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Die vorliegende Erfindung betrifft eine drehmomentbegrenzende Rücklaufsperre, welche einen Freilauf mit einem Innenring, einem dazu konzentrischen Außenring und mehreren in einem Ringspalt zwischen Innen- und Außenring angeordneten Sperrkörpern aufweist, die eine Relativdrehung zwischen Innen- und Außenring in einer Richtung freigeben, in der anderen Richtung form- oder reibschlüssig blockieren, wobei die Rücklaufsperre außerdem einen anbauseitigen Flansch und ein Gehäusebauteil aufweist, zwischen denen der Außenring verspannbar ist, sowie eine in axialer Richtung wirkende Spannvorrichtung, welche eine vorzugsweise einstellbare Anpresskraft ausübt, mit der der Außenring zwischen dem Flansch und dem Gehäusebauteil stirnseitig gegen mindestens eine Reibfläche angepresst wird, um Reibschluss zwischen dem Flansch und dem Außenring herzustellen, und wobei die Rücklaufsperre des Weiteren mindestens eine Löseeinrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, die Anpresskraft der Spannvorrichtung zumindest teilweise zu überwinden, um den Reibschluss zu verringern oder aufzuheben.
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Eine gattungsgemäße Rücklaufsperre wird beispielsweise in den Produktdatenblättern im Katalog 84, Ausgabe 2013/2014, Seiten 72 bis 75 der Anmelderin zu ihren Anbaufreiläufen der Baureihen FXRV und FXRT beschrieben, auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Förderanlagen unterschiedlichster Art spielen für die Infrastruktur überall auf der Welt eine wichtige Rolle. Einen wesentlichen Anteil an Förderanlagen stellen Stetigförderer dar. Diese können Förderlängen von vielen Kilometern mit Massenströmen von mehreren zehntausend Tonnen pro Stunde und Förderhöhen von mehreren hundert Metern erreichen.
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Werden Stetigförderer zur Überwindung von Höhenunterschieden eingesetzt, müssen insbesondere bei aufwärts fördernden Schrägförderern Sicherheitsmaßnahmen getroffen werden, damit verhindert wird, dass der Stetigförderer – angetrieben von dem Gewicht des Fördergutes – rückwärts laufen möchte, wenn eine Unterbrechung im Antriebsstrang eintritt. Hierzu werden Rücklaufsperren eingesetzt. Sie arbeiten vollautomatisch und verhindern die Abwärtsbewegung des Förderbandes unverzüglich, ohne dass eine nennenswerte Rückwärtsbewegung entsteht und nur geringe kinetische Energie im System aufgebaut wird.
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Werden bei Stetigförderern mit Mehrfachantrieb mehrere Antriebe mit einer eigenen Rücklaufsperre ausgestattet, so besteht bei Ausfall des Antriebes das Problem der ungleichen Verteilung des Rückdrehmomentes auf die einzelnen Getriebe und Rücklaufsperren. Bei Stillstand der Anlage wirkt das gesamte Rückdrehmoment aufgrund unterschiedlicher Spiele und Elastizitäten in den beteiligten Antrieben zuerst überwiegend auf nur eine Rücklaufsperre. Um zu verhindern, dass es hierdurch zu unzulässigen Drehmomentspitzen und damit einhergehender Zerstörung einzelner Getriebe und zugehöriger Rücklaufsperren bis hin zu kapitalen Schäden an der gesamten Förderanlage kommt, werden die Rücklaufsperren mit Drehmomentbegrenzern ausgerüstet.
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Der in einer Rücklaufsperre eingebaute Drehmomentbegrenzer lässt bei Überschreiten des eingestellten Rutschdrehmomentes eine kurzzeitige, wenige Winkelgrade betragende Rückwärtsbewegung der Antriebswelle zu, bis sukzessiv die weiteren Rücklaufsperren in Eingriff kommen. Damit wird erreicht, dass sich das gesamte Rückdrehmoment der Förderanlage auf die einzelnen Rücklaufsperren und Getriebe nahezu gleichmäßig verteilt. Zudem werden die dynamischen Drehmomentspitzen des Sperrvorgangs abgebaut, so dass die Getriebe vor schädlichen Drehmomentspitzen geschützt sind. Durch den Einsatz der Drehmomentbegrenzer können somit bei Mehrfachantrieben die eingesetzten Getriebe kleiner dimensioniert werden.
