DE2748262C2 - In jeder Winkelstellung schaltbare Wellenkupplung - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Abstützglieder Kugeln (19,20) sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kupplungskörper (14) einen oberen Teil (14Zj^ hat der in bezug auf die erste Achse außermittig ist.

ίο 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der innere Kupplungskörper (14) einen unteren Teil (14a) aufweist der zur Höhlung des äußeren Kupplungskörpers (10) konzentrisch ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß der Zwischenraum zwischen der äußeren Fläche des unterenTeils (14a^des inneren Kupplungskörpers (14) und der zylindrischen Höhlung kleiner ist als der Zwischenraum zwischen tier äußeren Fläche des oberen Teils (146,} des inneren Kupplungskorpers (14) und der Höhlung.

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zeichnet daß der äußeren Kupplungskörper (10) eine Aussparung (23) aufweist die das auf der treibenden Welle (11) gelegene zweite Kupplungsglied (18) frei drehbar aufnimmt wenn sich der äußere Kupplungskörper in der Kupplungslage befindet

7. Vorrichtung aach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Kupplungsfläche (15) am zweiten Körper (14) aufweist

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne einen inneren Zahnkranz bilden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der treibenden Welle (11) Hegende erste Kupplungsglied (17) Zähne aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne ein Zahnrad bilden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der treibenden Welle (11) liegende zweite Kupplungsglied (18) von einem keilförmigen Kupplungszapfen gebildet ist

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsgüed am inneren Kupplungskörper (14) eine Aussparung zur Mitnahme des Kupplungszapfens aufweist wenn sich der äußere Kupplungskörper in der Freilage befindet

Die Erfindung betrifft eine in jeder Winkelstellung schaltbare Wellenkupplung, bei der der kraftübertragende Eingriff vom Drehmoment der treibenden Welle bewirkt wird.

Aus der DE-OS 20 22 251 geht eine Kupplung dieser Gattung mit zwei konzentrisch angeordneten, relativ zueinander verdrehbaren Teilen hervor, die gemeinsam einen Ringspalt bilden. Ein von außen her verstellbares Klemmglied kann in diesen Ringspalt eingedrückt werden, so daß es im Reibschluß mit den beiden relativ zueinander verdrehbaren Teilen gelangt und damit deren Drehverbindung herstellt.

Weiterhin geht aus der GB-PS 3 42 446 eine drehrichtungsabhängige Klemmbackenkupplung dieser Gattung hervor, bei der in der Mitte der symmetrisch angeordneten Klemmbacken ein verdrehbarer Klemmkörper angeordnet ist, der in Abhängigkeit von der Richtung des Kraftflusses die Drehbacken auseinander-

drückt oder freigibt Als Antriebsglied dient eine Kombination Zahnrad/Zahnrechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache mechanische, stufenlos in jeder Winkelstellung schaitbare Wellenkupplung der angegebenen Gattung zu schaffen, die zuverlässig arbeitet und keinen nennenswerten Verschleiß zeigt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß die Wellenkupplung einen einfachen Aufbau hat und deshalb mit geringen Kosten hergestellt werden kann. Trotzdem läßt sich in jeder Winkelstellung stufenlos schalten. Diese Wellenkupplung arbeitet auch über längere Zeiträume sehr zuverlässig bei extrem geringen Verschleiß. Sie kann in verschiedenen Ausführungsformen realisiert werden, so daß sie auf vielen verschiedenen technischen Gebieten eingesetzt werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellenkupplung zu dem Zeitpunkt, bei dem das Drehmoment der treibenden Welle nicht auf die angetriebene Welle übertragen wird (Freilage),

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von F i g. 1,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III—III von F i g. 1, und

F i g. 4 die Wellenkupplung nach F i g. 1 zu dem Zeitpunkt zu dem das Drehmoment von der treibenden Welle auf die angetriebene Welle übertragen wird {Kupplungslage).

Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine treibende Welle 11 und eine angetriebene Welle 12, die durch eine Wellenkupplung miteinander verbunden sind. Die Mittellinie der treibenden f^elle 11 ist durch das Bezugszeichen 13 angedeutet

Die Wellenkupplung weist einen äußeren K.upplungskörper 10 auf, in dem sich ein innerer Kupplungskörper 14 befindet, der bei der dargestellten Ausführungsform ein exzentrischer Kupplungskörper ist. Der äußere Kupplungskörper 14 ist mit einer inneren, gekrümmten Kupplungsfläche 15 mit einer zweiten geometrischen Achse 16, nämlich der Mittellinie der Kupplungsfläche 15, versehen, die der ersten geometrischen Achse 13 gegenüber, also der Mittellinie der antreibenden Welle 11, versetzt ist. Bei dieser Ausführungsform besteht die innere Kupplungsfläche 15 aus einem inneren Zahnkranz. Das Spiel zwischen dem äußeren Umfang des unteren Teils 14a des inneren, in dem äußeren Kupplungskörper 10 angeordneten Kupplungskörper 14 up.d dem inneren Umfang des äußeren Kupplungskörpers 10 ist etwas kleiner als das Spiel zwischen dem äußeren Umfang des oberen Teils 146 des inneren Kupplungskörpers 14 und dem inneren Umfang des äußeren Kupplungskörpers 10.

Die antreibende Welle 11 trägt ein erstes Kupplungsglied 17, in diesem Fall ein Zahnrad, und ein zweites Kupplungsglied 18, in dieser Ausführungsform aus Kupplungszapfen 18 bestehend. Für die Kupplungszapfen 18 finden sich in dem innerhalb des Kupplungskörpers 10 liegende Körper 14 passende Aussparungen. Die Kupplungszapfen 16 stellen in der Freilage des Kuppiungskörpers 10 einen Kupplungsvorgang mit dem innerhalb des Kuppiungskörpers 10 liegenden Korper 14 her, während sie vom Körper 14 freigeschältet sind, wenn sich der Kupplungskörper 10 in der Kupplungsiage befindet Hierzu besitzt der Kupplungskörper 10 eine Freinut 23.

In dieser Ausführungsform ist das erste Kupplungsglied 17 auf der antreibenden Welle 11 stets mit der innenseitigen Kuppiungsfläche 15 des innerhalb des Kuppiungskörpers 10 liegenden Körpers 14 gekuppelt was bei Kupplungslage des Kuppiungskörpers 10 die Ankupplung des innerhalb des Kuppiungskörpers 10 liegenden Körpers 14 an den Kupplungskörper 10 bewirkt Um die Ankupplung des innerhalb des Kuppiungskörpers 10 liegenden Körpers 14 an den Kupplungskörper 10 herzustellen, ist der Körper 14 neigbar. Hierbei muß der Spielraum zwischen der antreibenden Welle 11 und dem inneren Umfang des Körpers 14 geeignet gewählt werden. In dieser Ausführungsform wird das Neiger, des Körpers 14 durch die Anordnung der Kugeln 19 und 20 an der oberen Flf-J-ie des Körpers 14 und entsprechendermaßen an dessen unrsrer Fläche sowie durch geeignete Wahl der Zahnung des inneren Zahnkreises 15 und des Zahnrades 17 bewirkt

Um axiale Bewegung des Körpers 14 zu verhindern, ist auf Hissen oberer Endfläche ein Gleitring 21 und auf diesen ein geeigneter Sperring 22 aufgelegt worden. Die angetriebene Welle 12 kann z. B. eine geeignete Zahnung 24 und entsprechendermaßen der Kupplungskörper 10 die Zahnung 25 tragen, wobei üie angetriebene Welle 12 mit dem Kupplungskörper 12 festgeschlossen ist. Diese Festschließung kann gegebenenfalls auch auf andere Weise bewerkstelligt werden.

