DE10143583A1

DE10143583A1 - Sicherheitskupplung

Info

Publication number: DE10143583A1
Application number: DE10143583A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rimpel
Original assignee: R+W Antriebselemente GmbH
Current assignee: R+W Antriebselemente GmbH
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2003-03-20
Anticipated expiration: 2021-09-06
Also published as: DE10143583B4

Abstract

Sicherheitskupplung mit einer treibenden (8) und einer angetriebenen Kupplungshälfte (9), die beide um dieselbe Drehachse drehbar sind, mit federbelasteten Rastkörpern, die in Einrastvertiefungen einer Kupplungshälfte eingreifen, wobei DOLLAR A die Rastkörper an einem Schaltring (2) angeordnet sind, der durch ein Schaltelement (1) radial senkrecht zur Drehachse verschiebbar ist, und wobei am Schaltring (2) Schaltkörper (3) angeordnet sind, die im radial verschobenen Zustand des Schaltrings (2) aus Schaltnockenvertiefungen (4) außer Eingriff kommen und den Schaltring (2) axial verschieben (Figur 1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
In der DE 44 13 427 A1 sind verschiedene Typen von Sicherheitskupplungen beschrieben, die mit Kugeln oder Stiften als Rastkörpern arbeiten. Dem Anmeldungsgegenstand soll die Aufgabe zugrunde liegen, eine Kupplung zu schaffen, die sowohl als Überlastkupplung arbeitet als auch durch äußere Einwirkung, vorzugsweise automatisch, ein- und auszukuppeln ist. Dabei soll gemäß Patentanspruch 1 eines der beiden kuppelnden Elemente durch die äußere Einwirkung in Achs- oder Schrägrichtung verschiebbar sein. In dem Dokument finden sich keinerlei Angaben, auf welche Weise diese Verschiebung bewirkt werden soll.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Sicherheitskupplung zu schaffen, die einfach, schnell und sicher auch bei Ausfall der Energieversorgung bzw. der Antriebsenergie mechanisch und/oder manuell ausgekuppelt werden kann, und zwar während des Stillstands.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Sicherheitskupplung gemäß dem Anspruch 1 mit den im kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmalen. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wieder.
Die erfindungsgemäße Sicherheitskupplung enthält einen Schaltring, der in senkrechter Richtung zur Drehachse der Kupplung, also padial verschiebbar ist. Dieser Schaltring wird durch ein Schaltelement, beispielsweise in Form eines Stiftes, oder auch eire Schraube, radial verschoben. Der Schaltring enthält Schaltkörper, die im eingekuppelten Zustand in Schaltnockenvertiefungen einrasten und bei der radialen Verschiebung des Schaltrings aus den Schaltnockenvertiefungen außer Eingriff kommen und den Schaltring axial verschieben. Das Schaltelement, daß beispielsweise ein Schaltstift sein kann, kann-z. B. durch einen Nockenhebel am äußeren Gehäuse der Sicherheitskupplung radial verschoben werden und dadurch die radiale Verschiebung des Schaltrings bewirken. Als Schaltelement können auch andere durch das Gehäuse der Sicherheitskupplung geführte Elemente dienen, so beispielsweise Schrauben oder Zughebel. Sie können auch hydraulisch betätigt werden.
Die übrigen Bestandteile der Sicherheitskupplung können aus dem Stand der Technik bekannte Bestandteile sein, so beispielsweise die angetriebene oder treibende Kupplungshälfte und die Rastkörper sowie die Federn, die die Rastkörper beaufschlagen.
Die Federkraft kann durch Teller- oder Schraubenfedern erzeugt werden, oder auch pneumatisch, elektrisch oder hydraulisch.
Die einzelnen Bestandteile der Sicherheitskupplung können so angeordnet werden, daß die Kupplung bei der Rückverschiebung des Schaltrings in die achsymmetrische zentrale wieder eingekuppelte Lage selbsttätig wieder einrastet. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß der Axialbewegungsweg des Schaltrings größer ist als der Schaltweg der Sicherheitskupplung in der axialen Richtung. Durch entsprechende Dimensionierung der Schaltkörper des Schaltrings und der Schaltkörpervertiefungen im Verhältnis zur Dimensionierung der Rastkörper und der Einrastvertiefungen wird dies erreicht.
Die Schaltkörper des Schaltrings können aus Schaltnocken bestehen, die am Schaltring angeordnet sind. Es können auch Kugeln sein, die in Vertiefungen des Schaltrings gelagert sind.
Die erfindungsgemäße Sicherheitskupplung ist insbesondere zum Einsatz in Roboterantrieben gedacht. Kommt der Antrieb zum Stillstand, beispielsweise durch Stromausfall, Motor- oder Getriebeschaden, so kann mit dieser Kupplung die An- und Abtriebsseite bleibend getrennt werden. Der Roboterarm kann so gelöst und aus dem Gefahrenbereich geschwenkt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figurenbeschreibung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Sicherheitskupplung im eingekuppelten Zustand;
Fig. 2 die gleiche Sicherheitskupplung im ausgekuppelten Zustand mit radial verschobenem Schaltring;
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Schaltkörpers der Fig. 1 und 2 im eingekuppeltem und ausgekuppeltem Zustand;
Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung eines Rastkörpers der Fig. 1 und 2 im eingekuppeltem und ausgekuppeltem Zustand.
Fig. 5 eine Darstellung des zentriert liegenden Schaltrings in eingekuppeltem Zustand sowie im radial verschobenen ausgekuppeltem Zustand.
In Fig. 1 ist die Sicherheitskupplung im eingekuppelten Zustand dargestellt. Das treibende Kupplungsteil 8 ist über ein Übersetzungsgetriebe 13, beispielsweise ein Harmonic-Drive-Getriebe, an einen Antrieb 14 gekoppelt. Das treibende Kupplungsteil 8 enthält Bohrungen 15, in denen Federn 15 gelagert sind, die den Schaltring 2 beaufschlagen, der in einer Nut 16 am äußeren Umfang des treibenden Kupplungsteils 8 gelagert ist.
Am Schaltring 2 sind Schaltkörper 3 in Form von Schalnocken angeordnet, die im eingekuppelten Zustand in Schaltnockenvertiefungen 4 eingreifen, die am seitlichen Rand der Nut 16 angeordnet sind. Der seitliche Rand der Nut enthält ferner durchgehende Bohrungen 17, die zur Aufnahme von Rastkörpern in Form von Kugeln 6 dienen, die von dem durch Federn 5 beaufschlagten Schaltring 2 in den Bohrungen 17 gehalten werden. Die Kugeln 6 werden im eingekuppelten Zustand durch den federbelasteten Schaltring 2 durch die Bohrungen 17 hindurch in Einrastvertiefungen 7 gedrückt, die im angetriebenen Kupplungsteil 9 angeordnet sind.
Im äußeren Gehäuse 10 der Sicherheitskupplung ist ein radialer Schaltstift 1 angeordnet, der am äußeren Rand des Schaltrings 2 eingreift und diesen beim Eindrücken radial verschiebt. Der Schaltstift 1 wird durch einen Nockenhebel 18 betätigt. Beim Druck auf den Schaltstift 1 vermittels des Nockenhebels 18 wird der Schaltring 2 in radialer Richtung verschoben und dadurch aus seiner zentrierten Stellung herausgerückt. Dadurch treten die Schaltkörper 3 außer Eingriff mit den Schaltnockenvertiefungen 4 und der Schaltring wird um eine Strecke, die der Höhe, der Schaltkörper entspricht, in axialer Richtung bewegt. Dadurch kommen die Kugeln 6 aus den Einrastvertiefungen 7 frei und die Sicherheitskupplung ist ausgekuppelt, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Ein selbsttätiges Einrasten der Kupplung nach dem Wiedereinkuppeln ist dann gewährleistet, wenn der Axialbewegungsweg AS des Schaltkörpers, der seiner aus dem Schaltring 2 herausragenden Höhe entspricht, größer ist als der Schaltweg SS der Sicherheitskupplung (Siehe Fig. 3 und 4).
Die Fig. 3 zeigt die Funktion des Schaltkörpers 3 im eingekuppelten und ausgekuppeltem Zustand. Im eingekuppeltem Zustand greift der Schaltkörper 3 in die Schaltnockenvertiefung 4 ein, der Schaltring 2 liegt an den Kugeln 6 an, die in die Einrastvertiefungen 7 eingreifen, die im angetriebenen Kupplungsteil 9 angeordnet sind (siehe Fig. 4).
Wird durch den Nockenhebel 18 ein radialer Druck auf den Schaltstift 1 ausgeübt, so wird der am Schaltstift 1 anliegende Teil des Schaltrings 2 radial zur Achsmitte hin verschoben, der Schaltkörper 3 tritt außer Eingriff mit der Schaltnockenvertiefung 4 und der Schaltring wird axial verschoben, sodaß die Kugeln 6 durch den axial verschobenen Schaltring 2 nicht mehr federbeaufschlagt sind und außer Eingriff mit den Einrastvertiefungen 7 treten. Dadurch wird die Sicherheitskupplung ausgekuppelt.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform eines Nockenhebels 18, der durch Umlegen des Nockenhebels 18 vom Gehäuse 10 weg mit dem Nocken 11 auf den Schaltstift 1 einen Druck in radialer Richtung ausübt und dadurch den Schaltring 2 radial verschiebt.