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Um außerdem im Falle von Störungen im Antrieb, Verklemmungen am Förderband usw. eine begrenzte Rückwärtsbewegung der Förderanlage zu ermöglichen, können die Rücklaufsperren mit steuerbaren Löseeinrichtungen ausgestattet werden. Eine solche Löseeinrichtung kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie eine Anpresskraft, mittels der im Drehmomentbegrenzer Reibschluss hergestellt wird, zumindest teilweise überwindet, um somit beispielsweise im Wartungsfalle ein kontrolliertes Durchrutschen des Drehmomentbegrenzers auch unterhalb des eingestellten Maximaldrehmoments zu ermöglichen. Bei bekannten Löseeinrichtungen erfolgt dies mittels großer Löseschrauben.
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Der Anbau von Rücklaufsperren erfolgt meist an ein Untersetzungsgetriebe auf einer schnelllaufenden Welle, um bei möglichst hoher Drehzahl und damit einhergehend kleineren Drehmomenten zu arbeiten. Solche Getriebe werden heute immer kompakter gebaut und können anderseits immer höhere Leistungen übertragen, so dass stärkere Rücklaufsperren benötigt werden. Da der Außendurchmesser der Rücklaufsperre aber durch die Abmessungen des Getriebegehäuses und den Wellenabständen begrenzt ist, müssen auch diese kompakter gebaut werden. Da im Drehmomentbegrenzer eine Begrenzung des Drehmoments durch Reibschluß erreicht wird, und das Rutschdrehmoment durch entsprechende Anpassung der Flächenpressung eingestellt wird, lässt sich ein höheres Maximaldrehmoment bei gleichzeitig kompakterer Bauform nur durch eine Erhöhung der Anpresskraft im Drehmomentbegrenzer erreichen. Dies führt aber andererseits dazu, dass zur Überwindung der Anpresskraft eine größere Anzahl von Löseschrauben erforderlich wäre. Dies ist jedoch nachteilig, weil das Lösen im Bedarfsfall sehr schnell erfolgen muss, weswegen die Anzahl der Löseeinrichtungen so klein wie möglich sein sollte.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine drehmomentbegrenzende Rücklaufsperre mit einer Löseeinrichtung anzugeben, die einerseits kompakter gebaut, anderseits für größere Rutschdrehmomente ausgelegt werden kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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Bei einer gattungsgemäßen Rücklaufsperre wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Löseeinrichtung ein Betätigungsorgan aufweist, welches auf ein erstes, in einer Betätigungsrichtung verschiebliches Gleitelement wirkt, dass das erste Gleitelement über eine erste Keilfläche auf mindestens ein zweites Gleitelement wirkt, welches im Wesentlichen senkrecht zu der Betätigungsrichtung verschiebbar angeordnet ist, und dass das zweite Gleitelement über eine zweite Keilfläche entgegen der Anpresskraft auf das Gehäusebauteil wirkt.
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Durch die auf diese Weise erzielte doppelte Keilwirkung und daraus resultierender zweifacher Kraftverstärkung wird es möglich, sehr große, der Anpresskraft entgegenwirkende Lösekräfte aufzubringen um den Reibschluss zwischen dem Außenring der Rücklaufsperre und dem anbauseitigen Flansch zu verringern oder aufzuheben, und so beispielsweise eine gezielte Rückbewegung des Förderbandes zu ermöglichen.
