]Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten. Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung zur Übertragung von Drehmomen ten, deren Reibungselemente bis zur Errei- ühung eines vorbestimmten zulässigen Mo mentes aufeinander haften, und bei Über schreitungdieses Momentes so entlastet werden, dass sie aufeinander gleiten.
Die Erfindung besteht darin, dass das Moment durch zwei konzentrische, axial verschieb bare, sowohl innen als auch aussen je mit einer Stirnverzahnung versehene Ringe über tragen wird, .die mit je einer dieser Verzah nungen ineinandergreifen, und dass eine der beiden Verzahnungen jedes Ringes eine schräge Verzahnung ist und die Ringe zwi schen den die Reibungselemente gegenein ander pressenden Teilen so angeordnet sind, dass sowohl bei Momenten im einen als auch im andern Drehsinn die Anpressteile durch die Ringe auseinander gedrückt werden.
Zur weiteren Entlastung der Reibungs elemente bei andauernder Überschreitung des zulässigen Momentes kann mindestens an einem Reibungselement ein Sicherungsorgan anliegen, welches infolge der Wärmeentwick lung zerstört wird und sieh aus seiner Lage am Reibungselement entfernt.
Es können dann besondere Auflagen vorgesehen sein, an denen die Anpressteile nach Zerstörung des Sicherungsorganes aufliegen, so dass die Rei- bungselemente vollständig entlastet werden. Es empfiehlt sich, das Sicherungsorgan aus einem :Stoff herzustellen, der infolge der durch das Gleiten oder Reibungselemente ent wickelten Wärme schmilzt.
Zweckmüssig wird das Sicherungsorgan zwischen zwei Rei- bungselementen auf ein und .denselben Kupp- lungsseite angeordnet.
Es kann zwischen zwei metallischen, keinen Reibungsbelag auf weisenden Reibungselementen angeordnet sein. In bestimmten; Fällen liesse sich auch das Sicherungsorgan auf ein metallisches Reibungselement auflöten. :Schliesslich könnte das Sicherungsorgan auch zugleich als Rei bungsbelag eines Reibungselementes zur Wirkung kommen.
In der Zeichnung ist als Ausführungs- beispiel des Erfindungegegenstandes eine Kupplung im Längsschnitt vereinfacht dar gestellt.
Von der einen, durch die Welle 1 gebil deten Kupplungsseite wird auf die andere, durch das Zahnrad 2 gebildete Kupplungs seite (oder auch umgekehrt, je nach den Be triebsverhältnissen) ein Drehmoment über tragen. Die eine Kupplungsseite umfasst die Welle 1, ein mit einer Innenverzahnung auf einer entsprechenden Aussenverzahnung der Welle 1 sitzendes Nabenstück 3, zwei sowohl innen a.ls auch aussen je mit einer Verzah nung versehene, konzentrische Ringe A und B, einen als Kupplungsstern 4. ausgebilde ten Reibungselementträger und schliesslich aus Metall, z. B. aus Stahlblech, hergestellte Reibungselemente 5.
Die andere Kupplungs- seite besitzt eine mit dem Zahnrad 2 ver bundene, als Reibungselementträger ausge bildete Kupplungstrommel 6 und mit einem Reibungsbelag 7 versehene, aus Metall her gestellte Reibungselemente B. Die Reibungs elemente 5 und B der einen und der andern Kupplungsseite werden durch die Anpress- organe 10 mit Hilfe von Federn 11 aufein andergepresst. An einigen Reibungselementen 5 liegt je ein schmelzbares ;Sicherungsorgan 9, z. B. aus Zinkblech, an.
Die Ringe A und B greifen mit den durch eine schräge Verzahnung 13. 14 ge bildeten Schrägflächen ineinander. Die Zähne sind nach Art einer Schraube mit einer grö sseren Anzahl steiler Gänge angeordnet, so dass bei der Übertragung eines Momentes eine Kraft in axialer Richtung entsteht, welche die Ringe in axialer Richtung gegeneinander verschiebt. Der eine Ring A kommt. dann auf der Fläche 15 und der andere Ring B auf der Fläche 16 der Anpressorgane 10 zur Auflage. Der innere Ring A greift mit der Stirnverzahnung 17 in eine: entsprechende Verzahnung 18 des Nabenstückes 3.
Der äussere Ring B greift mit seiner Stirnver zahnung 19 in eine Verzahnung 20 des Kupplungssternes d. Die Zähne der Stirn verzahnungen 17 und 19 besitzen genau axiale Richtung, so dass nur Tangential- kräfte, nicht aber Axialkräfte übertragen werden können.
