DE1161729B

DE1161729B - Ein- und ausrueckbare Formschlusskupplung und deren Anwendung bei Gewindeschneidmaschinen

Info

Publication number: DE1161729B
Application number: DEL27736A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Roemer; Dipl-Ing Reinhard Dupuis
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-05-29
Filing date: 1957-05-29
Publication date: 1964-01-23

Description

Ein- und ausrückbare Formschlußkupplung und deren Anwendung bei Gewindeschneidmaschinen Wird eine laufende Welle mit einer stillstehenden Welle durch eine Klauenkupplung verbunden, so entsteht ein Stoß, der für die Kupplung, aber auch für die treibende oder die getriebene Maschine schädlich sein kann. Der Stoß kann so groß sein, daß er bei Antrieben mittels elektrischer Welle zum Abreißen dieser elektrischen Welle führen kann. Um stoßartige Beanspruchungen zu vermeiden, werden oft zum Verbinden zweier Wellen zwei schaltbare Kupplungen vorgesehen, von denen die eine Kupplung das Drehmoment im stationären Betrieb formschlüssig überträgt, während die andere Kupplung schlupffähig ist und der Beschleunigung der getriebenen Welle nahezu bis zum Gleichlauf mit der treibenden Welle dient.
Solche Kupplungskombinationen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Als schlupffähige Beschleunigungskupplung sind dabei Reibungskupplungen verschiedener Art, z. B. Konuskupplungen oder Lamellenkupplungen, angewendet. Durch die schlupffähige Reibungskupplung wird annähernd Gleichlauf der miteinander zu kuppelnden Wellen hergestellt, dann wird die Reibungskupplung mittels einer Formschlußkupplung überbrückt. Die Formschlußkupplung besteht üblicherweise aus zwei Klauen- oder Zahnkränzen, die derart ineinandergreifen, daß die Zähne des einen Kranzes in den Zahnlücken des anderen Kranzes liegen.
Eine eindeutige Zuordnung der Winkelstellungen der treibenden und der getriebenen Welle ist dabei nicht gegeben, ist aber bei bestimmten Anwendungen erforderlich, z. B. bei Gewindeschneidmaschinen. Um eine eindeutige Zuordnung zu erzielen, ist es bekannt, sogenannte Einzahnkupplungen anzuwenden, bei denen der eine Kupplungskranz aus einem einzigen, z. B. an einer Scheibe angeordneten Zahn besteht. Ebenso weist der andere Kupplungskranz eine einzige Zahnlücke auf, in welche der Kupplungszahn eingreift. Einzahnkupplungen werden zumindest im Stillstand eingerückt, sind demgemäß nicht mit einer schlupffähigen Beschleunigungskupplung kombiniert.
Es ist aber auch eine Einzahlkupplung bekannt, bei der die den Zahn tragende Kupplungshälfte mit einer kugelstumpfförmigen Reibfläche versehen ist. Desgleichen weist die Kupplungshälfte mit der Zahnlücke eine Reibfläche in Form eines Hohlkegelstumpfes auf. Beim Einrücken der Kupplung treten die beiden Reibflächen miteinander in Berührung, jedoch greift der Kupplungszahn spätestens nach einer Relativdrehung der Kupplungshälften von weniger als 360° in die Zahnlücke. Ein stoßartiges Kuppeln. ist bei dieser Einzahnkupplung nicht mit Sicherheit ausgeschlossen.
Die bekannten Kupplungen sind so beschaffen, daß sie stoßartige Beanspruchungen beim Kuppeln mildern oder vermeiden. Sie werden jedoch Anwendungsfällen, bei denen es darum geht, eine eindeutige Winkellage zwischen der treibenden und der getriebenen Welle zwangläufig herbeizuführen, wobei aber Einrückstöße jedenfalls vermieden werden sollen, nicht gerecht. Aufgabe der Erfindung ist, eine für diese Anwendungsfälle geeignete Kupplung zu schaffen.
Die Erfindung betrifft eine ein- und ausrückbare Formschlußkupplung zum Kuppeln einer sich drehenden treibenden Welle mit einer stillstehenden getriebenen Welle, bestehend aus einer schlupffähigen Beschleunigungskupplung und einer ein- und ausrückbaren, formschlüssig kraftübertragenden Betriebskupplung, welche, nachdem die Beschleunigungskupplung die getriebene Welle auf die Drehzahl der treibenden Welle beschleunigt hat, deren Kraftfluß formschlüssig überbrückt. Die Erfindung besteht darin, daß die Betriebskupplung eine an sich bekannte Einzahnkupplung ist.
Gegen die Verwendung einer Einzahnkupplung sprach die Tatsache, daß die Zeit zwischen dem Einrücken durch einen Schalthebel bis zur Mitnahme der getriebenen Seite vielfach zu lang war. Es hat sich jedoch durch die Kombination mit einer schlupffähigen Kupplung erwiesen, daß diese Zeiten durch Erhöhen der Relativgeschwindigkeiten der beiden Kupplungh'älften sich verkürzen ließen.
