CH626962A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung der im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Gattung. Solche bekannten Kupplungen (z. B. DE-OS 23 34 926) kuppeln automatisch das Lastglied mit der Motorwelle, wenn die Drehzahl der Motorwelle die Drehzahl des Lastglieds überholt, wogegen automatisch das Lastglied von der Motorwelle abgekuppelt wird, wenn die Motorwelle langsamer läuft als die Welle des Lastglieds.

Die bekannten Kupplungen benötigen Einrichtungen zum Ausrichten der Haupt-Kupplungsverzahnungen vor deren Einrücken. Dabei wird ein Klinkenfreilauf dazu benutzt, um die miteinander in Eingriff kommenden Zähne der Haupt-Lastübertragungsteile oder einer Sekundär-Zahnkupplung, die ihrerseits die Haupt-Last übertragenden Teile ausrichtet und erfasst, miteinander auszurichten. Eine solche Verwendung von Klinken zum Zwecke des Ausrichtens begrenzt die Verläss-lichkeit der Kupplung, weil jeglicher Verschleiss oder Beschädigung an den Enden der Klinken eine Fehlfunktion der Kupplung zur Folge haben kann.

Bei der genannten bekannten Kupplung (DE-OS 23 34 926) werden während des Schaltvorganges, und zwar durch die notwendige Axialverschiebung der Kupplungsverzahnung, zusätzliche Belastungen auf den Klinkenfreilauf ausgeübt, wodurch dieser Klinkenfreilauf, wenn auch nur kurzfristig, sehr stark belastet wird, und entsprechend stark und daher gross ausgebildet sein muss oder aber einem relativ frühzeitigen Verschleiss unterliegt.

Es ist auch bereits bekannt, bei bekannten selbstsynchronisierenden Kupplungen die bei Drehzahlgleichheit einrastenden Klinkenfreiläufe dadurch weitgehend vom Gesamtdrehmoment zu entlasten, dass in einer ersten Schaltphase diese Synchronisierung der beiden Drehzahlen ausschliesslich durch den Klinkenfreilauf herbeigerufen wird, wobei der erste Eingriff der beiden Kupplungsverzahnungen ohne Berührung der Zahnflanken stattfindet. In dieser kurzen Schaltphase muss sich die in Eingriff befindende Klinke notwendigerweise das Wellendrehmoment zu 100% übertragen. Das gleiche gilt bei einer ähnlichen Konstruktion, und zwar, so lange der Klinkenfreilauf nicht vollständig axial verschoben ist, wozu ein Verschieben einer Verzahnung aus einem Radkranz heraus in einen anderen Radkranz erforderlich ist. Diese kurzzeitige Belastung des Klinkenfreilaufs mit dem Wellendrehmoment mag zwar vielleicht keine grossen Nachteile bringen, da beim Hochlaufen der Antriebswelle diese zunächst, nämlich bis zum Erreichen des Gleichlaufs der beiden Wellen, nur ein geringes Drehmoment überträgt. Der Drehmomentanstieg findet erst dann statt, wenn nach dem Kuppeln der Wellen eine grössere Leistung auf die Ausgangswelle übertragen wird. Es lässt sich jedoch nicht ausschliessen, dass zumindest bei Fehlsteuerungen der Leistungsquelle der Eingangswelle während des Schaltvorganges schon ein höheres Drehmoment übertragen wird, und

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mit diesem höheren Drehmoment wird dann der Klinkenfreilauf belastet, was die schon genannten Nachteile mit sich bringt, nämlich die Notwendigkeit entweder einer wesentlich stärkeren Bemessung des Klinkenfreilaufs oder eines vorzeitigen Verschleisses dieses Klinkenfreilaufs.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine selbstsynchronisierende Kupplung der geschilderten Art zu schaffen, deren Klinkenfreilauf in keinem Zeitpunkt vom Wellendrehmoment voll belastet wird.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Kupplung der im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Gattung, durch die im Kennzeichen des Anspruches angegebenen Massnahmen gelöst.

Durch die Erfindung wird, und zwar ohne nennenswerten zusätzlichen baulichen Aufwand, die angegebene Aufgabe gelöst, denn bei Anwendung der erfindungsgemässen Massnahme wird tatsächlich der Klinkenfreilauf in keinem Zeitpunkt vom Wellendrehmoment voll belastet, und daher kann der Klinkenfreilauf mit wesentlich geringerem baulichen und materialtechnischen Aufwand und mit sehr viel geringerer Verschleissgefahr ausgebildet werden als bei den bekannten selbstsynchronisierenden Kupplungen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen halben Längsschnitt einer Kupplung in Ent-kupplungsstellung,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei sich die Kupplung in Richtung auf die Entkupplungsstellung zu bewegt,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung bei weiterem Fortschreiten in Richtung auf die Einkupplungsstel-lung zu,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung in demjenigen Zustand, in welchem eine Eingangswelle mit einer Ausgangswelle gekuppelt ist,