In der in F i g. 1 gezeigten Situation befindet sich der Kupplungskörper SO in der Freilage, wobei das Drehmoment der antreibenden Welle 11 nicht auf die angetriebene Welle 12 übertrager, wird. In dieser Situation stellen die Kupplungszapfen 18 auf der antreibenden Welle 11 einen Kupplungsvorgang mit dein Exj.enterkörper 14 her, wobei im Falle der Rotation der antreibenden Welle 14 der Exzenterkörper 14 in dem Kupplun_öskörper 10 rotiert

Wenn man den Kupplungskörper 10 in die Kupplungslage, d. h. in dieser Ausführungsform nach oben bewegt, gelangen die Kupplungszapfen 18 in die Freinut 23, wobei die Kupplungszapfen 18 von dem innerhalb des Kuppiungskörpers 10 liegenden Körper 14 abgeschaltet sind. Hierbei versucht das Zahnrad 17 auf der antreibenden Welle 11, welches einen Kupplungsvorgang mit der inneren Zahnung 15 des innerhalb des Kuppiungskörpers 10 liegenden Körpers 14 herstellt, den innenseitigen Zahnkranz 15 um die Zentrumlinie t6 zu rotieren. Da sich diese angestrebte Rotation nicht Vollziehern kann, folgt hieraus, daß sich der innerhalb des Kuppiungskörpers 10 liegende Körper 14 neigt, wobei der axiale Schnitt cts Körpers 14 zu einer Ellipse wird. Die Neigung des Körpers 14 hat zur Folge, daß der untere Teil 14a des Körpers 14 einen Reibeingriff mit dem Kupplungskörper 10 herstellt. Hierbei rotiert somit der Kupplungsköiper 10 mit der antreibenden Welle mit, und da die angetriebene Welle 12 mit dem Kupplungskörper 10 festgeschlossen ist, wird hierbei das Drehmoment der antreibenden Welle 11 auf die angetriebene Welle 12 übertragen.

Das wesentlichste Kennzeichen der Erfindung ist, daß der innerhalb des Kuppiungskörpers 10 liegende Körper 14 mit einer innenseitigen Kupplungsfläche 15 ausgestattet ist, deren Zentrumlinie 16 von der Zentrumlinie 13 der antreibenden Welle 11 abweicht. In der Aus-

führungsform gemäß F i g. 1 —4 ist der Körper J4 als Exzenterkörper dargestellt worden. Dies ist indessen nicht unerläßlich notwendig, und der Körper 14 kann auch ein symmetrischer Körper sein, der einen exzentrisch angebrachten inneren Zahnkranz IS trägt.

In der dargestellten Ausführungsform ist die innenseitige Kupplungsfläche IS des innerhalb des Kupplungskörpers 10 liegenden Körpers 14 als Zahnung dargestellt worden. Diese Zahnung muß nicht notwendigerweise ein innerer voller Zahnkranz sein, sondern die besagte Innenverzahnung kann lediglich etwa ¹A des durch die Kupplungsfläche IS laufenden Kreisumfangs ausmachen, d. h. die Zahnung IS muß nur soviel Zähne haben, daß diese einen Kupplungsvorgang mit dem ersten Kupplungsglied 17 auf der antreibenden Welle 11 bewerkstelligen. Gleiches gilt natürlich auch für das Kupplungsglied 17, welches in der dargestellten Ausführungsform ebenfalls eine Zahnung ist. Die Erfindung kann gegebenerweise statt mittels des Zahnkranzes 15 und des Zahnrads 17 z. B. mittels einer Zahnstange oder Reibungsrädern und dergleichen, an sich bekannten Maschinenelementen, ausgeführt werden. Die in der Ausführungsform gemäß F i g. 1 —4 gezeigten Spielräume können selbstverständlich je nach dem Anwendungsfall variieren. Das zweite Kupplungsgiied 18 auf der antreibenden Welle 11 kann aus entweder einem oder mehreren keilförmigen Kupplungszapfen bestehen. Als Kupplungsgiied 18 kann gegebenerweise auch irgendein anderes an sich bekanntes Maschinenelement dienen.

In gewissen Ausführungsformen stellen der Zahnkranz 15 und das Zahnrad 17 keinen Kupplungsvorgang her, wenn der Kupplungskörper 10 sich in der Freilage befindet. Man muß dann eine geeignete Synchronisiervorrichtung verwenden, wenn man den Zahnkranz 15 an das Zahnrad 17 anschalten will, um Drehmoment von der antreibenden Welle 11 auf die angetriebene Welle 12 zu übertragen.

