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Sicherheitskupplung mit Freigang
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheits- kupplung mit Freigang, bei der treibende und ge- triebene Kupplungsteile zur Drehmomentübertra- gung unter Feder. spannung zusammenjwiltken.
Wenn bei diesen bekannten Kupplungen das
Grenzdrehmoment überschritten wird, schaltet sich die Kupplung auf Freigang. Nach Abschaltung des
Antriebes erfolgt die automatische Wiedereinschal- tung, sobald die Drehzahldifferenz zwischen den getriebenen und treibenden Kupplungsteilen einen gewissen Wert erreicht hat. Hiebei bleibt die
Federspannung unverändert aufrecht.
Um nun bei der Überschreitung des Grenzdrehmomentes eine
Verminderung der Federvorspannung unter das für die Drehmomentübertragung erforderliche Mass mit nachfolgender Steigerung der Vorspannung bis zum
Wiedereinrücken der Kupplung zwangsläufig zu er- reichen, wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, zwischen dem treibenden. und dem getriebenen Teil der Kupplung ein axial. verschiebbar angeordnetes
Kupplungszwischengliedvorzusehen, daseinerseits unter Federspannung stehende Vorsprünge besitzt, die jeweils mit mehreren Vertiefungen des treibenden Kupplungsteiles zusammenwirken, welche verschiedene Scheiteltiefen und unterschiedliche Steigungen an ihren Begrenzungsflächen haben und das anderseits-formschlüssige Kupplungsteile, z. B.
Bohrungen oder Ausnehmungen besitzt, die mit entsprechenden Teilen, bzw. (Bolzen des getriebenen Kupplungsteiles zusammenwirken. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Hilfsfeder vorgesehen, welche das Kupplungszwischenglied aus dem formschlüssigen Eingriff zu verschieben trachtet.
Es ist hierbei von Vorteil, wenn die mit der grössten Scheiteltiefe ausgestatteten Vertiefungen des treibenden Teiles der Kupplung nach einer Seite durch eine nach ansteigende Schrägfläche und nach der anderen Seite durch mehrere steil ansteigende Höcker mit abwechselnden Zwischentiefen begrenzt sind.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, eine Einrichtung zur selbsttätigen Wiedereinrückungin Abhängigkeit von der abnehmenden DrehzahldifferenzzwischendemgetriebenenKupplungsteil und dem in der Freigangstellung zusammen mi dem treibenden Teil umlaufenden Kupplungszwi schenglied vorzusehen. Zu diesem Zwecke kann zwischen dem getriebenen Kupplungsteil und dem Kupplungszwisohenglied ein Klinkengesperre angeordnet sein, welches beide Kupplungsteile in Ab hängigkeit von der Drehzahl zeitweise miteinander kuppelt. An dem mit dem Klinkengesperre zu
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Grenzdrehmoment überschritten ist, weil die Federvorspannung, welche die Kupplungsteile zur Drehmomentübertragung zusammenwirken lässt, vermindert wird.
Bei dem selbsttätigen Wiedereinrücken wird die Federvorspannung zwangsläufig vergrössert, wenn die Kupplungsteile in die Ein rückstellung zurückwandern. Dies hat den grossen Vorteil, dass im Gegensatz zu bisher bekannten Überlastungskupp1ungen nach Überschreitung des Grenzdrehmomentes kcaine nennenswerten Kräfte in der Kupplung wirksam sind. Die Bauelemente der Kupplung können daher ausserordentlich leicht und klein gestaltet werden.
Ein weiterer Vorzug der ernndungsgemässen Ausbildung ist darin zu sehen, dass. bei dem Wiedereinrücken der Kupplung eine plötzliche stossartige Drehmomentsteigerung vermieden wird, tweil die Arbeit, welche zum Wiederaufbau der Federvorspannung erforderlich ist, von dem Antrieb weggenommen wird, so dass sich die Kupplung weich und elastisch wiedereinschaltet. Beschädigungen an der Kupplung und anderen Maschinenteilen sind daher ausgesc'h1os- sen.
Die. Sicherheitskupplung mit Freigang nach der Erfindung ist an Hand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dangestellt. Fig. 1 zeigt die Kupp-
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der Nabe nach Fig. 2. Fig. 4 zeigt den unter Federspannung mit den Vertiefungen nach Fig. 3 zusammenwirkenden Mitnehmer. Fig. 5 zeigt eine Abwicklung des Profiles des Mitnehmers nach Fig. 4. Fig. 6 und 7 zeigen eine Einrichtung zur selbsttätigen Wiedereinrückung der Kupplung in
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und dem in der Freigangstellung zusammen'mit dem treibenden Teil umlaufenden Kupplungzwischenglied, teilweise im Schnitt und Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Einrichtung zur selbsttätigen Wiedereinrückung der Kupplung.
