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Diese bestehen aus Betätigungshülsen, die auf den in unterschiedlichen
Richtungen angetriebenen Kupplungsansätzen in Drehrichtung fest und in axialer Richtung
verschiebbar gelagert und mit einer konisch ausgebildeten Stirnöffnung versehen
sind, die mit den ebenfalls konisch ausgebildeten freien Enden der Schlingfeder
zusammenwirken. Die Betätigung erfolgt hier, wie bei der vorstehend erwähnten Einrichtung,
auch durch das Einwirken der Betätigungsglieder auf die Schlingfeder in axialer
Richtung mit den gleichen Nachteilen, und zwar derart, daß beim Verschieben der
Betätigungsglieder in Richtung auf die Schlingfeder deren konus artig ausgebildete
Enden unter Reibung zusammengedrückt werden und somit an
den Kupplungsansätzen
fassen. Bei dieser Einrichtung tritt jedoch zusätzlich erheblicher Verschleiß auf,
und zwar bei den Kupplungsvorgängen zwischen den Betätigungsgliedern und den Schlingfederenden
und während der gesamten Kupplungsdauer zwischen den Betätigungsgliedern und den
diese ein- und ausrückenden Mitteln.
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Beiden vorstehend aufgezeigten Schlingfederkupplungseinrichtungen
haftet zudem der Nachteil an, daß die Schließbewegungen der beiden Kupplungshälften
der Schlingfeder von Fremdteilen (Betätigungsglieder) abhängig sind, die aus den
vorstehend aufgeführten Gründen ohne häufiges Nachjustieren kein exaktes Arbeiten
gewährleisten können.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, hat die erfindungsgemäße Schlingfederkupplungseinrichtung
die Aufgabe, eine solche für ein reversibles Getriebe zu schaffen, die ein anderes,
allgemein bekanntes Schlingfederkupplungssystem verwendet, das sich bei Kupplungen,
bei denen die Drehbewegung von der Eingangswelle zur Ausgangswelle nur gleichsinnig
erfolgen, hervorragend bewährt hat. Eine solche Einrichtung ist z. B. mit der deutschen
Patentschrift 392 584 bekanntgeworden, bei der die Schlingfeder so ausgebildet ist,
daß sie stets durch eigene Federkraft in Eingriff mit den Kupplungsansätzen zu gelangen
versucht und durch gestellfest gelagerte Betätigungsglieder gegen ihre eigene Federkraft
sperrbar, also in geöffnetem Zustand gehalten wird. Beide Schlingfederenden sitzen
hier in je einer Steuerhülse, über die die gestellfesten Betätigungsglieder auf
die Schlingfeder einwirken. Bei dieser Einrichtung kann zwar auch die Ausgangswelle
die Funktion einer Eingangswelle übernehmen, wobei aber auch nur eine Drehrichtung
auf die nunmehr als Ausgangswelle wirksame ursprüngliche Eingangswelle übertragen
werden kann.
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Um nun dieses Prinzip, bei dem die Schlingfeder die Geschwindigkeit
ihrer Schließbewegung selbst vorgibt, auch bei einer Kupplungseinrichtung für ein
Getriebe anwenden zu können, das der Aufgabe der Erfindung entspricht, muß dafür
Sorge getragen werden, daß im Ruhezustand beide Kupplungshälften und beim Übertragen
einer Drehbewegung die nicht beaufschlagte Kupplungshälfte geöffnet gehalten wird,
obwohl die Schlingfeder mit ihren Steuerhülsen eine Drehbewegung ausführt und dadurch
keinen festen Bezugspunkt zu den gestellfesten Betätigungsgliedern besitzt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß, wie an sich
bekannt, die freien Enden der Schlingfeder fest in Steuerhülsen angeordnet sind
und daß diese Steuerhülsen durch ebenfalls an der Ausgangswelle befestigte und durch
gestellfeste Betätigungsglieder auslösbare Steuerglieder sperr- und freigebbar sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schlingfederkupplungseinrichtung
wird an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch
die erfindungsgemäße Schlingfederkupplungseinrichtung in Verbindung mit einem reversiblem
Getriebe, bei dem die Eingangs- und Ausgangswelle zueinander achsparallel angeordnet
sind, F i g. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Schlingfederkupplungseinrichtung,
F i g. 2 a eine verstellbare Ausbildung beider Betätigungsglieder für die Betätigung
der Steuerhülsen
F i g. 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Schlingfederkupplungseinrichtung
in Verbindung mit einem reversiblen Getriebe, bei dem die Eingangs-und Ausgangswelle
zueinander senkrecht angeordnet sind.
