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.
Overload clutch The invention relates to an overload clutch for the transmission of torque between shafts and other machine elements, in particular for agricultural and construction machinery. To protect the engine parts, overload clutches are required wherever operation involves the risk of the machines jamming. But also high starting torques as short-term loading peaks make the use of overload clutches more and more desirable.
The economic efficiency of the general machine design requires that the overload clutches are set as precisely as possible to the limit torque specified by the machine designer and that they are space-saving, very inexpensive and wear-resistant. Particularly in agricultural engineering, both climatic influences and high workloads occur, with locking body clutches hitherto distinguished by their simple structure, particularly also by uniformity in the limit torque switching.
The practical use of overload clutches often requires a change or readjustment of the torque limit that can be controlled by re-assembly within the company. In order to meet this requirement, all those locking body clutches have proven to be advantageous in which the largest possible number of locking bodies, each acted upon by springs, engage in recesses in the adjacent coupling part.
By adding or removing individual locking bodies and springs or by exchanging spring sizes, such locking body couplings can be adapted to the various requirements in a simple and yet reliably controllable manner. The same applies of course to the factory assembly.
The favorable machine performance desired in the lightweight construction trend, which is also expressed in significantly higher speeds, requires the lowest possible limit torque of the overload clutches. As a result, the overload clutch is automatically forced into a number of operating circuits without excessive heating or excessive wear occurring.
Above all, the highest possible torque should be retained after the overload clutch has been engaged, so that work does not occur, the torque line running as horizontally and evenly as possible with a very low oscillation amplitude.
According to the invention, almost all locking body clutch systems can be modified or constructed in such a way that a full force and frictional connection is achieved even after the limit torque is exceeded, without the known advantages of locking body clutches being restricted. For this purpose, the arrangement is made so that only part of the locking body is always in the engaged position, while the rest are held in such a position that they do not initially engage in the depressions.
In this case, however, the condition must be met that the distance between the vertices of the depressions is always equal to or smaller than the sum of all the distances that are effective for the frictional connection. The distances that the locking bodies cover on the slopes of the depressions are to be regarded as effective for the frictional connection, whereby a frictional connection is produced between the two coupling parts due to the spring force. Favorable frictional engagement values are present in both the locking and non-locking bodies, which mutually compensate for each other.
If the above conditions are met, an even torque is maintained after the limit torque is exceeded. The earlier unwanted intermediate accelerations are avoided within the relative speed of the coupling parts to each other.
The principle underlying the invention is shown in the following description and the drawing calculations in an example. However, it can also be used with any design of locking body couplings. It is always crucial that a gap-free so-called blocking line is maintained between the two coupling parts during a full 360 turn.
1 shows a star coupling designed according to the invention in a side view, partly in section, FIG. 2 shows a section A-B from FIG. 1, FIG. 3 shows a partial section from FIG. 2, however, drawn stretched, and FIG 4 shows the top view of FIG.
The parts 1 and 2 of the coupling, one of which carries the recesses for the locking body on the other, are rotatable against each other. Rotation is only possible under a certain force, which depends on the number of locking bodies in engagement. The number of locking bodies and the indentations is selected so that the full locking torque is transmitted in every position of parts 1 and 2 against each other.
This requirement can only be met if, according to the selected blocking element group (see FIGS. 3 and 4), the apex distance a corresponding to the blocking element or the driver profile is equal to or smaller than the sum of the blocking paths b corresponding to the number of blocking elements.
In the case of the radial arrangement that meets this requirement, the relationship applies if the circumferential angle a corresponding to the distance a contains the angle ss corresponding to the locking path at least as often as the number of locking bodies whose engagement is required for the constant torque sequence . The resulting symmetrical arrangement of blocking bodies allows the removal of blocking body groups, such as B. shown in Fig. 4 without changing the characteristics of the clutch.
The ver set arrangement of the locking body according to FIGS. 1 and 2 and the slight overlap of the locking body tracks according to FIG. 1 result in the additional advantage of good lubrication, since the star profiles remaining free in the individual rotational positions serve as grease chambers.
As can be seen from Fig. 1, the coupling is protected against the ingress of dirt by the joint flange 4 welded to the part 1 and the seal set, consisting of the disk S, the seal 6 and the disk 7, the hub 2 over the disk 7 and the spring ring 8 resting in part 1 is axially secured.