AT512311A4 - Drive device for an injection molding machine - Google Patents
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- AT512311A4 AT512311A4 ATA616/2012A AT6162012A AT512311A4 AT 512311 A4 AT512311 A4 AT 512311A4 AT 6162012 A AT6162012 A AT 6162012A AT 512311 A4 AT512311 A4 AT 512311A4
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Abstract
Antriebsvorrichtung (3) für eine Spritzgießmaschine (4), mit einem ersten Bauteil (1), insbesondere einer Spindel, das linear antreibbar ist, einem zweiten Bauteil (2), insbesondere einem Kreuzkopf, das vom ersten Bauteil (1) linear bewegbar ist, und einer Kupplungsvorrichtung (5), über die bei einer Normallast (N) das erste (1) und das zweite Bauteil (2) verbunden sind, wobei bei auf eines der beiden Bauteile (1, 2) wirkender Überlast (Ü) die beiden Bauteile (1, 2) durch die Kupplungsvorrichtung (5) reversibel entkoppelbar sind, wobei auf das erste, linear antreibbare Bauteil (1) auchrotatorische Kräfte (R) wirken, wobei allein durch die vom ersten Bauteil (1) auf die Kupplungsvorrichtung (5) wirkenden rotatorischen Kräfte (R) bei Überlast (Ü) die Kupplungsvorrichtung (R) entkoppelbar ist.Drive device (3) for an injection molding machine (4), with a first component (1), in particular a spindle, which can be driven linearly, a second component (2), in particular a crosshead, which is linearly movable by the first component (1), and a coupling device (5), via which the first (1) and the second component (2) are connected in the case of a normal load (N), wherein, in the case of overload (Ü) acting on one of the two components (1, 2), the two components (1, 2) are reversibly decoupled by the coupling device (5), act on the first, linearly driven component (1) and rotatory forces (R), wherein solely by the first component (1) acting on the coupling device (5) Rotational forces (R) in case of overload (Ü) the coupling device (R) is decoupled.
Description
•1 • ♦ · · * Μ · · * · · · · ♦ 71568 22/hn• 1 • ♦ · · * Μ · · * · · · · ♦ 71568 22 / hn
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine und eine Spritzgießmaschine mit einer solchen Antriebsvorrichtung.The invention relates to a drive device for an injection molding machine and an injection molding machine with such a drive device.
Spritzgießmaschinen weisen meistens eine Vielzahl von verschiedenen Antriebsvorrichtungen für diverse Bauteile auf. Dabei werden oft rotatorische Bewegungen, beispielsweise eines Motors, in lineare oder Verschwenkbewegungen umgewandelt. Um bei Fehlbedienungen, Störungen oder sonstigen Zwischenfällen Schäden in der Antriebsvorrichtung bzw. in der Spritzgießmaschine zu verhindern, werden Überlastsicherungen eingesetzt.Injection molding machines usually have a variety of different drive devices for various components. Rotational movements, for example of an engine, are often converted into linear or pivotal movements. To prevent damage in the drive device or in the injection molding machine in the case of operating errors, malfunctions or other incidents, overload safeguards are used.
Oftmals werden Kupplungsvorrichtungen verwendet, die zwischen zwei sich drehenden Elementen angeordnet sind. Ein Beispiel dafür geht aus der gattungsfremden DE 24 16 234 hervor, welche eine Überlastkupplung in einem Drehantrieb einer Schneckenspritzgießmaschine zeigt. Derartige Überlastkupplungen sind nur bei rotatorischer Überlast hilfreich. Sobald allerdings in eine lineare Richtung eine Überlast auftritt, kommt es dennoch zu Schäden in irgendeinem Teil des gesamten Antriebsstranges.Often coupling devices are used, which are arranged between two rotating elements. An example of this is apparent from the non-generic DE 24 16 234, which shows an overload clutch in a rotary drive of a screw injection molding machine. Such overload clutches are helpful only with rotary overload. However, as soon as an overload occurs in a linear direction, damage will still occur in any part of the entire drive train.