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In Fig. 1 ist eine Eingangswelle 1 dargestellt, die in Gestellwänden
2 gelagert und mit auf ihr befestigten Zahnrädern 3 und 4 versehen ist. Das Zahnrad
3 kämmt ständig mit einem Kupplungszahnrad 5, das auf einer als Ausgangswelle 6
wirksamen und in den Gestellwänden 2 gelagerten Welle frei drehbar angeordnet ist.
Das Zahnrad 4 steht über ein Zwischenrad 7 ständig in Wirkverbindung mit einem zweiten,
ebenfalls auf der Ausgangswelle 6 frei drehbar gelagerten Kupplungszahnrad 8. Die
Kupplungszahnräder 5 und 8 weisen je einen Kupplungsansatz 9 bzw. 10 auf, die zueinander
gerichtet sind. Die Ausgangswelle 6 weist einen Bund 11 auf, an dem die Kupplungsansätze
9 und 10 seitlich anliegen, und der einen Durchmesser aufweist, der dem der Kupplungsansätze
9 und 10 entspricht.
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Der Bund 11 der Ausgangswelle 6 und die Kupplungsansätze 9 und 10
liegen in einer Schlingfeder 12, die vermittels eines als Spannschelle ausgebildeten
Befestigungsgliedes 13 mit dem Bund 11 der Ausgangswelle 6 fest verbunden ist. Die
Schlingfeder 12 bildet somit gemeinsam mit den beiden Kupplungsansätzen 9 und 10
zwei Kupplungshälften 14 und 15.
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Die freien Enden 16 und 17 der Schlingfeder 12 liegen in Ausnehmungen
18 bzw. 19 von Steuerhülsen 20 bzw. 21. Die Steuerhülsen 20 und 21 sind mit je einer
Steuernase 22 bzw. 23 versehen, die mit je einem Steuerglied 24 bzw. 25 und einem
Betätigungsglied 26 bzw. 27 zusammenwirken. Die Steuerglieder 24 und 25 sind als
Blattfedern ausgebildet und an dem als Spannschelle ausgebildeten Befestigungsglied
13 und somit an der Ausgangswelle 6 durch eine Langloch-Schraubverbindung befestigt.
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Die Steuerglieder 24 und 25 weisen eine gekrümmte Form auf und umfassen
teilweise das Befestigungsglied 13. An ihren freien Enden sind die Steuerglieder
24 und 25 mit seitlichen Lappen 28 bzw. 29 versehen, die sich zu den Kupplungshälften
14 bzw. 15 axial erstrecken und somit im Bewegungsbereich der Steuernasen 22 bzw.
23 der Steuerhülsen 20 bzw. 21 liegen. Die seitlichen Lappen 28 und 29 weisen je
eine Abkröpfung 30 bzw. 31 auf, über die die Steuerglieder 24 und 25 mit den Betätigungsgliedern
26 bzw. 27 zusammenwirken. Die Abkröpfungen 30 und 31 sind so ausgebildet, daß zwischen
den seitlichen Lappen 28 bzw. 29 und den oberen Kanten der rampenartig ausgebildeten
Steuernasen 22 bzw. 23 der Steuerhülsen 20 bzw. 21 ein freier Raum entsteht, der
mindestens der Materialstärke der Betätigungsglieder 26 bzw. 27 entspricht.
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Die Betätigungsglieder 26 und 27 sind als flache Hebel ausgebildet
und auf je einer Achse 32 bzw.
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33 entgegen der Wirkung von Zugfedern 34 bzw. 35 schwenkbar gelagert.
Die Zugfedern 34 und 35 halten die Betätigungsglieder ständig im Bewegungsbereich
der Steuernasen 22 bzw. 23 der Steuerhülsen 20 bzw.