Die Erfindung ist in keiner Weise kritisch in bezug auf die Festschließung der angetriebenen Welle 12 mit dem Kupplungskörper 10. Die Achsenrichtung der angetriebenen Welle 12 kann von derjenigen der antreibenden Welle 11 abweichen. Der Kupplungskörper 10 kann auch in der Axialrichtung unbeweglich sein, wobei dann die antreibende Welle 11 eine solche Bauweise haben kann, daß man sie in der Axialrichtung bewegen kann.

Je nach der Höhe des zu übertragenden Drehmoments und dem Anwendungszweck der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann man den Kupplungskörper 10, den innerhalb desselben befindlichen Körper 14 sowie die Kupplungsfläcne 15 und die Kupplungsglieder 17 und 18 aus Metall, z. B. aus Messing, Eisen, Stahl oder Kunststoff fertigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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60

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Claims (1)

1. Patentansprüche:

   L In jeder Winkelstellung schaltbare Wellenkupplung, bei der der kraftübertragende Eingriff vom Drehmoment der treibenden Welle (11) bewirkt wird, gekennzeichnet durch

   — einen äußeren Kupplungskörper (10). der eine innere, zylindrische Höhlung mit einer ersten geometrischen Achse begrenzt, die mit der geometrischen Achse (13) der treibenden Welle (11) fluchtet und der zur Herstellung einer Frei- und einer Kupplungslage gegenüber treibender und getriebener Welle axial verschiebbar ist und mit einer getriebenen Welle (12) drehfest verbunden ist,

   — einen inneren Kupplungskörper (14), der in der Höhlung vorgesehen ist und eine obere Stirnfläche, aae untere Stirnfläche, eine innere, gekrümmte Kupplungsbacke (25) mit einer zweiten geometrischen Achse (16), die der ersten Achse gegenüber versetzt ist eine zylindrische äußere Fläche, die konzentrisch in der Höhlung angeordnet ist und eine dritte geometrische Achse hat die mit der ersten Achse fluchtet sowie einen Durchmesser aufweist der ein wenig kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Höhlung,

   — ein auf der treibenden Welle (11) befestigtes erstes K.:>pplungsglied (17), welches zum Kupplungseingriff mit der inneren gekrümmten Kupplungsfläche (15) des inneren Kupplungskörpers (14) zumindest dann eingerichtet ist, wenn sich der äußere Kupplungskörper in der Kupplungslage befindet

   — ein auf der treibenden Welle befestigtes, zweites Kupplungsglied (18), und

   — ein an dem inneren Kupplungskörper (14) vorgesehenes Eingriffsgüed, das kuppelnden Eingriff herstellt zwischen dem zweiten Kupplungsglied (18) und dem inneren Kupplungskörper (14), wenn sich der äußere Kupplungskörper (10) in der Freilage befindet und das den inneren Kupplungskörper (14) vom zweiten Kupplungsglied (18) entkuppelt, wenn sich der äußere Kupplungskörper (10) in der Kupplungslage befindet,

   — wobei der innere Kupplungskörper (14) in der Höhlung um die dritte Achse rotiert, wenn sich der äußere Kupplungskörper (10) in der Freilage befindet, und

   — wobei der innere Kupplungskörper (14) danach trachtet, in der Höhlung um die zweite Achse (16) zu rotieren, und zwar infolge des Eingriffs zwischen dem ersten Kupplungsglied (17) und der gekrümmten Kupplungsfläche (15) des inneren Kupplungskörpers (14), wenn sich der äußere Kupplungskörper (10) in der Kupplungslage befindet,

   — wobei der innere Kupplungskörper (14) an seinen Stirnflächen mit axialen Abstützgliedern (19, 20) versehen ist, so daß dieser Körper sich zur ersten Achse neigt, wenn er danach trachtet, um die zweite Achse (16) zu rotieren, wodurch die Höhlung des äußeren Kupplungskörpers mit dem Umfang des inneren Kupplungskörpers in Reibeingriff kommt, und dadurch die Übertragung von Drehmoment zur getriebene Welle erfolgt