CH370602A - Uberlastkupplung mit akustischer Anzeige des Überlastzustandes - Google Patents

Description

      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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Überlastkupplung, bei der bis zu einem vorgegebenen Höchstdrehmoment die Antriebs- und Abtriebsorgane durch formschlüssig wirkende Teile miteinander ver bunden sind und bei Überschreitung dieses Grenz- drehmomentes die formschlüssige Verbindung gelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebs- und Abtriebskörper Ausnehmungen zur Aufnahme von Wälzkörpern aufweisen, die durch Federkraft in die Ausnehmungen des einen Körpers eingedrückt wer den,

   um eine formschlüssige Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebskörper herzustellen, und die bei Überschreitung eines bestimmten Drehmomentes entgegen der Federkraft ihre Formschlussstellung im genannten Körper verlassen und diesem gegenüber eine ratschenartige Bewegung ausführen, die eine akustische Anzeige des überlastzustandes bewirkt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. überlastkupplung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass als Wälzkörper Stahl kugeln (1) vorgesehen sind, die in zylindrischen Aus- nehmungen des Antriebs- oder Abtriebskörpers lagern und durch Federkraft je in eine korrespondie rende, am Gegenkörper angebrachte Ausnehmung von kleinerem Durchmesser als dem Kugeldurchmes ser eingepresst sind.

   2. Überlastkupplung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen des Antriebs- und Abtriebskörpers im Kupplungszustand paarweise koaxial zueinander angeordnet sind. 3.

   Überlastkupplung nach Patentanspruch, bei der Antriebs- und Abtriebskörper mit je einem Kupp lungsflansch versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kupplungsflansch (3) axial liegende Aufnahmebohrungen (4) für die Stahlkugeln (1) vor gesehen sind, und eine in Richtung des Gegenkörpers unter Federkraft stehende Druckplatte (5) gegen die Kugeln (1) gelegt ist.

   4. überlastkupplung nach Patentanspruch und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Federorgan mindestens eine Tellerfeder (6) an der Druckplatte anliegt. 5. Überlastkupplung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die kleineren Bohrungen (7) tragende Kupp lungsflansch (8) mit dem ihm zugehörigen An- bzw.

   Abtriebskörper starr verbunden und auf der Nabe (9) des Gegenkörpers (3) unter Zwischenschaltung einer Laufbüchse (11) gelagert ist. 6. Überlastkupplung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kugelseitige Stirnfläche (12) des zuletztge- nannten Kupplungsflansches (8) gehärtet ist.

   7. Überlastkupplung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines grösse ren Federweges mehrere einstellbare Federn vorge sehen sind.