Die Erfindung betrifft deshalb vielmehr eine Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine, mit einem ersten Bauteil, insbesondere einer Spindel, das linear antreibbar ist, einem zweiten Bauteil, insbesondere einem Kreuzkopf, das vom ersten Bauteil linear bewegbar ist, und einer Kupplungsvorrichtung, über die bei einer Normallast das erste und das zweite Bauteil verbunden sind, wobei bei auf eines der beiden Bauteile wirkender Überlast die beiden Bauteile durch die Kupplungsvorrichtung reversibel entkoppelbar sind.The invention therefore relates more to a drive device for an injection molding machine, comprising a first component, in particular a spindle, which can be driven linearly, a second component, in particular a crosshead, which is linearly movable by the first component, and a coupling device, via which at a normal load the first and the second component are connected, wherein in acting on one of the two components overload the two components are reversibly decoupled by the coupling device.
Es geht somit bei der vorliegenden Erfindung nicht um reine Drehüberlastkupplungen sondern vielmehr um Bauteile, die linear angetrieben sind und miteinander eine lineare Bewegung durchführen. Ein Beispiel für eine solche Antriebsvorrichtung geht aus der AT 506 118 B1 hervor, welche eine Antriebsvorrichtung für eine Spritzgießmaschine mit einem Antriebsstrang zeigt, bei dem in einem Scherbolzen eine Sollbruchstelle vorgesehen ist, welcher bei Überlast bricht. Anstatt des im Detail beschriebenen Scherbolzens, der den Nachteil einer aufwendigen Auswechslung nach Überlast aufweist, ist ganz allgemein beschrieben, dass die Unterbrechungseinrichtung auch als Kupplung oder Ähnliches ausgeführt sein kann. Näheres zu dieser Kupplung ist in der AT 506 118 B1 nicht beschrieben.Thus, in the present invention, it is not a question of pure rotary overload clutches but rather components that are linearly driven and perform a linear movement with each other. An example of such a drive device is apparent from the AT 506 118 B1, which shows a drive device for an injection molding machine with a drive train, in which a predetermined breaking point is provided in a shear bolt, which breaks in case of overload. Instead of the shear bolt described in detail, which has the disadvantage of a costly replacement after overload, is generally described that the interruption device can also be designed as a clutch or the like. Details of this coupling is not described in AT 506 118 B1.
Ein Problem bei derartigen linearen Antrieben ist, dass vor allem bei Fehlern wie Verklemmungen usw. die linearen Kräfte relativ gering sind, dagegen aber die rotatorischen Kräfte, die vom Antriebsmittel herrühren, sehr hoch sind. Meist liegt das Kräfteverhältnis zwischen rotatorischen Kräften und linearen Kräften bei ca. 3 :1.A problem with such linear drives is that, especially in the case of errors such as jamming etc., the linear forces are relatively low, but the rotational forces resulting from the drive means are very high. Usually the balance of forces between rotational forces and linear forces is about 3: 1.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, bei der ein Beschädigen von miteinander verbunden und linear angetriebenen Bauteilen durch auf diese Bauteile bei Überlast wirkende hohe rotatorische Kräfte verhindert werden.The object of the present invention is therefore to provide a drive device in which a damage of interconnected and linearly driven components are prevented by acting on these components in case of overload high rotational forces.
Dies wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist demnach vorgesehen, dass auf das erste, linear antreibbare Bauteil auch rotatorische Kräfte wirken, wobei allein durch die vom ersten Bauteil auf die Kupplungsvorrichtung wirkenden rotatorischen Kräfte bei Überlast die Kupplungsvorrichtung entkoppelbar ist. Wenn durch irgendeine Fehlfunktion das eigentlich linear angetriebene erste oder zweite Bauteil sich nicht mehr linear bewegen kann, werden durch diese Überlast auch rotatorische Kräfte - meist von einem Antriebsmittel über Reibung - in eines der Bauteile eingeleitet, wodurch hohe zerstörerische rotatorische Kräfte zwischen dem ersten und zweiten Bauteil wirken. Um einen Schaden im Bereich dieser beiden Bauteile zu verhindern, wird erfindungsgemäß eine Kupplungsvorrichtung zwischen den beiden Bauteilen eingebaut, die sowohl die bei Normallast auftretenden linearen Kräfte übertragen kann als auch allein durch erhöhte rotatorische Kräfte entkoppelbar ist.This is achieved by a drive device with the features of claim 1. According to the invention, it is accordingly provided that rotational forces also act on the first, linearly drivable component, wherein the coupling device can be decoupled solely by the rotational forces acting on the coupling device from the first component in the event of overload. If, due to any malfunction, the actually linearly driven first or second component can no longer move linearly, this overload also introduces rotary forces into one of the components, usually from a drive means via friction, whereby high destructive rotational forces occur between the first and second Act component. In order to prevent damage in the region of these two components, a coupling device between the two components is installed according to the invention, which can transmit both the linear forces occurring at normal load as well as can be decoupled solely by increased rotational forces.