Fig. 5 eine Darstellung wie in Fig. 4, wobei sich die Kupplung im vollständig eingekuppelten Zustand befindet,

Fig. 6 in Stirnansicht einen Klinkenfreilauf, der zum Abtasten dient, ob die Drehzahl der Eingangswelle diejenige des Lastglieds erreicht hat, und

Fig. 7 eine Darstellung entsprechend Fig. 1, eine zweite, kompaktere Ausführungsform der Kupplung.

Fig. 1 zeigt eine Eingangswelle 10, die mit einer nicht dargestellten ersten Leistungsquelle verbunden ist. Die Ausgangswelle 90 ist mit einem Lastglied verbunden. Das Lastglied wird gewöhnlich von einer mit ihm verbundenen (nicht dargestellten) zweiten Leistungsquelle angetrieben.

Mit der Bezugsziffer 50 und 51 ist ein Klinkenfreilauf bezeichnet. Eine bekannte Konstruktion eines solchen Klinkenfreilaufs ist in Fig. 6 dargestellt.

Der in Fig. 6 dargestellte Klinkenfreilauf hat drei Klinken 51, die in einem Ausgangsring 50 gelagert sind, der, wie in Fig. 1 gezeigt, mit einem hülsenförmigen Ausgangsteil 60 verschraubt oder in anderer Weise fest verbunden ist. Die Klinken 51 sind lose in ihren Lagerungen gelagert, so dass sie sich um einen Drehpunkt 53 herum verschwenken können. Die Klinken 51 sind derart ausgebildet, dass sie beiderseits des Drehpunkts unterschiedliche Masse aufweisen, und/oder federbelastet sind derart, dass die Zentrifugalkraft das Klinkenende 55 nach aussen und die Nase 54 nach innen gegen die Zähne der Zahnscheibe 41 des Verriegelungsrings 40 drückt. Um Verschleiss zu verhindern oder zumindest zu verringern, wird ein hydrodynamischer Schmiermittelfilm zwischen den Klinken 51 und den Zähnen der Zahnscheibe 41 erzeugt. In

Fig. 6 ist an der Stelle c die Klinke 51 in vollem Eingriff gezeigt, in welchem sie den Ring 50 in Uhrzeigerrichtung antreibt. Bei a und b sind die Klinken 51 ausser Eingriff dargestellt.

Im Betrieb werden beide Ringe 40 und 50 in der gleichen Drehrichtung, und zwar in der Blickrichtung nach Fig. 6 in Uhrzeigerrichtung, verdreht. Wie sich aus Fig. 6 ergibt, hängt der Eingriff oder Nichteingriff der Klinken 51 mit den Zähnen der Zahnscheibe 41 von der Richtung der Relativbewegung zwischen den Ringen 40 und 50 ab, die ihrerseits von den Drehzahlen dieser beiden Ringe abhängt. Wenn der Ring 40 sich in Uhrzeigerrichtung mit einer grösseren Drehzahl dreht als der Ring 50, dann kommen die Zähne der Zahnscheibe 41 mit der Nase 54 der Klinken 51 in Eingriff, und der Ring 40 treibt den Ring 50 an. Infolgedessen findet dann anschliessend keine Drehung zwischen diesen beiden Ringen mehr statt. Wenn andererseits der Ring 50 in Uhrzeigerrichtung mit höherer Drehzahl verdreht wird als der Ring 40, dann laufen die Klinken 51 lediglich über die Zähne der Zahnscheibe 41 hinweg, und zwar ohne Eingriff, und es kann eine Drehung zwischen den Ringen 40 und 50 stattfinden.

In Fig. 6 werden drei Klinken 51 und sechzehn Zähne am Ring 50 verwendet, woraus sich achtundvierzig Einkupplungspunkte pro Relativverdrehung ergeben. Wenn also eine Klinke gerade an einem Erfassungspunkt mit einem Zahn vorbeigelaufen ist, dann ergibt sich eine Relativverdrehung von nur V48 einer Umdrehung, bevor der nächste Eingriff erfolgt. Ein derart kleiner Drehwinkel verringert den Aufprallschlag beim Inein-griffkommen der Klinke. Es ist selbstverständlich, dass eine andere Anzahl von Klinken als drei und eine andere Anzahl von Zähnen als sechzehn verwendet werden kann.