Bei normalen Übertragungsmomenten ver mögen die an der 'Schrägverzahnung 13, 14 entstehenden Axialkräfte der Ringe A, B noch nicht die Anpresselemente 10 den Fe dern 11 entgegen auseinanderzurücken. So bald aber das zu übertragende Moment den gerade noch zulässigen Wert überschreitet, werden die axialen Kräfte an den Ringen A, B so gross, dass die Reibungselemente 5 und 8 von den Federn nicht mehr stark genug gegeneinandergepresst werden, um ein Haften zu gewährleisten. Es tritt dann ein Gleiten der Reibungselemente aufeinander ein,
welches ein unzulässiges Ansteigen der Drehmomente verhindert.
Sollte das zu übertragende Drehmoment längere Zeit zu einem Gleiten der Reibungs- elemente 5 und 8 und dadurch zu einer stär keren Wärmeentwicklung Anlass geben, steigt die Temperatur der Reibungsbeläge 7, weil die Wärme nicht rasch genug abgeführt werden kann. Wenn die Reibungsbeläge nicht, z. B. in einer oder wenigen Sekunden (was! ungefähr 30-50 Umdrehungen ent spricht), voneinander abgehoben würden, könnte schon ihre Festigkeit so gefährdet sein, dass sie zertrümmert würden und wei tere Schäden durch die Bruchstöcke entstän den.
Durch die ansteigende Temperatur wer den aber die Sicherungsorgane 9 rasch auf die 'Schmelztemperatur erhitzt, so dass sich das flüssige Zink infolge der Schleuder kräfte entfernt. Zwischen den Reibungsele menten entsteht dadurch in genübend kurzer Zeit ein, so grosses Spiel, da.ss die Anpressele- mente 10 mit ihren Auflageflächen 15 bezw. 1.6 auf dein Kupplungsstern 4 zum Auflie gen kommen, so dass die Reibungselemente vollständig entlastet werden. Die eine Seite tler Kupplung kann sich dann reibungslos gegeiiiiber der andern drehen.
Nimmt das Drehmoment die umgekehrte Richtung an, --so werden auch die Ringe A und B in umge kehrter axialer Richtung verschoben. Der Ring A kommt dann auf der Fläche 16 und der Ring B auf der Fläche 15 zur Auflage. Übersteigt dieses umgekehrt ,gerichtete Mo ment den gerade noch zulässigen Wert (wie vorher das in der andern Richtung drehende Moment), so genügen. die hierbei entstehen den Axialkräfte, um die Reibungselemente 5, 7, 8 soweit zu entlasten, dass Gleiten ein tritt und das Moment nicht unzulässig an steigt.
Anstatt mit der schrägen Verzahnung 18, 14 können die Ringe auch mit einer geraden Stirnverzahnung ineinander greifen; dann sind die Verzahnungen 17, 1,8, 19, 20 schräg in Form von mehrgängigen Steilgewinden auszuführen, um die notwendigen Axial kräfte zu erzeugen.
Für die .Sicherungsorgane können z. B. auch Zinn, Blei, Antimon oder ähnliche me tallische, leicht schmelzbare Stoffe verwen det werden. Auch organische Stoffe können Verwendung finden, die bei unzulässig hohen Temperaturen spröde und brüchig werden und sich nach Zerbröckelung in kleinen Stücken aus ihrer Lage entfernen. Die Siche rungselemente können unmittelbar zwischen zwei Reibungselementen z. B. auch einge gossen oder einvulkanisiert werden. Es wäre auch möglich, den Reibungsbelag eines Rei bungselementes aus einem Stoff herzustellen, der bei normaler Belastung und normalen Temperaturen die notwendigen Reibungs eigenschaften aufweist, bei unzulässig er höhter Temperatur aber zerstört wird, so dass er als ,Sicherungsorgan zur Wirkung kommt.
] Coupling for the transmission of torque. The invention relates to a coupling for the transmission of torques, the friction elements of which adhere to one another until a predetermined permissible torque is reached, and when this torque is exceeded, the load is relieved so that they slide on one another.
The invention consists in the fact that the moment is carried by two concentric, axially displaceable, both inside and outside each provided with a spur toothing rings, .which mesh with one of these teeth, and that one of the two teeth of each ring one is inclined toothing and the rings between the friction elements are arranged against each other pressing parts so that the pressing parts are pushed apart by the rings at moments in one as well as in the other sense of rotation.
To further relieve the friction elements when the permissible torque is continuously exceeded, at least one friction element can bear a safety element which is destroyed as a result of the heat development and is removed from its position on the friction element.