Eine Drehüberlastkupplung gemäß der DE 24 16 234 könnte bei der AT 506 118 B1 nicht eingebaut werden, da diese Drehüberlastkupplung rein der Übertragung von rotatorischen Kräften dient und somit bei einem Linearantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung nicht eingesetzt werden kann. .·* •' fl «) * ;· · Ο «s · ft > · r i · r rt * Λ m *A rotary overload clutch according to DE 24 16 234 could not be installed in the AT 506 118 B1, since this rotary overload clutch is purely for the transmission of rotational forces and thus can not be used in a linear drive according to the present invention. . * * • 'fl') *; · · Ο 's · ft > · R i · r rt * Λ m *
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass nach Entkoppelung der Kupplungsvorrichtung das erste Bauteil relativ zum zweiten Bauteil drehbar ist. Da das erste bzw. das zweite Bauteil somit austrudeln kann, können die hohen rotatorischen Kräfte keine Zerstörungen mehr anrichten.According to a preferred embodiment of the present invention can be provided that after decoupling of the coupling device, the first component is rotatable relative to the second component. Since the first or the second component can thus escape, the high rotational forces can no longer cause destruction.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorsehen, dass die Kupplungsvorrichtung Reibflächen aufweist, über die bei Normallast das erste und das zweite Bauteil reibschlüssig verbunden sind, wobei bei Überlast die Reibflächen zueinander rotatorisch bewegbar sind.A first embodiment of the present invention may provide that the coupling device has friction surfaces, via which the first and the second component are frictionally connected at normal load, wherein the friction surfaces are mutually rotatably movable in overload.
Gemäß einer dazu alternativen zweiten Ausführungsfbrm kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsvorrichtung Kupplungselemente aufweist, über die bei Normallast ein Formschluss zwischen erstem und zweitem Bauteil gegeben ist, wobei bei Überlast ein Kupplungselement, vorzugsweise Über zumindest eine abgewinkelte Flanke, rotatorisch und linear gegenüber dem anderen Kupplungselement bewegbar und der Formschluss aufhebbar ist. Bei dieser zweiten Variante ist somit nicht nur die reine rotatorische Überlastbewegung möglich, sondern es erfolgt auch eine lineare Relativbewegung der beiden Bauteile zueinander. Bei dieser Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass zumindest ein Kupplungselement von einem Kraftspeicher, vorzugsweise von einer Tellerfeder, kraftbeaufschlagt ist.According to an alternative alternative Ausführungsfbrm it can be provided that the coupling device has coupling elements on the normal load is a positive connection between the first and second component, wherein at overload a coupling element, preferably via at least one angled edge, rotationally and linearly relative to the other coupling element movable and the positive connection can be canceled. In this second variant, not only the pure rotational overload movement is thus possible, but there is also a linear relative movement of the two components to each other. In this embodiment, it is preferably provided that at least one coupling element of a force accumulator, preferably by a plate spring, is subjected to a force.
Die Kupplungsvorrichtungen sollten so eingestellt werden, dass die Überlast zumindest 10 %, vorzugsweise zumindest 15 %, über der Normallast liegt, wobei die Kraft der Normallast abhängig ist von der Größe der Spindel (beispielsweise könnte diese Kraft zwischen 5 und 20 Kilonewton betragen).The coupling devices should be set so that the overload is at least 10%, preferably at least 15%, above the normal load, the normal load force being dependent on the size of the spindle (for example, this force could be between 5 and 20 kilonewtons).