In Fig. 6 wirkt der Ring 40 auch als Verriegelungsring. Es gibt Möglichkeiten, bei denen es nötig oder wünschenswert ist, den Hauptantriebsmotor oder eine andere erste Leistungsquelle, welche die Eingangswelle 10 antreibt, zu beschleunigen, ohne dass das Lastglied angetrieben wird, d. h. also ohne dass eine Ankupplung der Eingangswelle 10 (Fig. 1) an die Ausgangswelle 90 bewirkt wird. Ein Beispiel für eine solche Möglichkeit ist ein Standlauf des Antriebsmotors ohne Abbremsung des Motors. Das Ausgangssystem, repräsentiert durch die Ausgangswelle 90, wird entweder gestoppt oder läuft mit irgendeiner niedrigeren Arbeitsdrehzahl, angetrieben von einer parallelgeschalteten zweiten Leistungsquelle oder einem anderen Antriebsmotor. Eine solche Verhinderung des Eingriffs der Eingangswelle 10 mit der Ausgangswelle 90 wird, bei der dargestellten Konstruktion, durch den Ring 40 verhindert, der so konstruiert ist, dass er auch als Verriegelungsring wirkt. Um das vorerwähnte Ineingriffkommen zu verhindern, wird der Verriegelungsring 40 in der Blickrichtung nach den Fig. 1-5 nach rechts verschoben. Eine solche Verschiebung kann durch ein aussenliegendes Gabelhebel- und Ringnut-System bewirkt werden, das entweder von Hand oder aber mittels einer Fernsteuerung betätigt wird. Wie sich aus den Fig. 1—5 ergibt, bewirkt eine Verschiebung des Verriegelungsrings 40 aus der in der Zeichnung dargestellten Lage in eine rechts davon liegende Stellung, dass die Zähne der Zahnscheibe 41 in axialer Richtung gegenüber den Klinken 51 verschoben werden. Infolgedessen kommen die Zähne der Zahnscheibe 41 aus dem Einwirkungsbereich der Klinken 51 heraus, so dass ein Ineingriffkommen nicht mehr möglich ist.

Aus den Fig. 1-5 ist ersichtlich, dass dann, wenn der Verriegelungsring 40 nach rechts verschoben wird, er durch eine Sternkeilverzahnung 42 des Verriegelungsrings geführt wird, die mit der Verzahnung 35 des Führungsteils 30 in Eingriff bleiben. Es ist auch ersichtlich, dass eine weitere Verzahnung 43 des Verriegelungsrings 40 in Eingriff kommt mit einer Verzahnung 14 der Eingangswelle 10 am Teil 15.

Die Verriegelungswirkung des Rings 40 hat zwei Funktios l«

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nen bzw. Wirkungen. Eine davon ist, wie bereits erwähnt, zu verhindern, dass die Wellen 10 und 90 in Eingriff kommen können, beispielsweise während ein Testlauf des Motors ohne Belastung durchgeführt werden soll. Die zweite Funktion ist es, die Wellen 10 und 90 im Eingriff zu verriegeln, so dass sie nicht auskuppeln können, wenn das Drehmoment an der Eingangswelle 10 auf null zurückgeht oder gar seine Richtung ändert. Kurz gesagt, treten also infolge des Verriegelungsrings 40 folgende Wirkungen ein: Eine Entriegelung tritt ein, wenn die Wellen 10,90 entkuppelt sind, entweder im statischen Zustand oder im Lauf; eine Verriegelung tritt ein, wenn die Wellen 10,90 eingekuppelt sind. In Fig. 1 ist dargestellt, dass die innenliegende Sternkeilverzahnung 42 immer in Eingriff ist mit der Verzahnung 35 des Führungsteils 30. Dieser Eingriff zwischen der Sternkeilverzahnung 42 und der Verzahnung 35 ist vorhanden, sowohl in der Entriegelungsstellung als auch in der Verriegelungsstellung des Rings 40. Der Eingriff zwischen der weiteren Verzahnung 43 des Rings 40 mit der Verzahnung 14 des Teils 15 tritt nur in der Entriegelungsstellung ein.

Bei anderen Relativlagen der Einzelteile dieses Mechanismus kann der Verriegelungsring 40 in der einen Richtung zwecks Verriegelung und in der anderen Richtung zur Entriegelung verschoben werden. Im übrigen können diese Funktionen auch durchgeführt werden unter Verwendung von getrennten Verschiebungselementen.

Das Führungsteil 30, welches die aussenliegende Verzahnung 35 aufweist, hat einen mit grösserem Durchmesser versehenen ringförmigen Abschnitt 34, welcher eine innenliegende Schiebeführung 31 aufweist. Diese innenliegende Schiebeführung 31 steht in Eingriff mit einer aussenliegenden Schiebeführung 21 eines axial beweglichen rohrförmigen Trägerteils 20, und die Schiebeführung 31 hat die Aufgabe, das Trägerteil 30 bei seiner Axialbewegung zu führen.

