Überlastkupplung mit akustischer Anzeige des Überlastzustandes Es sind L7berlastkupplungen in Form von Sicher heitslamellen-Rutschkupplungen bekannt, die bei Überschreitung eines eingestellten Drehmomentes gleiten, bis die Störung, welche die überschreitung verursacht hat, beseitigt ist. Bekannt sind ferner Lamellen-Sicherheits-Rutschkupplungen, die beim Durchrutschen im überlastungsfalle einen elektrischen Kontakt lösen und dadurch den Antriebsmotor der Maschine abschalten.
Ferner sind magnetisch wir kende Induktionskupplungen bekannt, deren Rutsch moment durch die Stärke des Erregerstromes gege ben ist.
Bei diesen Kupplungen entsteht bei längerem, un bemerktem Rutschen eine grosse Reibungswärme, die bei Lamellenkupplungen eine Zerstörung der Lamel len zur Folge hat. Die Lamellen beginnen dann zu fressen, was wiederum zur Übertragung eines sehr hohen Drehmomentes führt.
Bei den bekannten Induktionskupplungen ist eine sogenannte Sicherheitsschaltung notwendig, bei wel cher mehrere elektrische Glieder vorgesehen werden müssen, welche dafür sorgen, dass bei längerem Rut schen der Kupplung der Erregerstrom unterbrochen wird.
Bekannt sind auch federbelastete, formschlüssige Verbindungen, etwa in Form federzahnartiger Kur venstücke, derart, dass bei Überschreitung des Dreh momentes die sich berührenden Flanken gegeneinan der auflaufen, dadurch eine axiale Verschiebung der Kupplungsflansche entgegen der aufgebrachten Feder kraft bewirken, bis der Formschluss gelöst ist.
Durch die Erfindung soll mit einfachen Mitteln eine genau einstellbare überlastkupplung geschaffen werden, deren Rutschmoment unabhängig vom Schmierzustand und der Drehrichtung ist, und welche ohne Beschädigung beliebig lange durchrutschen kann und dabei die eingetretene Überschreitung des Drehmomentes deutlich hörbar anzeigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Antriebs- und der Abtriebskörper Ausnehmungen zur Aufnahme von Wälzkörpern, vor zugsweise Stahlkugeln, aufweisen, die durch Feder kraft in die Ausnehmungen des einen Körpers ge drückt werden, um eine formschlüssige Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebskörper herzustellen,
und die bei überschreitung eines bestimmten Dreh momentes entgegen der Federkraft ihre Formschluss- stel'lung im genannten Körper verlassen und ihm ge genüber eine ratschenartige Bewegung ausführen. Als Wälzkörper werden vorzugsweise Stahlkugeln verwen det, die vorzugsweise in zylindrischen Ausnehmungen im einen Körper gelagert sind und durch eine Feder je in eine korrespondierende, im Durchmesser kleiner als die Kugeln gehaltene Ausnehmung des Gegen körpers gepresst werden.
Da die Kugeln käfigartig im An- oder Abtriebskörper lagern und durch Federkraft eine Kalotte jeder Kugel in eine vorzugsweise axiale Ausnehmung des Gegenkörpers gepresst wird, besteht in Umfangsrichtung zwischen An- und Abtriebskör- per Formschluss derart, dass ein bestimmtes Dreh moment übertragen werden kann. Dieses Dreh moment ist umso grösser, je grösser der Eingriffswin kel der Kugeln in den Gegenkörper ist.
Der Maximal wert des Eingriffswinkels zwischen den Kugeln und dem Gegenkörper ist durch den Durchmesser der Löcher bzw. Lochansenkungen im Gegenkörper gege ben. Unter Eingriffswinkel ist der Winkel zu verste hen, welcher die an die Angriffsstelle gelegte Kugel tangente mit der Umfangsrichtung einschliesst.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der Antriebs- und der Abtriebskörper je mit einem Kupplungsflansch versehen, in welchem axiale Aufnahmebohrungen für die Stahlkugeln ange ordnet sind. Axial neben dem die Kugeln käfigartig aufnehmenden Kupplungsflansch ist eine Druckplatte vorgesehen, welche die auf :sie ausgeübte Federkraft beispielsweise einer Tellerfeder direkt auf die Kugeln überträgt.
Wenn bei Überlastung der Kupplung der Form schluss zwischen dem Antriebs- und Abtriebsflansch aufgehoben ist und die Stahlkugeln ratschenartig am einen Flansch umlaufen, werden auf die Druckplatte durch die axiale Bewegung der Kugeln ständig Stösse ausgeübt, welche zusammen mit denen an diesem Flansch eine deutlich hörbare Signalwirkung ergeben. Es ist denkbar, dass statt einer Tellerfeder mehrere Tellerfedern vorgesehen sind, so dass man die Grösse des auf die Kugeln wirkenden Anpressdruckes ein stellen kann.
Die Tellerfeder bzw. mehrere Teller federn können gegebenenfalls auf bekannte Weise, beispielsweise mit einem Nachstellring oder derglei chen, einstellbar sein.
Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erfindungs gemässe Kupplung, Fig. 2 eine Ansicht auf den Kugelkäfig, Fig. 3 stellt ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dar.
