EP0152590B1 - Schaltkupplung - Google Patents

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EP0152590B1
EP0152590B1 EP84115333A EP84115333A EP0152590B1 EP 0152590 B1 EP0152590 B1 EP 0152590B1 EP 84115333 A EP84115333 A EP 84115333A EP 84115333 A EP84115333 A EP 84115333A EP 0152590 B1 EP0152590 B1 EP 0152590B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sleeve
coupling
sleeves
balls
coupling flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP84115333A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0152590A2 (de
EP0152590A3 (en
Inventor
Heinrich Ing. Sassen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zahnradfabrik Altona Elbe Hans Meyer GmbH and Co KG
Original Assignee
Zahnradfabrik Altona Elbe Hans Meyer GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zahnradfabrik Altona Elbe Hans Meyer GmbH and Co KG filed Critical Zahnradfabrik Altona Elbe Hans Meyer GmbH and Co KG
Priority to AT84115333T priority Critical patent/ATE41758T1/de
Publication of EP0152590A2 publication Critical patent/EP0152590A2/de
Publication of EP0152590A3 publication Critical patent/EP0152590A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0152590B1 publication Critical patent/EP0152590B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/38—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion
    • B61C9/52—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with electric motor propulsion with transmission shafts at an angle to the driving axles

Definitions

  • the invention relates to a positive clutch, in particular for the reduction gear of electromotive monorail trolleys, which has at least one substantially axially parallel recess for engaging at least one axially parallel coupling projection of an axially displaceable and non-rotatably mounted on the output shaft and by means of a spring disengageable coupling flange , as well as a cylindrical thrust sleeve sliding on the output shaft, to which a counter sleeve is axially immovably connected to the output shaft, the end of the counter sleeve facing the coupling flange being provided with an oblique end face, between which and the end face of the coupling flange switching balls lie, the two sleeves are surrounded by a shift sleeve which is axially displaceably mounted on the thrust sleeve and which has an enlarged inner diameter in the area of the sleeve ends meeting one another Chmesser and has a surface applied to the shift balls, and on the shift sleeve a switching actu
  • a clutch of a similar type is known (DE-B-1 178 262).
  • This clutch works with two spur-toothed clutch disks, an axially displaceable, spring-loaded clutch sleeve and one or more balls on inclined surfaces to lock the clutch in the engaged position.
  • the known clutch is thus used for backlash-free locking in a clutch with spur-toothed clutch disks, with which, after switching a shift fork into a position that indicates the engaged position of the clutch, the engagement and locking of the clutch takes place automatically, even when the clutch disks are switched in one Standing tooth-on-tooth.
  • the balls provided for this purpose which bear against the inclined surface of the shift sleeve, serve to lock the clutch in the engaged position, so that the spur-toothed clutch disks cannot separate from one another as a result of a torque acting on the clutch from the outside, and the clutch is released becomes.
  • the transmission output gear is freely rotatably mounted on the output shaft, that the coupling flange is held in the disengaged position with the spring, the coupling flange being connected to the thrust sleeve, that both facing sleeve ends diverging in opposite directions to the outside Conical surfaces are provided, between which the switching balls are located, the diameter of which is selected so that they do not protrude the sleeve diameter when the sleeves are maximally moved apart, but protrude radially in the disengaged state when the sleeves are close together so that the inner diameter of the shift sleeve corresponds to the radial dimension Movement play of the switching balls is increased accordingly and with the diameter-bridging surface, which is designed as a conical surface, acts on the switching balls, the ring being axially movably supported against a spring acting in the disengaging direction he can prestress the shift sleeve and thus the shift balls, the thrust sleeve and the coupling flange in the engagement direction
  • the advantage of the clutch is essentially that it has a particularly robust mechanical structure, so that the clutch is particularly suitable for installation in trolleys of monorails, which are known to be extremely heavily loaded and exposed to high wear.