Wie dargestellt, ist das rohrförmige Trägerteil 20 mit einer innenliegenden, schraubenförmigen Keilverzahnung 22 versehen, die in Eingriff steht mit einer aussenliegenden, ebenfalls schraubenförmigen Keilverzahnung 82 eines Teils 80, der mittels Schrauben 11 an der Eingangswelle 10 befestigt ist. Der Teil 80 kann zusätzlich noch über Verzahnungen 81 und 12 an der Eingangswelle 10 befestigt sein. Der Teil 80 könnte aber auch einteilig mit der Welle 10 ausgebildet sein. Die Keilverzahnungen 22,82 stellen ein erstes Schraubengetriebe dar.

Das rohrförmige Trägerteil 20 ist in den Fig. 1-5 durch eine ringförmig angeordnete erste Reihe von federbelasteten Kolben 25 nach rechts vorgespannt, von denen in Fig. 1-5 nur ein einziger sichtbar ist. Innenliegende Federn 24 drücken die Enden der Kolben 25 in Anlage gegen die Wandfläche 33 des Führungsteils 30. Die Kolben 25 und ihre Federn 24 bilden so eine erste Vorspanneinrichtung zwischen dem Teil 80 und dem Trägerteil 20. Die Vorspannung des Trägerteils 20, wie beispielsweise durch die federbelasteten Kolben 25, ist nicht unbedingt notwendig aber zweckmässig in solchen Fällen, bei welchen die Kupplung irgendwelchen Schwenkbewegungen unterworfen ist, wie z. B. den Roll- und Stampfbewegungen eines Schiffes, oder dann, wenn die Kupplung in Schräglage eingebaut wird und somit bestimmten Schwerkrafteinwirkungen unterliegt. In solchen Fällen halten die Kolben 25 das Trägerteil 20 in der gewünschten Lage der Entkupplung und bewirken die Verhinderung eines unerwünschten Einkuppeins. Generell ist zu sagen, dass die Federn 24 bewirken sollen, dass der gesamte Mechanismus in Auskupplungsstellung gehalten wird, und dass jegliche Berührung zwischen den miteinander in Eingriff bringbaren Teilen verhindert werden soll. Ein ringförmiger Stossdämpfer 36, der durch Oeldruck in Richtung nach rechts gedrückt wird, bewirkt eine Dämpfung für das rohrförmige Trägerteil 20, wenn dieses sich zur Anlage mit der Wandfläche 33 des Führungsteils 30 hin bewegt.

Das Trägerteil 20 ist mit aussenliegenden, schraubenförmigen Keilverzahnungen 23 versehen, die in Eingriff stehen mit innenliegenden, ebenfalls schraubenförmigen Keilverzahnungen 73 eines winkelförmigen Kupplungsteiles 70. Die Keilverzahnungen 23,73 bilden ein zweites Schraubengetriebe.

Dieses Kupplungsteil 70 hat einen, einen grösseren Durchmesser aufweisenden, rechtsliegenden Endabschnitt 72, der mit einer ersten Kupplungsverzahnung 71 versehen ist. Wenn das Kupplungsteil 70 in axialer Richtung von Fig. 1 aus nach links verschoben wird, dann kommt die erste Kupplungsverzahnung 71 in Eingriff mit einer zweiten Kupplungsverzah-nung 61 des Ausgangsteils 60. Die erste Kupplungsverzahnung 71 des Kupplungsteils 70 kann ballig ausgebildete Kopfflächen haben, und die zweite Kupplungsverzahnung 61 kann ange-schrägt sein, um das gegenseitige Ineingriffkommen zu erleichtern, so dass somit die bei einem nicht richtigen Ausrichten vorhandenen Probleme verringert werden.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der Kupplung beschrieben. Wenn die Eingangswelle 10 nicht angetrieben wird, oder nur mit einer solchen Drehzahl, die geringer ist als die Drehzahl, mit der der Ausgangsflansch 90 von seinem Antrieb angetrieben wird, dann entkuppelt der Klinkenfreilauf (siehe Fig. 6). In diesem Falle bewegen sich das Ausgangsteil 60 und der Ring 50 in Uhrzeigerrichtung relativ zum Verriegelungsring 40. Wie Fig. 1 zeigt, ist dann der Verriegelungsring 40 mit der Eingangswelle 10 gekuppelt.

Diese Verbindung verläuft von der Eingangswelle 10 zum Verriegelungsring 40 über die Verzahnungen 12 und 81, den Teil 80, das erste Schraubengetriebe 82,11, den rohrförmigen Trägerteil 20, die Schiebeführung 21,31, das Führungsteil 30, die Verzahnung 35 und die Sternkeilverzahnung 42 zum Verriegelungsring 40.