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Die derart gestaltete Löseeinrichtung ermöglicht es, die Spannvorrichtung so zu dimensionieren, dass wesentlich höhere Anpresskräfte eingestellt werden können. Dies ist vorteilhaft, da bei bisher verwendeten Rücklaufsperren das maximale Nenn-Drehmoment des Freilaufs bei Weitem nicht ausgenutzt werden konnte, da es durch das maximal erreichbare, von der Anpresskraft abhängige Rutschdrehmoment des Drehmomentbegrenzers begrenzt wurde. Idealerweise sollten das maximale Rutschdrehmoment und das Nenn-Drehmoment der Rücklaufsperre nahe beieinanderliegen. Damit wird eine dem geforderten Anwendungsfall bestmöglich angepasste Dimensionierung und somit hinsichtlich des Außendurchmessers deutlich kleinere Bauweise der drehmomentbegrenzenden Rücklaufsperre möglich.
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Um eine möglichst hohe Flächenpressung zu erlauben, werden die Reibflächen, gegen die der Außenring der Rücklaufsperre angepresst wird, um Reibschluss zum anbauseitigen Flansch herzustellen, mit einem Reibbelag versehen, der die entsprechend hohen und unter Last auftretenden Reibkräfte übertragen kann und dabei eine relativ hohe Verschleißfestigkeit aufweist. Vorzugsweise wird hierfür ein Carbon-Belag eingesetzt. Dieser ermöglicht eine acht- bis zehnfach höhere Flächenpressung als herkömmliche Beläge, so dass die Anpresskräfte entsprechend höher und somit die Rücklaufsperren entsprechend kleiner dimensioniert werden können.
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Um die gewünschte hohe Anpresskraft zu erzeugen, können beispielsweise eine oder mehrere Tellerfedern zum Einsatz kommen, welche mittels Verbindungsschrauben gespannt werden, mit denen das Gehäusebauteil gegen den Flansch gehalten und dabei der Außenring gegen den Flansch angepresst wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Tellerfedern mittels eines Überwurfrings um das Gehäusebauteil gehalten und pressen dieses gegen den Flansch an.
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Der Einsatz von Tellerfedern erweist sich als besonders vorteilhaft, da diese bei kleinem Einbauraum in der Lage sind, wesentlich größere Kräfte auszuüben, als dies bei bisher zahlreich verwendeten Schraubendruckfedern der Fall war.
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Alternativ können im Rahmen der Erfindung jedoch auch eine Mehrzahl von Schraubendruckfedern eingesetzt werden, welche mittels Verbindungsschrauben gespannt werden, mit denen das Gehäusebauteil gegen den Flansch gehalten wird und dabei den Außenring der Rücklaufsperre gegen den Flansch anpressen.
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Als Betätigungsorgane der Löseeinrichtungen kommen bevorzugt Löseschrauben zum Einsatz. Löseschrauben sind für einen Bediener leicht zu betätigen und technisch einfach zu realisieren. Vorteilhaft ist insbesondere, dass einfache, leicht zugängliche, baustellenübliche Werkzeuge verwendet werden können. Außerdem ermöglichen Löseschrauben ein feinfühliges und stufenloses manuelles Lösen der Rücklaufsperre durch das Wartungspersonal. Besonders vorteilhaft und daher bevorzugt ist eine Anordnung, bei der die Löseschrauben im Gehäusebauteil angebracht sind und sich am Flansch abstützen, da hierdurch die in der Schraube wirkende Axialkraft das Lösen der Rücklaufsperre unterstützt.
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Wird die Löseschraube gegenüber der Spannvorrichtung zusätzlich gefedert, beispielsweise mittels eines um die Löseschraube liegenden Pakets kleiner Tellerfedern, so lässt sich die Löseeinrichtung noch dosierter und feinfühliger bedienen, so dass beispielsweise eine gezielte, sanfte Rückbewegung einer Förderanlage durchgeführt werden kann.
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Alternativ kann das Betätigungsorgan jedoch auch eine hydraulische Betätigungseinrichtung umfassen, beispielsweise in Form eines entsprechenden Hydraulikzylinders.
