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Wechselkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselkupplung
mit einer den beiden auf einer treibenden Welle frei drehbar gelagerten getriebenen
Kupplungshälften zugeordneten, zwischen ihnen auf der Welle axial verschiebbaren
treibenden Kupplungshälfte, über deren beide Stirnseiten der Kupplungsschluß abwechselnd
erfolgt.
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Bei bekannten Wechselkupplungen dieser Art sind in der treibenden
Kupplungshälfte zwei Elektromagnete angeordnet, so daß der Kupplungsschluß der treibenden
Kupplungshälfte mit beiden getriebenen Kupplungshälften über diese Elektromagneten
erfolgt. Durch die Anordnung von zwei Elektromagneten mit den notwendigen stromzuführenden
Gliedem wird die Wechselkupplung Platz beanspruchend und verwickelt im Aufbau.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, eine Wechselkupplung zu schaffen,
die einfach im Aufbau ist und wenig Platz beansprucht. Dies wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, daß der Kupplungsschluß der treibenden Kupplungshälfte mit der
einen getriebenen Kupplungshälfte in an sich bekannter Weise mittels eines in der
treibenden Kupplungshälfte angeordneten Elektromagneten und mit der anderen getriebenen
Kupplungshälfte durch eine sich am Magnetkörper und an der Welle abstützenden Druckfeder
erfolgt. Auf diese Weise ist für den Kupplungsschluß der treibenden Kupplungshälfte
und der einen getriebenen Kupplungshälfte nur ein Elektromagnet erforderlich, während
der Kupplungsschluß mit der anderen Kupplungshälfte durch eine Platz sparende Druckfeder
erfolgt, die in dem Augenblick die eine Kupplungshälfte zum Kupplungsschluß mit
der anderen Kupplungshälfte verschiebt, in dem der Strom zu dem Elektromagneten
unterbrochen wird.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung greift die treibende Kupplungshälfte
mit einer Keilverzahnung in eine entsprechende Gegenverzahnung einer mit der Welle
fest verbundenen Zwischenbüchse.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
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F i g. 1 zeigt eine Wechsel-Reibungskupplung im Längsschnitt und F
i g. 2 eine Wechsel-Zahnkupplung in Ansicht. Die Kupplung weist eine treibende Kupplungshälfte
13 und in axialem Abstand davon angeordnete getriebene Kupplungshälften 14 und 16
auf.
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Die treibende Kupplungshälfte 13 wird von einer Welle 17 angetrieben.
Eine Zwischenbüchse 18 ist drehbar mit der Welle verkeilt und durch eine Büchse
19 und den inneren Laufring eines Kugellagers 21
gegen axiale Verschiebung
gesichert. Das Lager ist gegen eine axiale Bewegung durch Scheiben 22, 23 und
24 gesichert. Die Büchse 19 ist gegen eine axiale Verschiebung durch
den inneren Laufring des Lagers 26 gesichert, das seinerseits gegen eine axiale
Verschiebung durch einen Sicherungsring 27 festgehalten ist, der in eine
Nut 28 der Welle greift. Die Zwischenbüchse hat einen im Durchmesser vergrößerten
Teil, der eine gerade Stirnverzahnung 29 aufweist.
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Die treibende Kupplungshälfte 13 besteht im wesentlichen aus einem
zylindrischen Spulenträger 31, der in einer ringförmigen Ausnehmung 32 eine Erregungsspule
33 aufnimmt und z. B. durch ein Kunstharz in dieser festgehalten ist. Leitungen
34 und 36 verbinden die Spule mit Schleifringen 37 und 38, die von dem Magnetkörper
isoliert sind. Die Schleifringe haben eine ausreichende axiale Breite und einen
entsprechenden Abstand, damit die axiale Verschiebung des Magnetkörpers
31, 33 ohne ein Lösen des Kontakts mit den nicht dargestellten Schleifbürsten
aufgenommen werden kann. Eine innen liegende axiale Keilverzahnung 39 ist an dem
linken Ende des Magnetkörpers vorgesehen.
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Die Keilverzahnung 39 greift in die Gegenverzahnung 29 der Zwischenbüchse
18 wodurch die treibende Kupplungshälfte auf der Welle verschiebbar, aber mit ihr
drehfest verbunden ist. Die Keilverzahnung 39 bildet eine Schulter 41, der eine
Schulter 42 der Büchse 19 gegenüberliegt, die an dem rechten
Ende
der Büchse vorgesehen ist. Eine Schraubendruckfeder 43 wird von der Büchse
getragen und ist zwischen den Schultern 41 und 42 eingespannt.
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Die Stirnflächen des Magnetkörperns 31, 33 sind als Kupplungsflächen
ausgebildet. Das rechte Ende des Magnetkörpers 31, 33 ist mit einer treibenden
Stirnfläche 44 radial außerhalb der Spule 33 versehen. Die Reibfläche besteht
aus einer glatten, weichen metallischen Oberfläche, die senkrecht zur Wellenachse
liegt.
