DE3116866A1 - "kupplungsgehaeuse fuer kupplungen" - Google Patents

Description

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DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Dana Corporation, P.O.Box 1000, Toledo, Ohio 43697, USA

"Kupplungsgehäuse für Kupplungen"

Die Erfindung betrifft ein Kupplungsgehäuse für, insbesondere magnetisch arbeitende Kupplungen, insbesondere für Reihenanordnungen von gleichartigen Kupplungen auf einer gemeinsamen Aufoder Abwickelwelle für auf Spulen oder dgl. aufwickelbares strang- oder bandförmiges Material, insbesondere Magnetbänder, bei dem ein rotierendes Element, insbesondere die Spule oder dgl., auf den Umfang des Kupplungsgehäuses lösbar montierbar ist.

Es sind magnetische Kupplungen mit einstellbarem Drehmoment zur Steuerung der Spannung in Strängen oder Bändern bekannt. Diese Kupplungen werden häufig dort eingesetzt, wo mehrere solche Stränge auf nebeneinander rotierende Körper, wie Spulen oder dgl., auf- oder gleichzeitig abgewickelt werden. Zum Wechseln der Spulen oder dgl. müssen bei den bekannten Vorrichtungen die Kupplungen von den Wickelwellen abmontiert werden. Das Entfernen und Wiedereinsetzen der Kupplungen ist eine Arbeit, die viel Zeit

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und auch Arbeit in Anspruch nimmt. Dies wirkt sich um so stärker aus, je mehr Kupplungen parallel zueinander auf einer einzigen Welle angeordnet sind. Bei einem typischen Anwendungsfall, bei dem magnetische Kupplungen zur Steuerung der Bandspannung verwendet werden, umfassen übliche Wickelvorgänge eine Vielzahl von Bandspulen. Die bisherige Praxis erfordert dabei für einen Wechsel,

1. das Entfernen aller Kupplungen von der Wickelwelle, wobei die Zahl der Kupplungen 40 oder mehr betragen kann,

2. das Abnehmen jeweils der Spule von der zugehörigen Kupplung

und

3. das erneute Beladen der einzelnen Kupplungen mit den Spulen und das Aufsetzen der Kupplungen auf die Welle, um den nächsten Wickelvorgang auslösen zu können.

Da jede Spule angrenzend an einem festen Plansch der zugehörigen Kupplung angeordnet ist, muß jede Kupplung von der Welle für einen Spulenwechsel abgenommen werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden, auch bei einer Vielzahl von nebeneinander auf der gleichen Welle

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angeordneten Kupplungen, das Auswechseln der Spulen sowohl arbeitsmäßig als auch zeitlich wesentlich günstiger zu gestalten und damit eine Wickelvorrichtung zu schaffen, die mit wesentlich höherer Durchsatzleistung arbeitet.

Die Erfindung wird dadurch gelöat, daß da3 Kupplungsgehäuse gemäß der Erfindung dahingehend weitergebildet wird, daß das Gehäuse an seinem Umfang mehrere nachgiebige und als axiale Begrenzungsanschläge ausgebildete Peststellelemente für das rotierende KlomeriL aufweist. Diese nachgiebigen Uegrensun^nanschlage sorgen einerseits dafür, daß jede Spule auf der zugehörigen Kupplung in axialer Richtung zuverlässig gesichert ist, so daß ein zuverlässiger und sicherer Betrieb gewährleistet ist. Auf der anderen Seite sorgen die Begrenzungsanschläge dafür, daß die Spulen in axialer Richtung von den Kupplungen abgezogen werden, und daß Spulen von weiter innenliegenden Kupplungen über die weiter außenliegenden Kupplungen ohne Schwierigkeiten hinweg axial von der Wickelwelle abgezogen werden können. Die Kupplungen weisen somit die bisher üblichen festen Anlageflansche für die Spulen nicht mehr auf. Stattdessen umfaßt das Gehäuse der Kupplung die genannten Begrenzun^uanschlii^o, die bevorzugt an in ausgewählten Umfangsabständen angeordneten Umfangsstellen jeweils in Gruppen angeordnet sind. Praktisch bilden somit die als Begrenzungsanschläge ausgebildeten Peststellelemente die Montagefläche für die individuelle Spule.

