DE102004031693A1 - Mechanical overload clutch, has axially non-displaceable and displaceable clutch parts, and receiver sending offset signal as function of distance of component of sensor from latter clutch part to indicate switching status of clutch - Google Patents

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Abstract

The clutch has an axially non-displaceable clutch part and an axially displaceable clutch part. A releasing mechanism axially shifts the latter clutch part in relation to the former clutch part in case of overload. A solenoid (3) is provided and a receiver sends an offset signal as a function of distance of a component of a sensor from the latter clutch part to indicate switching status of the clutch. An independent claim is also included for a method for determining an overload situation in an overload clutch.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mechanische Überlast-Kupplungen mit einem beim Auftreten von Überlast axial verschieblichen Kupplungsteil bzw. Schaltring mit einem mechanischen oder induktiven Sensor zur Ermittlung des Schaltzustandes der Kupplung.The The present invention relates to mechanical overload clutches having a when overload occurs axially displaceable coupling part or switching ring with a mechanical or inductive sensor for determining the switching state of the clutch.

Mechanische Überlastkupplungen der meisten gebräuchlichen Bauarten haben die Eigenschaft, daß beim Auftreten einer Überlast ein Ring auf der Kupplung um einen bestimmten Weg (Hub) in axialer Richtung verschoben wird. Zur Überwachung des Schaltzustandes der Überlastkupplung werden extern angebrachte Sensoren (mechanische Schalter oder induktive Näherungsschalter) verwendet, die die Verschiebung des Rings feststellen und damit eine Überlast im Antriebsstrang erkennen. Somit kann der Antrieb abgeschaltet und Schaden vermieden werden.Mechanical overload clutches most in use Types have the property that when overload occurs a ring on the coupling around a certain distance (stroke) in the axial direction is moved. For monitoring the switching state of the overload clutch be externally mounted sensors (mechanical switches or inductive Proximity switch) used, which determine the displacement of the ring and thus an overload recognize in the drive train. Thus, the drive can be switched off and damage can be avoided.

Probleme treten auf, wenn bei Planlauffehlern der Kupplung oder axialer Verschiebung der Welle, auf der die Kupplung montiert ist (Lagerspiel, Wärmedehnung) Zustände eintreten können, bei denen der Schaltpunkt des externen Sen sors nicht mehr stimmt und so eine tatsächlich auftretende Überlast nicht mehr erkannt wird oder irrtümlich eine Überlast abgefühlt wird, wo gar keine vorhanden ist.issues occur when, in case of run-out errors of the coupling or axial displacement the shaft on which the coupling is mounted (bearing clearance, thermal expansion) conditions can enter where the switching point of the external Sen sors no longer true and one actually occurring overload is no longer recognized or mistakenly an overload is sensed, where none is available.

Hiernach ist es die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, bei den in Rede stehenden mechanischen Überlastkupplungen das Abfühlen des Schaltzustandes der Kupplung unabhängig zu machen von irgendwelchen zufällig bestimmten Einflüssen auf die tatsächlich axiale Position oder Gesamtkupplung bzw. des darauf befindlichen Schaltringes.hereafter it is the object underlying the present invention, at the mechanical overload clutches in question the sensing of the Switching state of the clutch to make independent of any fortuitously certain influences to the actual axial position or total clutch or the one located thereon Switching ring.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination gelöst. Diese Lösung hat gegenüber den bekannten Anordnungen zur Überwachung des Schaltzustandes einer Überlastkupplung den besonderen Vorteil, dass unabhängig von der axialen Lage durch Wärmedehnung, Lagerspiel o. ä. eine sichere Abschaltung erfolgt ohne aufwändige Justierarbeiten des Schalters bzw. Sensors.These The object is achieved by the feature combination specified in claim 1 solved. This solution has opposite the known arrangements for monitoring the switching state of an overload clutch the particular advantage that regardless of the axial position by Thermal expansion, Bearing game o. Ä. a safe shutdown takes place without time-consuming adjustments of the switch or sensors.

Mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abtastung des Überlastfalles werden anhand der beigefügten Zeichnung erläutert, wobei die eigentliche mechanische Kupplung, die im Schnittbild gezeigt ist, schon seit längerem zum bekannten Stand der Technik gehört.Several embodiments the scanning according to the invention of the overload case are based on the attached Drawing explained, being the actual mechanical coupling, shown in the sectional view is, for a long time belongs to the known state of the art.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet einen induktiv arbeitenden Transponder gleichzeitig zur Übertragung des Signals des Schaltzustandes der Überlastkupplung und zur Messung des Schaltzustandes. Eine Transponder-Anordnung besteht aus einem passiven Mobilteil 2 und einem stationären Sende-Lesegerät 1. Das Mobilteil 2 wird hier als passiv bezeichnet, weil es keine Spannungsquelle zur Stromversorgung hat. Das Sende-Lesegerät 1 hat eine Spannungsquelle. Es sendet induktiv Signale, die vom passiven Mobilteil 2 empfangen werden. Dadurch wird im passiven Mobilteil 2 genug Strom induziert, daß die Eleketronik des passiven Mobilteils 2 arbeiten kann und ein definiertes Antwortsignal an das Sende-Lesegerät zurücksenden kann.A preferred embodiment of the present invention uses an inductively operating transponder simultaneously for transmitting the signal of the switching state of the overload clutch and for measuring the switching state. A transponder arrangement consists of a passive handset 2 and a stationary transceiver 1 , The handset 2 is here referred to as passive, because it has no power source for power. The transceiver 1 has a voltage source. It inductively transmits signals from the passive handset 2 be received. This will be in the passive handset 2 enough electricity induced that the electronics of the passive handset 2 can work and send back a defined response signal to the transceiver.

Das passive Mobilteil 2 ist auf der Überlastkupplung fest montiert, das Sende-Lesegerät 1 ist in der Nähe der Überlastkupplung ortsfest montiert, so daß eine Signalübertragung zwischen den beiden Teilen des Transponders stattfindet.The passive handset 2 is permanently mounted on the overload clutch, the transceiver 1 is mounted stationary in the vicinity of the overload clutch, so that a signal transmission between the two parts of the transponder takes place.

Das Sende-Lesegerät 1 sendet elektromagnetische Wellen (Signale) aus. Diese elektromagnetischen Wellen werden von dem passiven Mobilteil 2 empfangen und induzieren dort Strom, so daß die Elektronik des Mobilteiles arbeitet und eine Antwort an das Sende-Lesegerät 1 zurücksenden kann. Solange diese Antworten kommen, ist die Kupplung nicht ausgerastet. Findet nun eine Ausrastung der Kupplung statt, wird diese das passive Mobilteil 2 verändern. Diese Veränderung kann durch Abschirmung der Antenne, Verstimmung der Antenne, Entfernen oder Nähern einer anderen Spule (Teil 3) stattfinden. Durch diese Veränderung des passiven Mobilteils 2 wird verhindert, daß das passive Mobilteil 2 eine Antwort an das Sende-Lesegerät 1 geben kann. Dieses Fehlen der Antwort wird dann im Sende-Lesegerät 1 als Signal für die Abschaltung des Antriebes genommen.The transceiver 1 emits electromagnetic waves (signals). These electromagnetic waves are from the passive handset 2 receive and induce power there, so that the electronics of the handset works and a response to the transceiver 1 can resend. As long as these answers come, the clutch is not disengaged. If a disengagement of the clutch now takes place, this becomes the passive handset 2 change. This change can be achieved by shielding the antenna, detuning the antenna, removing or approaching another coil (part 3 ) occur. Through this change of the passive handset 2 will prevent the passive handset 2 a reply to the transceiver 1 can give. This lack of response is then in the transceiver 1 taken as a signal for the shutdown of the drive.

Beim Eintreten einer Überlast wird also die Signalübertragung im Transponder deaktiviert. Dazu sind hiernach mehrere Möglichkeiten denkbar:
Die Antenne des passiven Mobilteils 2 kann durch eine Abschirmung verdeckt werden, so daß die induktive Signalübertragung zum Sende-Lesegerät 1 nicht mehr stattfinden kann.When an overload occurs so the signal transmission is disabled in the transponder. For this purpose, several possibilities are conceivable:
The antenna of the passive handset 2 can be covered by a shield, so that the inductive signal transmission to the transceiver 1 can not take place anymore.

Die Antenne des passiven Mobilteils 2 kann andrerseits durch verschiedene Maßnahmen verstimmt werden. Es können verschiedene elektrische Elemente (Induktivitäten, Kapazitäten, Widerstände) parallel zur Antenne des passiven Mobilteils geschaltet werden, so daß sich die Resonanzfrequenz des passiven Mobilteils verändert und keine Signalübertragung mehr stattfindet. Das Zuschalten dieser Elemente erfolgt über einen mechanischen Schalter (siehe unten).The antenna of the passive handset 2 On the other hand, it can be detuned by various measures. Various electrical elements (inductors, capacitors, resistors) can be connected in parallel with the antenna of the passive handset so that the resonant frequency of the passive handset changes and no signal transmission takes place. These elements are connected via a mechanical switch (see below).

Ein Verstimmen der Antenne des passiven Mobilteils des Sende-Lesegeräts kann auch über ein berührungsloses Annähern einer zweiten Spule 3 an die Antennenspule des passiven Mobilteils 2 des Sende-Lesegeräts erfolgen.A detuning of the antenna of the passive handset of the transceiver may also be via a non-contact approach of a second coil 3 to the antenna coil of the passive handset 2 of the transmitter-reader.