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Antriebsmittel, vorzugsweise eine Spindelmutter, über die das erste Bauteil, vorzugsweise die Spindel, linear antreibbar ist, vorgesehen sein. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass das Antriebsmittel eine rotatorische Bewegung durchführt und durch einen entsprechenden Übertragungsmechanismus (z. B. Kugelumlauf) diese rotatorische *4 • · • · 0 % 00 • ·According to a further embodiment, a drive means, preferably a spindle nut, via which the first component, preferably the spindle, can be driven linearly be provided. In this case, it is preferably provided that the drive means carries out a rotational movement and, by means of a corresponding transmission mechanism (for example ball circulation), rotates this rotational position.
Bewegung in eine Linearbewegung des ersten Bauteils umwandelt. Selbst bei Normallast ist dabei vorgesehen, dass vom Antriebsmittel über Reibung rotatorische Kräfte auf das erste Bauteil übertragbar sind. Diese geringen rotatorischen Kräfte reichen allerdings nicht aus, die Kupplungsvorrichtungen zu entkoppeln. Vielmehr erfolgt dies erst bei entsprechender Überlast.Movement in a linear motion of the first component converts. Even with a normal load, it is provided that rotational forces can be transmitted to the first component by the drive means via friction. However, these low rotational forces are not sufficient to decouple the coupling devices. Rather, this takes place only with appropriate overload.
Schutz wird auch begehrt für eine Spritzgießmaschine mit einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung.Protection is also desired for an injection molding machine with a drive device according to the invention.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele im Folgenden näher erläutert. Darin zeigen:Further details and advantages of the present invention will be explained in more detail below with reference to the description of the figures with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show:
Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 und 5 Fig. 6 bis 8 eine Spritzgießmaschine mit einer Antriebsvorrichtung, eine Antriebsvorrichtung mit einer reibschlüssigen Kupplungsvorrichtung, eine Antriebsvorrichtung mit einer formschlüssigen Kupplungsvorrichtung bei Normallast, eine Antriebsvorrichtung mit einer formschlüssigen Kupplungsvorrichtung bei Überlast und schematische Details der formschlüssigen Kupplungsvorrichtung.Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 and Fig. 5 Fig. 6 to 8 an injection molding machine with a drive device, a drive device with a frictional coupling device, a drive device with a positive coupling device at normal load, a drive device with a positive coupling device at overload and schematic details of the positive coupling device.
In Fig. 1 ist eine Spritzgießmaschine 4 dargestellt, bei der an einem Rahmen 16 die fixe Formaufspannplatte 14 angebracht ist. Am Rahmen 16 ist zudem eine Führung 17 angeordnet, an der die Stimplatte 15 befestigt und entlang der die bewegbare Aufspannplatte 13 bewegbar ist. Die bewegbare Formaufspannplatte 13 wird über einen Kniehebelmechanismus 20 linear bewegt, sodass eine zwischen den Formhälften 18 des Werkzeugs ausgebildete Kavität geschlossen wird. Der Kniehebelmechanismus 20 wird durch eine Antriebsvorrichtung 3 angetrieben, wobei durch das vorzugsweise motorische Antriebsmittel 12 in Form einer nicht detaillierter dargstellten Spindelmutter das erste Bauteil 1 (Spindel) linear entlang der Maschinenachse bewegbar ist und ein zweites Bauteil (Kreuzkopf) linear antreibt. Durch diesen Linearantrieb werden die Hebel des Kniehebelmechanismus 20 ···««·· ♦ · · • * · · · * · * · · · · · •5 ............... entsprechend bewegt bzw. verschwenkt, sodass die bewegbare Formaufspannplatte 13 entlang der Holme 19 verfährt. Vor allem wenn sich die Antriebsvorrichtung 3 in Endstellungen befindet oder bei sonstigen Fehlbedienungen treten Überlastungen auf, die in den diversen Teilen des gesamten Antriebsstranges zwischen dem Antriebsmittel 12 und den Formhälften 18 Beschädigungen auslösen kann. Da die Beschädigungen bei den Linearbewegungen meist aufgrund der geringeren Linearkräfte weniger gravierend sind, ist es bei der Erfindung erkannt worden, vor allem die bei Überlast auftretenden hohen rotatorischen Kräfte abzusichern. Diese treten vor allem im Bereich des ersten Bauteiles 1 auf, da dieses sich bei einer Fehlfunktion nicht mehr linear weiterbewegen kann und sich dadurch die durch Reibung vom Antriebsmittel 12 herrührenden rotatorischen Kräfte zerstörerisch vor allem auf die Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 auswirken können.In Fig. 1, an injection molding machine 4 is shown, in which on a frame 16, the fixed platen 14 is mounted. On the frame 16, a guide 17 is also arranged, on which the end plate 15 is fixed and along which the movable platen 13 is movable. The movable platen 13 is moved linearly via a toggle mechanism 20 so that a cavity formed between the mold halves 18 of the tool is closed. The toggle mechanism 20 is driven by a drive device 3, wherein by the preferably motor drive means 12 in the form of a not detailed dargstellten spindle nut, the first component 1 (spindle) is linearly movable along the machine axis and a second component (crosshead) linearly drives. By this linear drive, the levers of the toggle mechanism 20 are accordingly ............................................................................................................................................................................ moved or pivoted so that the movable platen 13 moves along the spars 19. Especially when the drive device 3 is in end positions or other incorrect operations occur overloads that can cause damage in the various parts of the entire drive train between the drive means 12 and the mold halves 18. Since the damage in the linear movements are usually less serious due to the lower linear forces, it has been recognized in the invention, especially to protect the occurring during overload high rotational forces. These occur mainly in the region of the first component 1, since this can no longer continue to move linearly in a malfunction and thereby the frictional forces resulting from friction by the drive means 12 destructive especially on the connection between the first component 1 and the second component 2 can affect.
Um dieses Problem zu lösen, ist in Fig. 2 eine erste Variante einer Kupplungsvorrichtung 5 gezeigt. Das erste Bauteil 1 (Spindel) weist dabei an seinem antriebsmittelfernen Ende mehrere Komponenten auf, wobei über ein Befestigungselement 24 (Inbusschraube) ein Aufnahmeelement 22 zwischen Befestigungsmittet 24 und dem ersten Bauteil 1 eingespannt ist. Das Befestig ungsmrttel 24 ist über das Gewinde 25 mit dem ersten Bauteil 1 verbunden. Am Aufnahmeelement 22 wiederum ist über die Befestigungselemente 23 der Haltering 21 befestigt. Diese Komponenten 1, 24, 22, 21 und 23 bewegen sich bei Normallast N und bei Überlast Ü immer miteinander.In order to solve this problem, a first variant of a coupling device 5 is shown in FIG. In this case, the first component 1 (spindle) has a plurality of components at its end remote from the drive means, with a receiving element 22 being clamped between fastening means 24 and the first component 1 via a fastening element 24 (Allen screw). The fastening device 24 is connected to the first component 1 via the thread 25. On the receiving element 22 in turn is attached via the fastening elements 23 of the retaining ring 21. These components 1, 24, 22, 21 and 23 always move with each other under normal load N and overload Ü.
Am zweiten Bauteil 2 (Kreuzkopf) ist zusätzlich der Flansch 29 angebracht, an welchem das Spannelement 30 eingeschraubt und über das Befestigungsmittel 39 festgelegt werden kann. Das vorzugsweise ringförmige Reibelement 27 ist über die Befestigungselemente 28 am Spannelement 30 befestigt. Das ebenfalls ringförmige Reibelement 26 ist dagegen über die Befestigungselemente 40 direkt im ersten Bauteil 1 befestigt. Um die lineare Kraftübertragung zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 zu gewährleisten, wird das Spannelement 30 soweit eingeschraubt, bis das Aufnahmeetement 22 und der Haltering 21 zwischen den beiden Reibelementen 26 und 27 eingeklemmt ist, sodass die Reibflächen 6 der • # • ·On the second component 2 (crosshead), the flange 29 is additionally attached, to which the clamping element 30 can be screwed and fixed via the fastening means 39. The preferably annular friction element 27 is fastened to the tensioning element 30 via the fastening elements 28. In contrast, the likewise annular friction element 26 is fastened directly in the first component 1 via the fastening elements 40. In order to ensure the linear force transmission between the first component 1 and the second component 2, the clamping element 30 is screwed in until the receiving element 22 and the retaining ring 21 is clamped between the two friction elements 26 and 27, so that the friction surfaces 6 of the • # • ·
Komponenten 21 und 22 an den Reibflächen 6 der Reibelemente 26 und 27 anliegen.Components 21 and 22 abut the friction surfaces 6 of the friction elements 26 and 27.
