der Keilbolzen 3 selbsttätig in seine Sperrstellung einschnappt.

Eine Kupplung der in den Fig. .1 und 2 dargestellten Art ist mit besonderem Vorteil für die Miteinanderverbindung von Wellen oder Seilen geeignet. Wenn eine Drehbewegung von einer Welle auf die andere übertragen werden soll, so können die aneinander anliegenden Flächen >io und 11 des umgreifenden und des eingreifenden Gliedes mit Reibungsbelägen versehen sein, oder es können ineinander eingreifende Klauen vorgesehen werden, wobei der Klemmkopf 2 des Klemmstiftes 4 und der Keilbolzen 3 wegen ihres Reibungseingriffs unter Federbelastung mit dem umgreifenden Glied der Kupplung einen Gleichlauf der antreibenden und getriebenen Glieder bewirken, wobei die Kraftübertragung bereits vor dem endgültigen Vernegdungseingriff beginnt.

Ein weiteres Verfahren zur Kraftübertragung ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall besitzen das eingreifende und das umgreifende Glied rechteckige Gestalt, und das Ende des umgreifenden Gliedes . weist eine Aussparung auf, in welche das Ende des eingreifenden Gliedes hineinpaßt.

Gegebenenfalls können, wie in Fig. 4 dargestellt, der Keilbolzen 3 und der Klemmstift 4 durch ein Loch in einen verschieblichen Dichtungsring 115 im Innern des Gehäuses hindurchgeführt werden. Das Loch in der Stirnwand des Gehäuses 1 wird dann hinreichend groß gemacht, um eine entsprechende Bewegung der Klemmglieder zu ermöglichen.

Die Fig. 5 zeigt die Anordnung einer Sicherheitskette, bei welcher die Kupplung sich bei Erreichen einer vorbestimmten Spannung, die von der Stärke der Feder 5 abhängt, trennt. Wenn eine Zugkraft auf die daran angebrachte Muffe 16 zur Einwirkung gebracht wird, beispielsweise durch Aufschrauben derselben auf das Gehäuses, so trennen sich die beiden Teile der Kupplung, sobald die Zugkraft ausreicht, um den Keilbolzen aus dem Loch in dem umgreifenden Teil herauszuziehen.

Fig. 9 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Eisenbahnkupplung, wobei das umgreifende Glied bei 19 gelenkig an dem Ende des Fährzeugs 17 angebracht ist und das eingreifende Glied ebenso bei 20 an dem nächsten Fahrzeug 118. Die Betätigung der Vorrichtung erfolgt durch den Hebelhandgriff 24 des an den Ohransätzen 21 und 22 des Gehäuses 1 und des Kolbenteiles 6 angelenkten Knebelmechanismus. Wahlweise kann die relative Bewegung zwischen dem Kolbenteil und dem Gehäuse durch Schrauben oder auf hydraulischem Wege, durch Druckluft oder andere bekannte Betätigungsmittel bewirkt werden.

Fig. 10 zeigt, wie eine Solenoidspule 25 benutzt werden kann, um das Entkuppeln ohne Unterstützung durch den oben beschriebenen Hilfsmechanismus dadurch zu bewirken, daß die Solenoidspule einen Zug auf das Eisengehäuse 1 ausübt, welcher als der Kern des Solenoids wirkt, derart den Keilbolzen 3 zurückzieht und einen Durchtritt des verstärkten Klemmkopfes des Klemmstiftes durch das Loch in dem umgreifenden Glied der Kupplung ermöglicht.

Fig. II zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine Sicherheitsspange für ein Halsband od. dgl., wobei das eingreifende Glied an dem einen Ende und das umgreifende Glied an dem anderen Ende des Halsbandes angeordnet ist.

Es ist darauf hinzuweisen, daß, obwohl durch eine Zugeinwirkung auf die Kette keine Trennung der Kupplungsteile voneinander folgen kann, diese Trennung im erwünschten Fall wie bei anderen Ausführungsformen der Kupplung leicht durch Ausübung eines Zuges auf das Gehäuse bewirkt werden kann.