Special supports can then be provided on which the pressing parts rest after the safety device has been destroyed, so that the friction elements are completely relieved. It is advisable to manufacture the safety device from a substance that melts as a result of the heat developed by sliding or friction elements.
The securing element is expediently arranged between two friction elements on one and the same coupling side.
It can be arranged between two metallic friction elements that have no friction lining. In particular; In some cases, the securing element could also be soldered onto a metallic friction element. : Finally, the securing element could also act as a friction lining of a friction element.
In the drawing, a coupling is shown in a simplified manner in longitudinal section as an exemplary embodiment of the subject matter of the invention.
From the one, formed by the shaft 1 clutch side is on the other, formed by the gear 2 clutch side (or vice versa, depending on the loading operating conditions) a torque carry over. One coupling side comprises the shaft 1, a hub piece 3 with internal teeth on a corresponding external teeth of the shaft 1, two concentric rings A and B with teeth on the inside as well as on the outside, one designed as a coupling star 4 th friction element carrier and finally made of metal, e.g. B. from sheet steel, made friction elements 5.
The other clutch side has a connected to the gear 2, formed as a friction element carrier clutch drum 6 and provided with a friction lining 7, made of metal friction elements B. The friction elements 5 and B of one and the other clutch side are pressed by the pressure - Organs 10 pressed onto one another with the aid of springs 11. On some friction elements 5 there is a fusible; securing element 9, e.g. B. made of zinc sheet.
The rings A and B engage with the inclined surfaces formed by an inclined toothing 13. 14 ge. The teeth are arranged like a screw with a larger number of steep turns, so that when a moment is transmitted, a force arises in the axial direction, which moves the rings against each other in the axial direction. The one ring A comes. then on the surface 15 and the other ring B on the surface 16 of the pressing members 10 for support. The inner ring A engages with the face toothing 17 in a corresponding toothing 18 of the hub piece 3.
The outer ring B engages with its front toothing 19 in a toothing 20 of the coupling star d. The teeth of the end gears 17 and 19 have an exactly axial direction, so that only tangential forces, but not axial forces, can be transmitted.
With normal transmission torques ver like on the 'helical teeth 13, 14 resulting axial forces of the rings A, B not yet the pressure elements 10 to move apart the Fe countries 11 opposite. But as soon as the torque to be transmitted exceeds the just permissible value, the axial forces on the rings A, B become so great that the friction elements 5 and 8 are no longer pressed against each other strongly enough by the springs to ensure adhesion. The friction elements then slide on each other,
which prevents an unacceptable increase in torque.
Should the torque to be transmitted give rise to sliding of the friction elements 5 and 8 for a longer period of time and thus to a stronger development of heat, the temperature of the friction linings 7 rises because the heat cannot be dissipated quickly enough. If the friction linings are not, e.g. B. in one or a few seconds (which corresponds to about 30-50 revolutions ent), would be lifted from each other, their strength could be so jeopardized that they would be smashed and further damage caused by the broken sticks.
Due to the rising temperature, however, the safety devices 9 are quickly heated to the 'melting temperature, so that the liquid zinc is removed as a result of the centrifugal forces. As a result, between the friction elements, in a sufficiently short time, there is such a large amount of play that the pressing elements 10 with their contact surfaces 15 or 1.6 come to rest on your coupling star 4, so that the friction elements are completely relieved. One side of the clutch can then rotate smoothly against the other.
If the torque assumes the opposite direction, rings A and B are also shifted in the opposite axial direction. The ring A then comes to rest on the surface 16 and the ring B on the surface 15. If this reversed, directed moment exceeds the just permissible value (like the moment rotating in the other direction before), then it is sufficient. the axial forces that arise here in order to relieve the friction elements 5, 7, 8 to such an extent that sliding occurs and the torque does not increase in an impermissible manner.
Instead of the angled teeth 18, 14, the rings can also mesh with one another with straight face teeth; then the teeth 17, 1, 8, 19, 20 are to be carried out at an angle in the form of multiple coarse threads in order to generate the necessary axial forces.
For the .Sicherungsorgane z. B. tin, lead, antimony or similar me-metallic, easily meltable substances are used. Organic substances can also be used which become brittle and fragile at impermissibly high temperatures and, after crumbling, remove themselves from their position in small pieces. The hedging elements can be directly between two friction elements z. B. also be poured or vulcanized. It would also be possible to produce the friction lining of a friction element from a substance that has the necessary friction properties under normal load and normal temperatures, but is destroyed at inadmissible elevated temperature, so that it comes into effect as a safety device.