DE2442705C3 - Schlingfederkupplung für feinmechanische Antriebe - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schlingfederkupplung für feinmechanische Antriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Stand der Technik

Bei einer bekannten Schlingfederkupplung ist auf der angetriebenen Welle eine Schlingfeder befestigt, deren freies Ende sich um die antreibende Welle schlingt und sie im eingekuppelten Zustand so fest umfaßt, daß die getriebene Welle mitgenommen wird. Zur Auskupplung wird ein abgebogenes Ende der Schlingfeder durch einen Anschlag festgehalten, so daß die Feder sich um einen gewissen Betrag aufwickelt und die Umschlingung der treibenden Welle lockerer wird. Derartige Schlmgfederkupplungen haben sich wegen ihres einfachen und kompakten Aufbaus im gesamten Fachgebiet der Feinwerktechnik bewährt, wenn es sich um einfache Kupplungsvorgänge einer ständig umlaufenden Welle mit einer anzutreibenden Welle handelt Bei einem Summiergetriebe mit mehreren Schlingfederkupplungen zum Einstellen eines Typenkopfes führt der Verschleiß der Schlingfederkupplung allerdings sehr schnell zu ungenauen Einstellungen und damit zu unsauberen Abdrücken. Um diese Erscheinungen weitgehend auszuschalten, müssen die Schlingfederkupplungen sowohl bei der Montage exakt eingestellt als auch von Zeit zu Zeit von einem Mechaniker nachgestellt werden. Dieses ist aber mit einem hohen Kostenaufwand verbunden. Ein weiterer Nachteil der obengenannten Schlingfederkupplung besteht darin, daß sie beim Einschalten keinen Schlupf zuläßt und somit ein starkes Einkuppeln mit stoßhafter Belastung bewirkt.

Weiterhin ist durch die US-PS 22 98 970 eine Schlingfederkupplung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung bekannt, bei der beide mit der Schlingfederkupplung zusammenwirkenden Kupplungsenden der Ab- und der Antriebswelle radial und axial nachgiebig ausgebildet sind. Hierdurch wird zwar auch ein weitgehend stoßfreies Kuppeln ermöglicht, aber die Zeit von der Freigabe der Schlingfeder bis zu ihrer vollständigen reibungsschlüssigen Verbindung mit der Antriebswelle ist für schnell zu schaltende Kupplungen zu lang.

Aufgabe

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schlingfederkupplung zu schaffen, die toleranz- und verschleißunempfindlich ist und selbst nach vielen Schakfrequenzen noch eine exakte und schnelle Schaltung der AbtriebsvH'e ermöglicht Diese Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Erfindung gelöst.

Vorteile

Die Toleranz- unu Verschleißunempfindlichkeit der erfindungsgemäßen Schlingfederkupplung wird auf einfachste Weise durch ein Durchmesser selbststeuerndes Zwischenglied erreicht, das in Kupplungsrichtung durchmesservergrößernd wirkt und damit Toleranzen und Spiel für alle wirksamen Windungen ausgleicht. Durch die Gegenstände der Ansprüche 3 und 4 werden die Kupplungsstöße weiter gedämpft, wodurch der Verschleiß noch welter reduziert wird. Dieses wirkt sich sehr günstig auf die Lebensdauer aus. Die erfindungsge mäße Kupplung ermöglicht auch nach einer langen Lebensdauer noch eine exakte Einstellung einer anzutreibenden Welle. Die häufigen erforderlichen Nachjustierungen der bekannten Kupplungen sind also nicht mehr erforderlich.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes nach Patentanspruch 2 wird ein einfacher und kompakter Aufbau und eine leichte Montage ermöglicht. Mit Hilfe des Gegenstandes nach dem Patentanspruch 5 wird eine billige, sicher wirkende und toleranzunempfindliche Aufnahme für den Reibbelag geschaffen. Falls der Reibbelag einmal ausgewechselt werden muß, so kann dieses leicht ohne spezielles

Werkzeug ausgeführt werden.

Weiterhin ermöglicht der Gegenstand nach dem Patentanspruch 6 einen sehr weichen Kupplungsvorgang. Hierdurch werden sowohl die Kupplungsstöße als auch die Geräusche gedämpft. Die Schlingfederkupplung ist einerseits toleranz- und verschleißunempfindlich und andererseits auch sehr geräuscharm.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschriebe?. Es zeigen

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung des Erfindungsgegenstandes und

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Erfindungsgegenstand.

Eine Antriebswelle 1 wird von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben und läuft ständig um. Mit der Antriebswelle 1 ist eine Nabe 3 fest verbunden, welche mittels einer Schlingfederkupplung 5 mit einer Nabe 7 einer Abtriebswelle 9 kuppelbar ist. Die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 9 bzw. die Nabe 3 und die Nabe 7 sind koaxial zueinander angeordnet. Die Schlingfeder 5 ist mit der Nabe 3 fest verbunden und mit der Nabe 7 kuppelbar, wenn die Windungen der Schlingfeder 5 die Nabe 7 fest umschlingen. Zur Entkupplung wird das freie Ende 11 der Schlingfeder 5 durch einen Anschlag 10 festgehalten, so daß die Schlingfeder 5 durch das festgehaltene freie Ende 11 geöffnet wird.