Eine weitere denkbare Ausführung der Erfindung besteht darin, einen mechanischen Schalter zur Erkennung der Überlast durch Messung der Axialverschiebung des Rings auf der Kupplung zu verwenden. Sie unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, daß der Schalter auf der Überlastkupplung fest montiert ist und somit nicht mehr durch Planlauffehler der Überlastkupplung oder Axialverschiebung der Welle gestört wird. Die Signalübertragung vom mit der Überlastkupplung mitrotierenden Schalter zur Maschinensteuerung geschieht berührungslos mit einer Transpondereinheit. Das Sende-Lesegerät 1 wird in der Nähe der Überlastkupplung stationär montiert, das passive Mobilteil 2 des Transponders befindet sich auf der Überlastkupplung. Der mechanische Schalter unterbricht bei Überlast die Antenne des passiven Mobilteils, so daß die Singalverbindung zum Sende-Lesegerät 1 unterbrochen wird, was dann als Überlast interpretiert wird.Another conceivable embodiment of the invention is to use a mechanical switch for detecting the overload by measuring the axial displacement of the ring on the coupling. It differs from the prior art in that the switch is permanently mounted on the overload clutch and thus is no longer disturbed by runout of the overload clutch or axial displacement of the shaft. The signal transmission from the co-rotating with the overload clutch switch for machine control is done contactlessly with a transponder unit. The transceiver 1 is mounted stationary near the overload clutch, the passive handset 2 of the transponder is located on the overload clutch. The mechanical switch interrupts the antenna of the passive handset in case of overload, so that the signal connection to the transceiver 1 is interrupted, which is then interpreted as an overload.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der sicheren Funktion des Sensors unabhängig von Planlauffehlern und Axialverschiebungen der Kupplung, sowie in der vereinfachten Montage beim Einbau der Überlastkupplung in eine Maschine oder Anlage, bei der kein Sensor im Zehntelmillimeterbereich bezüglich des richtigen Schaltpunkts justiert werden muß.Of the Advantage of the invention lies in the safe operation of the sensor independently of run-out errors and axial displacements of the coupling, as well in the simplified assembly when installing the overload clutch in a machine or installation in which no sensor in the tenth of a millimeter range with respect to correct switching point must be adjusted.

11
Sende-LesegerätTransmitting reader
22
passives Mobilteilpassive handset
33
SpuleKitchen sink
44
Ringring

Claims (13)