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Im Prinzip kann die erfindungsgemäße Löseeinrichtung durch ein erstes Gleitelement mit keilförmiger Anlauffläche, beispielsweise einen Keilschieber, realisiert werden, das auf ein einzelnes zweites, ebenfalls keil- oder keilsegmentförmig ausgeführtes Gleitelement wirkt. Wesentlich ist hierbei, dass durch die zwei gegeneinander verschieblichen Gleitelemente eine doppelte Keilverstärkung der von der Löseeinrichtung aufgebrachten, der Anpresskraft entgegenwirkenden Lösekraft erzielt wird. Der Keilwinkel liegt zweckmäßig zwischen etwa 15° und etwa 30°. Damit wird das Ziel einerseits eines sehr kompakten Aufbaus, andererseits einer minimalen Anzahl benötigter Löseeinrichtungen erreicht.
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Werden die Keilflächen, oder zumindest eine davon, zusätzlich mit einer reibwertmindernden Beschichtung versehen, so können auch kleinere Keilwinkel von beispielsweise 10° verwendet werden, die eine noch günstigere Kraftverstärkung ermöglichen, ohne dass eine Selbsthemmung zwischen den korrespondierenden Keilflächen eintritt. Durch eine solche reibwertmindernde Beschichtung, z. B. durch molykotehaltige Schmiermittel oder durch Molybdändisulfit Beschichtungen, kann der Reibwert insbesondere deutlich unter den typischerweise bei Stahl auftretenden Wert von 0,1 abgesenkt werden.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das erste Gleitelement zwei symmetrisch angeordnete erste Keilflächen auf, die gegen zwei zweite Gleitelemente wirken, um diese bei Betätigung auseinander zu schieben. Durch einen solchen „Doppelkeilschieber” wird aufgrund des symmetrischen Aufbaus die Kraftumleitung verbessert und Reibungsverluste werden vermindert.
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Das erste Gleitelement kann hierbei eine symmetrische Keilform aufweisen und so angeordnet sein, dass es die beiden zweiten Gleitelemente auseinanderschiebt wenn es durch das Betätigungsorgan in Druckrichtung zwischen die beiden zweiten Gleitelemente gepresst wird. Alternativ kann das erste Gleitelement auch eine symmetrische, umgekehrt keilsegmentförmige Form aufweisen und durch das Betätigungsorgan in Zugrichtung gegen die zweiten Gleitelemente gezogen werden, um diese auseinander zu schieben.
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Um eine möglichst einfache Betätigung und ein betriebssicheres Lösen der Rückaufsperre zu ermöglichen, sind an dieser bevorzugt drei oder mehr Löseeinrichtungen der zuvor beschriebenen Art in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Die Verwendung von drei Löseeinrichtungen, die entlang des Umfangs um jeweils 120° versetzt angeordnet sind, ist hierbei besonders bevorzugt.
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Um ein unerlaubtes bzw. versehentliches Betätigen der Löseeinrichtung zu verhindern kann eine Sicherungsvorrichtung vorgesehen werden, die vor einer Betätigung der Löseeinrichtung bewusst verstellt oder entfernt werden muss. Im Falle einer Löseschraube kann die Sicherungsvorrichtung beispielsweise eine Verriegelungsplatte mit einem zu einer Seite hin offenen Langloch umfassen, die in der Art eines Distanzstücks unter dem Schraubenkopf der Löseschraube geschoben wird, um so ein Eindrehen der Löseschraube zu verhindern. Eine solche Verriegelungsplatte kann zusätzlich mittels einer Sicherungsschraube gegen Herausfallen oder unbeabsichtigtes Entfernen gesichert werden.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren und anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt:
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1 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte einer erfindungsgemäßen Rücklaufsperre in einem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I in 1,
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3 einen Schnitt in Umfangsrichtung entlang der Schnittlinie III-III in 1,
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4 eine Detailansicht einer Löseeinrichtung bei der in 1 gezeigten Rücklaufsperre in einem Längsschnitt,
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5 einen Schnitt durch die Detailansicht aus 4 in einer radialen Schnittebene entlang der Schnittlinie V-V in 4,
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6 eine Detailansicht einer Sicherungsvorrichtung der Rücklaufsperre in einem Querschnitt entlang der Linie II-II in 1,
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7 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte einer erfindungsgemäßen Rücklaufsperre in einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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8 einen Querschnitt längs der Linie VI-VI in 7,
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9 einen Schnitt in Umfangrichtung entlang der Linie VII-VII in 7,
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10 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte einer erfindungsgemäßen Rücklaufsperre in einem dritten Ausführungsbeispiel,
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11 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX in 10,
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12 einen Schnitt in Umfangsrichtung entlang der Schnittlinie VIII-VIII in 10 und
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13 eine alternative Ausführungsform der Lösevorrichtung aus 12.