  • the clutch is not only suitable for use in reduction gears of electromotive driven vehicles, it can also be used advantageously if the two components to be coupled do not have a very different speed during the coupling process.
  • the engaged clutch according to the invention shown in Fig. 1 in the engaged and in Fig. 2 in the disengaged state is part of a transmission for monorails.
  • the gearbox flanged to an electric motor 1 shown broken off consists of a gearbox housing 2, which is closed with a housing cover 3.
  • the output shaft 4 coming from the electric motor 1 carries a worm 5 which meshes with a worm wheel 6.
  • the worm wheel 6 is supported by a shaft 7, which is mounted transversely to the axis of the electric motor 1 in the gear housing 2.
  • This shaft 7 also carries a pinion 8, which is in engagement with a large spur gear 9, which is to be referred to below as the transmission output gear.
  • the transmission output gear 9 is rotatably arranged on a transmission output shaft 10.
  • the shaft 10 is mounted in the gear housing 2 just like the shaft 7.
  • a vehicle wheel of the monorail trolley can be placed on the end of the output shaft 10.
  • the positive clutch according to the invention is arranged, which will be described in more detail below with reference to FIG. 2.
  • the output gear 9 is provided with one or more axially parallel coupling recesses 11, which serve for the engagement of essentially axially parallel coupling projections 12.
  • the coupling recesses and projections are cylindrical bores and cylindrical pins or pins.
  • Other coupling elements are also conceivable. It can also be considered that to facilitate the running-in of the coupling projections into the coupling recesses, helically extending tracks can be provided on the output gear 9, which then open into the actual coupling recess of maximum depth.
  • the coupling projection 12 which is designed as a bolt, is firmly inserted into a coupling flange 13, which is firmly connected to a cylindrical thrust sleeve 14, which is axially displaceable but non-rotatably (not shown) by the output shaft 10.
  • a snap ring 16 arranged in an annular groove 15 of the output shaft 10 defines the axial position of the freely rotatable output gear 9 and also serves as a stop for an annular spring abutment 17, on which a helical compression spring 18 is supported, with which the thrust sleeve 14 in the in Fig. 2nd shown disengagement position is printed.
  • the end of the helical compression spring 18 remote from the abutment ring 17 is supported on the bottom of an axial recess 19 of the thrust sleeve 14.
  • the recess 19 also ensures that in the coupled state (Fig. 1) the end face of the coupling flange 13 can come to rest directly on the facing side surface of the output gear 9.
  • a counter-holding sleeve 21 on the output shaft 10 which has the same inner diameter as the thrust sleeve 14 and can also have the same outer diameter.
  • the counter-holding sleeve 21 is supported on the one ring disk 22 on a further snap ring 23 which is inserted into a further annular groove 24 in the output shaft 10.
  • Conical surfaces 25 and 26 are formed on the two opposite end faces of the sleeves 14 and 21, which run in opposite directions and diverge outwards.
  • the conical surfaces 25 and 26 are preferably not brought down to the inner circumference of the sleeves 14 and 21; rather, the conical surfaces 25 and 26 are bordered by annular disk-shaped abutting surfaces 27 and 28, respectively.
  • the half cone tip angle of the conical surfaces 25 and 26 is preferably approximately 45 °, so that the conical surfaces 25 and 26 are approximately at right angles to one another.
  • the diameter of the switching balls 29 is selected so that with sleeves 14 and 21 lying close together according to FIG. 2, the balls 29 protrude beyond the outer diameter of the sleeves 14 and 21.
  • the switching balls 29 can assume a position in which their outer surfaces are aligned with the outer diameters of the sleeves 14 and 21. It is obvious that it is necessary for the clutch to move the switching balls 29 from the position shown in FIG. 2 to the broken line in FIG. 2 and in FIG. 1 in solid lines.
  • a switching sleeve 30 is provided, which over a large part of its length has an inside diameter d which corresponds to the outside diameter of the thrust sleeve 14.
