CH380455A - Rutschkupplung - Google Patents

Description

  Rutschkupplung    Es sind Rutschkupplungen bekannt, die in der  einen Antriebsrichtung ein grösseres Drehmoment zu  übertragen haben als in der anderen Richtung. Solche  Verhältnisse liegen insbesondere beim Antrieb einer  Heb- und Senkvorrichtung eines Rührwerkes vor,  bei dem das Rühraggregat mitsamt dem Behälter  deckel     anhebbar    ist, um die     Zugänglichlichkeit    zum  offenen Behälter zu erreichen bzw. eventuell bei  kippbaren Behältern das Kippen und     Wiederauf-          richten    herbeiführen zu können.

   Die im Antrieb einer  solchen Heb- und Senkvorrichtung angeordnete  Rutschkupplung muss hierbei beim Anheben des  Rühraggregates ungefähr das doppelte Drehmoment  übertragen als bei der     Absenkbewegung.    Infolge  dessen ist bei den bekannten Kupplungen für solche  Zwecke die Rutschkupplung auf ein Solldrehmoment  eingestellt, das über einem maximal zu übertragen  den Drehmoment liegt. Sobald das Huborgan der  Heb- und Senkvorrichtung die vorbestimmte Höhe er  reicht hat, die durch einen entsprechenden Anschlag  fixiert ist, kommt die Kupplung ins Rutschen, so dass  auf den Anschlag nur die verhältnismässig geringe  Differenzkraft übertragen wird.

   Ungünstiger liegen  jedoch die Verhältnisse bei der     Absenkbewegung,     indem dann vermöge des ganz bedeutenden Kraft  überschusses auf den Endanschlag eine unerwünscht  hohe Kraft übertragen wird.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt die Be  hebung dieser Nachteile und betrifft eine Rutsch  kupplung der eingangs erwähnten Art, die besonders  vorteilhaft für das vorgenannte Gebiet verwendbar  sein kann und dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine  Einrichtung zu ihrem Einstellen auf zwei den in den  beiden Richtungen zu übertragenden Drehmomenten  entsprechende Solldrehmomente und Mittel zur selbst  tätigen Umsteuerung dieser Einrichtung bei jedem  Antriebsrichtungswechsel aufweist. Hierdurch kann    erreicht sein, dass die Rutschkupplung in beiden  Arbeitsrichtungen nur einen vorbestimmten Dreh  momentüberschuss über das Arbeitsdrehmoment hin  aus übertragen kann.  



  Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der  erfindungsgemässen Rutschkupplung.  



       Fig.    1 zeigt einen axialen Mittellängsschnitt.       Fig.    2 zeigt einen Einzelteil in Richtung des Pfeils  A in     Fig.    1 gesehen.  



       Fig.3    zeigt einen Querschnitt nach der Linie       111-11I    in     Fig.    2.  



  Die dargestellte Rutschkupplung wird gemäss       Fig.    1 durch eine Welle 1 angetrieben, welche die  Motorwelle eines umsteuerbaren Motors sein kann  bzw. von einer solchen angetrieben wird. Auf dem  Endteil der Welle 1 sitzt eine Nabe 2 des axial       unverschiebbaren    Kupplungsgliedes 3 der Rutsch  kupplung. Die Nabe 2 ist mit der Welle 1 mittels  je einer Längsnut beider Teile und eines in diese  Nuten eingesetzten Keils 4 starr verbunden. In den  freien Endteil der Nabe 2 ragt der Kopf 5 eines  koaxialen Zapfens 6 hinein und ist durch eine  Schweissnaht 7 mit der Nabe starr verbunden. Der  Zapfen 6 ist am freien Ende abgesetzt und mittels  eines Kugellagers 8 drehbar in einer Platte 9 ge  lagert.

   Auf dem Lagerzapfen 6 ist eine Hülse 10  drehbar gelagert, die axial verschiebbar; aber     undreh-          bar    mit dem axial verschiebbaren Kupplungsglied 11  verbunden ist, indem der     Nabenteil    des Kupplungs  gliedes 11 auf der Hülse 10 gelagert und mittels eines  Längskeils 12, der in eine Längsnut des Kupplungs  gliedes und der Hülse 10 eingreift, gegen Drehen  gesichert ist. Die Hülse 10 mitsamt dem Keil 12 ist  jedoch verschiebbar.  



