DD272338A1 - Elektromagnetische teleskopkupplung - Google Patents

Abstract

Die elektromagnetische Teleskopkupplung hat die Aufgabe, bei rotatorischen Spann- und Entspannprozessen, bei denen der Spannantrieb und das Spannelement raeumlich getrennt sind, die axiale Vorschubbewegung bis zum Kuppeln von Spannantrieb und Spannelement, die Uebertragung eines Drehmomentes bis zu einem einstellbaren Grenzdrehmoment, das selbsttaetige Entkuppeln sowie die axiale Rueckzugsbewegung durch eine teleskopartige Funktionseinheit zu realisieren.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung Anwendungsgebiet der Irifndung

Di· Irflndung Ut elnsetabar ICr all· automatischen Spann· und Entspannungsprozess«, bal danan das 8pannaltmtnt und dar Spannantrlab rlumllch gatrannt alnd und damit für dan Spann· biw. Entapannvorgang eine Vorschubbewegung, daa Kuppeln von 8pannantrieb und Spannelement, die Übertragung elnea Drehmoment«· für daa Spannen biw. Entapannen Wa tu einem einstellbaren Grenzdrehmomont, da· automatlach« Auskuppeln und eine ROckiugtbewegung erforderlich alnd.

Charakteristik der bekennten teehnlaehen Lotungen

Ee alnd technische Lösungen auf dam Gebiet der Kupplungetechnik bekannt, bei denen die Kupplüngshllften mechanisch ein· und ausrückbar alnd. Verbreitet alnd formschlüssig« Mitnehmerkupplungen die durch Auflaufen elnea mit der Kupplung umlaufenden TeIIa an einen festen Anschlag oder mittels axial beweglicher, nicht drehbarer Ausrückvorrichtung betitigt werden, i.B. Bollenkupplungen, BOrstenkupplungen, Klauenkupplungen oder Drehkellkupptungen. Eine derartig« Lösung wird In WP F16D/206414 beschrieben. Ee sind weiterhin technische Lösungen euf dem Gebiet der Kupplungstechnik bekannt, die radiale und/oder axial« Verseilungen wlhrend dee Betriebes der Kupplung tulessen. Daiu werden gebogene Zwischenstücke, Kupplüngshllften mit gleitend Ineinandergreifenden Zinnen, elastisch« Verbindungsiapfen, Kupplungshllften, die durch In Nuten oder twlschen Zapfen geführt* dolien und dgl. verbunden werden, verwendet, i.B. bei Doppelverzahnungskupplungen, Federstabkupplung·^ Wutstkupr tungen oder der Oldhamkupplung. Es sind technische Lösungen euf dem Gebiet der Kupplungstechnik bekannt, die bei Erreichen elnea Grenidrehmomentea durch Lösen der Verbindung twlschen den Kupplungshilfton ein« Überlastung der Bauteile solbsttltlg verhindern, i. B. Schlupfkupplungen und Überlastungskupplungen.

Ea sind technische Lösungen bekannt, dl« tür Erzeugung einer gradlinigen Bewegung die Umsetzung einer Drehbewegung In die Translation realisieren.

Eine derartige Lösung wird Im WP B 23 B/2272228 beschrieben. Dabei wird eine Drehbewegung über ein Schrauben-Mutternpaar In «in« gegen Verdrehung gesicherte geradlinige Bewegung umgewandelt.

Ea aind technische Lösungen bekannt, bei denen ein Antrieb tunlchat turn anzutreibenden Bauelement transportiert werden muß, bevor «in Kuppeln der Kupplungshllften erfolgen kann, t.B. wenn das anzutreibende Baue'ement im ausgekuppelten Zuatand frei beweglich sein muß.

Derartige technische Lösungen setzen sich allgemein aua drei Hauptbaugruppen zusammen: Vorschubantrieb, Hauptantrieb und Kupplungen Drehmomentenbegrenzung.

Der Vorschub wird mit pneumatischen, hydraulischen oder auch elektromotorischen Antrieben realisiert, wobei meistens der Hauptantrieb mit dem Kupplungsaggregat bewegt werden muß. Der Hauptantrieb dient Ober daa tür Erzeugung bzw. Übertragung dea Drehmomentes for dl« Spannbewegung.

Di« Drehmomentenbegrenzung ermöglicht mechanisch oder Ober eine elektronische Drehmomentenerfassung daa Abschalten des Hauptantriebea bei einem festgelegten maximalem Drehmoment.