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Jede Gruppe von Begrenzungsanschlägen umfaßt wenigstens zwei

im gegenseitigen Abstand angeordnete axiale Begrenzungsanschläge, ι

i die in Umfangsrichtung langgestreckt ausgebildet sind und über den eigentlichen Außenumfang des Kupplungsgehäuses und damit der Kupplung hinausragen. Diese im gegenseitigen axialen Abstand angeordneten Begrenzungsanschläge greifen von montierter Spule an den entgegengesetzten Seiten der Spule nahe ihrer inneren | Umfangsflache an und sichern damit die Spule in axialer Richtung, i

Die Anordnung ist besonders einfach sowohl in der Herstellung

als auch in der Handhabung, wenn jeder einzelne Begrenzungs- j anschlag an dem freien Ende eines am Umfang des Gehäuses ange- \

ordneten und sich in axialer Richtung frei auskragend erstrecken- i den Armes vorgesehen sind. Diese Arme geben eine hinreichende Nachgiebigkeit in radialer Richtung und gewährleisten auf der anderen Seite eine feste axiale Begrenzung der Lage der Spulen, Gleichzeitig wird durch diese Anordnung gewährleistet, daß die Peststellelemente trotz vielfacher Wechsel in ihrer Federungseigenschaft nicht ermüden. Damit erhält die Anordnung eine hohe Lebensdauer.

Zur Herstellung ist es besonders einfach, wenn die Arme und die Begrenzungsanschläge einstückig an dem Umfangsteil des Gehäuses ausgebildet sind. Dies kann dadurch geschehen, daß wenigstens zwei Arme direkt von einer Stirnwand des Kupplungsgehäuses ausgehen oder dadurch, daß ein gesondertes Ringband aus Federmetall

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in eine Umfangsnut des Gehäuses eingelegt ist.und die Peststellelemente trägt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht, teilweise im axialen Schnitt, eine bevorzugte Ausführungsform des Gehäuses gem. der Erfindung, in der Gebrauchsstellung,

Fig. 2 in Stirnansicht das Gehäuse der magnetischen Kupplung nach Fig. 1,

Fig. 3 im Ausschnitt eine radiale Ansicht einer Gruppe von PestStellelementen am Umfang des Gehäuses nach Fig. 2,

Fig. H im größeren Maßstabe einen Querschnitt, der das Profil der Begrenzungsanschläge zeigt,

Fig. 5 im Ausschnitt eine radiale Draufsicht auf ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Gehäuseteils gem. der Erfindung,

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Pig. 6 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie VI-VI der Anordnung nach Fig. 5,

Fig. 7 im Ausschnitt einen axialen Schnitt durch ein Kupplungsgehäuse gem. der Erfindung mit dem Teil nach Fig. 5 und 6,

Fig. 8 eine abgewandelte Ausführungsform des Teils nach Fig. 5 und 6
und

Fig. 9 eine Ansicht entlang der Ansichtspfeile IX-IX der Fig. 8.

Fig. 1 zeigt eine Wickeleinrichtung mit mehreren magnetischen Kupplungen, die auf der Wickelwelle gemeinsam angeordnet sind und die ein Kupplungsgehäuse gem. der Erfindung aufweisen. Die Wickeleinrichtung 10 umfaßt mehrere magnetische Kupplungen 12 auf der Wickelwelle Ik. Lediglich die am weitesten links liegende Kupplung 12 ist in Schnittdarstellung im einzelnen gezeigt, während von den anderen Kupplungen nur einige in Umrißlinien strichpunktiert wiedergegeben sind. Die Wickelwelle Ik ist ein getriebenes Element, auf dem die Magnetkupplungen parallel zueinander und drehbar montiert sind. Jede Kupplung 12 umfaßt ein Gehäuse 16 mit einer äußeren Umfangsflache 18, auf der eine Spule 10, die nur strichpunktiert dargestellt ist, lösbar montiert werden kann. Die mehreren Kupplungen 12 sind auf der Welle I¹I nebeneinander angeordnet, und zwar zwischen einer Wellenschulter 20 und einer Federscheibe 12, die sich auf einer Mutter 2k ab- .j