Wenn die Eingangswelle 10 stillsteht, so stehen ihre Bestandteile ebenfalls still. Diese Bestandteile umfassen den Teil 80, das Trägerteil 20, das Kupplungsteil 70, das Führungsteil 30 und den Verriegelungsring 40. Wenn angenommen wird, dass die Ausgangswelle 90 von einer zweiten Leistungsquelle aus in Drehrichtung angetrieben wird, drehen sich die Ausgangswelle 90, das Ausgangsteil 60 und der Ring 50 des Klinkenfreilaufs mit derselben Drehzahl.

Wenn der die Eingangswelle 10 antreibende Motor gestartet wird, dann beginnt sich die Eingangswelle 10 zu drehen, und dann drehen sich die damit zusammenhängenden Bauteile 80,20,70,30 und 40, sämtliche mit derselben Drehzahl wie die Welle 10. Solange die Drehzahl der Eingangswelle 10 geringer ist als die Drehzahl der von einer zweiten Leistungsquelle angetriebenen Ausgangswelle 90, bewegt sich der Ring 50 in Uhrzeigerrichtung gegenüber dem Verriegelungsring 40 nach Fig. 6, und die Klinken 51 laufen über die Zähne der Zahnscheibe 41 hinweg. Es findet also an dieser Stelle keine Drehmomentübertragung statt. Wenn sich nunmehr die Drehzahl der Welle 10 der Drehzahl der Ausgangswelle 90 nähert und dann überschreitet, dann ändert sich die Relativdrehung zwischen dem Verriegelungsring 40 und dem Ring 50 des Klinkenfreilaufs. Der Ring 40 bewegt sich nach Fig. 6 in Uhrzeigerrichtung gegenüber dem Ring 50, und die Zähne der Zahnscheibe 41 erfassen die Klinken 51. Hierdurch wird ein Drehmoment auf den Ring 40 ausgeübt, und dieses Drehmoment wird rückübertragen auf die Eingangswelle 10 über das Führungsteil 30, das Trägerteil 20 und über das erste Schraubengetriebe 22,82, welches das Kupplungsteil 20 und den Teil 80 miteinander verbindet. Dieses Drehmoment bewirkt, dass sich das Trägerteil 20 auf dem ersten Schraubengetriebe 22,82 relativ zum Teil 80 verschiebt. Als Folge dieser Bewegung bewegt sich das Trägerteil 20 in axialer Richtung in Fig. 1 nach links. Das Trägerteil 20 bewegt sich ausserdem auch in Umfangsrichtung. Die Axialbewegung ist in Fig. 2 gezeigt.

Wenn sich das Trägerteil 20 nach links bewegt, so nimmt es s

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das Kupplungsteil 70 mit, bis seine erste Kupplungsverzahnung 71 an der zweiten Kupplungsverzahnung 61 des Ausgangsteils 60 anliegt. Hierdurch wird auf das Kupplungsteil 70 eine Axialkraft ausgeübt, welche bewirkt, dass sich das Kupplungsteil 70 auf dem zweiten Schraubengetriebe 73,23 gegenüber dem Trägerteil 20 verschiebt. Infolgedessen bewegt sich der Trägerteil 20 nach Fig. 3 gegenüber dem Kupplungsteil 70 axial nach links, und das Kupplungsteil 70 bewegt sich auch in Umfangsrichtung gegenüber der ersten Kupplungsverzahnung 71 am Ausgangsteil 60. Es ist nur eine sehr geringe Umfangs-bewegung erforderlich, um zu ermöglichen, dass die balligen Kopfflächen der Zähne der Kupplungsverzahnung 71 mit der angeschrägten zweiten Kupplungsverzahnung 61 in Eingriff kommen. Anschliessend bringt das Trägerteil 20 das Kupplungsteil 70 in Eingriff mit dem Ausgangsteil 60, bis das linke Ende des Kupplungsteils 70 am rechten Endabschnitt 34 des Führungsteils 30 zur Anlage kommt. Dieser Anschlag begrenzt die Axialbewegung des Kupplungsteils 70 nach links. Dieser Zustand ist in Fig. 4 dargestellt. Das Trägerteil 20 setzt jedoch seine Verschiebebewegung nach links auf dem ersten Schraubengetriebe 22, 82 fort, bis das linke Ende des Trägerteils 20 am Stossdämpfer 36 anliegt, diesen zusammendrückt, und dann an der Wandfläche 33 zur Anlage kommt. Dieser Zustand ist die vollständige Einschaltstellung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist.

