DE3105265C2 - Mechanisch geschaltete, insbesondere manuell betäti gbare Lamellen-Kupplung - Google Patents

Description

a) in einem die Kupplung umschließenden Gehäuse (21) eine Schiebehülse (39) axial beweglich gelagert ist,

b) die Schiebehülse (39) einen eines sich axial erstreckende Schlitzöffnung (46) des Gehäuses (21) durchragenden Gelenkzapfen (45/47) aufweist,

c) der Gelenkzapfen (45/47) mit einem sich in Längsrichtung des Gehäuses (21) erstreckenden Schalthebel (49) verbunden ist. welcher einerseits an dem Gelenkzapfen (45/47) schwenkbar gelagert ist und andererseits an einer vom Gelenkzapfen (45/47) entfernten Stelle gelenkig mit einem am Gehäuse (21) gelagerten, in Längsrichtung des Gehäuses (21) schwenkbaren Kurbelhebel (50) gekoppelt ist,

d) die über den Gelenkzapfen (45/47) auf die Schiebehülse ausgeübte axiale Druckkraft über eine mechanische Andrückeinrichtung (25, 29, 44) au/die Druckscheibe (2) wirkt,

e) der Schalthub des <s:halthebels (49) vor Erreichen einer Totpunktstellung des Kurbelhebels (50) durch einer. Anschlag (56) begrenzt ist.

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2. Lamellen-Kupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gehäuse (21) als Gegenanschlagfläche ein verstellbarer Stufenanschlag (55) angeordnet ist.

3. Lamellen-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schiebehülse (39) relativ zu dieser begrenzt axial beweglich ein die Verbindung zur Druckscheibe (2) herstellendes Flanschrohr (29) zentriert gelagert ist und daß zwischen einer radialen Ringschulter (42) der Schiebehülse (39) und einer radialen Flanschringfläche des Flanschrohres (29) eine Druckfeder (44) als Anpreßkraft-Übertragungselement angeordnet ist.

4. Lamellen-Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Flanschrohr (29) eine die innere Kupplungshälfte bildende Antriebswelle (7) mittels eines auf dieser axial beweglichen, im Flanschrohr (29) befestigten Radiallagers (33) gelagert ist.

5. Lamellen-Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (7) auf der dem im Flanschrohr (29) befestigten Radiallager (33) gegenüberliegenden Seite des Lamellenpaketes (1) mittels eines zweiten Radiallagers (9) in einer Hohlnabe (4) eines die äußere Kupplungshälfte bildenden, topfartigen, mittels eines Radial/Axiallafiers (19) in einer Stirnwand (20) des Gehäuses (21) gelagerten Rotationskörpers gelagert ist.

6. Lamellen-Kupplung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Flanschrohr (29) in dem zwischen der Druckscheibe (2) und der Schiebehülse (39) liegenden Bereich durch die Mantelfläche seines Flansches (30) m der Wandung des Gehäuses (21) zentriert geführt und mit einer die Antriebswelle (7) mit radialem Spiel umschließenden Stufennabe (25) versehen ist»

7r Lamellen-Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stufennabe (25) und der Druckscheibe (2) ein den axialen Anpreßdruck übertragendes Gleitlager angeordnet ist,

8, Lamellen-Kupplung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe (2) durch einen Flansch (24) und einen Anschlagring (24') drehbar, in axialer Richtung jedoch mitneh' mend mit der Stufennabe (25) verbunden ist,

9. Lamellen-Kupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem im Flanschrohr (29) befestigten Radiallager (33) und einer zwischen diesem Radiallager (33) und der Stufennabe (25) oder der Druckscheibe (2) angeordneten radialen Stützfläche

(36) der Antriebswelle (7) eine die Antriebswelle (7) konzentrisch umschließende Rückstell-Druckfeder

(37) angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine mechanisch geschaltete, insbesondere manuell betätigbare Lamellen-Kupplung mit einem Lamellenpaket, dessen Scheiben abwechselnd durch Nasen oder Zähne formschlüssig mit Nuten der äußeren und inneren Kupplungshälften in Eingriff stehen und zu deren Anpressung ein Hebel vorgesehen ist, der mit einer das Lamellenpaket begrenzenden, axial beweglichen Druckscheibe in Verbindung steht.