Claims

1. Sicherheitskupplung mit einer treibenden (8) und einer angetriebenen Kupplungshälfte (9), die beide um dieselbe Drehachse (A) drehbar sind, mit federbelasteten Rastkörpern (6), die in Einrastvertiefungen (7) einer Kupplungshälfte eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkörper (6) an einem Schaltring (2) angeordnet sind, der durch ein Schaltelement (1) radial senkrecht zur Drehachse (A) verschiebbar ist, und wobei am Schaltring (2) Schaltkörper (3) angeordnet sind, die im radial verschobenen Zustand des Schaltrings (2) aus Schaltnockenvertiefungen (4) außer Eingriff kommen und den Schaltring (2) axial verschieben.

2. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (1) ein Schaltstift ist.

3. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkörper (6) aus Kugeln bestehen.

4. Sicherheitskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (2) in der treibenden Kupplungshälfte (8) angeordnet ist.

5. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialbewegungsweg AS des Schaltrings (2) größer ist als der Schaltweg SS der Sicherheitskupplung in axialer Richtung.

6. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (1) aus einer Schraube besteht.

7. Sicherheitskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (1) mit einem Nockenhebel ( ) betätigt wird.

8. Sicherheitskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (1) mit einem Hydraulikzylinder betätigt wird.

9. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der treibende Kupplungshälfte (8) ein Harmonic-Drive-Getriebe angeordnet ist.