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Eine drehmomentbegrenzende Rücklaufsperre gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch einen Freilauf gebildet, der reibschlüssig gegen einen anbauseitigen Flansch gehalten wird. Ein erstes Ausführungsbeispiel einer solchen Rücklaufsperre ist in 1 dargestellt. Hierbei ist lediglich die obere Hälfte der Rücklaufsperre in einem Längsschnitt gezeigt.
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Der Freilauf umfasst einen Freilaufinnenring 2, der formschlüssig, etwa mittels einer Passfeder, auf einer nicht dargestellten Welle montiert wird. Konzentrisch um den Freilaufinnenring 2 ist ein Freilaufaußenring 3 angeordnet, wobei sich in einem Ringspalt zwischen dem Freilaufinnenring 2 und dem Freilaufaußenring 3 ein Freilaufkäfig 4 mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Sperrkörpern befindet. Derartige Sperrkörper können beispielsweise Klemmrollen, Klemmkörper oder Sperrklinken sein, die in an sich bekannter Weise derart angeordnet sind, dass sie eine Relativdrehung zwischen Innenring 2 und Außenring 3 in einer Richtung freigeben und in der anderen Richtung form- oder reibschlüssig blockieren. Der Übersichtlichkeit halber ist hier der Freilaufkäfig 4 nur schematisch angedeutet.
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Als Freilaufaußenring
3 soll in diesem Zusammenhang auch ein mehrteiliger, insbesondere in mehrere axial benachbarte Teilringe unterteilter Ring angesehen werden, wie er in der
DE 10 2011 122 006 beschrieben wird, wobei zwischen den axial benachbarten Teilringen noch weitere Reibscheiben oder Reibbeläge in der Art einer Lamellenkupplung angeordnet sein können.
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Anbauseitig weist die Rücklaufsperre einen Flansch 5 auf, gegen den der Freilaufaußenring 3 von einem Gehäusebauteil 6 reibschlüssig gehalten wird. Der Flansch 5 weist hierfür eine mit einem Reibbelag 7a belegte Anlagefläche auf, gegen die die flanschseitige Stirnfläche des Freilaufaußenrings angepresst wird. Das Gehäusebauteil 6 ist topfförmig ausgeformt, so dass der Freilauf darin aufgenommen wird. Eine sich radial erstreckende Innenfläche des Gehäusebauteils 6 dient als Anlagefläche für die dem Flansch 5 abgewandte Stirnseite des Freilaufaußenrings 3 und ist ebenfalls mit einem Reibbelag 7b versehen. Als Reibbeläge 7a, 7b eignen sich besonders Carbon-Beläge, da diese eine sehr hohe Flächenpressung ermöglichen, ausreichend hohe Reibwerte haben und auch bei hoher kräftemäßiger Belastung annähernd verschleißfrei arbeiten.
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An seiner dem Flansch 5 zugewandten offenen Seite weist das topfförmige Gehäusebauteil 6 einen ringförmigen, radial nach außen weisenden Vorsprung 6a auf, um den ein Überwurfring 8 gelegt ist, der das Gehäusebauteil 6 mittels zweier Tellerfedern 9a, 9b, ohne das die Erfindung auf diese Anzahl beschränkt wäre, gegen den Flansch 5 verspannt und dabei den Freilaufaußenring 3 zwischen den Reibbelägen 7a, 7b stirnseitig einspannt. Der Überwurfring 8 wird hierzu mittels einer Mehrzahl in Umfangsrichtung verteilter Verbindungsschrauben, die in dem in 1 gezeigten Schnitt jedoch nicht zu sehen sind, mit dem Flansch 5 verschraubt. Durch entsprechende Wahl der Anzugsdrehmomente der Verbindungsschrauben lässt sich die Vorspannung der Tellerfedern 9a, 9b und somit die Anpresskraft, mit der der Freilaufaußenring 3 zwischen den Reibbelägen 7a, 7b eingespannt ist, präzise einstellen. Die Anpresskraft wiederum bestimmt das Rutschdrehmoment der Rücklaufsperre, bei dessen Überschreitung der Reibschluss zwischen Flansch 5 und Freilaufaußenring 3 überwunden wird und der Freilauf somit in Sperrrichtung gegenüber dem drehfestmontierten Flansch 5 durchrutschen kann.