Lamellen-Kupplungen sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. (Kupplungsatlas, 4. Auflage 1975, A. G. T.-Verlag Georg Thum, S. 99). Zur Vergrößerung des Reibungsmomentes wird eine größere Anzahl von Reibscheiben-Lamellen parallel geschaltet. Als Lamellen finden plangeschliffene Stahlscjeiben, Stahlscheiben mit Sintermetallauflage oder Reibbelägen Verwendung. Sie sind durch vorstehende Nasen oder Zähne axial verschiebbar abwechselnd mit Nuten in der äußeren und inneren Kupplungshälfte verbunden, über die das Drehmoment übertragen werden kann. Ihre Anpressung erfolgt mechanisch über Hebel, Kugeln oder Federn, hydraulisch oder pneumatisch über einen Kolben oder elektromagnetisch über eine Ankerscheibe. Bei einer mechanisch geschalteten Lamellen-Kupplung der eingangs genannten Art ist das Lamellenpaket durch zwei Druckscheiben begrenzt. In einer Nabe sind Nuten eingefräst, in denen jeweils ein Hebel durch Bolzen befestigt ist. Die längeren, etwas federnden Arme der Hebel, welche in den Nuten liegen, weisen Steuerköpfe auf, die durch Verschieben einer Muffe nach innen gerückt werden können. Dabei pressen die kurzen Arme, die sich radial erstrecken, über die Druckscheibe das Lamellenpaket zusammen. Die Betätigung dieser Kupplung ist selbstsperrend.

Wegen dieser Selbstsperrung sowie aus verschiedenen anderen Gründen sind solche bekannten Lamellen-Kupplungen überall dort nicht anwendbar, wo ein selbsttätiges Lösen der Kupplung beim Loslassen eines manuell betätigten Schalthebels stattfinden soll. Dies ist beispielsweise der Fall bei kraftangetriebenen, rotierenden Handwerkzeugen, wie Sägen, Schleifscheiben, Bohrern o. dgl., die jeweils nur kurzzeitig mit einer

rotierend angetriebenen Antriebswelle gekuppelt werden sollen

Per Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lamellen-Kupplung der eingangs genannten Art bzwr eine Schaltvorrichtung für eine Lamellen-Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kompakter und einfacher Bauweise mittels eines manuell betätigbaren Hebels leicht schaltbar ist, und die sich selbsttätig löst, sobald der Hebel, über welchen der Anpreßdruck erzeugt wird, losgelassen wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1,

Eine ,solche Lamellen-Kupplung läßt sich nicht nur manuell sehr einfach handhaben und schalten, sondern es besteht auch die Möglichkeit, den Anpreßdruck des Lamellenpaketes je nach Anwendungsfall zu variieren und damit das jeweilige Kupplungs-Drehmoment zu begrenzen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2 bis 9 zu entnehmen.

Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine manuell schaltbare Lamellen-Kupplung in Schnitt-Darstellung in nichtgeschaltetem Zustand;

Fig.2 einen Halbschnitt der in Fig. 1 dargestellten Lamellen-Kupplung in geschaltetem Zustand;

F i g. 3 einen Schnitt ΙΙΙ-ΠΙ aus Fi g. 1;

Fi g.4 einen Schnitt IV-IV aus Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Kupplung besteht aus einem Lamellenpaket 1, einer Druckscheibe 2, die auf der einen Seite des Lamellenpaketes 1 angeordnet ist sowie aus einem auf der gegenüberliegenden Seite das Lamellenpaket 1 begrenzenden Flanschring 3 der einstückig an einer Hohlnabe 4 angeformt ist, die an ihrem dem Lamellenpaket 1 gegenüberliegenden Ende eine Kegelverzahnung 5 aufweist, wobei der Flanschring 3 mit einem die äußere Kupplungshälfte bildenden, hohizylindrischen Topfteil 6 versehen ist, in dem das Lamellenpaket 1 untergebracht ist. Die innere Kupplungshälfte besteht aus einer Antriebswelle 7, die an ihrem einen Ende einen Lagerzapfen 8 besitzt, der in einem Radiallager 9 der Hohlnabe 4 gelagert ist und deren anderes Ende einen Innenvierkant 10 aufweist, durch weichen sie beispielsweise mit einer biegsamen Welle drehfest verbunden werden kann. Im Bereich des Lamellenpaketes 1 ist die Antriebswelle 7 mit zwei oder mehr Axialnuten 11 und 12 versehen, in welche in an sich bekannter Weise radial nach innen vorspringende Zungen 13 und 14 mehrere plangeschliffener Stahlscheiben 15 des Lamellenpaketes 1 eingreifen. Auch der Topfteil 6 der Hohlnabe 4 ist mit Axialnuten 11' und 12' versehen. In diese Axialnuten greifen radial nach außen vorstehende Zähne 16 und 17 von Reiblamellen 18 ein, die jeweils zwischen zwei der Stahlscheiben 15 angeordnet sind, wobei zwischen dem Flanschring 3 und der diesem am nächsten liegenden Stahlscheibe 15 des Lamellenpaketes 1 ebenfalls eine Reiblamelle 18 angeordnet ist.