Ea wird in der Patentschrift WP F160/3060912 eine Erfindung beschrieben, bei der die vier beschriebenen Funktionen, also Realisierung einer Tranelationabewegung, formschlüssig« Übertragung einea Drehmomentea mittel« ein· und ausrückbaren Kupplungen, drehmomentenabhlngigea Entkuppeln der Kupplungahllften bei einem einstellbaren

-ι- 272318

Orentdrehmoment und Gewlhrlelatung der Funktloneslcherhelt bei größeren axialen und redleler Vereettungen !wischen den

beiden Kupphingehltften, In einem Aggregat vereinigt Und.

DI· genannten technischen Lösungen heben «ton NaehtetL daß aepara'e Antrieb« für den Vorschub des Heuptentriebsbk> <>

biw. für den Heuptenuleb und apetlelle Führungselemente (Or dl· Vorschubbewegung erforderlich sind.

Ander· technische Lesungen lessen sich nur elm ι definiert· Aniahl von Umdrehungen beim Spsnnen tu. Weiterhin werden ellgemein höh· Anforderunger, an dl· Achssymetrle von Spannentrieb und Spennelement· elao für die beiden Kupplungahllften, gestellt

line Ausnahm· bildet dl· In der Patentschrift WP f 160/9060912 beschrieben· Teleskopkupplung. Der Nachteil dieser Lösung

Hegt In der Komplltlerthelt der mechsnleehen Stsuermechsnlsmen (Zweigsperre) und Scheltelemente. Dies· Mechenlsmen

erfordern beim llnsatt In vollautomatischen Protessen einen hohen Wartungeaufwand.

Ziel der Irflndung

Des Ziel der Irflndung besteht derln, einen vollautomatischeren Spannantrieb tu Schelfen, der bei örtlicher Trennung von Spennentrleb und 8pennelement, tunlchat mittels einer exlalen Verechlebung Ober Kupplungselemente Spennentrleb und Spannelement verbindet, die rotierende Spannbewegung bla tu einem Qrerudrohmoment durchführt und mlttele einer eusschlleßllch exielen Verschiebung die Entkupplung und örtlich· Trennung von Spsnnantrleb und 8pennelement reellsten und der leicht herstellbar lat, bei hohem übertragbaren Drehmoment extreme Achaabwelchungen zwischen Spannantrieb und 8pannelement tuUßt und der gegenober bekannten technischen Lösungen einen wesentlich geringeren Wartungs· und Pflegeeufwend beim Einaau In volleutometlslerten Fertlgungsllnlen bei wesentlich höherer Betriebssicherheit eufwelst.

Darlegung dee Weeene der Irflndung Die eleVtromegnetlache Telerkopkupplung hat die Aufgebe, bei rotetorlschen 8pann· und Entspannprozeasen, bei denen der

8pcnnb*trleb und dee 8pennelement rlumllch getrennt aind, die exlale Vorechubbewegung bis turn Kuppeln von 8pennentrleb

und Spannelement, die Übertregung elnee Drehmomentes für des 8pannen bzw. Entspannen bia tu einem elnttellberen maximalen Drehmoment, dee aelbattltlge Entkuppeln sowie die exists ROckiugsbewegung tu realisieren.

Ea wird eine technische Lösung gescheiten die gegenüber bekannten technischen Lösungen bei geringem Reumbederf nur

einen Antrieb tür Reetitlerung aller Funktionen eufwelat, extreme Achsversetiungen zwischen den tu kuppelnden Elementen zullßt und durch den einfachen Aufbau eine außerordentliche Funktionssicherheit bei geringerem Wertungs· und

Pflegeeufwend gewlhrlelstet.

3ee Wesen der Erfindung besteht derln, dsß die eusschlleßllch exlele Vorschubbewegung und die eusachlleßllche Rotation dea

Kb.oplungaeggregetea mittete einer Kombination spezieller, In Reihe engeordneter echssymetrlschor elektromegnetlscher Kupplungen mit verschiedenen rotetlonssymetrischen Bewegungselementen ausschließlich durch daa abwechselnde Zuschslten der elektromegnetlschen Kupplungen ohne die Verwendung mechanischer Steuermechenlsmen realisiert werden. Erfindungsgemlß besteht die elektromognetlsche Teleskopplung aus dem Qehluse, der Im Qehluse gelegenen Antriebswelle

mit dem GewindestOck, dem Im Qehluse gelegenen Adepterring, der am Adepti rring und in der Antriebswelle gelegenen

Antriebswelle mit der Vorschubspindel, dem Kupplungsaggregat und den beiden die Funktionen steuernden dreiteiligen Verbindungskupplungen. Dsbei Ist die Antriebswelle, eis Hohlkörper ausgeführt utid in einem QewlndestOck endend, Im Gehluse eusschlleßllch drehbsr engeordnet. Des AdapterstOck wird außen em Qehluse eusschlleßllch drehbsr gelegen und kann mittels der ersten Verbindungskupplung

mit dem Gehluse und mittels der zweiten Verbindungskupplung mit der Antriebswelle starr gekuppelt werden.