  • the shift sleeve 30 is provided with an enlarged diameter D.
  • the switching sleeve 30 surrounds the counter-holding sleeve 21 with play. The diameter D is selected so that the switching balls 29 can assume the disengaging position shown in FIG. 2.
  • the on the inner surface of the switching sleeve 30th formed conical surface 31 between the large diameter section D and the small diameter section d gives the possibility of pushing the switching balls 29 inwards and driving the two sleeves 14 and 21 apart so that the coupling projections 12 can engage in the coupling recesses 11. This is understandably only possible if the coupling elements 11 and 12 are aligned.
  • a switching ring 35 is arranged between a one-piece molded ring flange 32 and an abutment 34 held with a snap ring 33, which is biased towards the disengaging position by means of the helical compression spring 36 arranged between the switching ring 35 and the abutment 34.
  • the selector shaft 37 shown in FIG. 1 mounted in the gearbox housing 2 is rotated with a radial handle 38 or the like. Inside the housing 2, the selector shaft 37 carries an eccentric 39 with a thrust bearing 40 which engages in the U-shaped circumferential profile of the switching ring 35.
  • the selector shaft 37 is rotated in such a way that, according to FIG. 2, the selector ring 35 is moved to the left, the helical compression spring 36 contracts. This tensioned state of the helical compression spring 36 remains until the engagement process is complete. First of all, the force of the spring 36 results in a radially inward action on the switching balls 29, which endeavor to drive the two sleeves 14 and 21 apart.
  • the selector shaft 37 is moved in the opposite direction during a disengaging process, the selector sleeve moves in the direction of the coupling flange 13, so that the selector balls 29 are no longer acted upon by the sleeve section with the small diameter d.
  • the switching balls 29 can then move outwards as shown in FIG. 2, so that the push-off spring 18 brings the two sleeve parts 14 and 21 together again and the clutch is released.
  • the helical compression spring acting on the switching ring is preferably stronger than the spring 18 pushing off the coupling flange from the output gear.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Schaltkupplung, insbesondere für die Untersetzungsgetriebe von elektromotorisch angetriebenen Hängebahnfahrwerken, die mindestens eine im wesentlichen achsparallel gerichtete Ausnehmung zum Eingriff von mindestens einem im wesentlichen achsparallel gerichteten Kupplungsvorsprung eines axial verschieblich und drehfest auf der Ausgangswelle gelagerten und mittels einer Feder ausrückbaren Kupplungsflansches aufweist, sowie eine auf der Ausgangswelle gleitende zylindrischen Schubhülse, an die eine mit der Ausgangswelle axial unverschieblich verbundene Gegenhaltehülse angrenzt, wobei das dem Kupplungsflansch zugewandte Ende der Gegenhaltehülse mit einer schrägen Stirnfläche versehen ist, zwischen dieser und der Stirnfläche des Kupplungsflansches Schaltkugeln liegen, die beiden Hülsen von einer auf der Schubhülse axial verschiebbar gelagerten Schaltmuffe umgeben sind, welche im Bereich der aneinandertreffenden Hülsenenden einen vergrößerten Innendurchmesser aufweist und mit einer Fläche die Schaltkugeln beaufschlagt, und auf der Schaltmuffe ein der Schaltbetätigung dienender Ring angeordnet ist, der, von einer Schaltgabel betätigbar, über die Schaltkugeln den Kupplungsflansch in kuppelnden Eingriff bringt.