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Die getriebene Kupplungshälfte 14 ist auf der Welle 17 mittels
eines Kugellagers 26 drehbar gelagert. Bei der Ausführungsform nach F i g.
1 besteht die Kupplungshälfte 14 aus einem Zahnrad, das gegen eine axiale
Verschiebung auf dem Lager 26 durch eine sich gegen den äußeren Lagerlaufring
auf der einen Seite abstützenden Schulter 47 und einen Sicherungsring
48 gehalten ist, der in eine Nut 49 des Zahnrades 14 greift.
Die Reibfläche 51 der getriebenen Kupplungshälfte 14 tritt bei Erregung
des Elektromagneten 31, 33 in Reibungsschluß mit der Antriebsfläche
44.
Der Reibungsschluß Metall auf Metall überträgt z. B. ein ausreichendes
Drehmoment für Kopiergeräte. Im Bedarfsfall können die Stirnflächen 44 und 51 aber
auch mit Reibringen versehen werden, wie es zwischen dem Magnetkörper 31, 33 und
dem Antriebselement 16 der Fall ist. Der Magnetkörper ist bei 45 zur Bildung der
axial liegenden Antriebsfläche 44 ausgenommen. Durch die Ausnehmung ist in dem magnetischen
Kreis ein erwünschter Luftspalt zwischen dem Magnetkörper und der getriebenen Kupplungshälfte
16 gebildet, um einen Restmagnetismus zu verhindern oder zu verringern. Durch
einen ausreichend starken Restmagnetismus würden die Kupplungshälften nach Abschalten
der Spule und Zusammenfallen des elektromagnetischen Feldes in Eingriff miteinander
bleiben. Die Antriebsfläche 44 ist nahe dem radial äußersten Teil des Magnetkörpers
angeordnet. Dies ist insofern erwünscht, als sie den Hauptreibungsradius erhöht
und damit die drehmomentübertragenden Eigenschaften verbessert.
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Das linke Ende der treibenden Kupplungshälfte 13
trägt einen
Reibring 46. Der Reibring 46 ist beispielsweise durch hitzehärtbaren
Klebstoff an dem Magnetkörper befestigt.
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Die getriebene Kupplungshälfte 16 ist auf der Welle 17 mittels
des Lagers 21 drehbar gelagert. Diese angetriebene Kupplungshälfte ist ebenfalls
als Zahnrad ausgebildet, das gegen axiale Verschiebung gegenüber dem tragenden Lager
durch eine sich gegen den äußeren Laufring des Lagers auf der einen Seite abstützende
Schulter 52 und auf der anderen Laufringseite durch einen Sicherungsring 53 gehalten
ist, der in eine Nut 54 des Zahnrads 16 greift. Die getriebene Kupplungshälfte
16 ist ebenfalls mit einem Reibring 56 versehen.
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Während bei der Ausführungsform nach F i g. 1 das Drehmoment durch
Reibungsschluß übertragen wird, erfolgt dies bei dem Ausführungsbeispiel nach F
i g. 2 durch Formschluß. Die Stirnflächen der treibenden Kupplungshälfte 13 a und
den getriebenen Kupplungshälften 14 a und 16 a sind dann mit Zahnkränzen
57, 58, 61, 62 versehen.
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Beim Betrieb wird die Welle 17 von einer nicht dargestellten Kraftquelle
in Drehung versetzt. Der Magnetkörper 31, 33 wird auf Grund der Keilverzahnung 29,
39, mit der Welle gedreht, er ist aber axial auf der Welle verschiebbar. Bei nicht
erregtem Magnetkörper 31, 33 verschiebt die Druckfeder 43 diesen gegen
die getriebene Kupplungshälfte 16 und stellt den Reibungsschluß zwischen
den beiden Reibringen 46 und 56 her. Die treibende Kupplungshälfte 13 ist somit
kraftschlüssig mit den getriebenen Kupplungshälften bzw. dem Zahnrad 16 verbunden.
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Bei Erregung des Magnetkörpers 31, 33 wird diese treibende Kupplungshälfte
13 entgegen der Kraft der Feder 43 gegen die getriebene Kupplungshälfte bzw.
das Zahnrad 14 gezogen und die elektromagnetische Kraft stellt den Reibungsschluß
zwischen den Reibflächen 44 und 51 den treibenden und den getriebenen Kupplungshälften
her.
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Da die ganze Kupplung auf der treibenden Welle angeordnet ist, und
kein Teil der Kupplung an einen Rahmen oder Gehäuse der verwendeten Maschine befestigt
ist, werden auch unerwünschte Geräusche ausgeschaltet. Die kleine und kompakte Kupplung
weist außerdem ein günstiges Verhältnis von Drehmoment zu Masse auf. Dieses günstige
Verhältnis trägt auch wesentlich zu einem genauen Arbeiten der Kupplung bei.