Der hier nabenförmig ausgebildete treibende Kupplungsteil j ! trägt auf einem Stirnflansch 2 mehrere in axialer Richtung wirksame Vertiefungen 3,4, 5, welche in der Abwicklung in Fig. 3 deutlich sichtbar sind. Diese Vertiefungen haben verschiedene Scheiteltiefen und werden nach der einen Seite begrenzt durch eine flach ansteigende Schrägfläche 6 und nach der anderen durch mehrere steil ansteigende Höcker mit den abwechselnden Zwischentiefen 4 und 5. Diese Vertiefungen wirken zusammen mit dem federnden Mitnehmer 7, der in Fig. 4 und 5 dargestellt ist.
In Fig. 5 ist wieder eine Abwicklung des Mitnehmerprofils zu sehen. Eine zylinderförmige Schraubenfeder 8 drückt durch ihre Vorspannung den Mitnehmer 7 gegen den Stimflansch 2, so dass die Erhöhungen des Mitnehmers 7 jeweils in eine dar Vertiefungen 3, 4 oder 5 des Stirnflan- sches 2 eingreifen. Die Feder 8 ist auf einem
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sich gegen einen Flansch 10 desselben ab. Wenn der Mitnehmer 7 in die Vertiefungen 5 eingreift, so befindet sich die Kupplung in Betriebsstellung, und nach Massgabe der Vorspannung der Feder 8 und der Steigung an der Begrenzung der Vertiefung 5 kann ein Drehmoment übertragen werden.
Wird das höchstzulässige Grenzdrehmoment überschritten, so gleitet der Mitnehmer 7 über den Höcker 11 hinweg und an der Sehräg- fläche abwärts in die Vertiefung 3, mit der grössten Scheiteltiefe. Hiebei wird die Vorspannung der Feder 8 abgebaut. Das Kupplungszwischenglied 9 ist auf dem treibenden Kupplungsteil 1, 2 drehbar usa begrenzt axial verschiebbar gelagert. Eine Hilfsfeder 12 drückt das Kupplungszwischenglied 9 gegen den Stirnflansch 2. Die Feder 12 hat eine wesentlich geringere Spannung als die Hauptfeder 8. Der getriebene Kupplungsteil 13 ist ebenfalls auf dem treibenden Kupplungsteil 1 drehbar, jedoch axial nicht verschiebbar gelagert.
An seinem Flansch 14 sind starre Mitnehmerzapfen 15 befestigt, welche in Ausnehmungen oder Bohrun- gen 16 des Flansches 10 vom Kupplungszwischenglied 9 eingreifen, wenn letzteres gegen die Kraft der schwachen Hilfsfeder 12 mit der zunehmenden
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Endlage verschoben wird. Diese Verschiebung er- folgt dadurch, dass die Mitnehmer 7 aus der Ver-
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verschoben wird, bis die starren Mitnehmer 15 in die Ausnehmungen 16 eingreifen. Wenn dieses erreicht ist und die federnden Mitnehmer 7 in die Vertiefungen 5 eingreifen, ist. die Kupplung betriebsbereit. Der Mitnehmer 7 greift mit Führungs- zapfen 17 in Lagerlöoher 18 des Kupplungzwischengliedes 9 ein.
Infolgedessen wird das Drehmoment vom Stirnflansch 2 über den federnden Mitnehmer 7 auf das Kupplungszwischenglied 9 und von da durch die starren Mitnehmer 15 auf den Flansch 14 des. getriebenen Kupplungsteiles 13 übertragen. Die Axialverschiebung des Kupplungszwischengliedes 9 wird nach einer Seite begrenzt durch den Flansch 14 des getriebenen Kupplungsteiles 13 und nach der anderen Seite durch einen Federring 19, welcher in einer Nut innen im zylindrisch ausgebildeten Teil des Zwischengliedes 9 angeordnet ist. Gegen. diesen Federring 19 stützt sich zugleich die'Hilfsfeder 22 ab.
Aus dem Flansch 14 des getriebenen Kupplungsteiles 13 sind gemäss Fig. 6 in Ausnehmungen 20 radial und tangential unter Federwirkung stehende zusätzliche Sperrglieder 21 angeordnet. Diese grei- fen in Rasten eines mit dem Flansch 10 des Kupp- lungszwisehengliedes 9 verbundenen zylindrischen Körpers 22 ein. Die Rasten laufen nach einer Seite schräg aus, so dass bei einer Axialverschiebung des zylindrischen Körpers 22 gegen die Sperrglieder 21 letztere ausser Eingriff kommen. Die Rasten im zylindrischen Körper 22 haben nach einer Seite
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21, welche sich entgegen dem Uhrzeigersinn nach Fig. 6 bewegen, bei grösserer Differenzgeschwin- digkeit zwischen dem Flansch 14 und dem zylindrischen Körper 22 die Rasten überspringen.