Bei dieser vollständigen Eingriff Stellung treibt die Eingangswelle 10 die Ausgangswelle 90 an und zwar über die Verzahnungen 12,81, den Teil 80, das erste Schraubengetriebe 82,22, das Trägerteil 20, das zweite Schraubengetriebe 23, 73, das Kupplungsteil 70, die erste Kupplungsverzahnung 71 und die zweite Kupplungsverzahnung 61 sowie das Ausgangsteil 60. Es ist ersichtlich, dass die Klinken 51 und die Zähne der Zahnscheibe 41 in den gleichen Relativstellungen bleiben. Die Drehmomentbelastung wird jedoch von diesem Klinkenfreilauf ferngehalten.

Aus der vorangehenden Beschreibung der Arbeitsweise der Kupplung ergibt sich, dass das Ausrichten durch das zweite Schraubengetriebe 73,23 und nicht durch die Bauteile des Klinkenfreüaufs bewirkt wird. Falls die Zähne der Zahnscheibe 41 oder die Klinken 51 des Klinkenfreilaufs abgenutzt sind, wird die Arbeitsweise der Kupplung nicht nachteilig beeinflusst, weil die einzige Funktion des Klinkenfreilaufs darin besteht, das nur kleine Drehmoment zu erzeugen bzw. zu übertragen, das erforderlich ist, um das Trägerteil 20 und das Kupplungsteil 70 entlang ihrem jeweiligen Schraubengetriebe in die in Fig. 5 dargestellte Verriegelungslage zu bewegen.

In den Fig. 1-5 der Zeichnung ist das Trägerteil 20 in seiner Entkupplungs- bzw. Entriegelungslage vorgespannt, und zwar durch die Druckfedern 24 und die Kolben 25. Wie bereits erwähnt, ist diese erste Vorspanneinrichtung 24,25 für die Grundkonzeption der Kupplung nicht notwendig, aber aus praktischen Gründen zweckmässig, und zwar dann, wenn die Kupplung in Schräglage oder beispielsweise in einem Schiff eingebaut wird, in welchem Längs- und Querbewegungen auftreten. In solchen Fällen dienen die federbelasteten Kolben 25 dazu, ein gewünschtes Ineingriffkommen der ersten und zweiten Kupplungsverzahnungen 71 und 61 zu verhindern.

Wenn, nachdem die Kupplung vollständig in Eingriff gekommen ist, wie in Fig. 5 dargestellt, die Drehzahl der Eingangswelle 10 soweit absinken sollte, dass sie geringer wird als die Drehzahl der Ausgangswelle, so findet eine Veränderung der Relativbewegung der Ausgangswelle 90 zur Eingangswelle 10 statt. Die Welle 10 dreht sich nun nach Fig. 6, mit einer geringeren Drehzahl als die Ausgangswelle 90 in Uhrzeigerrichtung. Infolge der Richtung der Drehmomentbelastung, die nunmehr auf das Trägerteil 20 ausgeübt wird, bewegt sich letzteres auf dem ersten Schraubengetriebe 22 und 82. Infolgedessen bewegt sich nun das Trägerteil 20 nach rechts und nimmt dabei das Kupplungsteil 70 mit. Diese Bewegung setzt sich fort, bis die Zähne der ersten und zweiten Kupplungsverzahnungen 71 und 61 ausser Eingriff kommen. Diese entkupp-lung wird durch die Federn 24 und die Kolben 25 aufrechterhalten; diese Bauteile sind aber für das Entkuppeln nicht wesentlich, da die geschilderte Entkupplung auch ohne diese Bauteile 24,25 stattfindet.

Das in den Fig. 1-5 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Grundmerkmale einer selbstsynchronisierenden Kupplung. Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer solchen Kupplung ist in Fig. 7 dargestellt. Die in Fig. 7 gezeigte Kupplung ist etwas kompakter als die Ausführungsform nach den Fig. 1-5, und es ist möglich, sie in einem kleineren Gehäuse unterzubringen.

Die Kupplung nach Fig. 7 ist dadurch etwas kompakter geworden, dass der Verriegelungsring und damit der Klinkenfreilauf näher beim Trägerteil liegt. Verglichen mit den Fig. 1-5, sind der Verriegelungsring und damit der Klinkenfreilauf mehr nach rechts verschoben.

In Fig. 7 sind die Bauteile, die ähnlich denjenigen nach den Fig. 1-5 sind, mit denselben Bezugsziffern bezeichnet, aber um eine «100» erweitert. So ist nunmehr ein Verriegelungsring 140 vorhanden, ein Führungsteil 130 und ein Kupplungsteil 170. Das gilt in gleicher Weise auch für die anderen ähnlichen oder gar identischen Bauteile der Konstruktion nach Fig. 7, verglichen mit der Konstruktion nach den Fig. 1-5.