Die Antriebewelle ist gegenüber dem Adepterring susechlleßllch axial beweglich, wobei die exlale Verechlebung der Abtriebewelle bei einer Drehung der Antriebswelle gegenüber dem System Adepterring-Abtriebswelle eine Folge der Wirkverbindung dee QewlndestOckee der Antriebewelle und der Vorschubspindel der Antriebswelle Ist. Erfindungsgemlß realisiert die eine Verbindungskupplung eine rotetlonsverhlndernde Verbindung zwischen Qehluse und Adepterring wodurch der Betriebszustand .Vorschub", d.h. eine axiale Verschiebung der Abtriebswetle gegenober dem Adepterring und dem Qehluse, ermöglicht wird. Die zweite Verbindungskupplung bewirkt eine rotetlonsverhindernde Verbindung zwischen Adepterring und Antriebsspindel

zur Realisierung des Betriebszustandes .Spannen", d. h. Rotation dee Adapterringes mit Antriebssplndel und

Kupplungselementen gegenüber dem Gehluse. Die Schaltfunktionen werden für dee Umschalten „Vorechub-Spennen" durch am Qehluse angebrechte elektrische bzw.

elektronische Funktlonselemente ausgelöst.

FOr den grenzdrehmomentenebhlnglgen Umschaltvorgeng .Spsnnen-Vorschub" wird die Scheltfunktion vorzugsweise durch

eine elektronische DrehmomentenOberwechung oder ein von den Kupplungselementen In Abhlngigkeit vom anliegenden

Drehmoment gesteuertes, axial verschlebllchee Schiebestock realisiert. Zur Übertregung des Drehmomentes vom Kupplungskopf auf dae Spennelement besitzt der Kupplungskopf vorzugsweise mehrere federkraftbelestete, sowohl axial

verschlebliche eis auch drehbare Mitnehmerbolzen, wlhrend daa Spannelement eine mit sternförmigen Rippen versehende

Mitnehmerscheibe besitzen muß. Bei einem Auftreffen der Mitnehmerbolzen im Betriebszustand .Vorschub" auf die Rippen der Mitnehmerscheibe sind sie somit

gegen die Federkraft In den Kupplungsgrundkörper versenkbar. Im Betriebszustand .Spannen" resten dio Mitnehmerbolzen in die Mitnehmerscheibe ein.

-ι- 272138

AusfOhningebelaplel Im AusfOhrungsbelsplol toll ein« neuentwkkelte elektromagnetische Teleikopkupplung ·Ι· Element »In·» komplexen Nachbearbeltungitirecke Im Rahmen der Herstellung von Rohren au· glatfiserverstlrkten ungealttlgten Polyeeterharf en

erllutert werden.

Dit Teleekopkunplung wird IQr da· Spannen der In der Nechbeerbeltungutrecke Integrierten Spannfutter benötigt. Im Spannfutter elnd die for dee Spannen erforderlichen Bewegungielemente untergebracht, die nach außen durch die mh

sternförmigen Rippen vereehene Mitnehmerscheibe abgeschlossen werden. Die Mitnehmerichelbe lluft wlhrend der

Bearbeitung elnea Eneugnluea mit um. FOr da· Spannen und Intapannen wird ale In eine definierte Stellung gegenober der

feststehenden Teleskopkupplung gebracht. Der Kupplungikopf muß für daa 8pannen biw. Kntapanneh bla an die

Mltnehmertchelbe geführt und denn eingekuppelt werden. De· Gehluae der elektromagnetischen Teleskopkupplung bleibt dabei orufett mit dem Orundgeitell de· Spannfutter·

verbunden.

Da· ortsfeste Qohlute 1 trlgt alle Punktlontelemente und In Ihm sind die Antrieb·· und Kuppelelemente unt »gebracht. Die ImQehluM 1 mittel· Radlalrlllenkugellagern gelagerte ientrale Antrlebiiplndel 2 Ut hohl aufgeführt und beiltit an ihrem Ende

ein Innenllegendee GewlndeitOck.

Außen em Qehlute lit der Adapterring 4 mittel· Radlalrlllenkugellegern drehbar angeordnet. Zwei mit Ihren Grundplatten am Qehluie befestigten ElektromegneHemellenkupplungen vom Typ 3 KL ermöglichen elneraelte da· Ankuppeln de· Adapterringe· 4 an daa Qihlu·· 1 (Kupplung A) und indinilti da· Ankuppeln de· Adtpterrlnges 4 an die Antrlebupinoel 2

(Kupplung B).