Die Hohlnabe 4 ist mittels eines Axial-Radiallagers 19 in einer Stirnwand 20 eines zylindrischen Gehäuses 21 drehbar gelagert, das in seiner einfachsten Ausführung als Flanschbuchse aus Messing oder Sintermaterial bestehen kann, wobei zwischen der inneren Stirnseite des Axial-Radiallagers 19 und dem Flanschring 3 der Hohlnabe 4 eine Gleitscheibe 22 angeordnet ist.

Die axial bewegliche Druckscheibe 2 ist mit einem zylindrischen Topfring 23 versehen, der einen zylindrischen Flansch 24 einer Stulennape 25 qbergrejft, Die Druckscheibe 2 ist durch ihren Topfring 23 auf der Stuiennabe 25 zentriert angeordnet und durch einen als Anschlagrinfe 24' dienenden Federring mit dieser so verbunden, daß sie in axialer Richtung relativ zur Stufennabe 25 nur mit geringem Spiel oder gar nicht beweglich ist. Pie Durchmesser der Bohrung 26 der Stufennabe 25 wie auch der Bohrung 27 der Druckscheibe 2 sind jeweils größer als der Außendurch-

1» messer der Antriebswelle 7, so daß weder die Stufennabe 25 noch die Druckscheibe 2 mit der Antriebswelle 7 in Berührung stehen.

Die Stufennabe 25 ist mit ihrem dünneren Teil 28 festsitzend in ein Flanschrohr 29 eingepreßt, dessen

'"> Flansch 30 an der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses 21 zentriert und axial beweglich geführt ist Dabei liegt die der Druckscheibe 2 zugekehrte Stirnseite 31 des Flansches 30 des Flanschrohres 29 an einer Ringschulter 32 der Stufennabe 25 an. An dem

-" dem Flansch 30 gegenüberliegenden Ende ist in das Flanschrohr 29 ein Radiallager 33 für die Welle 7 eingepreßt, das auf der Welle 7 axial ;vrschiebbar ist Zwischen der inneren Stirnfläche 34 des Radiallagers 33 und einer im Abstand davon auf der Welle 7 in einer Nut

-"> 35 sitzenden Federscheibe 36 ist eine Druckfeder 37 angeordnet, die als Rückstellfeder zum selbsttätigen Lösen de·- Kupplung dient. Auf dem Flanschrohr 29 ist mittels eines nach innen vorspringenden Ringteiles 38 eine Schiebehülse 39 axial verschiebbar angeordnet, die

''■ an der Innenfläche des Gehäuses 21 zentriert und axial verschiebbar geführt ist und die durch einen im Flansch 30 des Flanschrohres 29 befestigten Stiftes 40, der an einen Schlitz 41 der Schiebehülse 39 eingreift mit dem Flanschrohr 29 in drehfester Verbindung steht. Zwi-

<*> sehen der inneren Ringschulter 42 des Ringteiles 38 der Schiebehülse 39 und dem mit einer Ringnut 43 versehenen Flansch 30 des Flanschrohres 29 ist eine Druckfeder 44 angeordnet, die wesentlich stärker ist als die Druckfeder 37. In den Ringteil 38 der Schiebehülse

■"' 39 ist ein radialer Gelenkzapfen 45 eingeschraubt, der in einem Axialschlitz 46 des Gehäuses 21 geführt ist und dereinen Kugelkopf 47 aufweist. Auf diesem Kugelkopf 47 ist mittels einer Kugelkalotte 48 ein sich in axialer Richtung erstreckender Schalthebel 49 schwenkbar

•r> gelagert, dessen bewegliches Ende mit einem Kurbelhebel 50 durch einen Querstift 51 gelenkig verbunden ist. Der Kurbelhebel 50 ist dabei an einer vom Gelenkbolzen 45 bzw. vom Axialschlitz 46 entfernten Stelle in einem Stützlager 52 auf der Außenseite des Gehäuses 21

^r>" schwenkbar gelagert, wobei das Lager 52 des Kurbelhebels 50 vom Gelenkzapfen 45 bzw. dem Axialschlitz 46 einen kleineren Abstand hat als das durch den Querstift 51 gebildete Verbindungsgelenk zwischen dem Kurbelhebe! 50 und dem Schalthebel 49.

Durch <*■&<: sich aus den unterschiedlichen Längen des Schalthebels 49 einerseits und des Kurbelhebels 50 andererseits ergebenden Hebelverhältnisses, das im beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa vier zu eins beträgt, das aber auch größer gewählt werden kann, läßt

^bn sich die manuell zu erzeugende Schaltkraft auf ein Viertel oder wenige·, des zum Schalten der Kupplung notwendige Anpreßdruckes reduzieren, so daß das Schalten der kupplung verhältnismäßig leich« zu bewerkstelligen ist.