  Zwischen den beiden Kupplungsgliedern 3,  11 ist unter Zwischenschalten je einer ring  förmigen     Friktionsscheibe    13 bzw. 14 das durch      die Kupplung anzutreibende Rad 15 angeord  net. Es ist frei drehbar auf einer Lagerbuchse 16  gelagert, welche auf die Nabe 2 festsitzend aufge  zogen ist. Das Rad 15 ist mit zwei in einem axialen  Abstand voneinander liegenden Zahnkränzen 17 ver  sehen, und zweckmässig als Kettenrad ausgebildet. Die       Friktionsscheiben    13 und 14 sind mittels Hohlnieten  18 an den Kupplungsgliedern 3 bzw. 11 starr be  festigt.  



  Das     axial    verschiebbare Kupplungsglied 11 ist    mit einer Reihe axialer, in gleichmässigem gegen  seitigem peripherem Abstand voneinander angeord  neten     Führungsbolzen    19 versehen, die durch je eine  Schweissraupe 20 starr befestigt sind. Der über  sichtlichkeit halber ist nur ein     Bolzen    dargestellt.  Jeder Bolzen 19 ist von einer     Schraubendruckfeder     21 umgeben, die anderseits an einem     Widerlager    an  liegt, das aus einer ringförmigen Scheibe 22 und einer  in diese eingreifenden scheibenförmigen Mutter 23  gebildet ist. Die Bolzen 19 sind durch entsprechende  Bohrungen der Ringscheibe 22 hindurchgeführt.

   Die       Muttere    23 läuft auf einem Aussengewinde 24 der  Buchse 10 und ist mittels einer     Madenschraube    25,  welche in eine radiale     Gewindebohrung    der Mutter  23 eingeschraubt ist, in der eingestellten Lage ge  sichert. Dadurch kann die     Vorspannung    der Federn  21 justiert und auf einen vorbestimmten Wert ein  gestellt werden, indem die Schraube 25 gelöst, als  dann die Mutter in entsprechendem Drehsinne ge  dreht und dann durch Wiederanziehen der Schraube  25 in der vorgesehenen Stellung gesichert wird. Hier  bei dreht sich die Mutter 23 gegenüber der Ring  scheibe 22.

   Zum besseren Angreifen an der Mutter  23 ist diese mit mindestens einer radialen Aus  nehmung 26 versehen, in welche ein Stab oder der  gleichen     einsteckbar    ist, der als Handgriff zum Dre  hen der Mutter dient.  



  Die Hülse 10 steht mit dem Lagerzapfen 6 durch  eine     Stift-Schlitzverbindung    in     Eingriff.    Der     Stift    be  steht aus dem Kopf 27 einer Schraube 28, welche  in eine diametral durchlaufende     Bohrung    des Lager  zapfens 6 starr sitzend eingeschraubt ist. Der Schlitz  29 ist in der Hülse 10 angeordnet und verläuft, wie  aus den     Fig.    2, 3 hervorgeht, zur bezüglich der Hülse  achsnormalen Ebene in einer vorbestimmten Schräg  lage.

   Diese und die periphere Länge des Schlitzes  sind so bemessen, dass sich die Hülse beim rela  tiven Drehen des Lagerzapfens 6 in der Hülse 10  von der einen     Stiftendlage        in    die andere um ein  vorbestimmtes Mass axial verschiebt. Diese Dreh  bewegung ist mit einem entsprechenden Rutschen  der Kupplungsteile verbunden. Das vorbestimmte  Mass der axialen Verschiebung richtet sich nach dem  Ausmass der vorbestimmten     Vorspannungsänderung     der Kupplungsfedern 21. Dadurch werden die Kupp  lungsfedern von der dem ursprünglich eingestellten  Solldrehmoment entsprechenden     Vorspannung    in die  dem zweiten Solldrehmoment entsprechende Vor  spannung übergeführt.

   Diese Einstellung und Wieder  rückstellung auf das ursprüngliche Solldrehmoment    erfolgt selbsttätig bei der Umsteuerung der An  triebswelle 1 von der einen Drehrichtung in die  andere. In der Zeichnung sind die beweglichen  Teile der     Verstelleinrichtung    in der dem kleineren  Solldrehmoment entsprechenden Lage dargestellt, bei  welcher also die Kupplungsfedern 11 die geringere       Vorspannung    haben. Zur besseren Anschaulichkeit  sei angenommen, dass durch das Rad 15 über ein  selbsthemmendes Getriebe das Huborgan einer     Hebe-          und    Senkvorrichtung, z. B. eines Rührwerkes für  das Herausheben des Rühraggregates aus dem Be  handlungsbehälter, angetrieben wird.