Die Verzahnung 135 erstreckt sich entlang der Aussenfläche des Endabschnitts 134, und die Sternkeilverzahnung 142 des Verriegelungsrings 140 steht in Eingriff mit dieser Verzahnung 135. Der Ring 150 des Klinkenfreilaufs ist auf dem Ausgangsteil 60 gelagert.

Wenn beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 die Drehzahl der Eingangswelle 10 die Drehzahl der Ausgangswelle 90 errreicht und überschreitet, wird eine Drehmomentbelastung auf den Ring 140 ausgeübt, und diese Belastung wird rückübertragen über die Verzahnungen 142,135, über das Führungsteil 130, die Schiebeführung 131, 21, das Trägerteil 20, das erste Schraubengetriebe 22,82 und über die den Teil 80 auf die Eingangswelle 10. Wie beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-5 bewirkt die Drehmomentbelastung, dass sich das Trägerteil 20 auf dem ersten Schraubengetriebe 22,82 gegenüber dem Teil 80 verschiebt. Die Wirkung ist die gleiche, wie dies bereits anhand der Fig. 1-5 beschrieben worden ist.

Die besondere Konstruktion der in Fig. 7 dargestellten Kupplung weist nun verschiedene Merkmale auf, die bei der in den Fig. 1-5 gezeigten Ausführungsform nicht vorhanden sind und die nachfolgend beschrieben werden.

Ein erstes, zusätzliches und unterschiedliches Merkmal ist das Vorhandensein einer zweiten Vorspanneinrichtung 174,175 zur Vorspannung des Kupplungsteils 170 nach links. Infolgedessen halten die erste und zweite Vorspanneinrichtung die Kupplung in einer gewünschten vertikalen oder schrägstehenden Lage, derart, dass die ersten und zweiten Kupplungsverzahnungen 171 und 61 miteinander in Eingriff sind, und zwar unabhängig von den auftretenden Schwerkräften, da das Kupplungsteil 170 ohne Einrichtung 174, 175 durch die Schwerkraft nach rechts bewegt werden würde. Die zweite Vorspanneinrichtung 174,175 umfasst mehrere Druckfedern 174 und eine zweite Reihe von Kolben 175, die in einer entsprechenden Anzahl von Bohrungen geführt sind, welche im Kupplungsteil 170 vorhanden sind. Die Nasen der Kolben 175 liegen am vergrösserten Flansch des Eingangsteils 180 an, welches am Teil 80 befestigt ist. Jede Feder 174 ist schwächer als die Feder 24, welche das Trägerteil 20 nach rechts drückt, so dass die erste und zweite Kupplungsverzahnung 171 und 61 ausser Eingriff miteinander gehalten werden.

Ein zweites, zusätzliches bzw. abweichendes Merkmal des Ausführungsbeispiels nach Fig. 7 ist das Vorhandensein einer äusseren Anzeigeeinrichtung 144 für eine Bedienungsperson, welche Einrichtung anzeigt, ob die Kupplung entkuppelt oder

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vollständig eingekuppelt ist. Diese Anzeigeeinrichtung 144 wird durch das Ende des Verriegelungsrings 140 gebildet. Das Kupplungsteil 170 ist mit einem Ring 176 versehen, der am Kupplungsteil 170 mittels mehreren Schrauben 177 befestigt ist. Der Verriegelungsring 140 ist mit einer innenliegenden Ringrippe 146 versehen, die derart angeordnet ist, dass, wenn das Kupplungsteil 170 gegenüber der Volleinkupplungsstel-lung nach links bewegt wird, der Ring 176 mit der Ringrippe 146 in Anlage kommt und den Verriegelungsring 140 nach links verschiebt. Diese geringfügige Verschiebung des Verriegelungsrings 140 wird durch eine nicht gezeigte Einrichtung abgetastet, die auf eine Verschiebung der Anzeigeeinrichtung 144 nach rechts oder nach links anspricht. Wenn die Kupplung zurück in die Entkupplungsstellung bewegt wird, dann wird das Kupplungsteil 170 in seine äusserste Rechtslage verschoben, und dabei kommt der Ring 176 am Flansch 147 des Verriegelungsrings 140 zur Anlage und bewegt diesen in die in Fig. 7 gezeigte Lage zurück. Die abgetastete Lage der Anzeigeeinrichtung 144 zeigt dann an, ob die Kupplung eingekuppelt oder ausgekuppelt ist.