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21. Die Achse 32 ist an einer der Gestellwände 2 fest angeordnet,
und die Achse 33 ist in einem Langloch 36 an der anderen Gestellwand 2 verstellbar
befestigt. Das Langloch 36 verläuft konzentrisch zu der Ausgangswelle 6.
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Wie in F i g. 2 a schematisch dargestellt ist, können selbstverständlich
auch beide Betätigungsglieder 126
und 127 verstellbar sein. Es empfiehlt
sich dann, beide Betätigungsglieder 126 und 127 auf einer gemeinsamen Achse 37 anzuordnen,
die in einem radial zur Ausgangswelle 6 verlaufenden Langloch 38 verstellbar ist.
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Die Steuerhülsen 20 und 21 sind so lang ausgebildet, daß sie die
beiden Kupplungshälften 14 und 15 ganz überdecken; sie sind dadurch mit ihren Innendurchmessern
gleichzeitig als Bremshülsen für die ihnen zugeordneten Kupplungshälften 14 bzw.
15 wirksam.
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Während die beschriebene Schlingfederkupplungseinrichtung gemäß den
Fig. 1 und 2 in Verbindung mit einem reversiblen Getriebe dargestellt ist, bei dem
die Eingangs- und die Ausgangswelle zueinander achsparallel angeordnet sind, ist
sie in Fig.3 mit einem solchen dargestellt, bei dem die Eingangs- und die Ausgangswelle
senkrecht zueinander liegen. Hier sind die mit den Kupplungsansätzen 9 und 10 verbundenen
Kupplungszahnräder als Kegel räder 105 bzw. 108 ausgebildet, die beide ständig mit
einem auf der Eingangswelle 101 befestigten Kegelrad 39 kämmen.
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Dadurch, daß mindestens ein Betätigungsglied 26; 126 und/oder 27;
127 zu den Steuernasen 22 bzw.
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23 der Steuerhülsen 20 bzw. 21 verstellbar ist, kann die Vorspannung
der Schlingfeder 13 entgegen der Schließrichtung genau eingestellt werden. Die Ruhelage
der Ausgangswelle 6 wird ebenfalls durch die Betätigungsglieder 26; 126 bzw. 27;
127 bestimmt, und zwar dadurch, daß die Steuerhülsen 20 und 21 mit ihren Steuernasen
22 bzw. 23 an diesen anliegen und somit beide Kupplungshälften 14 und 15 geöffnet
halten.
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Die Eingangswelle 1; 101 treibt die Kupplungszahnräder 5; 105 und
8;108 und somit die Kupplungsansätze 9 bzw. 10 über die Zahnräder 3 und 4 bzw. über
das Kegelrad 39 in entgegengesetzten Richtungen an. Wenn keine Bewegung auf die
Ausgangswelle 6 übertragen werden soll, liegen die Betätigungsglieder 26; 126 und
27; 127 in ihrer Ruhelage, also im Wirkungsbereich der Steuernasen 22 bzw. 23 der
Steuerhülsen 20 bzw. 21 und halten dadurch die Kupplungshälften 14 und 15 geöffnet
und somit die Ausgangswelle 6 durch die Innenflächen der Steuerhülsen 20 und 21
über die Schlingfeder 12 gesperrt.