Ein besonderer Vorteil der neuen Kupplung besteht darin, daß ihre Trennung unter Spannung erfolgen kann, was bedeutet, daß es nicht notwendig ist, die beiden Teile zum Zwecke der Trennung zunächst einander zu nähern. Diese Eigenschaft ist

von besonderer Bedeutung im Fall von Förderseilen, wenn die Entkupplung in Notfällen dann, wenn die Seile sich unter außerordentlich hoher Spannung befinden, erfolgen muß.
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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Mechanische Kupplungsvorrichtung zur lösbaren Verbindung von zwei Teilen, miteinander mit einem umgreifenden an dem einen

ίο der Teile befestigten Glied, welches eine Öffnung aufweist, und einem in diese eingreifenden an dem anderen Teil befestigten Glied, dadurch gekennzeichnet, daß das eingreifende Glied aus einem sich durch eine Platte (m) erstreckenden Keilbolzen (3) und einem sich gleitbar durch eine Öffnung (8) der Platte längs des Keilbolzens (3) erstreckenden Klemmstift (4) besteht, der einen verstärkten Klemmkopf (4) besitzt, dessen Spitze über den Keilbolzen (3) vorspringt und dessen Querschnitt so bemessen ist, daß er die Öffnung (9) in dem umgreifenden Glied im wesentlichen ausfüllt, und der unter der Wirkung von federnden Mitteln {5) steht, die ihn in eine Stellung drücken, in welcher der Klemmkopf auf der Außenfläche der Platten aufruht, so daß beim Eintritt der Spitze des Klemmstiftes (2) in die öffnung (9) des umgreifenden Gliedes (7) und Zusammenpressen des Klemmstiftes und des umgreifenden Gliedes der Klemmkopf über den Keilbolzen (3) hinaus gegen die Wirkung der Feder vorgedrückt wird und durch die Öffnung (9) in dem umgreifenden Glied (7) in dieses eintritt, worauf er durch den nunmehrigen Eintritt des Keilbolzens (3) in die Öffnung (9) in seitlicher Richtung verschoben wird und der Keilbolzen (3) ein Zurückziehen des Klemmkopfes durch die öffnung verhindert, wenn die Feder freigegeben wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch ti, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilbolzen (3) sieh gleitbar durch die Öffnung (8) des eingreifenden Kupplungsgliedes erstreckt und durch die auf den Klemmstift (4) wirkende Feder (5) nach außen gedrückt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch ΐ und 12,, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (ri). durch die Stirnwand eines Gehäuses (ί) gebildet wird und der Klemmstift (4) einen Teil eines in dem Gehäuse gleitbaren oder mit diesem fest verbundenen, unter der .Wirkung einer in dem !Gehäuse angeordneten Druckfeder (5) stehenden Kolbens (6)' bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) an einem der miteinander zu verbindenden Teile angebracht ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) so ausgebildet ist, daß es an einem der miteinander zu verbindenden Teile angebracht werden kann, so daß die Kupplung erfolgt, sobald zwischen den Teilen eine vorbestimmte Spannung zur Einwirkung gebracht wird.
O.Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Keilbolzens (3) und des Klemmstabes (4) einander zu einem gemeinsamen Querschnitt ergänzen, der im wesentlichen die Öffnung (9) in dem umgreifenden Glied ausfüllt.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eingreifende Glied (1) und das umgreifende (7) miteinander zusammenwirkende Teile aufweisen:, die ihre relative Drehbewegung bzw. eine solche um die Achse des Klemmstiftes (4) verhindern.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eingreifende Teil ein Gehäuse von nicht kreisförmigem Querschnitt besitzt, welches in eine entsprechend ausgestaltete Aussparung des umgreifenden Teiles eingreift.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eingreifende Kupplungsglied (6) mit mechanischen Betätigungsvorrichtungen (23, 24) ausgerüstet ist, die zwischen das Gehäuse (1) und den Kolben (6) eingeschaltet sind, um den Keilbolzen (3) relativ zu dem Klemmstift zurückzuziehen.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eingreifende Kupplungsglied mit elektromagnetisch wirkenden Mitteln ausgerüstet ist, die aus einem 'Gehäuseteil (1) bestehen, der den Kern einer auf dem Kolben (6) angeordneten Solenoidspule (25) bildet, durch welchen bei Erregung des Solenoids der Keilbolzen (3) gegenüber dem Klemmstift (4) zurückgezogen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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