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stützt. Die Kupplungen 12 sind jeweils frei drehbar auf der Welle angeordnet. Dabei stoßen die inneren Laufringe 26 jeder Kupplung aneinander und sorgen so für einen ausreichenden Freiabstand zwischen aufeinanderfolgenden rotierenden Körperabschnitten der Kupplungen 12, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Eine solche Anordnung von magnetischen Kupplungen auf einer Wickelwelle ist geeignet, die Spannung in den Strängen oder Bändern über die Spulen zu steuern, wobei die Spulen einzeln auf den Kupplungen montiert sind. Bei einer solchen Anordnung erzeugen die magnetischen Kupplungen ein einstellbares Drehmoment, um so die Spannung in den Strängen oder Bändern beim Aufwickeln auf den Spulen zu steuern. Die Kupplungseinstellung wird durch die gewünschte Spannung vorgegeben, welche mit den Eigenschaften des aufzuwickelnden Materials variieren kann. In einer alternativen Ausführungsform können feste Wickelwellen 1*1 vorgesehen sein. In diesem B'all dient die Anordnung zum Abwickeln von Strängen oder Bändern unter vorbestimmter Spannung von den Spulen. Dabei sind die Kupplungen 12 so angeordnet, daß die Bänder oder Stränge in Abhängigkeit von den Zugkräften, die an den Strängen oder Bändern wirken, abgewickelt werden. Die Kupplungen erzeugen hierbei eine einstellbare Bremswirkung, die dem AbwickelVorgang in dem gewünschten Ausmaß entgegenwirken.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist eine Hysteresis-Kupplung gezeigt. Alternativ dazu können andere ähnliche Arten von Kupplungen in der Praxis verwendet werden, z.B. Wirbelstromkupplun-

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gen. Eine nähere Beschreibung ist nicht notwendig, da solche Kupplungen in ihrem Aufbau und ihrer Verwendung bekannt sind.

Wie die Einzelheiten links in Fig. 1 bei der Kupplung 12 zeigen, rotiert das Kupplungsgehäuse 16 über Kugellager 28 um die Welle Ik. Das Gehäuse 16 enthält einen mehrpoligen Permanentmagneten 30, der fest an einer rotierenden Kreisscheibe 32 befestigt ist. Die Scheibe ihrerseits ist an einer radialen Wand 35 des Gehäuses 16 festgelegt. Die Scheibe 32 und der mehrpolige Magnet 30 rotieren auf dem Lager 28 gegenüber einer Hysteresis-Scheibe 3¹*, die auf dem nicht drehbaren, inneren Lagerlaufring 26 fixiert ist. Der Magnet 30 liegt zwischen den beiden Scheiben, wie dies die Figur zeigt. Die Scheiben erzeugen einen Flußweg zwischen den Polsektoren des Magneten 30, wodurch ein magnetisch induzierter Zug entsteht, der bestrebt ist, eine relative Drehung der Scheiben zu behindern. Ein Flußtor 36 liegt zwischen dem Magneten 30 und der Hysteresis-Scheibe 3**, so daß das Drehmoment durch drehbare Positionierung des Tores 36 tfogenüber dem Magneten eingestellt werden kann, wie dies im einzelnen in der Uu-I¹U 5 822 390 beschrieben ist.

Kine Seitenansicht des Kupplungsgeh-'iuses 16 ist in Fig. 2 gezeigt. Au:; dieser Figur ist ersichtlich, daß drei Gruppen 38 von ritel.lt;]erneuten in Umf achsrichtung über den flußernn Umfang deß Gehäuses 16 verteilt angeordnet sind. Diese drei Gruppen bilden den Montageabschnitt 18 des Gehäuses. Jede Gruppe 38

enthält drei getrennte Peststellelemente ¹JOA, ¹JOB und 40C. Jedes PestStellelement weist gem. Fig. 3 einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung 42 auf, wie dies Pig. 4 verdeutlicht. Jede Gruppe umfaßt wenigstens zwei im axialen Abstand angeordnete Begrenzungsanschläge in jeder Gruppe, welche von entgegengesetzten Seiten her an der Bandspule 19 angreifen, um diese auf der Montagefläche 18 axial festzulegen. Fig. 3 zeigt, daß zwei axial im Abstand angeordnete Begrenzungsanschläge mit MOA und ¹IOB bezeichnet sind. Diese sind zwar geringfügig gegeneinander um einen kleinen Winkel versetzt. Dennoch liefern sie eine positive Lagesicherung für die Bandspule 19 auf der Montagefläche 18. Die Verwendung von drei Gruppen 38, die um die Montagefläche 18 verteilt sind, wobei jede Gruppe wenigstens zwei axial im Abstand angeordnete Begrenzungsanschläge aufweist, gewährleistet trotz geringfügiger Winkelversetzung, daß die Begrenzungsanschläge 40 eine zufriedenstellende Sicherung der Spulen 19 auf der Montagefläche 18 bewirken.

Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß jeder Begrenzungsanschlag 40 an einem freien Ende eines auskragenden Armes 44A, 44B bzw. 44C angeordnet ist. Zwei der Arme 44A und 44C erstrecken sich in der gleichen axialen Richtung von der radialen Wand 35 (s. Pfeil in Fig. 3) des Gehäuses, während der dritte Arm 44b zwischen den beiden ersten liegt und sich in entgegengesetzter axialen Richtung erstreckt, und zwar von einem Brückenabschnitt 46 aus, der die freien Enden oder Begrenzungs-

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anschlage 40A und 4OC miteinander verbindet. Das bedeutet, daß der Begrenzungsansehlag 40B am freien Ende des Armes MB axial den miteinander verbundenen Begrenzungsanschlägen ¹IOA und 40C gegenüberliegt.

Das Kupplungsgehäuse 16 ist nach der beschriebenen Ausführungsform vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen Dauerfestigkeit und hohem Widerstand gegen viele Ausbiegungszyklen ausgebildet. Eine bevorzugte Ausführungsform der Kupplung umfaßt einstückig ausgebildete Gruppen 38 von Begrenzungsanschlägen, wobei das Gehäuse aus einem nachgiebigen Kunststoff hergestellt ist, z.B. aus Polypropylen. Auf diese Weise können die auskragenden Arme 44 vielfachen elastischen Biegevorgängeaausgesetzt werden, ohne daß sie brüchig werden oder vom Gehäusekörper abbrechen.

Bei einer alternativen Ausführungsform des Gehäuses 16·, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, ist jedoch ein nachgiebiges Material für das Gehäuse nicht erforderlich. So zeigt Fig. 5 ein alternatives System für die Begrenzungsanschläge. Hierzu ist ein ringförmiges Band 48 aus Federmetall vorgesehen. Vorzugsweise handelt es sich um einen Streifen aus Federstahl, aus dem die nachgiebigen Begrenzungsanschläge 40' ausgestanzt sind. Das mit den Ausstanzungen oder Ausklinkungen versehene Band 48 wird dann in eine Nut 50 des Gehäusekörpers 16' nach Fig. 7 eingesetzt.

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Dieser Bandteil bildet somit die Montagefläche 18· für die Spule. Eine tangential orientierte Profilansicht der Begren-. zungsanschläge 40' der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist in Fig. 6 gezeigt. Sie entspricht der Darstellung für die erste Ausführungsform in Fig. k.

Eine nachgiebige Antriebszunge kann den Montageflächen 18 des ersten Ausführungsbeispiels oder 18' des zweiten Ausführungsbeispiels zugefügt werden. Für das zweite Ausführungsbeispiel ist eine Antriebszunge 52 in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Hierbei ist die Antriebszunge ein einstückiger ausgestanzter oder ausgeklinkter Teil des Federstahls. Die Zunge greift an einem rotierenden Glied, z.B. an der Innenfläche einer Bandspule 19 an, die auf der Montagefläche 18' des Gehäuses 16' nach Fig.. montiert ist. Die Zunge bildet einen sich axial erstreckenden Vorsprung gegenüber der Montagefläche l8'. Dieser Vorsprung ist so ausgebildeti daß er eine relative Bewegung des drehbaren Gliedes, z.B. der Bandspule, gegenüber der Montagefläche auf nur eine Drehrichtung beschränkt ist, und zwar auf die Richtung des Pfeiles in Fig. 9· Dieses Merkmal führt zu einer Einwegekupplung, die bei momentanem Abfall oder Verminderung der Zugkräfte auf das Band oder den Strang verhindert, daß eine Spule entgegen der gewünschten Richtung rotiert. Somit bewirkt die Zunge 52 eine reibungsmäßige Festlegung oder Verriegelung gegenüber der inneren Nabe der Spule und gegen jede Drehbewegung der Spule in der entgegengesetzten Richtung, also entgegen der

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- 15 Richtung des Pfeiles.