   Während des       Absenkvorganges    des Huborgans wird durch den  Motor die Welle 1 und damit der Lagerzapfen 6 in  dem in     Fig.    3 durch einen Pfeil 30 dargestellten Dreh  sinn gedreht. Der Kopf 27 des     Mitnehmerstiftes    28  befindet sich am rechtsseitigen Ende des Schlitzes 29  und nimmt daher     zwangläufig    die Hülse 10 in der  gleichen Drehrichtung mit. Es wird also über den  Keil 12 das Kupplungsglied 11 und von der Motor  welle 1 aus über den Keil 4 und die Nabe 2 das  Kupplungsglied 3 im gleichen Drehsinne angetrieben.  Durch den beidseitigen     Reibungsschluss    wird das Rad  15 in der     Absenkrichtung    des Huborgans gedreht.

    Am Hubende wird das Huborgan durch einen An  schlag aufgehalten. Infolgedessen     rutscht    die Kupp  lung. Durch einen Endanschlag wird jedoch der  Motor abgestellt.  



  Soll nun das Anheben des Huborgans erfolgen,  dann wird der Motor umgesteuert. Die Welle 1 und  damit auch der Zapfen 6 werden, bezogen auf     Fig.    3,  entgegen dem Pfeil 30 gedreht. Für das Anheben wird  eine grössere Antriebskraft benötigt, welche das ein  gestellte Solldrehmoment für das Absenken übersteigt.  Infolgedessen rutscht die Kupplung von vornherein,  wobei das Kupplungsglied 11 stillsteht. Infolgedessen  dreht sich der durch den Zapfen 6 angetriebene Mit  nehmerstift 28, 27 entgegen dem Pfeil 30 gegenüber  der Hülse 10. Hierbei erfolgt der Schräglage des  Schlitzes 29 entsprechend eine axiale Verschiebung  der Hülse 10 im Sinne des Pfeils 31. An dieser  Bewegung nimmt das     Widerlager    23, 22 teil.

   Infolge  dessen werden die Kupplungsfedern 21 in entspre  chendem Ausmass stark zusammengedrückt, bis die       Vorspannung    das vorbestimmte grössere Ausmass an  genommen hat. Statisch betrachtet, würde das An  heben des Huborgans daher bereits erfolgen, bevor  der Stift 27, 28 die ganze Länge des Schlitzes 29  durchlaufen hat.

   Da jedoch das Anlaufen des Motors  und daher der Welle 1 und des Lagerzapfens 6  ruckartig erfolgt, wird infolge der     Trägheitsmomente     der Hülse 10 samt     Widerlager    23, 22 und des Kupp  lungsgliedes 11 samt den Bolzen 19 und den Federn  21, der     Mitnehmerstift    27, 28 unter allen Umstän  den unmittelbar bis ans linke Ende des Schlitzes 29  bewegt, wodurch das zum Anheben vorbestimmte  Solldrehmoment der Rutschkupplung sichergestellt  ist. Dieses ist etwas grösser als das zum Anheben  benötigte Kupplungsdrehmoment. Sobald der Hub  vollendet ist und das Huborgan durch einen An-      schlag aufgehalten wird, rutscht die Kupplung, bis der  Motor stillgesetzt ist.  



  Soll nun erneut die     Absenkbewegung    erfolgen,  dann wird der Motor wieder im ursprünglichen Dreh  sinne eingeschaltet, entsprechend der Drehrichtung  des Zapfens 6 gemäss dem Pfeil 30. Obschon nun das  zur     Absenkbewegung    erforderliche Kupplungsdreh  moment bedeutend kleiner ist, als das durch die Fe  dern 21 noch eingestellte Solldrehmoment für das An  heben, wird doch aus den oben erwähnten Gründen  des durch das     Trägheitsmoment    erzeugten Wider  standes der     Mitnehmerstift    27, 28 ruckweise wieder  in die in der Zeichnung dargestellte Lage zurück  gedreht, wonach die     zwangläufige    Mitnahme der  Hülse 10 erfolgt, wie vorher erläutert.

   Durch das Zu  rückschwenken des     Mitnehmerstiftes    27, 28 ist die  Hülse 10 entgegen dem Pfeil 31 wieder in die in  der Zeichnung dargestellte Ausgangslage zurück  gelangt. In der Kupplung sind die Federn 21 wieder  auf das kleinere Solldrehmoment vorgespannt.  



  Statt dem Schrägschlitz in der Hülse 10 kann  auch im Lagerzapfen 6 eine Nut vorgesehen sein, wo  gegen dann der     Mitnehmerstift    an der Hülse 10 sitzt.  Er kann z. B. als Gewindezapfen ausgebildet sein,  der in einer entsprechenden radialen Gewindebohrung  der Hülse 10 starr sitzend eingeschraubt ist und mit  seinem Schaft in die erwähnte Nut des Zapfens 6 ein  greift.  



  Anstelle mehrerer Kupplungsfedern 21 kann auch  eine einzige zentrale Kupplungsfeder vorgesehen sein,  wie sie bei Rutschkupplungen bekannt ist. Es kann  jedoch auch eine andersartige Rutschkupplung vor  gesehen sein, die statt Kupplungsfedern z. B. einen  Kupplungsmagneten aufweist, welcher zum Einstellen  zweier unterschiedlicher Solldrehmomente vorbe  stimmten Ausmasses eingerichtet ist, wobei das selbst  tätige Umsteuern dieser Einstelleinrichtung bei jedem  Richtungswechsel z. B. durch das Ein- und Aus  schalten elektrischer Widerstände im Magnetstrom  kreis erfolgen kann.  



  Entgegen der Darstellung in der Zeichnung ist es  nicht unbedingt nötig, dass die beiderseitigen Schlitz  begrenzungen als Anschlag für die Drehbewegung  der Steuerhülse 10 gegenüber dem Lagerzapfen 6  dienen. Es kann vielmehr mindestens nach einer Seite  der Begrenzungsanschlag durch ein anderweitiges  Sperrorgan gebildet sein, welches gegenüber dem  Lagerzapfen 6 gegen     Axialbewegung    gesichert ist  und in die axiale Bewegungsbahn der Hülse 10 bzw.  eines an der Bewegung     diesere    Hülse beteiligten Glie  des hineinragt. Als solches Glied kann z. B. das.     Wi-          derlager    dienen, und zwar entweder die Mutter 23  oder der Ring 22. Das Sperrorgan kann z.

   B. an  der Lagerplatte 9 sitzen und mit einer oder mehreren,  in gleichem peripherem Abstand voneinander ange  ordneten Nasen versehen sein, die mit dem Aussen  rand der Ringscheibe 22 zusammenarbeiten, und  zwar zweckmässig mit der der Lagerplatte 9 abgekehr  ten Seite der Scheibe 22. Diese Nasen begrenzen dann  die     Zusammendrückung    der Federn 21. Es     kann       jedoch noch ein Sperrorgan mit einer mit der gegen  überliegenden Seite der Scheibe 21 zusammenarbei  tenden Nase vorgesehen sein, durch welche die ge  ringere     Schraubenvorspannung    nach unten begrenzt  wird.

   Die Sperrorgane können in axialer Richtung  verstellbar und in unterschiedlichen Einstellagen fest  stellbar angeordnet sein, so dass sich in mehr oder  weniger weitem Ausmass nach beiden Seiten unter  schiedliche     Vorspannungen    einstellen lassen. Sitzen  beide Nasen am gleichen     Sperrorgankörper,    dann  kann die eine Nase am letzten selbst verstellbar an  geordnet sein.  



  Die Länge des Schlitzes muss entsprechend dem  Ausmass der vorgesehenen     Verstellbarkeit    angepasst  werden. Er kann sich unter Umständen über den gan  zen Umfang der Steuerhülse 10 erstrecken oder die  sen Wert noch übersteigen, wobei er schraubengang  förmig gestaltet und angeordnet ist. Um hierbei eine  zu starke Schwächung der Hülsenwandung zu ver  meiden, kann statt des Schlitzes eine auf der Innen  seite der Hülse angeordnete Nut ausgebildet sein, in  die der in der radialen Länge entsprechend bemes  sene Kopf 27 des Stiftes 28 hineinragt.  



  Analoges gilt für den bereits vorangehend er  wähnten Fall, dass eine im Lagerzapfen angeordnete  Nut ausgebildet ist und der Stift an der Steuerhülse  sitzt. Auch hier kann diese Nut     schraubengang-          förmig    ausgebildet sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Rutschkupplung, die in der einen Antriebsrich tung ein grösseres Drehmoment zu übertragen be stimmt ist als in der anderen Richtung, dadurch ge kennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zu ihrem Einstellen auf zwei den in den beiden Richtungen zu übertragenden Drehmomenten entsprechende Soll drehmomente und '@ Mittel zur selbsttätigen Um- Steuerung dieser Einrichtung bei jedem Antriebsrich tungswechsel aufweist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Kupplung nach Patentanspruch I, mit durch die Vorspannkraft mindestens einer Kupplungsfeder bestimmten Solldrehmomenten, dadurch gekennzeich net, dass sie eine unter dem Einfluss der Umsteuer mittel (27, 29) stehende Einrichtung (10, 22, 23) zum Einstellen der Kupplungsfeder (21) auf zwei unter schiedliche, je einem der beiden Solldrehmomente entsprechende Vorspannungen aufweist. 2.

   Kupplung nach Unteranspruch 1, bei der die Kupplungsfeder einerseits am axial beweglichen Kupplungsglied und anderseits an einem axial justier- baren Widerlager angreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (22, 23) unabhängig von der Justiereinstellung durch die Umsteuermittel (27, 29) axial in zwei unterschiedliche, je einem der beiden Solldrehmomente entsprechende Vorspannungsstel- lungen einstellbar ist. 3.

   Kupplung nach Unteranspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Widerlager (22, 23) in axialer Richtung justierbar an einer Hülse (10) sitzt, die axial verschiebbar aber undrehbar mit dem beweg lichen Kupplungsglied (11) verbunden ist und auf einem starr mit dem axial unbeweglichen Kupp lungsglied (3) verbundenen zentralen Zapfen (6) ge lagert ist sowie mit diesem durch eine Stift-Schlitz- Verbindung (27, 29) in Eingriff steht, wobei der Schlitz (29) zur bezüglich der Hülse (10) achs normalen Ebene derart schräg verläuft, dass sich die Hülse (10) beim relativen Drehen gegenüber dem Zapfen (6)

   von einer durch einen Anschlag bestimm ten Endlage in die andere durch einen zweiten An schlag bestimmte Endlage gegenüber dem Lager zapfen (6) in vorbestimmtem Ausmass axial ver schiebt und dadurch unter entsprechendem Rutschen der Kupplungsteile die Kupplungsfeder (21) von der dem einen Solldrehmoment entsprechenden Vor- - spannung in die dem anderen Solldrehmoment ent sprechende Vorspannung überführt. 4. Kupplung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens ein Anschlag durch die Schlitzbegrenzung auf der betreffenden Seite gebildet ist. 5.

   Kupplung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass mindestens ein Anschlag durch ein gegenüber dem zentralen Lagerzapfen gegen Axialbewegung gesichertes Sperrorgan gebildet ist, das in die Axialbewegungsbahn eines an der Be wegung der Steuerhülse (10) beteiligten Gliedes hin einragt. 6. Kupplung nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass das Sperrorgan in axialer Rich tung verstellbar und in unterschiedlichen Einstell- lagen feststellbar ist. 7. Kupplung nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schlitz schraubengangförmig gestaltet und angeordnet ist. B.

   Kupplung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der Schlitz (29) in der Hülse (10) und der Stift (27, 28) am Lagerzapfen (6) angeordnet sind. 9. Kupplung nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Stift-Nutverbindung eine auf der Innenseite der Hülse angeordnete Nut vor gesehen ist. 10. Kupplung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Lagerzapfen angeordnete Nut ausgebildet ist und der Stift an der Steuerhülse sitzt. 11. Kupplung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen den beiden Kupplungs gliedern (3, 11) unter Zwischenschalten je einer Frik- tionsscheibe (13, 14) das anzutreibende Rad (15) frei drehbar gelagert ist. 12.

   Kupplung nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das anzutreibende Rad (15) drehbar auf der Nabe (2) des axial unverschiebbaren Kupplungsgliedes (3) gelagert ist, das undrehbar auf der Antriebswelle (1) sitzt. 13. Kupplung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (6) in die Nabe (2) hineinragt und starr mit dieser verbunden ist. 14. Kupplung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (22, 23) eine zentrale Gewindebohrung aufweist, welche mit einem an der Hülse (10) angeordneten Aussengewinde (24) in Eingriff steht, wobei das Widerlager (22, 23) in unterschiedlichen Drehlagen durch ein Sicherungs mittel (25) feststellbar ist.

   PATENTANSPRUCH 1I Anwendung der Rutschkupplung nach Patentan spruch I im Antrieb einer Heb- und Senkvorrichtung eines Rührwerkes für das aus dem Behandlungsbehäl ter heraushebbare Rühraggregat.