CH401595A

CH401595A - Sicherheitsvorrichtung für Umlaufmaschinen

Info

Publication number: CH401595A
Application number: CH357363A
Authority: CH
Inventors: William Hawkins John
Original assignee: Power Jets Res & Dev Ltd
Priority date: 1962-03-23
Filing date: 1963-03-21
Publication date: 1965-10-31
Also published as: GB955368A; US3200616A

Description

Sicherheitsvorrichtung für Umlaufmaschinen Die vorliegende Erfindung betrifft Sicherheits vorrichtungen, für Umlaufmaschinen.

Die erfindungsgemässe Sicherheitsvorrichtung für eine Rotationsmaschine mit einer Steuereinrichtung und mit einem Drehm!omentübertragungselement be sitzt in diesem drehmomentübertragenden Element eine geschwächte Zone, welche annähernd in einer sich schräg zur Längsachse des Elementes erstrecken,- den Ebene liegt,

welches Element beim Auftweten eines vorbestimmten Überlastungsdrehmomentes an der genannten Ebene in zweai Teile zerbricht, von denen jeder eine nockenartige. Oberfläche besitzt, wo bei eine axiale Bewegung, die vorn der relativen Drehung der nockenartigen Oberflächen herrührt, dazu dient, die genannte Steuereinrichtung zu betäti gen.

Das Drehmomentübertragungselement kann eine Hülse sein, die an den benachbarten Enden eines Antriebsteiles und eines Abtriebsteileis der drehenden Maschine angekeilt ist. Das Element kann aber auch zylindrische Form aufweisen und in Bohrungen an geordnet sein, welche in benachbarten Enden eines Antriebs- und eines Abtriebsteiles ausgebildet sind.

In der beiliegenden Zeichnung sind, eine beispiels weise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes und zwei Varianten dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausfüh rungsform des DrehmomentübertragungselemenIes vor dein Bruch, Fig. 2 einen Längsschnitt dos in Fig. 1 ,gezeigten Drehmomentübertragungselementes, mach! erfolgtem Bruch,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein weiteres Drehrn.omentübertragungselement vor dem Bruch, Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein drittes Aus führungsbeispiel eines drehmomientübertragenden Elementes vor dem Bruch, Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Längsschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 7 ,durch das in,

Fig. 4 dargestellte drehmomenb- übertragende Element nach erfolgtem Bruch und Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6.

Bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 trägt die Leistungsabtriebwelle 1 einer nicht gezeigten, dreh baren Maschine rings um ihren Umfang eine Mehr zahl von sich axial erstreckenden Keilen 2, welche entsprechende Keile berühren, die radial an der Innenfläche eines Teiles 3A eines hülsenförmigen Drehmomentübertragungselementes: vorgesehen sind.

Eine geschwächte Zone in Form einer Hohlkehle 3B erstreckt sich rings um die AussenumfangsfPäch.e -des Elementes 3 und liegt ungefähr in einer zur Längsachse des Elementes geneigten Ebene.

Eine Abtriebswelle 4 trägt rings um ihren Um fang eine Mehrzahl sich axial erstreckende Keile 5, die gegen -entsprechende Keile an der inneren Ober fläche eines Teiles 3C des Elementes- 3 anliegen.

Eine krebsrunde Platte 6 ist an der. Abtriebswelle 4 durch einen Schraubenbolzen 7 befestigt, wobei die Platte 6 vorgesehen. ist, eine innere Federklemme 8 in Nuten 9 festzuhalten, welche in den Keilen an der radialen; Inneinfläche des Teiles 3C des; Elementes 3 ausgebildet sind. Der Teil 3C ist daher zu allen Zeiten gegen axiale Bewegung der Abtriebswelle 4 entlang gesichert.

Ein mit Kippwirkung auslösender Schalthebel 10 ist benachbart dem Teil 3A ange ordnet und, mit nicht dargestellten Steuermitteln ver bunden, welche zum Abschalten der Brennstoffzu fuhr der drehenden Kraftmaschine betätigt werden können. Der Schalthebel ist in Fig.1 in seiner nicht, ausgelösten Lage und in Fig. 2 in seinem aus- gelösten Zustand gezeigt.

Während: des normalen Betriebes überträgt die Leistungsausgangswelle 1 durch das drehmoment- übertragende Element 3 Antriebsleistung auf die Abtriebswelle 4. Wird die Abtriebswelle 4 jedoch plötzlich überlastet, so besitzen die Keile 5 der Antriebswelle die Tendenz, den Teil 3C des Elemen tes 3 gegen weiteres Drehen zu sperren, und die innere Federklemme 8 verhindert jede Axialbewe- gu@g des Teiles 3C der Welle 4 entlang.