Es ist ersichtlich, daß nach der vorhergehenden Beschreibung ein Anschlagsystem 40 vorgesehen ist, das dem Kupplungsgehäuse 16 zugeordnet ist und die Möglichkeit schafft, eine Vielzahl von Bandspulen von der Kupplungsvorrichtung 40 abzunehmen, ohne daß es dazu notwendig ist, einzelne Kupplungen von der Antriebswelle 14 abzuziehen. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 kann nach Entfernen der Scheibe 22 und der Mutter 24 eine automatisch arbeitende Spulenabzugsvorrichtung verwendet werden, um eine nach rechts in Fig. 1 gerichtete Kraft gegen die am weitesten links liegende Spule auszuüben. Ein axialer Druck auf die Begrenzungsanschläge 40 führt dazu, daß die Spulennaben auf die frei auskragenden Arme 44 eine Kraft ausüben, durch die diese radial nach innen gebogen worden. Damit kürinen diu aufeinanderfolgenden Spulen leicht über die aufeinanderfolgenden Kupplungsgehäuse 16 gleiten und abgenommen werden. Entsprechende Mittel können angewendet werden, um neue Bandspulen auf die Kupplungen automatisch und eine Vielzahl von Spulen auf einmal aufzufädeln.

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Claims (1)

1. 5625 DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

   BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

   Ansprüche

   Kupplungsgehäuse für, insbesondere magnetisch arbeitende, Kupplungen, insbesondere für Reihenanordnungen von gleichen Kupplungen auf einer gemeinsamen Auf- oder Abwickelwelle für auf Spulen oder dgl. aufwickelbares strang- oder bandförmiges Material, insbesondere Magnetbänder, bei dem ein rotierendes Element, insbesondere die Spule oder dgl., auf den Umfang des Kupplungsgehäuses lösbar montierbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (16, 16^f) an seinem Umfang (18,18') mehrere nachgiebig und als axiale Begrenzungsanschläge (40,4Q¹) ausgebildete Peststellelemente für das rotierende Element (19) aufweist.

   2. Kupplungsgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Begrenzungsanschläge (iJOA, ilOB, 40C) an in ausgewählten Umfangsabständen angeordneten Umfangssteilen jeweils in Gruppen angeordnet sind.

   3. Kupplungsgehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede Gruppe wenigstens zwei im gegenseitigen axialen Abstand angeordnete und radial über die Umfangsflache (18) vorspringende Begrenzungsanschläge (4OA, 40B) aufweist, die in Umfangsrichtung langgestreckt

   ausgebildet sind.
   ^L 130065/0839 . ^J

   4. Kupplungsgehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche

   1 bis 3» dadurch gekennzeic h η et, daß die Begrenzungs anschlage (40,¹JO¹) einstückige Teile des zur Aufnahme des rotierenden Elementes (19) dienenden Umfangsbereiches (18) des Gehäuses (16) sind.

   5. Kupplungsgehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Begrenzungsanschlag (iJOA,4OB,4OC) an dem freien Ende eines von mehreren in der Gruppe nebeneinander liegenden und axial frei auskragenden Arme (44A,44B,44C) ausgebildet ist.

   6. Kupplungsgehäuse nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens zwei der frei auskragenden Arme (44A, 44C) von einer radial verlaufenden Gehäusewand (35) ausgehen, deren freie Endmüber einen Brückenabschnitt (46) miteinander verbunden sind, von dem ein dritter, in entgegengesetzter axialer Richtung frei auskragender Arm (44b) ausgeht.

   7. Kupplungsgehäuse nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als das rotierende Element (19) aufnehmender Umfangsteil des Gehäuses (l6^f) ein ringförmiges Band (18¹) aus Federmetall dient, das in .eine Umfangsnut (50) des Gehäuses (16·) einlegbar ist.

   8. Kupplungsgehäuse nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Gehäuseumfangsteil (18,18^!) wenigstens eine federnd nachgiebige Mitnehmerzunge (52) zum Angreifen an die innere Umfangsflache des rotierenden Elementes (19) aufweist.

   9. Kupplungsgehäuse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Mitnehmerzunge (52)ein einstückiger und vorspringender Teil des Umfangsabschnittes (18,18') des Kupplungsgehäuses (16) ist und sich in einer ausgewählten Umfangsrichtung erstreckt. j

   10. Elektromagnetische Kupplung gekennzeichnet durch ein Kupplungsgehäuse mit den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bin 0.

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