Auf einer durchgehenden, dem An- oder Abtrieb zugeordneten Welle 13 ist die Nabe 9 eines Kupp lungsflansches 3 aufgekeilt. Auf derselben Welle 13 sitzt gleichzeitig der Gegenkörper 2, der der Ab- oder Antriebsseite zugeordnet ist. Mit ihm ist der Kupp lungsflansch 8 starr verbunden. Dieser ist seinerseits auf der Nabe 9 mittels Gleitbüchse 11 gelagert. Der Kupplungsflansch 3 hat auf einem zentrischen Kreis einzelne Bohrungen 4 vom Durchmesser der Kugeln 1, durch welche die Kugeln frei hindurchtreten kön nen, jedoch in Umfangsrichtung käfigartig geführt sind.
Ihm gegenüber liegt der Flansch 8, dessen Stirnfläche 12 gehärtet ist und der Ausnehmungen in Form von Durchgangslöchern 7 aufweist, deren Durchmesser kleiner als der der Kugeln ist. Statt der Durchgangslöcher könnten auch Sacklöcher vorge sehen sein. Im Ausführungsbeispiel ist gegen den Flansch 3 eine einfache Platte 5 gelegt, die durch eine Feder, vorzugsweise eine Tellerfeder 6, gegen den Flansch 3 gedrückt wird.
Da die Wandstärke des Kupplungsflansches 3 kleiner als der Durchmesser der Kugeln 1 gehalten ist, liegt die Platte 5 unmittel bar an den Kugeln 1 an und drückt diese in die den Aufnahmebohrungen 4 koaxial gegenüberliegenden Bohrungen 7 des Gegenflansches B.
Die Bohrungen 7 bestimmen den Eingriffswinkel der Kugeln, dessen maximaler Wert durch den Loch bzw. Lochansenkdurchmesser des Gegenflansches 8 gegeben ist.
In der in Fig. 1 dargestellten Stellung, bei der die federbelasteten Kugeln 1 in die Öffnungen 7 des Ge- genflansches_ eingedrückt sind, sind beide Flansche 3, 8 durch Formschluss miteinander verbunden, der bis zu einem bestimmten maximalen Drehmoment be stehen bleibt. Beim Überschreiten dieses Grenzdreh- momentes ändert sich der Eingriffswinkel der Kugeln in den Bohrungen 7 im Sinne einer Verkleinerung.
Die Kugeln treten allmählich aus der Gegenbohrung heraus und wandern entgegen der Kraft der Feder 6 in die zylindrischen Aufnahmebohrungen 4 des Flan sches 3 hinein. Dabei wird also der Eingriffswinkel immer kleiner und erreicht schliesslich den Wert Null, nämlich, wenn er nicht mehr an dem Rand der Boh rung 7 anliegt. Der Antriebsflansch läuft jetzt dem Gegenflansch voraus.
Da die Kugeln unter Feder druck stehen, werden sie ständig gegen den Gegen flansch 8 gepresst und laufen auf der Fläche 12 des Gegenflansches, wobei sie nacheinander in die Boh rungen 7 hörbar einrasten und, solange das Lastdreh moment übergross ist, sofort wieder herausrollen. Es entsteht dabei ein dauerndes ratschenähnliches Klop fen der Kugeln am Flansch 7 und insbesondere an der Druckplatte 5, durch welches die Überschreitung des Drehmomentes deutlich hörbar angezeigt wird. Ein formschlüssiges Einfallen der Kugeln in die Boh rungen 7 und ihr Verbleiben in diesen gelingt erst wieder, wenn das Drehmoment entsprechend abgefal len ist.
Die zylindrischen Aufnahmebohrungen 4 können auch an ihrem inneren Rand abgefasst sein, derart, dass unter Beibehaltung der Winkelverhält nisse im Eingriff eine gewisse Stossminderung bewirkt wird.
In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Auf der durchgehenden Welle 13 sind wieder der Körper 10 und der Körper 2 ge geneinander verdrehbar gelagert. Auf dem Körper 2 kann beispielsweise eine vom Motor angetriebene Riemenscheibe 14 sitzen, welche den Teil 2 antreibt. Die engeren Bohrungen 7 sind im Teil 2, die käfig- artigen Aufnahmebohrungen 4 für die Kugeln 1 im Flansch 3 angebracht.
Der Körper 2 trägt Stehbolzen 15, die die Druckplatte 5 durchgreifen und auf wel chen je ein Tellerfedersatz 16 aufgebracht ist. Diese Anordnung ist beispielsweise zweckmässig, wenn die Eindringtiefe der Kugeln gross ist,
so dass ein ent sprechend grosses Drehmoment übertragen werden kann. In diesem Fall muss auch der Federweg ent sprechend gross gehalten sein. Der Vorteil der erläu terten erfindungsgemäss ausgebildeten überlastkupp- lungen liegt in der konstruktiven und fertigungstech nischen Einfachheit, ferner darin, dass die Kupplung sowohl hinsichtlich des Kraftflusses als auch in bezug auf die Drehrichtung unabhängig ist.
In Fig. 1 ist noch dargestellt, wie die Stösse von dem Gegenkörper 2 weitgehend abgehalten werden können. Der Flansch 3 legt sich mit dem Naben bund 17 an den Gegenflansch 8, der mit dem Körper 2 starr, z. B. durch Schrauben, die nicht dargestellt sind, verbunden ist. Wenn dann der Flansch 8, wie in Fig. 1 dargestellt, auf einer mit Bund versehenen Laufbüchse 11 sitzt und von einem Sprengring 18 gehalten wird, so sind die von dem Ein- und Aus rasten der Kugeln 1 herrührenden Stösse in sich abge- fangen und von dem Gegenkörper 2 weitgehend abge halten.