Entsprechend ihrer Fallkurve fallen die Sperrglieder bei einer genügend ermässigten Drehzaihl- differenz in die Rasten ein. Hiedurch wird das Kupplungszwischengliej vorübergehend mit dem getriebenen Kupplungsteil 13 formschlüssig verbunden. Dieser Vorgang erfolgt automatisch, sobald der Antrieb der nach Überschreitung des
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ten Kupplung abgeschaltet ist und der treibende Teil 1, 2 seine Drehzahl so weit vermindert hat, dass die Sperrglieder 21 in die Rasten des Zylinderkörpers 22 eingreifen können. Das Kupplungszwi- scheng1ied 9 wird durch den treibenden Kupplungsteil1, 2 mitgenommen, weil die Hilfsfeder 12 den Mitnehmer 7 gegen den ersten Höcker drückt, welcher auf der einen Seite die Vertiefung 3 auf , dem Stirnflansch 2 begrenzt.
Die eben beschrie-
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dem getrie-benen Kupplungsteil 13, 14 und dem Kupplungs zwischenglied 9 bewirkt sofort, dass eine Relativbewegung zwischen dem Kupplungszwischenglied 9 und dem treibenden Kupplungsteil 1, 2 stattfindet.
Hiebei verlagert sich der Mitnehmer 7, aus der Vertiefung 3 in die Vertiefungen 4 und 5 wobei eine Axialversehiebung des Kupplungszwischengliedes 9
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heraus. Hiebei wird das Kupplungszwischenglied 9 über die starren Mitnehmer 15 mit dem angetriebenen Kupplungsteil 13 formschlüssig gekuppelt.
Die tangential wirksame Federung 23 des Sperrgliedes 21 verschiebt dasselbe um einige Millimeter in Drehsinn und verhindert es bei erneuter überschreitung des Grenzdrehmomentes ein unerwünschtes Einrasten des Sperrgliedes 21. Durch federnde Ausbildung des Widerlagers 22 bzw. des zylindrischen Körpers 22 gegen tangential wirksame Kräfte kann die tangentiale Federung 23 des Sperrglieds 21 ersetzt werden. Die Kupplung hat sich somit wieder selbsttätig in die Betriebsstellung geschaltet.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist das Sperrglied 21 selbst nicht in tangentialer Richtung abgefedert. Dagegen ist der zylindrische Körper 22 auf seinem Träger durch Federn 23a tangential gefedert, so dass dieselbe Wirkung wie oben beschrieben eintritt.
Dadurch, dass die Kupplungsibauptfeder nadh überschreiten des maximalen Drehmomentes entspannt wird, und deren neue Vorspannung durch den Antrieb der Kupplung selbsttätig erfolgt, können die-geschilderten Schaltvorgänge ohne schädli- che Stossbeanspruchungen erfolgen. Die Einzelteile der Kupplung sind daher keinen hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Hieraus ergeben sich geringe Dimensionen der Einzelteile und eine sehr wirt- schaftliche Fertigung der Kupplung. Dadurch, dass die einzelnen Schaltvorgänge automatisch erfolgen, sind die Anforderungen an. das Bedienungspersonal auf ein Minimum herabgesetzt.
Anstelle der einen Kupplungshauptfeder 8 können mehrere radial um den Nabenkörper der Kupplung angeordnete Federn vorgesehen werden.
Die Erfindung wird nicht verlassen, wenn die Ein- zelteile der Kupplung in ihrer Funktion vertauscht oder anders angeordnet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sicherheitskupplung mit Freigang, bei der treibende und getriebene Kupplungsteile zur Dreh- momentübertragung unter Federspannung zusam- menwicken, gekennzeichnet durch ein zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil der Kupplung in axialer Richtung verschiebbar ange- ordnetes Kupplungszwisohenglied (9), das einerseits unter Federspannung stehende Vorsprünge (7) aufweist, die jeweils mit mehreren Vertiefungen (3, 4, 5) des treibenden Kupplungsteiles (2) zusammenwirken, welche verschiedene Scbeiteltiefen und unterschiedliche Steigungen an ihren Begrenzungs Bächen haben, und das anderseits formschlüssige Kupplungsteile, z. B.
Bohrungen oder Ausnehmungen. (16) besitzt, die mit entsprechenden Teilen, ,bzw. Bolzen (15) des getriebenen Kupplungsteile ! (13) zusammenwirken.