  • Eine Schaltkupplung ähnlicher Art ist bekannt (DE-B-1 178 262). Diese Schaltkupplung arbeitet mit zwei stirnverzahnten Kupplungsscheiben, einer axial verschieblichen, im Einkuppelsinn federbelastende Schaltmuffe und einer oder mehreren an Schrägflächen anliegenden Kugeln zum Verriegeln der Kupplung in eingerückter Stellung. Die bekannte Schaltkupplung dient somit der spielfreien Verriegelung bei einer Kupplung mit stirnverzahnten Kupplungsscheiben, mit der nach Umschalten einer Schaltgabel in eine die eingerückte Stellung der Kupplung bezeichnende Lage das Einrücken und Verriegeln der Kupplung selbsttätig abläuft und zwar auch dann, wenn beim Umschalten die Kupplungsscheiben in einer Stellung Zahn-auf-Zahn stehen. Die dazu bei der vorgesehenen Kugeln, die an der Schrägfläche der Schaltmuffe anliegen, dienen dazu, die Kupplung in eingerückter Stellung zu verriegeln, so daß sich die stirnverzahnten Kupplungsscheiben infolge eines von außen einwirkenden Drehmoments auf die Schaltkupplung nicht selbstständig voneinander entfernen können und die Kupplung gelöst wird.
  • Bei vielen Anwendungsgebieten, insbesondere bei mit Elektromotor verbundenen Getrieben für Fahrwerke von Hängebahnen, müssen die dort verwendeten Schaltkupplungen in der Regel auskuppelbar sein, und zwar einerseits, um die Hängebahnen manuell verschieben zu können und andererseits, um eine automatische Abschaltung des Fahrwerks vornehmen zu können, wenn beim Bahnbetrieb irgendwelche Störungen auftreten, die ein sofortiges Anhalten oder Aussondern einzelner Hängebahnen erfordern. Es hat sich gezeigt, daß die bisher verwendeten Kupplungen mit Reibungsbelegen, ausschwenkbaren Vorlegewellen und dergleichen außerordentlich aufwendig, teuer und auch extrem wartungsbedürftig sind.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, gegenüber den bisher bekannten Schaltkupplungen eine Schaltkupplung zu schaffen, die sich durch einen besonders robusten mechanischen Aufbau auszeichnet, über längere Zeit wartungsfrei betrieben werden kann und die darüber hinaus auch kostengünstig herstellbar ist. fl
  • Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß das Getriebeausgangszahnrad frei drehbar auf der Ausgangswelle gelagert ist, daß der Kupplungsflansch mit der Feder in Auskuppelstellung gehalten wird, wobei der Kupplungsflansch mit der Schubhülse verbunden ist, daß beide einander zugewandten Hülsenenden mit gegensinnig nach außen divergierenden Konusflächen versehen sind, zwischen denen die Schaltkugeln liegen, deren Durchmesser so gewählt ist, daß sie im eingekuppelten Zustand bei maximal auseinanderbewegten Hülsen den Hülsendurchmesser nicht überragen, aber im ausgekuppelten Zustand bei eng aneinanderliegenden Hülsen radial vorragen, daß der Innendurchmesser der Schaltmuffe dem Maß des radialen Bewegungsspiels der Schaltkugeln entsprechend vergrößert ist und mit der die Durchmesseränderung überbrückenden Fläche, die als Konusfläche ausgebildet ist, die Schaltkugeln beaufschlagt, wobei der Ring axial beweglich gelagert ist, der entgegen einer in Auskuppelrichtung wirkenden Feder die Schaltmuffe und damit die Schaltkugeln, die Schubhülse und den Kupplungsflansch in Einkuppelrichtung vorspannen kann.
  • Der Vorteil der Schaltkupplung liegt im wesentlichen darin, daß sie einen besonders robusten mechanischen Aufbau aufweist, so daß die Schaltkupplung sich insbesondere zum Einbau bei Fahrwerken von Hängebahnen eignet, die bekannterweise extrem stark belastet werden und einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind. Die Schaltkupplung eignet sich aber nicht nur für den Einsatz in Untersetzungsgetrieben von elektromotorisch angetriebenen Hängefahrzeugen, vielmehr kann sie vorteilhafterweise auch dann zum Einsatz kommen, wenn die beiden zu kuppelnden Bauelemente beim Einkuppelvorgang keine allzusehr unterschiedliche Drehzahl aufweisen.