Mechanische Überlastkupplung mit: – einem ersten drehbaren, axial unverschieblichen Kuppltngsteil; – einem zweiten drehbaren, axial verschieblichen Kupplungsteil; – einem Ausrastmechanismus zum axialen Versetzen des zweiten Kupplungsteils im Verhältnis zum ersten Kupplungsteil beim Auftreten einer Überlast, und – einem Sensor zum Feststellen des Ein-/Ausrückzustandes der Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine auf einem der drehbaren Kupplungsteile angeordnete Komponente umfaßt, die ein Abstandssignal an einen von der Überlastkupplung entfernten Empfänger sendet in Abhängigkeit von dem Abstand der Komponente von dem anderen drehbaren Kupplungsteil und so den Schaltzustand der Kupplung anzeigt.Mechanical overload clutch comprising: - a first rotatable, axially immovable Kuppltngsteil; A second rotatable, axially displaceable coupling part; - A release mechanism for axially displacing the second coupling part relative to the first coupling part in the event of an overload, and - a sensor for detecting the on / Ausrückzustandes of the clutch, characterized in that the sensor comprises a disposed on one of the rotatable coupling parts component which a distance signal to a receiver remote from the overload clutch transmits in response to the distance of the component from the other rotatable coupling part, thus indicating the switching state of the clutch. Mechanische Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente zusammen mit dem entfernten Empfänger und einem zugeordneten Sender eine Transponder-Anordnung ausbildet, bei der die Komponente ein Abfrage-Signal vom Sender erhält und mit dem Abstands-Signal (ein 1 oder 0 Signal) antwortet.Mechanical overload clutch according to claim 1, characterized in that the component together with the remote receiver and an associated transmitter forms a transponder arrangement, in which the component receives a query signal from the sender and with the distance signal (a 1 or 0 signal) responds. Mechanische Überlastkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente mit Energie vom Sender betrieben wird.Mechanical overload clutch according to claim 2, characterized in that the component with energy is operated by the transmitter. Mechanische Überlastkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands-Zunahme des anderen Kupplungsteils von der Komponente a) entweder ein Signal deaktiviert, das an den entfernten Empfänger übertragen wird, wenn das andere drehbare Kupplungsteil sich von der Komponente entfernt, b) oder ein Signal aktiviert, wenn das andere drehbare Kupplungsteil sich von der Komponente entfernt.Mechanical overload clutch according to claim 2 or 3, characterized in that the distance increase the other coupling part of the component a) either one Signal that is transmitted to the remote receiver, if the other one rotatable coupling part away from the component, b) or a signal activated when the other rotatable coupling part away from the component. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Deaktivieren der Signalübertragung durch ein Abschirmen der Antenne der Komponente bzw. das Aktivieren der Signalübertragung durch Wegnehmen einer Abschirmung erreicht wird.Overload clutch according to claim 4, characterized in that the deactivation of the signal transmission by shielding the antenna of the component or activating the signal transmission is achieved by removing a shield. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Deaktivierung der Signalübertragung des Transponders durch ein Verstimmen der Antenne des passiven Mobilteils erreicht wird.Overload clutch according to claim 4, characterized in that the deactivation of the signal transmission of the transponder by detuning the antenna of the passive handset is reached. Überlastkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstimmung der Antenne der Komponente durch Parallelschalten eines zusätzlichen elektrischen Elements (Widerstand, Kondensator, Spule) zur Antenne der Komponente erreicht wird.Overload clutch according to claim 6, characterized in that the detuning of the antenna Component by parallel connection of an additional electrical element (Resistor, capacitor, coil) to the antenna of the component achieved becomes. Überlastkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstimmung der Antenne der Komponente durch Veränderung des Abstands zwischen der Antenne der Komponente und einer sich in der Nähe befindlichen Spule erreicht wird.Overload clutch according to claim 6, characterized in that the detuning of the antenna Component through change the distance between the antenna of the component and a near is reached coil. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder nur ein einfaches Signal (z.B. seine Seriennummer) überträgt.Overload clutch according to one of claims 2 to 8, characterized in that the transponder is a simple one Transmits signal (e.g., its serial number). Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Komponente des Transponders Daten der Überlastkupp lung gespeichert sind, wie z. B. Seriennummer der Kupplung, Einstellwerte bei Montage, Produktionsdatum, Wartungsintervalle, Anzahl der eingetretenen Überlastfälle.Overload clutch according to one of claims 1 to 5, characterized in that data of the Überlastkupp development are stored on the component of the transponder, such. B. serial number of Clutch, setting values during assembly, production date, maintenance intervals, number of overloads incurred. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanischer Schalter, der fest auf der Überlastkupplung montiert ist, die Antenne der Komponente des Transponders unterbricht und so die Signalübertragung unterbricht.Overload clutch according to claim 4, characterized in that a mechanical switch, the stuck on the overload clutch is mounted, the antenna of the component of the transponder interrupts and so the signal transmission interrupts. Mechanische Überlastkupplung mit einem beim Auftreten von Überlast axial verschieblichen Kupplungsteil bzw. Schaltring und mit einem Sensor zur Erkennung der Überlast, dadurch gekennzeichnet daß der Sensor als induktiv arbeitender Transponder ausgeführt ist, dessen passives Mobilteil auf der Kupplung befestigt ist, und daß ein dazugehöriges Transponder-Lesegerät in der Nähe der Kupplung befestigt ist, wobei die Signalübertragung zwischen Lesegerät und passivem Mobilteil des Transponders je nach Schaltzustand der Überlastkupplung aktiviert oder deaktiviert wird.Mechanical overload clutch with a when overload occurs axially displaceable coupling part or switching ring and with a Sensor for detecting the overload, characterized in that the Sensor is designed as an inductively operating transponder, whose passive handset is mounted on the clutch, and that an associated transponder reader in the Near the Coupling is fastened, whereby the signal transmission between reader and passive Handset of the transponder activated depending on the switching state of the overload clutch or disabled. Verfahren zum Erkennen einer Überlastsituation in einer Überlastkupplung, die durch die axiale Verschiebung eines drehbaren, axial verschieblichen Kupplungsteils im Verhältnis zu einem drehbaren axial unverschieblichen Kupplungsteil mechanisch ausrastet, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Abfühlen einer Überlastsituation durch Abfühlen des Abstandes der Kupplungsteile zueinander durch Verwendung eines Detektors, der auf einem der Kupplungsteile angeordnet ist, und – Übertragen eines den abgefühlten Abstand darstellenden Signals an einen entfernten Empfänger.Method for detecting an overload situation in an overload clutch, by the axial displacement of a rotatable, axially displaceable coupling part in relation to to a rotatable axially immovable coupling part mechanically disengages, characterized by the following steps: - sensing an overload situation by feeling the Distance of the coupling parts to each other by using a detector, which is arranged on one of the coupling parts, and - Transfer one of the sensed Distance representing signal to a remote receiver.
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