Bei der Konstruktion nach den Fig. 1-5 wird der Verriegelungsring 40 nicht automatisch durch das Kupplungsteil 70 io verschoben, sondern wird vielmehr von Hand oder durch eine ausserhalb liegende Einrichtung, wie es strichpunktiert in Fig. 7 gezeigt ist, entweder in die Verriegelungsstellung oder in die Entriegelungsstellung geschoben.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

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1. Selbstsynchronisierende Kupplung zum automatischen Kuppeln einer Ausgangswelle (90) mit einer koaxial zu dieser angeordneten Eingangswelle (10) bei Erreichen der Drehzahlgleichheit, wobei ein zwischen den beiden Wellen (10,90) wirksamer Klinkenfreilauf (40,50) einrastet, wenn die Ein-gangswelle (10) die Ausgangswelle (90) überholt, dabei ein ringförmiges, auf einer starr mit der Eingangswelle (10) verbundenen schraubenförmigen Keilverzahnung (82) eines ersten Schraubengetriebes (22,82) geführtes Trägerteil (20) mit der Ausgangswelle in Drehverbindung bringt und dadurch eine Axialverschiebung des Trägerteils (20) bewirkt, wodurch eine erste Kupplungsverzahnung (71) zu einer zweiten Kupplungsverzahnung (61) hin verschoben wird, wobei nach Berühren der Stirnflanken der Kupplungsverzahnungen (61,71)

durch ein auf einer am Trägerteil (20) angeordneten schraubenförmigen Keilverzahnung (23) eines zweiten Schraubengetriebes (23,73) geführtes Kupplungsteil (70) eine Drehung der ersten Kupplungsverzahnung (71) in bezug auf die zweite Kupplungsverzahnung (61) bis zum Erreichen einer Einrückwinkellage bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Klinkenfreilauf (40,50) zwischen einem Ausgangsteil (60) und einem dazu koaxialen, drehbar gelagerten unverschieblichen Führungsteil (30,130) angeordnet ist, das über eine Schiebeführung (21,31) mit dem Trägerteil (20) gekoppelt ist und dass die eingangswellenseitige, erste Kupplungsverzahnung (71) auf dem rohrförmigen Kupplungsteil (70) angeordnet ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Klinken (51) des Klinkenfreilaufes in einem Ring (50) gelagert sind, der mit dem Ausgangsteil (60) verbunden ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

dass die Zahnscheibe (41) des Klinkenfreilaufes an einem Verriegelungsring (40) angebracht ist, der über eine Sternkeü-verzahnung (42) mit dem Führungsteil (30) verbunden ist.

4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass der Verriegelungsring (140) mit Anschlägen (146,147) versehen ist, so dass er durch das Kupplungsteil (170) in axialer Richtung verschiebbar ist, und dass der Verriegelungsring (140) mit einer Anzeigeeinrichtung (144) für den Einkupp-lungs- oder Auskupplungszustand versehen ist (Fig. 7).

5. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass der Verriegelungsring (40) des Klinkenfreilaufs mit einer Einrichtung zur Axialverschiebung versehen ist, die die Zahnscheibe (41) ausser Eingriff mit den Klinken (51) bringen kann (Fig. 5).

6. Kupplung nach einem der Ansprüche 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsring (40) eine weitere Verzahnung (43) aufweist, über die er drehfest mit einer weiteren, mit der Eingangswelle (10) starr verbundenen Verzahnung (14) kuppelbar ist, um eine Axialverschiebung des Trägerteils (20) zum automatischen Auskuppeln der Kupplung zu verhindern.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

dass die weiteren Verzahnungen (43,14) durch Axialverschieben des Verriegelungsrings (40) in Eingriff bringbar sind.

8. Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit in axialer Richtung einrückenden Kupplungsverzahnungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorspanneinrichtung (24,25) zwischen einem mit dem Eingangswelle (10) verbundenen Teil (80) und dem Trägerteil (20) angeordnet ist (Fig.

9. Kupplung nach Anspruch 8, mit nicht horizontalem Verlauf der Wellenachsen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mit der Eingangswelle verbundenen Teil (180) und dem Kupplungsteil (170) eine zweite Vorspanneinrichtung (174,175) vorhanden ist, die das Kupplungsteil (170) im Kupplungseinrücksinn belastet, wobei die Vorspannkraft dieser zweiten Vorspanneinrichtung kleiner ist als die Vorspannkraft der ersten Vorspanneinrichtung (Fig. 7).

10. Kupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorspanneinrichtung (24,25) eine erste Reihe von federbelasteten Kolben (25) umfasst, die im Trägerteil (20) aufgenommen sind, während die zweite Vorspanneinrichtung (174,175) eine zweite Reihe von ebenfalls federbelasteten Kolben (175) umfasst, die im Kupplungsteil (170) aufgenommen sind (Fig. 7).

11. Kupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem die Axialverschiebung des Trägerteils (20) begrenzenden Führungsteil (30) Stoss-dämpfer (36) vorhanden sind (Fig. 1).