  • Weitere Einzelheiten der Schaltkupplung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen als Beispiel ein für Hängebahnen geeignetes Getriebe beschrieben.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1 eine teilweise abgebrochene und teilweise axial geschnittene Ansicht eines Hängebahn-Getriebes und
    • Fig. 2 einen axialen Teilschnitt durch die Getriebeausgangswelle der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.
  • Die in Fig. 1 im eingekuppelten und in Fig. 2 im ausgekuppelten Zustand dargestellte formschlüssig arbeitende erfindungsgemäße Schaltkupplung ist Teil eines Getriebes für Hängebahnen.
  • Das an einen abgebrochen dargestellten Elektromotor 1 angeflanschte Getriebe besteht aus einem Getriebegehäuse 2, welches mit einem Gehäusedeckel 3 verschlossen ist. Die vom Elektromotor 1 kommende Abtriebswelle 4 trägt eine Schnecke 5, welche mit einem Schneckenrad 6 kämmt. Das Schneckenrad 6 wird von einer Welle 7 getragen, die quer zur Achse des Elektromotors 1 im Getriebegehäuse 2 gelagert ist. Diese Welle 7 trägt des weiteren ein Ritzel 8, welches mit einem großen Stirnzahnrad 9 in Eingriff steht, welches nachfolgend als Getriebeausgangszahnrad bezeichnet werden soll.
  • Das Getriebeausgangszahnrad 9 ist auf einer Getriebeausgangswelle 10 drehbeweglich angeordnet. Die Welle 10 ist genau wie die Welle 7 im Getriebegehäuse 2 gelagert. Auf das Ende der Ausgangswelle 10 kann ein Fahrzeugrad des Hängebahnfahrwerkes aufgesetzt werden. Zwischen dem erwähnten Ausgangszahnrad 9 und der Ausgangswelle 10 ist die erfindungsgemäße formschlüssige Schaltkupplung angeordnet, die nachfolgend anhand der Fig. 2 näher beschrieben werden soll.
  • Das Ausgangszahnrad 9 ist mit einer oder mehreren achsparallel gerichteten Kupplungsausnehnungen 11 versehen, die für den Eingriff von im wesentlichen achsparallel gerichteten Kupplungsvorsprüngen 12 dienen. Im dargestellten Beispiel handelt es sich bei den Kupplungsausnehmungen und Vorsprüngen um zylindrische Bohrungen und zylindrische Zapfen oder Stifte. Andere Kupplungselemente sind ebenfalls denkbar. Auch kann daran gedacht werden, daß zur Erleichterung des Einlaufens der Kupplungsvorsprünge in die Kupplungsausnehmungen schraubenförmig verlaufende Bahnen am Ausgangszahnrad 9 vorgesehen sein können, die dann in die eigentliche Kupplungsausnehmung maximaler Tiefe einmünden. Der als Bolzen ausgebildete Kupplungsvorsprung 12 ist fest in einen Kupplungsflansch 13 eingesetzt, der in fester Verbindung mit einer zylindrischen Schubhülse 14 steht, die axial verschieblich, aber drehfest (nicht dargestellt) von der Ausgangswelle 10 getragen wird. Ein in einer Ringnut 15 der Ausgangswelle 10 angeordneter Sprengring 16 legt die Axiallage des frei drehbaren Ausgangszahnrades 9 fest und dient auch als Anschlag für ein ringförmiges Federwiderlager 17, an dem sich eine Schraubendruckfeder 18 abstützt, mit der die Schubhulse 14 in die in Fig. 2 dargestellte Auskuppelstellung gedruckt wird. Das von dem Widerlagerring 17 abgelegene Ende der Schraubendruckfeder 18 stutzt sich am Boden einer axialen Ausnehmung 19 der schubhülse 14 ab. Die Ausnehmung 19 sorgt auch dafür, daß im eingekuppelten Zustand (Fig. 1) die Stirnfläche des Kupplungsflansches 13 unmittelbar an der zugewandten Seitenfläche des Ausgangszahnrades 9 zur Anlage kommen kann.