Die mit der Abtriebswelle fest verbundene Nabe 7 weist ein Durchmesser selbststeuerndes Zwischenglied auf, das in Kupplungsrichtung 13 gemäß F i g. 2 durchmesservergrößernd wirkt. Die als Kupplungsende ausgebildete Nabe 7 weist einen Längsausschnitt 15 mit einer offenen Lagerschale 17 auf. Diese Lagerschale 17 ist exzentrisch zur Längsachse 19 der Nabe 7 angeordnet und dient zur Aufnahme eines Lagerzapfens 21 des Zwischengliedes 12. Das Zwischenglied 12 ist zur Vergrößerung des Durchmessers der Nabe 7 in dem Längsausschnitt 15 begrenzt schwenkbar angeordnet und liegt in der Ruhelage entgegen der Kupplungsrichtung 13 federnd (23) gegen die erste Fläche 25 des Längsausschnittes 15 an. Wird das freie Ende ίΐ der Schlingfeder 5 durch den Anschlag 10. der in Richtung 27 bewegt wird, freigegeben, so wird zunächst nur das Zwischenglied 12 in Kupplungsrichtung 13 mitgenommen, bis das Zwischenglied 12 nach Überschreitung des Federmomentes der Feder 23 mit seiner Anschlagfläche 29 an der zweiten Fläche 31 des Längsausschnittes 15 zur Anlage kommt. Hierdurch wird eine stoßgemilderte, formschlüssige Kupplung der Antriebswelle 1 mit der Abtriebswelle 9 erreicht. Da das Zwischenglied 12 exzentrisch gelagert ist, wird das Spiel zwischen den Windungen der Schlingfeder 5 und der Nabe 7 sehr schnell herausgenommen. Eine schnelle Mitnahme des Zwischengliedes 12 wird durch einen Reibbelag auf seiner äußeren, mit der Schlingfeder 5 zusammenwirkenden Fläche 32 erzielt. Der Reibbelag besteht z. B. aus einem zylindrischen Bolzen 33 aus Kunststoff oder Gummi, der in einer schwalbenschwanzförmigen, parallel zum Lagerzapfen 21 angeordneten Ausnehmung 36 befestigt ist.

Um den Kupplungsvorgang noch weicher zu machen, ist zwischen der Lagerschale 17 und dem Lagerzapfen 21 des Zwischengliedes 12 eine Dämpfungseinlage 35 angeordnet. Hierdurch werden sowohl die Kupplungsstöße als auch die Geräusche gedämpft. Das volle Drehmoment wird bei der Kupplung erst nach einem bestimmten Weg übertragen, wenn nämlich das Zwischenglied 12 mit seiner Anschlagsfläche 29 an der zweiten Fläche 31 des Längsausschnitts 15 anliegt und wenn die Normalkräfte mit der Desmopan-Dämpfeinlage 35 im Gleichgewicht stehen. Die Schlingfederkupplung ist somit einerseits toleranz- und verschleißunempfindlich und andererseits auch sehr geräuscharm.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schlingfederkupplung für feinmechanische Antriebe zur ruckfreien Ein- und Entkupplung zweier koaxialer Wellen mit einer die Enden der An- und der AbtriebsweHe bei Kupplungsschluß reibungsschlüssig umschlingenden Schraubenfeder, welche ein Ende der Antriebs- oder der Abtriebswelle beim Lösen der Kupplung durch ein Schaltglied, z. B. durch einen Anschlag, lose umschlingt und wobei der Durchmesser mindestens eines Kupplungsendes dieser beiden Wellen selbststeuernd veränderlich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem im Durchmesser veränderliehen Kupplungsende ein Zwischenglied (12) schwenkbar gelagert ist, das den Durchmesser beim Kupplungsvorgang in Kupplungsrichtung (13) selbststeuernd vergrößert.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsende einen Längsausschnitt (15) mit einer offenen Lagerschale (17) aufweist, welche exzentrisch zur Längsachse (19) des Kupplungsendes angeordnet ist und zur Aufnahme eines Lagerzapfens (21) des Zwischengliedes (12) dient, und daß das Zwischenglied (12) zur Vergrößerung des Durchmessers des Kupplungsendes in dem Längsausschnitt (15) begrenzt schwenkbar angeordnet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (12) in Ruhelage entgegen der Kupplungsrichtung (13) der AbtriebsweHe (9) federnd gegen die erste Fläche (25) des Längsausschnitts (15) anliegt und bei Überschreitung des Federmomentes dieser Feder (23) mit der zweiten Fläche (31) des Längsausschnitts (15) formschlüssig kuppelbar ist.

4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (12) einen Reibbelag auf seiner äußeren, mit der Schlingfeder (5) zusammenwirkenden Fläche (32) aufweist.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reibbelag aus einem zylindrischen Bolzen (33) aus Kunststoff oder Gummi besteht, der in einer schwalbenschwanzförmigen, parallel zum Lagerzapfen (21) angeordneten Ausnehmung (36) befestigt ist.

6. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lagerschale (17) und dem Lagerzapfen (21) eine Dämpfungseinlage (35) angeordnet ist.