Bei Normallast N bewegt sich das erste Bauteil 1 linear und kann - je nachdem in welche Richtung die lineare Kraft L vom Antriebsmittel 12 ausgeübt wird - das zweite Bauteil 2 entsprechend linear bewegen. Sobald allerdings eine Überlast Ü auftritt, welche sich im ersten Bauteil 1 als ungewollte hohe rotatorische Kraft R bemerkbar macht, wird die schwächste Verbindungsstelle im gesamten Antriebsstrang - nämlich die reibschlüssige Verbindung zwischen den Reibflächen 6 - aufgehoben und die mit dem ersten Bauteil 1 fest verbundenen Komponenten können sich gegenüber den mit dem zweiten Bauteil 2 fest verbundenen Komponenten um die Achse A drehen. Sobald die aufgrund der Überlast Ü aufgetretenen hohen rotatorischen Kräfte R wieder nachlassen und unter die zwischen den Reibflächen 6 gegebene Reibkraft sinken, kann wieder ein normaler Betrieb gefahren werden. Somit treten durch die reibschlüssige Kupplungsvorrichtung 5, gebildet durch die Reibflächen 6 der Reibelemente 26 und 27 sowie des Halterings 21 und des Aufnahmeelements 22, keine Zerstörungen im Verbindungsbereich zwischen dem ersten Bauteil 1 und dem zweiten Bauteil 2 auf.At normal load N, the first component 1 moves linearly and - depending on the direction in which the linear force L is exerted by the drive means 12 - move the second component 2 in accordance with linear. However, as soon as an overload occurs Ü, which is noticeable in the first component 1 as unintentional high rotational force R, the weakest connection point in the entire drive train - namely the frictional connection between the friction surfaces 6 - - lifted and firmly connected to the first component 1 components can rotate about the axis A relative to the components fixedly connected to the second component 2. As soon as the high rotational forces R which have occurred due to the overload Ü decrease again and sink below the frictional force between the friction surfaces 6, a normal operation can again be run. Thus, due to the frictional coupling device 5, formed by the friction surfaces 6 of the friction elements 26 and 27 and the retaining ring 21 and the receiving element 22, no destruction in the connecting region between the first component 1 and the second component 2.
Die Fig. 3 bis 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem anstatt einer reibschlüssigen Kupplungsvorrichtung 5 eine formschlüssige Kupplungsvorrichtung 5 eingesetzt wird.3 to 8 show an embodiment of the present invention, in which instead of a frictional coupling device 5, a positive coupling device 5 is used.
In Fig. 3 sind dazu das erste Bauteil 1 und das zweite Bauteil 2 bei Normallast N abgebildet Auf das erste Bauteil 1 wirken wiederum von einem nicht dargestellten Antriebsmittel 12 lineare Kräfte L auf das erste Bauteil 1. Mit dem ersten Bauteil 1 fest verbunden ist das Aufnahmeelement 31, das über das Befestigungselement 24 (Inbusschraube) fest eingespannt ist. Am Aufnahmeelement 31 ist über das Befestigungselement 32 das Kupplungselement 7 befestigt, welches als zahnradförmiger Ring ausgebildet ist, wobei dessen Zähne 33 in die Zähne 33 des Kupplungselements 8 eingreifen, welches ebenfalls als ringförmiges Zahnrad ausgebildet ist. Dieses Kupplungselement 8 ist wiederum über einen Kraftspeicher • · • · *«·«··· Λ · * **·« · ·» * · · · · · · « · **7............... 11a in Form von Tellerfedern kraftbeaufschlagt, wobei sich dieser Kraftspeicher 11a an der fest mit dem Aufnahmeelement 31 verbundenen Federbasis 38 abstützt.3, the first component 1 and the second component 2 are shown at normal load N act on the first component 1 in turn by a drive means 12, not shown, linear forces L on the first component 1. With the first component 1 is firmly connected Receiving element 31, which is firmly clamped on the fastening element 24 (Allen screw). On the receiving element 31, the coupling element 7 is attached via the fastening element 32, which is designed as a gear-shaped ring, wherein the teeth 33 engage in the teeth 33 of the coupling element 8, which is also designed as an annular gear. This coupling element 8 is again via an energy storage • • • • * «·« ··· Λ · * ** · «· ·» * · · · · · · «· ** 7 ......... ...... 11a in the form of disk springs, whereby this energy store 11a is supported on the spring base 38 firmly connected to the receiving element 31.