  • Unmittelbar neben der Schubhülse 14 befindet sich auf der Ausgangswelle 10 eine Gegenhaltehülse 21, die den gleichen Innendurchmesser aufweist wie die Schubhülse 14 und auch den gleichen Außendurchmesser haben kann. Die Gegenhaltehülse 21 stützt sich der eine Ringscheibe 22 an einem weiteren Sprengring 23 ab, der in eine weitere Ringnut 24 der Ausgangswelle 10 eingelegt ist. An den beiden sich gegenüber liegenden Stirnflächen der Hülsen 14 und 21 sind Konusflächen 25 bzw. 26 ausgebildet, welche gegensinnig verlaufen und nach außen divergieren. Damit die Hülsen 14 und 21 nicht mit einem Linienkontakt aneinander stoßen, sind vorzugsweise die Konusflächen 25 und 26 nicht bis an den inneren Umfang der Hülsen 14 und 21 heruntergeführt; vielmehr grenzen an die Konusflächen 25 und 26 ringscheibenförmige Stoßflächen 27 bzw. 28. Der halbe Kegelspitzenwinkel der Konusflächen 25 und 26 beträgt vorzugsweise etwa 45°, so daß die Konusflächen 25 und 26 etwa rechtwinklig aufeinander stehen. Zwischen diesen Konusflächen 25 und 26 befinden sich drei oder mehr Schaltkugeln 29. Der Durchmesser der Schaltkugeln 29 ist so gewählt, daß bei eng aneinander liegenden Hülsen 14 und 21 gemäß Fig. 2 die Kugeln 29 den Außendurchnesser der Hülsen 14 und 21 überragen. Sind dagegen die Hülsen 14 und 21 unter Zusammendrückung der Feder 18 so auseinandergezogen, wie es in Fig. 2 in gestrichelten Linien dargestellt ist, können die Schaltkugeln 29 eine Lage einnehmen, in denen ihre Außenflächen mit den Außendurchmessern der Hülsen 14 und 21 fluchten. Es ist offensichtlich, daß es für das Einkuppeln erforderlich ist, die Schaltkugeln 29 von der in Fig. 2 dargestellten Lage in die in Fig. 2 gestrichelt und in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellte Lage zu bringen.
  • Zur Bewegung der Schaltkugeln 29 ist eine Schaltmuffe 30 vorgesehen, die über einen großen Teil ihrer Länge einen Innendurchmesser d hat, der mit dem Außendurchmesser der Schubhülse 14 übereinstimmt. An ihrem vom Kupplungsflansch 13 abgelegenen Ende ist die Schaltmuffe 30 mit einem vergrößerten Durchmesser D versehen. An der Stelle mit großem Durchmesser D umgibt die Schaltmuffe 30 die Gegenhaltehülse 21 mit Spiel. Der Durchmesser D ist so gewählt, daß die Schaltkugeln 29 die in Fig. 2 dargestellte Auskuppel-Lage einnehmen können. Die an der inneren Mantelfläche der Schaltmuffe 30 ausgebildete Konusfläche 31 zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser D und dem Abschnitt mit kleinem Durchmesser d gibt die Möglichkeit, die Schaltkugeln 29 nach innen zu drücken und die beiden Hülsen 14 und 21 auseinanderzutreiben, so daß die Kupplungsvorsprünge 12 in die Kupplungsausnehnungen 11 eingreifen können. Dies ist verständlicherweise nur möglich, wenn die Kupplungselemente 11 und 12 miteinander fluchten.
  • Auf dem Außenumfang der Schaltmuffe 30 ist zwischen einem einteilig angeformten Ringflansch 32 und einem mit Sprengring 33 gehaltenen Widerlager 34 ein Schaltring 35 angeordnet, der mit Hilfe der zwischen Schaltring 35 und Widerlager 34 angeordneten Schraubendruckfeder 36 in Richtung Auskuppelstellung vorgespannt ist.