Das Ele- menn 3 'bricht daher entzwei, und zwar annähernd an der schräg verlaufenden Hohlkehle 3B. Beim weiteren Drehen der Welle 1 bewegt sich der Teil 3A infolge der seich ergebenden Reaktion zwischen den benachbarten, pockenartigen Endflächen der Teile 3A<I>und</I> 3C axial der Welle 1 entlang in Richtung des Pfeiles A.

Beim Vorwärtsbewegen des Teiles 3A längs der Welle 1 berührt dieser Teil den Schalthebel 10, welcher mit einer Kippbewegung in eine Lage schaltet, in der das Steuermittel in Betrieb gesetzt wird, um die Brennstoffzufuhr zur drehenden Kraftmaschine abzuschalten.

Die Hohlkehle 3B des Elementes 3 besitzt ellip- senförmige. Ausbildung, aber jede passende Foren lässt sich benutzen, welche nach erfolgtem Abscheren der Hohlkehle eine pockenartige Reaktion zwischen den benachbarten Oberflächen des drehmomentüber- tragenden Elementes vorsieht.

Obgleich. die zum Abschalten der Brennstoff zufuhr zur Kraftmaschine dienende Steuervorrichtung so dargestellt wurde, dass sie durch den, Schalthebel 10 betätigt werden kann, lässt sich irgendein anderes passendes Ste:uerrnittel auch verwenden.

Der Schalthebel 10 kann am Lagergehäuse. ange bracht sein, das eine axiale Anordnung für eine der beiden Wellen 1, 4 vorsieht.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Abänderung des Ausführungsbeispieles weist das drehmomentübertra- gende Element 3 zylindrische Form auf. Die Teile 3A und. 3C de El--mentes 3 erstrecken sich in Boh rungen 11 und 12, welche in den benachbarten En den der Antriebswelle 1 bzw. der Antriebswelle 4 auslaufen.

Die Bohrungen 11, 12 besitzen jeweils eine Mehr zahl axial verlaufende Keile 13 und 14, welche mit zusammenwirkenden Keilen 15, 16 in Berührung stehen, die rings um die Aussenfläche der Teile 3A und, 3C des; drehmomentübentragenden Elernenees angeordnet sind.

Die kreisrunde Platte 6 ist; am Ende des Teiles 3C des drehmomentübertragenden Ele mentes durch einen Ring von Stellschrauben 17 befestigt, wobei die Platte 6 dazu bestimmt ist, die innere. Federklemme 8 in Nuten 9 festzuhalten, die irr den Keilen 14 ausgebildet sind, welche in Boh rungen 12 der Abtriebswelle 4 ruhen.

Der Teil 3C des Elementes 3 ist daher zu allen Zeiten gegen axiales Verschieben in der Antriebswelle gesichert. Die Hohlkehle 3B erstreckt sich rings um die Ober fläche des direhrnomenttübertragenden Elementes 3 und liegt in einer schräg zur Längsachse des Ele- mentes der laufenden Ebene.

Ein Paar elektrische Kontakte 18 sind in der Bohrung<B>1,1</B> der Antriebs- welle 1 vorgesehen und sind mit einer nicht dar gestelltem Steuervorrichtung verbunden, welche in Betrieb gesetzt werden kann, um die Brennstoff- zufuhr zur nicht gezeigten,

drehenden Maschine ab- zuschalten. Die Wirkungsweise ödes Ausführungsbeispiels ge mäss Fig. 3 entspricht im wesentlichen, derjenigen, welche mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wu:

rd@e. Bei einer plötzlichen 1Jberbelastung von einer der Wellen 1, 4bricht das Drehmomentübertragungs- ,elementi 3 um die schräge Hohlkehle 3B, und der in die Bohrung 11 der Antriebswelle hineinragende Teil 3A dts Elementes 3 bewegt sieh infolge der auftretenden Reaktion zwischen den benachbarten noekenartigen Oberflächen der Teile 3A und: 3C axial der Bohrung 11 entlang.

Da der Teil 3A der Bohrung 11 entlang ragt, so berührt er dfie Kontakte 18, die durch elektrische Betätigung die Brennstoffzufuhr zur nicht gezeigten Maschine un terbrechen.

Bei denn Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4-7 stellt das eine Ende der Welle 1 das genannte Dreh- momentübertragupgselernent 3 dar. Das Element 3 besitzt wiederum eine geschwächte Zone, in. Form einer Nut 3B und ferner einen Teil 3C, der sich in eine Bohrung 20 im einen Ende eines drehenden Abtriebsteil 21 hinein erstreckt.