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In der Ruhelage der Ausgangswelle 6 liegen ebenfalls die Steuerglieder
24 und 25 vor den Steuernasen 22 und 23 der Steuerhülsen 20 bzw. 21. Soll nun gemäß
Fig.2 die Ausgangswelle 6 die Drehbewegung der Eingangswelle 1; 101 im Uhrzeigersinn
übertragen, dann wird das Betätigungsglied 27; 127 durch einen nicht dargestellten
Auslöseimpulsgeber, der beispielsweise als Magnet oder als ein mechanisches Glied
ausgebildet sein kann, entgegen der Wirkung der Zugfeder 35 im Gegenuhrzeigersinn
verschwenkt. Durch diese Bewegung hebt das Betätigungsglied 27; 127 das Steuerglied
25 über dessen seitlichen Lappen 29 ebenfalls aus dem Bereich der Steuernase 23
der Steuerhülse 21, wodurch diese freigegeben wird. Durch die Vorspannung der Schlingfeder
12 springt dann die Steuerhülse 21 zum Zweck der Ankupplung an den Kupplungsansatz
10
vor. Durch das Fassen der Kupplungshälfte 15 der Schlingfeder 12 wird die Ausgangswelle
6 im Uhrzeigersinn mitgenommen. Das Steuerglied 25 macht diese Drehbewegung mit,
da es mit der Ausgangswelle 6 fest verbunden ist, wobei es auf der oberen Kante
der rampenartig ausgebildeten Steuernase 23 der Steuerhülse 21 aufsitzt, nachdem
es von der Nase 41 des gestellfest gelagerten Betätigungsgliedes 27 freigekommen
ist. Das Steuerglied 24 der anderen Kupplungshälfte 14 und das entsprechende Betätigungsglied
26 verbleiben im Wirkungsbereich der Steuernase 22 der Steuerhülse 20. Die Steuerhülse
20 macht die Drehbewegung entgegen ihrer eigenen Wirkungsrichtung durch das Steuerglied
24 mit, wodurch die Kupplungshälfte 14 im geöffneten Zustand verbleibt. Da das Betätigungsglied
26; 126 gestellfest gelagert ist, verbleibt es in der Ruhelage und liegt auf dem
Außendurchmesser der Steuerhülse 20 auf. Nach Vollendung einer Umdrehung wird das
Betätigungsglied 26; 126 durch die Rückseite der rampenartig ausgebildeten Steuernase
22 kurzzeitig angehoben und wieder freigegeben, ohne daß das Steuerglied 24 von
der Nase40 beeinflußt wird. Dieses wird dadurch ermöglicht, daß zwischen der oberen
Kante der Steuernase 22 und der Abkröpfung 30 des seitlichen Lappens 28 des Steuergliedes
22 ein entsprechendes Spiel vorgesehen ist.
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Die beschriebene Kupplungseinrichtung kann sowohl im Eintouren- als
auch im Mehrtourenbetrieb arbeiten. Bei Mehrtourenbetrieb wird das Betätigungsglied
27; 127 durch den Auslöseimpulsgeber in der verschwenkten Lage gehalten, so daß
es bei jeder Umdrehung der Ausgangswelle 6 einmal von dem seitlichen Lappen 29 des
Steuergliedes 25 unterlaufen werden kann. Das andere Betätigungsglied 26; 126 schnappt
bei jeder Umdrehung der Ausgangswelle 6 über die zugeordnete Steuernase 22 hinweg.
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Zum Beendigen der Ankupplung der Ausgangswelle 6 an die Eingangswelle
1; 101 wird das Betätigungsglied 27; 127 von dem Auslöseimpulsgeber freigegeben,
wonach es durch die Wirkung seiner Zugfeder 35 auf den Außendurchmesser der Steuerhülse
21 fällt und somit wieder in den Wirkungsbereich der Steuernase 23 gelangt. Die
Steuerhülse 21 läuft sodann mit ihrer Steuernase 23 gegen das Betätigungsglied 27;
127 und wird gestoppt. Die Ausgangswelle 6 der Schlingfeder 12 läuft noch einen
geringen Weg weiter, bis sich die Kupplungshälfte 15 der Schlingfeder 12 aufgeweitet
und am Innendurchmesser der Steuerhülse 21 angelegt hat. Die Ausgangswelle 6 wird
hierdurch abgestoppt. Durch die geringe Differenzbewegung der Ausgangswelle 6 zu
der Steuerhülse 21 gelangt das Steuerglied 25 wieder vor die Steuernase 23 und rastet
dort ein. Hierdurch ist der Ruhezustand der Schlingfederkupplungseinrichtung wieder
hergestellt.
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Soll die Ausgangswelle 6 in entgegengesetzter Richtung, also im Gegenuhrzeigersinn
angetrieben werden, so wird das Betätigungsglied 26 ausgelöst und somit die andere
Kupplungshälfte 14 mit dem Kupplungsansatz 9 durch Freigabe der Steuerhülse 20 wirksam,
während die Kupplungshälfte 15, wie in der vorstehend beschriebenen Weise, unwirksam
bleibt.