  • Wenn jetzt ausgehend von der Fig. 2 die formschlüssige Kupplung eingelegt werden soll, verdreht man die in Fig. 1 dargestellte im Getriebegehäuse 2 gelagerte Schaltwelle 37 mit einer radialen Handhabe 38 o. dgl. Im Inneren des Gehäuses 2 tragt die Schaltwelle 37 einen Exzenter 39 mit einem Drucklager 40, welches in das U-förmige Umfangsprofil des Schaltringes 35 eingreift. Bei einer Verdrehung der Schaltwelle 37 in einem solchen Sinne, daß gemäß Fig. 2 der Schaltring 35 nach links bewegt wird, kommt es zu einer Kontraktion der Schraubendruckfeder 36. Dieser gespannte Zustand der Schraubendruckfeder 36 bleibt solange bestehen, bis der Einkuppelvorgang beendet ist. Zunächst ergibt sich durch die Kraft der Feder 36 eine radial nach innen gerichtete Beaufschlagung der Schaltkugeln 29, die bestrebt sind, die beiden Hülsen 14 und 21 auseinanderzutreiben. Diese letzterwähnte Bewegung ist in dem Augenblick möglich, in dem die Kupplungszapfen 12 in die Kupplungsbohrungen 11 eingreifen können. Beim Einschaltvorgang sorgt also die Feder 36 während sie sich entspannt dafür, daß sich die Schaltmuffe 30 auf der Schubhülse 14 bezüglich der Fig. 2 nach links verschiebt. Wenn dies geschieht, drückt die Konusfläche 31 auf die Schaltkugeln 29, die dann in die in Fig. 2 in gestrichelter Lage dargestellte Position gelangen und die beiden Hülsen 14 und 21 soweit auseinandertreiben, daß der Kupplungsflansche 13 mit seiner äußeren Stirnfläche gegen die gegenüberliegende Stirnfläche des Ausgangszahnrades 9 gedrückt wird und es zu einem kuppelnden Eingriff zwischen den Zapfen 12 und den Ausnehmungen 11 kommt.
  • Wenn bei einem Auskuppelvorgang die Schaltwelle 37 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird, verschiebt sich die Schaltmuffe in Richtung Kupplungsflansch 13, so daß die Schaltkugeln 29 nicht mehr vom Muffenabschnitt mit dem kleinen Durchmesser d beaufschlagt werden. Die Schaltkugeln 29 können sich dann entsprechend der Darstellung der Fig. 2 nach außen bewegen, so daß die Abdrückfeder 18 die beiden Hülsenteile 14 und 21 wieder zusammenführt und es zu einem Lösen der Kupplung kommt. Aus der vorstehenden Beschreibung sollte verständlich sein, daß vorzugsweise die den Schaltring beaufschlagende Schraubendruckfeder stärker ist als die den Kupplungsflansch vom Ausgangszahnrad abdrückende Feder 18.