Außen beiitit der Adapterring axial· FOhrunginuten B. Die·· FQhrunginuten gewlhrleliten In Wirkverbindung mh den FOhrunginaien β der Abtrlebiwelle 7 die auiichlleQllch axiale Beweglichkeit de· topfartigen Oberwurf· 8 der Abtriebswelle 7

gegenüber dem Adapterring 4.

Die Abtrlebawelle beiltat en ihrem oberen Ende eine Gewindespindel mit einem FOhrungikopf 9. Der FOhrungikopf 9 lluft die Abtrlebf welle tentrlerend In der hohlen Antriebswelle 2, und die Spindel iteht In Wirkverbindung mit dem OewlndeitOck der Antrlebiwelle 2. Am unteren Ende der Abtrlebiwelle lit der ipeilell·, Im Patent WP F t6D/3060912 betchrlebene Kupplungikopf lOengebracht,

der mittel· ielner verienkbaren Mltnehmerbolten 11 die Verbindung tu der Mitnehmerscheibe des Spannfutter· herateilt.

Beim Betrieb der elektromagnetischen Teleskopkupplung wird tunlchst die Funktion .Vorschub" benötigt. Daiu wird mittels der Kupplung A eine Relativbewegung dea Adapterrlngee 4 gegt.tOber dem Qehluse 1 unterbunden. Durch die Drehung der Antriebswelle wird Infolge der Verdrehung des Gewindestuckes der Antrlebiiplndel 2 gegenüber der 8plndel der Abtrlebiwelle 7 eine auiichlleßlich axiale Bewegung de· Kupplungikopf·· der Abtrietawelle gegenober dein Adapterring und

damit gegenüber dem Gehlute realisiert.

Öle Funktion .Vorschub" wird nach dem Einkuppeln durch das Betitigen eines Endschalters abgebrochen. Die Funktion .Spannen" wird mit dem Kuppeln von Antriebswelle 2 und Abtriebswelle 7 mittels Kupplung B eingeleitet. Die Drehbewegung der Antriebswelle 2 wird direkt en die Abtriebswelle 7 und damit an den Kupplungskopf 10 Obergeben, eine

axiale Verschiebung der Abtriebswelle 7 Ist ausgeschlossen. Mit dem Erreichen eines Grenzdrehmomentes wird infolge einer drehmomentenabhlnglgken exlalen Verschiebung eines Schiebestockes im Kupplungskopf ein Schaltbefehl ausgelöst.

Das Entspannen biw. die ROckiugbewegung werden durch ein Umsteuern de· Drehsinns dor Antriebswelle 2 ermöglich!.

Claims (4)

1. -ι- 272118

   Patentanspruch;

   1. Elektromagnetische Teleskopkupplung, bestehend aui dtn aehssy metrischen Bauteilen Gehluse, dtr zentralen Antriebswelle, dam Adapterring, dar Abtrlabiwalla. dam Kupplungskopf und iwal Verbindungskupplungen, gekennzeichnet dadurch, daft dia Antriebswelle (2) am Qahluia O) und dar Adaptarrlng (4) außen Im Qahluia (1) aohiiymmatrlieh und «ι inch 11 till Ich drehbar angeordnet sind, dia Antrlabiwalla (?) relativ ium Adapterring C) ausschließlich axial vertohleblloh, aber gegenüber der Antriebswelle (2) bzw. gegenQi-tr c'em Gehluie (1) sowohl axial verschieblieh als auch verdrehbar Ist und eine Verbindungskupplung (A) die Wirkverbindung !wischen dem Adapterring (4) und dem QehBuse (1) und eine iwelte Verbindungskupplung (B) die Wirkverbindung !wischen dem Adapterring (4) und der Antriebswelle (7) realisieren.
2. 2. Elektromagnetische Teleskopkupplung ncch Anspruch 1, gekenmelehnet dadurch, daß die Abtriebswelle (7) einen topfertigen Teil (9) besitzt, der mit seinen POhrungsnasen (6) In FOhrungsnuten (6) des Adapterringe· ausschließlich axial läuft und durch dlaFOhrungsnasan (6) gegenüber dem Adapterring (4) zentriert wird.
3. 3. Elektromagnetische Teleskopkupplung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Abtriebswelle (7) Ober eine Gewindespindel mit dem QewindestOck O) der Antriebswelle (7) In dem Hohlwellenberelch der Antriebswelle (2) zentrierend In Wirkverbindung steht.
4. 4. Elektromagnetische Teleskopkupplung nach Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehbewegung der Antriebswelle (2) Ober die Verbindungskupplung (A) In eine ausschließlich axiale Bewegung Her Abtriebswelle (7) und Ober die Verbindungskupplung (B) in eine ausschließliche Drehbewegung der Abtriebswelle (7) umgewandelt wird.