Am zweiten Bauteil 2 (Kreuzkopf) ist über das Befestigungselement 37 ebenfalls ein Kupplungselement 9, welches als ringförmiges Zahnrad ausgebildet ist, befestigt. Über dessen Zähne 33 greift auch dieses Kupplungselement 9 an den Zähnen 33 des Kupplungselementes 8 an. Am zweiten Bauteil 2 ist über das Verbindungselement 35 und das Befestigungselement 36 auch die Federbasis 34 für den Kraftspeicher 11b verbunden. Dieser Kraftspeicher 11b in Form von Tellerfedern wirkt zwischen der Federbasis 34 und dem Kupplungselement 8. Die Kupplungselemente 7, 8 und 9 bilden gemeinsam die fbrmschlüssige Kupplungsvorrichtung 5.On the second component 2 (crosshead), a coupling element 9, which is designed as an annular gear, is also fastened via the fastening element 37. About the teeth 33 and this coupling element 9 engages the teeth 33 of the coupling element 8 at. On the second component 2, the spring base 34 for the energy accumulator 11b is connected via the connecting element 35 and the fastening element 36. This energy storage 11b in the form of cup springs acts between the spring base 34 and the coupling element 8. The coupling elements 7, 8 and 9 together form the frictional coupling device 5.
In Fig. 6 ist dazu passend ersichtlich, wie die Zähne 33 der Kupplungselemente 7 bzw. 9 in die Zähne 33 des Kupplungselements 8 eingreifen, wobei die Zähne 33 jeweils seitlich schräggestellte Flanken 10 aulweisen.In Fig. 6 is suitable to see how the teeth 33 of the coupling elements 7 and 9 engage in the teeth 33 of the coupling element 8, wherein the teeth 33 aulweisen each side inclined flanks 10.
Wenn nun - wie in Fig. 7 gezeigt - eine Überlast Ü in Form einer vom ersten Bauteil 1 herrührenden rotatorischen Kraft R auftritt, bewegt sich das Kupplungselement 7 bzw. 9 in Rotationsrichtung und schiebt sich dabei auch in linearer Richtung L vom Kupplungselement 8 weg. Dies wird durch die abgeschrägten Flanken 10 erreicht.If, as shown in FIG. 7, an overload Ü occurs in the form of a rotational force R originating from the first component 1, the coupling element 7 or 9 moves in the direction of rotation and thereby also slides away from the coupling element 8 in the linear direction L. This is achieved by the chamfered flanks 10.
In Fig. 8 hat die hohe rotatorische Kraft R ein gänzliches Trennen und somit ein Entkuppeln der Kupplungselemente 7 bzw. 9 vom Kupplungselement 8 bewirkt. Bei dieser Ausführungsvariante tritt demnach nicht nur eine rotatorische Entkupplung sondern auch eine teilweise lineare Entkupplung der Kupplungsvorrichtung 5 auf. Die rotatorischen Kräfte R müssen dabei nicht nur die Reibkraft zwischen den Flanken 10 überwinden, sondern auch gegen die Kraftspeicher 11a bzw. 11b arbeiten, wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich ist.In FIG. 8, the high rotational force R has caused a complete separation and thus uncoupling of the coupling elements 7 and 9 from the coupling element 8. Accordingly, not only a rotational decoupling but also a partially linear decoupling of the coupling device 5 occurs in this embodiment variant. The rotational forces R not only have to overcome the frictional force between the flanks 10, but also work against the force accumulators 11a and 11b, as can be seen from FIGS. 4 and 5.
In Fig. 4 ist ein Fall dargestellt, wenn sich das erste Bauteil 1 nicht mehr weiter nach rechts bewegen kann. Dadurch erfolgt eine erhöhte rotatorische Kraftübertragung vom Antriebsmittel 12 her in das erste Bauteil 1 und seinen daran befestigten Teilen.FIG. 4 shows a case when the first component 1 can no longer move to the right. This results in an increased rotational force transmission from the drive means 12 ago in the first component 1 and its parts attached thereto.