^M Wird der Schalthebel 49 aus der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung in Richtung des Pfeiles 53 in die in Fig. 2 dargestuüle Sclialtstellung gedrückt, >o findet in Folge der Wirkung des Kurbelhebels 50 eine

Axialverschiebung d des Gelenkzapfens 45 im Axial· schlitz 46 und somit auch eine Axialverschiebung der Schiebehülse 39 in Richtung des Pfeiles 54 statt. Diese Bewegung wird von der Druckfeder 44 auf das Flanschrohr 29 und über die Stufennabe 25 auf die Druckscheibe 2 übertragen, bis diese am Lamellenpaket 1 anliegt. Diese Axialverschiebung der Druckscheibe 2 findet während der Anfangsbewegung des Schalthebels 49 statt, während der restliche Bewegungshub des Schalthebels 49 ein weiteres Spannen der ohnehin m vorgespannten Druckfeder 44 zur Folge hat und den maximalen Anpreßdruck auf das Lamellenpaket bewirkt. Dabei besteht die Möglichkeit, den maximalen Anpreßdruck des Lamellenpaketes 1 einerseits durch die Wahl der Stärke der Druckfeder 44 und andererseits \. durch die Begrenzung des Schalthubes des Schalthebels

49 zu variieren. Dieses Begrenzen des Schalthubes des Schalthebels 49 kann rein manuell durch unterschiedliche Druckausübung auf den Schalthebel 49 erfolgen. Zweckmäßiger is: es jedoch dafür einen versteübs.-en :·.'. Stufenanschlag 55 vorzusehen, auf dem die untere Stirnfläche 56 als Anschlagfläche zur Anlage kommt, wenn der Betätigungshebel 49 wie im gezeigten Ausführungsbeispiel die Form eines wannenartigen Hohlkörpers besitzt. :<

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, führt der Kurbelhebel

50 während des Schalthubes eine Winkelbewegung λ von ca. 25° aus, während er am Ende des Schalthubes in seiner Schaltstellung mit der die Schwenkachse des Lagers 52 und das Zentrum des Kugelkopfes 47 verbindenden Geraden 57 einen Stellwinkel β von ca. 15° bildet, so daß noch keine Totpunktwirkung auftritt, und das Entkuppeln des Lamellenpaketes 1 und das Zurückführen des Schalthebels 49 in seine Ruhestellung von den beiden Druckfedern 44 und 37 bewirkt werden kann.

Eine Begrenzung des Maximalhubes des Schalthebels 49 bzw. des axialen Verstellhubes der Schiebehülse 39 kann auch durch die Wahl einer entsprechenden Länge des Axialschlitzes 46 in der Wandung des Gehäuses 21 erreicht werden, in welchem der Gelenkzapfen 45 geführt ist. Um die Montage mit einer vorgespannten Druckfeder 44 zu erleichtern, ist die Schiebehülsc 39 mittels einer Federscheibe 58, die in einer Ringnut 59 des Flanschrohres 29 sitzt, in axialer Richtung entgegen der Wirkung der Druckfeder 44 gesichert. Durch eine Scheibe 60, die mittels eines Federringes 61 im Gehäuse 21 befestigt ist, ist der Gehäuseinnenraum, in dem die Kupplung untergebracht ist. anschlußseitig verschlossen. Eine zusätzliche Sicherungsscheibe 62, die zwischen dem Radiallager 33 und der Scheibe 60 auf der Antriebswelle 7 angeordnet ist, wird die Antriebswelle 7 "e^en UHbCf¹J⁰ICs Herausziehen bus der Κι·^ηπ!υη^σ zusätzlich geschützt.

Wenn die Druckscheibe 2 unter dem Anpreßdruck am Lamellenpaket anliegt, wird sie infolge der Reibung mitgenommen, d. h. in synchrone Drehung versetzt. Die Stufennabe 25 hingegen kann sich nicht drehen. Es ist deshalb zweckmäßig, zwischen der Druckscheibe 2 und der Stufennabe 25 ein den Axialdruck übertragendes Gleitlager z. B. ein Rollenlager vorzusehen. Beim Ausfi ^rungsbeispiel, das nur für kleine Drehmomente !ausgelegt ist, besteht die Druckscheibe 2 aus Messing und die Stufennabe 25 aus Stahl. Ihre beiden iäufeinanderliegenden Ringflächen sind geglättet, um das Bremsmoment klein zu halten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   I, Mechanisch geschaltete, insbesondere manuell betätigbare Lamellen-Kupplung mit einem Lame!- lenpaket, dessen Scheiben abwechselnd durch Nasen oder Zähne formschlüssig mit Nuten der äußeren und inneren Kupplungshälfte in Eingriff stehen und zu deren Anpressung ein Hebel vorgesehen ist, der mit einer das Lame||enpaket begrenzenden, axialbe- ,„ weglichen Druckscheibe in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß