Überlastkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlast kupplung zur Übertragung von Drehmomenten zwi schen Wellen und anderen Maschinenelementen, ins besondere für Land- und Baumaschinen. Zur Scho nung der Triebwerksteile sind überlastkupplungen überall da erforderlich, wo der Betrieb die Gefahr einer Blockierung der Maschinen mit sich bringt. Aber auch hohe Anfahrmomente als kurzzeitige Be lastungsspitzen machen mehr und mehr den Ein satz von Überlastkupplungen wünschenswert.
Die Wirtschaftlichkeit der allgemeinen Maschinenkon struktion verlangt, dass die überlastkupplungen mög lichst genau auf das vom Maschinenkonstrukteur fest gelegte Grenzdrehmoment eingestellt und dabei raum sparend, sehr preisgünstig und verschleissfest sind. Ganz besonders in der Landtechnik treten sowohl klimatische Einflüsse als auch hohe Arbeitsbelastun gen auf, wobei sich bisher Sperrkörperkupplungen durch ihren einfachen Aufbau, besonders auch durch eine Gleichmässigkeit in der Grenzdrehmomentschal- tung, ausgezeichnet haben.
Der praktische Einsatz der überlastkupplungen erfordert häufig innerhalb des Betriebes eine durch Ummontage kontrollierbare Veränderung oder Neueinstellung des Grenzdreh momentes. Um diese Forderung zu erfüllen, haben sich alle diejenigen Sperrkörperkupplungen vorteil haft erwiesen, bei denen eine möglichst grosse Anzahl von Sperrkörpern, jeweils durch Federn beaufschlagt, in Vertiefungen des benachbarten Kupplungsteiles eingreifen.
Durch Hinzufügen oder Wegnehmen ein zelner Sperrkörper und Federn bzw. durch Austausch von Federgrössen können solche Sperrkörperkupp- lungen im praktischen Einsatz einfach und doch zu verlässig kontrollierbar den verschiedenen Anforde rungen angepasst werden. Das gleiche trifft natürlich auch für die Werksmontage zu.
Die bei der Leichtbautendenz erwünschten gün stigen Maschinenleistungen, welche sich auch in wesentlich höheren Drehzahlen ausdrücken, verlan gen ein möglichst niedriges Grenzdrehmoment der Überlastkupplungen. Hierdurch wird die überlast- kupplung automatisch zu einer Anzahl von Betriebs schaltungen gezwungen, ohne dass eine übermässige Erwärmung bzw.. übermässiger Verschleiss eintritt.
Vor allem soll nach der Schaltung der Überlastkupp- lung ein möglichst hohes Drehmoment erhalten blei ben, damit es nicht zu Arbeitsunterbrechungen kommt, wobei die Drehmomentenlinie möglichst waagrecht und gleichmässig mit ganz geringer Schwin gungsamplitude verläuft.
Nach der Erfindung können fast alle Sperr körperkupplungssysteme so verändert bzw. konstruk tiv ausgebildet werden, dass ein voller Kraft- und Reibungsschluss auch nach dem Überschreiten des Grenzdrehmomentes erreicht wird, ohne dass die be kannten Vorteile von Sperrkörperkupplungen einge schränkt werden. Zu diesem Zweck wird die Anord nung so getroffen, dass nur immer ein Teil der Sperr körper sich in Eingriffstellung befindet, während die restlichen in einer solchen Lage gehalten werden, dass sie vorerst nicht in die Vertiefungen eingreifen.
Hierbei muss aber die Bedingung erfüllt werden, dass der Abstand der Scheitelpunkte der Vertiefungen voneinander immer gleich oder kleiner als die Summe aller für den Kraftschluss wirksamer Strecken ist. Als für den Kraftschluss wirksame Strecken sind hierbei die Wege anzusehen, welche die Sperrkörper auf den Steigungen der Vertiefungen zurücklegen, wobei zu folge der Federkraft ein Kraftschluss zwischen den beiden Kupplungsteilen hervorgerufen wird. Günstige Reibschlusswerte sind sowohl bei den sperrenden als auch den nichtsperrenden Körpern vorhanden, welche sich gegenseitig vorteilhaft ausgleichen.
Sind vorstehende Bedingungen erfüllt, so wird ein gleichmässiges Drehmoment nach Überschreiten des Grenzdrehmomentes aufrechterhalten. Die früher un erwünschten Zwischenbeschleunigungen werden in nerhalb der Relativgeschwindigkeit der Kupplungs teile zueinander vermieden.
Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip wird in der folgenden Beschreibung und den Zeich nungen in einem Beispiel dargestellt. Es lässt sich jedoch auch bei jeder beliebigen Ausführung von Sperrkörperkupplungen anwenden. Entscheidend ist immer, dass eine lückenlose sogenannte Sperrlinie bei der vollen Drehung um 360 zwischen den beiden Kupplungsteilen aufrechterhalten wird.
Es zeigen: Fig. 1 eine nach der Erfindung ausgebildete Stern kupplung in Seitenansicht, zum Teil geschnitten, Fig. 2 einen Schnitt A -B aus Fig. 1, Fig. 3 einen Teilausschnitt aus Fig. 2, jedoch ge streckt gezeichnet, und Fig. 4 die Draufsicht auf Fig. 3.
Die Teile 1 und 2 der Kupplung, von denen der eine die Vertiefungen für die auf dem anderen an gebrachten Sperrkörper trägt, sind gegeneinander drehbar. Eine Verdrehung ist nur unter einer be stimmten, von der Anzahl der in Eingriff befind lichen Sperrkörper abhängigen Kraft möglich. Die Anzahl der Sperrkörper und der Vertiefungen ist so gewählt, dass bei jeder Stellung der Teile 1 und 2 gegeneinander das volle Sperrmoment übertragen wird.
Diese Forderung kann nur dann erfüllt wer den, wenn entsprechend der gewählten Sperrkörper- gruppe (siehe Fig. 3 und 4) der dem Sperrkörper bzw. dem Mitnehmerprofil entsprechende Scheitelabstand a gleich oder kleiner ist als die Summe der der Sperr körperanzahl entsprechenden Sperrwege b.
Bei der radialen Anordnung, die diese Forderung erfüllt, gilt die Beziehung, wenn der dem Abstand a entspre chende Umfangswinkel a den dem Sperrweg entspre chenden Winkel ss mindestens so oft beinhaltet, wie die Anzahl der Sperrkörper beträgt, deren Eingriff für den konstanten Drehmomentablauf erforderlich ist. Die sich so ergebende symmetrische Anordnung von Sperrkörpern erlaubt die Entfernung von Sperr- körpergruppen, wie z. B. in Fig. 4 gezeigt, ohne die Charakteristik der Kupplung zu verändern.
Die ver setzte Anordnung der Sperrkörper gemäss Fig. 1 und 2 und die geringe Überschneidung der Sperrkörper bahnen gemäss Fig. 1 ergeben den zusätzlichen Vor teil einer guten Schmierung, da die in den einzelnen Drehstellungen freibleibenden Sternprofile als Fett kammern dienen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Kupplung durch den mit dem Teil 1 verschweissten Gelenkflansch 4 und dem Dichtungssatz, bestehend aus der Scheibe S, der Dichtung 6 und der Scheibe 7, gegen Eindringen von Schmutz geschützt, wobei die Nabe 2 über die Scheibe 7 und den im Teil 1 ruhenden Federring 8 axial gesichert ist.