Eine derart ausgebildete Kupplung ist beispielsweise bei Gewindeschneidmaschinen vorteilhaft. Bei derartigen Maschinen ist - sofern das Gewinde nicht in einem einzigen Arbeitsgang geschnitten wird - die Forderung gestellt, daß der Gewindeschneidsupport bei jedem Arbeitsgang derart mit dem Hauptantrieb, von dem seine Vorschubbewegung abgenommen ist, gekuppelt werden kann, daß das Schneidwerkzeug genau in den beim vorausgehenden Arbeitsgang geschnittenen Gewindegang hineingeführt wird. Hierfür ist eine ein- und ausrückbare Einzahnkupplung geeignet, durch die die Verbindung zwischen der Hauptspindel und der Vorschubwelle nur in einer genau definierten Relativstellung der Wellen erfolgt.
Bei ausgeschalteter Einzahnkupplung wird die anzutreibende Welle durch die schlupffähige Kupplung in Drehung versetzt. Nachdem die getriebene Welle mit annähernd derselben Drehzahl wie die treibende Welle läuft, wird die Einzahnkupplung eingerückt.
Als schlupffähige Beschleunigungskupplung zum Anfahren der getriebenen Welle kann eine mechanisch oder elektrisch betätigbare Reibungskupplung dienen. Auch ist es möglich, hierzu eine Magnetpulverkupplung vorzusehen.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung beschrieben.
Der Antrieb erfolgt an der Welle 3, die mit einem Teil einer Einzahnkupplung 1 (Betriebskupplung) verbunden ist; diese überträgt im stationären Betrieb das Drehmoment. Die Betriebskupplung verbindet die Antriebswelle 3 mit einer Welle 4, über die beibeispielsweise der Gewindeschneidsupport einer Drehbank angetrieben sein kann.
Da beim Einrücken dieser Betriebskupplung starke Beanspruchungen der Welle auftreten, ist parallel zu der Betriebskupplung 1 eine schlupffähige Kupplung 2 angeordnet. Die schlupffähige Kupplung 2 wird von der Welle 3 über ein Getriebe 5 angetrieben. Die schlupffähige Kupplung 2 treibt über ein weiteres Getriebe 6 die Welle 4 an. Die Getriebe 5, 6 sind in der Zeichnung als Zahnradgetriebe dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, hierfür eine andere Getriebeart, beispielsweise einen Riemenantrieb, vorzusehen.
Die Welle 4 ist mit dem Lastmoment der angetriebenen Maschine belastet und steht still, wenn beide Kupplungen 1, 2 ausgerückt sind. Die Welle 1 läuft, z. B. von einem Elektromotor angetrieben, mit einer gegebenen Geschwindigkeit. Zunächst wird die schlupffähige Kupplung 2 eingeschaltet, wodurch die Welle 4 stoßfrei angefahren wird. Wenn die Drehzahl der Welle 4 mit der Drehzahl der Welle 3 annähernd übereinstimmt, wird die eine eindeutige gegenseitige Zuordnung der Winkelstellungen der Wellen 3 und 4 gewährleistende Betriebskupplung 1, die als Einzahnkupplung ausgebildet ist, eingerückt. Die schlupffähige Kupplung 2 kann nun ausgeschaltet werden. Beide Vorgänge, das Einschalten der Kupplung 1 und das Ausschalten der Kupplung 2, können miteinander gekoppelt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Ein- und ausrückbare Formschlußkupplung zum Kuppeln einer sich drehenden treibenden Welle mit einer stillstehenden getriebenen Welle, bestehend aus einer schlupffähigen Beschleunigungskupplung und einer ein- und ausrückbaren, formschlüssig kraftübertragenden Betriebskupplung, welche, nachdem die Beschleunigungskupplung die getriebene Welle auf die Drehzahl der treibenden Welle beschleunigt hat, deren Kraftfluß formschlüssig überbrückt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Betriebskupplung (1) eine an sich bekannte Einzahnkupplung ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebskupplung (1) mit einer Schaltvorrichtung ausgestattet ist, bei deren Einrücken die Beschleunigungskupplung (2) abgeschaltet wird.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungskupplung (2) und die Betriebskupplung (1) in parallelen Wellensträngen liegen, die vor und hinter den Kupplungen (1, 2) durch Zahnräder (5, 6) derart miteinander verbunden sind, daß die Kupplungshälften der Beschleunigungskupplung und der Betriebskupplung die gleiche Drehrichtung haben.
4. Anwendung einer Kupplung nach Anspruch 1, 2 oder 3 bei Gewindeschneidmaschinen, wobei der das Schneidwerkzeug tragende Support über die schlupffähige Kupplung (2) beschleunigt und danach durch die Betriebskupplung (1) angetrieben wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 457 880, 614 778, 680 423, 973 524; schweizerische Patentschrift Nr. 316 497; französische Patentschrift Nr. 985 062; britische Patentschrift Nr. 183 734.