Claims (7)

1. Formschlüssige Schaltkupplung, insbesondere für die Untersetzungsgetriebe von elektromotorisch angetriebenen Hängebahnfahrwerken, die mindestens eine im wesentlichen achsparallel gerichtete Ausnehmung (11) zum Eingriff von mindestens einem im wesentlichen achsparallel gerichteten Kupplungsvorsprung (12) eines axial verschieblich und drehfest auf der Ausgangswelle (10) gelagerten und mittels einer Feder (18) ausrückbaren Kupplungsflansch (13) aufweist, sowie eine auf der Ausgangswelle (10) gleitende zylindrischen Schubhülse (14), an die eine mit der Ausgangswelle (10) axial unverschieblich verbundene Gegenhaltehülse (21) angrenzt, wobei das dem Kupplungsflansch (13) zugewandte Ende der Gegenhaltehülse (21) mit einer schrägen Stirnfläche versehen ist, zwischen dieser und der Stirnfläche des Kupplungsflansches (13) Schaltkugeln (29) liegen, die beiden Hülsen (14, 21) von einer auf der Schubhülse (14) axial verschiebbar gelagerten Schaltmuffe (30) umgeben sind, welche im Bereich der aneinandertreffenden Hülsenenden (25, 26) einen vergrößerten Innendurchmesser (D) aufweist und mit einer Fläche (31) die Schaltkugeln (29) beaufschlagt, und auf der Schaltmuffe (30) ein der Schaltbetätigung dienender Ring (35) angeordnetlst, der, von einer Schaltgabel (39, 40) betätigbar, über die Schaltkugeln (29) den Kupplungsflansch (13) in kuppelnden Eingriff bringt, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeausgangszahnrad (9) frei drehbar auf der Ausgangswelle (10) gelagert ist, daß der Kupplungsflansch (13) mit der Feder (18) in Auskuppelstellung gehalten wird, wobei der Kupplungsflansch (13) mit der Schubhülse (14) verbunden ist, daß beide einander zugewandten Hülsenenden mit gegensinnig nach außen divergierenden Konusflächen (25, 26) versehen sind, zwischen denen die Schaltkugeln (29) liegen, deren Durchmesser so gewählt ist, daß sie im eingekuppelten Zustand (Fig. 1) bei maximal auseinanderbewegten Hülsen (14,21) den Hülsendurchmesser (d) nicht überragen, aber im ausgekuppelten Zustand (D) bei eng aneinanderliegenden Hülsen (14, 21) radial vorragen, daß der Innendurchmesser (D) der Schaltmuffe (30) dem Maß des radialen Bewegungsspiels (D-d) der Schaltkugeln (29) entsprechend vergrößert ist und mit der die Durchmesseränderung überbrückenden Fläche (31), die als Konusfläche ausgebildet ist, die Schaltkugeln (29) beaufschlagt, wobei der Ring (35) axial beweglich gelagert ist, der entgegen einer in Auskuppelrichtung wirkenden Feder (36) die Schaltmuffe (30) und damit die Schaltkugeln (29), die Schubhülse (14) und den Kupplungsflansch (13) in Einkuppelrichtung vorspannen kann.
2. Schaltkupplung nach Aspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaltring (35) ein mit Drucklager (40) versehener Exzenterzapfen (39) einer Schaltwelle (37) eingreift, welche senkrecht zur Ausgangswelle (10) im Getriebegehäuse (2) gelagert ist und außerhalb des Gehäuses (2) eine radiale Betätigungshandhabe (38) trägt.
3. Schaltkupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Abdrückfeder (18), Schubhülse (14), Schaltkugeln (29) und Gegenhalthülse (21) axial begrenzt beweglich zwischen zwei in die Abtriebswelle (10) eingreifenden Sprengringen (16, 23) liegen.
4. Schaltkupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaltring (35) in Auskuppelrichtung beaufschlagende Feder (36) stärker ausgebildet ist, als die den Kupplungsflansch (13) in Auskuppelrichtung beaufschlagende Abdrückfeder (18).
5. Schaltkupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Kegelspitzenwinkel der die Schaltkugeln (29) beaufschlagenden Konusflächen (25, 26) von Schubhülse (14) und Gegenhaltehülse (21) etwa 45° beträgt.
6. Schaltkupplung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kuppelnden Vorsprünge des Kupplungsflansches (13) zylindrische Stifte oder Zapfen (12) sind.
7. Schaltkupplung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Lage der Konusfläche (31) zwischen den mit großem und kleinem Innendurchmesser (D; d) ausgebildeten zylindrischen Flächen der Schaltmuffe (30) so gewählt ist, daß die Konusfläche (31) im eingeschalteten Zustand die Schaltkugeln (29) nicht mehr beaufschlagt und es zu einer Selbsthemmung kommt.
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