Der Teil 3C trägt rings um: seine äussere Umfangsfläche eine Mehr zahl Keile 22, welche zusammenwirkende Kerle 23 berühren, die in der Bohrung 20 angeordnet sind. Ein Hebel 24 ist mittels eines Stiftes 25 schwenkbar mit dem Abtrie'bsteil 21 verbundlen, aber wähnend des normalen Laufes der Maschine durch einen Fort- satz 26 des Helbels, der auf einem der Keile 22A aufliegt, daran gehindert, eine Schwenkbewegung aus zuführen.

Eine zurr Abschalten der Maschine betätig bare: Steuereinrichtung weist eine Spindel 27 mit einem Arm 28 auf, welcher beim Bewegen in der durch- den Pfeil 30 angedeuteten Richtung (Feg.. 6 und 7) eine Betätigung der Steuereinrichtung bewirkt.

Beim normalen Betrieb der Maschine überträgt die Welle 1 durch das Drehmomentübertragungs- element 3 und die Keile 22, 23 einem Antrieb auf ,das Abtrie@bsteil 21, wobei der Hebel 24 und die Spindel 27 die in den.

Fig. 4 und 5 gezeigten Lagen einnehmen. Beim Auftreten eines vorbestimmten Überlastungsdirehmomentes bricht jedoch das dreh, momentübertragende Element um die Hohlkehle 3B, und der Teil 3C 'bewegt sich axial der Bohrung 20 entlang.

Beim Vorwärtsbewegen des Teiles 3C ent lang der Bohrung 20 wind. der festhaltende Einfluss des Keiles 22A vom Fortsatz 26 entfernt, und der Hebel 24 bewegt sich unter der Einwirkung von Zentrifugalkraft zu der in den Fig. 6 und 7 ange zeigten Lage, so dass der Hebel bei fortgesetztem Drehen des Teiles 21 in Richtung des Pfeiles 31 auf den Arm 28 der Spindel auftrifft,

um eine Betätigung der Steuereinrichtung der Maschine zu bewirken.

Eine in ununterbrochenen Linien in Fig. 5 ge zeigte Feder 32 kann vorgesehen sein, um dein, Hebel zu der in, Fig. 7 gezeigten Lage zu bewegen, falls Zentrifugalkraft allein nicht genügen sollte.

Bei jedem der beschriebenen Ausführungsbei- spiele ist das Dreh mementübertragunigselement so angeordnet., dass es höher beansprucht wird! als die Teile, mit denen es verbunden ist, und die geschwächte Zone des Dre momentübertragungselementes ist an- geordnet, um bei einem vorbestimmten überlastungs- drehmoment zu brechen.

Die geschwächte Zone kann angeordnet werden, um infolge einer allmäh- lichen überlastung oder auch infolge einer plötzlich erfolgenden Überlastung von einem der Teile zu brechen, und, diese Zone kann in einer Ebene liegen, welche in einem Winkel von 65 bis 80 zur Längs achse des Drehmomentübertragungseilementes ver läuft.

Claims

PATENTANSPRUCH Sicherheitsvorrichtung für eine Umlaufmaschine mit einer Steuereinrichtunig für die Maschine und einem Drehmomentübertragungsele@ment, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Drehmomentübertragungs- element eine geschwächt;

, Zone aufweist, die annä- hernd in einer schräg zur Längschase des Elementes verlaufenden Ebene liegt, und das drehmomentüber- tragende Element beim Auftreten eines vollbestimm ten überlastungsdrehmomentes an der genannten Ebene bricht, um zwei Teile zu bilden,

von denen jeder eine nockenartige Oberfläche besitzt, wobei eine durch. relative Drehung der nockenartigen Ober flächen sich ergebende, axiale Bewegung dazu dient, die genannte Steuereinrichtung in Betrieb zu setzen.

UNTERANSPRüCHE 1. Sicherheitsvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da@ss das Drehmomentüber- tra#gun#gselement eine Hülse ist, welche an den be nachbarten, Enden eines Antriebsteiles und eines Abtriebsteile!s angekeilt eist.

2. Sicherheitsvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmomentniber- tragungseemnent zylindrische Form aufweist und in Bohrungen untergebracht ist, welche in denn benach- barten Enden eines Antriebsteiles undeines. AbtTiebs- teiles ausgebildet sind. 3.

Sichähaitsvorriehtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmonnentüber- tragungselement das eine Endre eines Antriebsteiles des drehenden Teiles ist und einen Teil aufweist, der sich in eine im benachbarten Ende eines Ab triebsteile;

s ausgebildeten Bohrung hinein erstreckt, wobei sich der in der Bohrung hineinerstreckende Teil beim Bruch des Drehmomentübertragungsele- men@tes infolge der relativen Drehung der nocken- artigen Oberflächen axial der Bohrung entlang be wegt, um dadurch die Steuereinrichtung zu -betätigen.