Durch eine wie in den Fig. 7 und 8 gezeigte Entkoppelung wird das Kupplungselement 8 gegen die Reibkraft zwischen den Flanken 10 und gegen die Kraft des Kraftspeichers 11a soweit nach rechts (bzw. je nach Drehrichtung nach links) bewegt, bis die Kupplungsvorrichtung 5 komplett entkuppelt ist und das erste Bauteil 1 mitsamt seinen daran befestigten Komponenten die rotatorischen Kräfte R austrudeln lassen kann, ohne Schäden anzurichten. Das zweite Bauteil 2 bewegt sich dabei unter Zusammendrücken des Kraftspeichers 11a gegenüber dem ersten Bauteil 1 nach rechts.By a decoupling as shown in FIGS. 7 and 8, the coupling element 8 against the frictional force between the flanks 10 and against the force of the energy accumulator 11a as far to the right (or depending on the direction of rotation to the left) moves until the coupling device 5 completely decoupled is and the first component 1 together with its attached components can let the rotational forces R spin out without causing damage. The second component 2 moves while compressing the force accumulator 11a relative to the first component 1 to the right.
Im Gegensatz dazu ist in Fig. 5 dargestellt, wenn von links kommend eine lineare Kraft L auf das erste Bauteil 1 mitsamt seinen Komponenten ausgeübt wird. In umgekehrter Weise könnte auch von rechts kommend eine Kraft auf das zweite Bauteil 2 ausgeübt werden. Sobald dies der Fall ist, bewegt sich das Kupplungselement 8 unter Zusammendrücken des Kraftspeichers 11b, wodurch sich das Kupplungselement 8 vom Kupplungselement 9 löst. Dadurch bewegt sich das zweite Bauteil 2 relativ zum ersten Bauteil 1 nach links. Für eine reine lineare Überlast reichen bereits die Kraftspeicher 11a und 11b aus. Wenn allerdings eine hauptsächlich rotatorische Überlast auftritt, können die Kraftspeicher 11a und 11b alleine keine Zerstörung verhindern. Vielmehr können durch die im Bereich der Flanken 10 auftretenden rotatorischen Überlastkräfte entweder das Kupplungselement 7 oder das Kupplungselement 9 vom Kupplungselement 8 (auch unter Überwindung der Kraft der Kraftspeicher 11a bzw. 11b) gelöst werden, sodass sich im Fall gemäß Fig. 4 das Kupplungselement 8 nicht mit den rotatorischen Kräften des ersten Bauteils 1 mitbewegt und im Fall gemäß Fig. 5 das Kupplungselement 8 mit den rotatorischen Kräften des ersten Bauteils 1 mitbewegt. Die zweite Ausführungsvariante hat somit den Vorteil, dass nicht nur die erfindungsgemäße Entkopplung bei rotatorischer Überlast ermöglicht wird, sondern zusätzlich zur rotatorischen Überlast auch auf eine im Verbindungsbereich zwischen erstem Bauteil 1 und zweitem Bauteil 2 auftretende rein lineare Überlast Rücksicht genommen wird.In contrast, it is shown in Fig. 5, when coming from the left, a linear force L is exerted on the first component 1 together with its components. In the reverse manner, a force could also be exerted on the second component 2 from the right. As soon as this is the case, the coupling element 8 moves under compression of the energy accumulator 11b, whereby the coupling element 8 releases from the coupling element 9. As a result, the second component 2 moves relative to the first component 1 to the left. For a pure linear overload already sufficient energy storage 11a and 11b. However, when a mainly rotational overload occurs, the energy accumulators 11a and 11b alone can not prevent destruction. Rather, by the occurring in the flanks 10 rotational overload forces either the coupling element 7 or the coupling element 9 from the coupling element 8 (even overcoming the force of the energy storage 11a and 11b) are solved, so that in the case of FIG. 4, the coupling element not moved with the rotational forces of the first component 1 and in the case of FIG. 5, the coupling element 8 moves with the rotational forces of the first component 1. The second embodiment thus has the advantage that not only the decoupling according to the invention is made possible with rotary overload, but in addition to the rotational overload on a occurring in the connection region between the first component 1 and second component 2 purely linear overload is taken into account.
Innsbruck, am 24. Mai 2012Innsbruck, on May 24, 2012
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