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An seiner von dem Flansch 5 abgewandten Stirnseite ist das Gehäusebauteil 6 mittels eines Deckels 10 verschlossen. Außerdem ist zwischen dem Flansch 5 und dem Gehäusebauteil 6 eine in den Figuren nicht näher gezeigte Dichtung vorgesehen, so dass der Freilauf im Inneren des Gehäusebauteils 6 staub- und schmutzdicht umschlossen bzw. gekapselt ist. Im Innenbereich des Flansches 5 befindet sich noch eine Lagerbüchse 5b, die den Freilaufaußenring 3 auf den Flansch 5 zentriert.
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Die Verwendung von einer oder mehreren Tellerfedern 9a, 9b, die mittels eines Überwurf- bzw. Halterings 8 gegen den Flansch 5 verspannt werden, ermöglicht eine äußerst einfache und zuverlässige Konstruktion, die mit geringem Montageaufwand zusammengebaut werden kann und dabei sehr hohe Anpresskräfte ermöglicht.
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In 1 ist darüber hinaus eine erfindungsgemäße Löseeinrichtung dargestellt, die neben einer Löseschraube 10 einen Schiebezylinder 11 und ein in einer Aussparung zwischen Flansch 5 und Gehäusebauteil 6 radial verschiebbares Gleitelement 12 umfasst. Der Schiebezylinder 11 ist in einer Bohrung 5a des Flansches 5 in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Der Überwurfring 8 weist eine Bohrung mit Innengewinde auf, in welche die Löseschraube 10 eingesetzt ist. Wird die Löseschraube 10 zum Lösen der Rücklaufsperre weiter in Richtung des Flansches 5 eingedreht, so drückt sie auf die Stirnfläche des Schiebezylinders 11 und verschiebt diesen weiter hinein in die Bohrung 5a des Flansches 5. Anstelle einer Bohrung 5a kann natürlich auch eine beispielsweise prismatische Öffnung und entsprechend geformtes Gleitelement 11 vorgesehen sein, wobei eine zylindrische Bohrung besonders einfach und kostengünstig zu fertigen und daher bevorzugt ist.
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Der Schiebezylinder 11 weist eine Einfräsung auf, die als keilförmige Anlauffläche 13 für das Gleitelement 12 dient. Wird der Schiebezylinder 11 in 1 nach links bewegt, so drückt die Keilfläche 13 das Gleitelement 12 zwischen Flansch 5 und Gehäusebauteil 6 radial nach innen. Das Gleitelement 12 weist eine zweite Keilfläche 14 auf, die gegen einen entsprechenden Vorsprung 14a des Gehäusebauteils 6 drückt. Wird das Gleitelement 12 somit durch Eindrehen der Löseschraube 10 radial nach innen bewegt, so wird das Gehäusebauteil 6 gegen die Federkraft der Tellerfedern 9a, 9b vom Flansch 5 weggedrückt, so dass der Reibschluss zwischen Freilaufaußenring 3 und Flansch 5 an den Reibbelägen 7a, 7b reduziert wird und der Freilaufaußenring 3 somit leichter gegenüber dem Flansch 5 durchrutschen kann.
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Eine Verriegelungsplatte 15, welche unter den Schraubenkopf der Sicherungsschraube 10 geschoben ist, und von einer Sicherungsschraube 16 gehalten wird, verhindert ein versehentliches bzw. unerlaubtes Eindrehen der Löseschraube 10. Zum bewussten Lösen der Rücklaufsperre wird die Sicherungsschraube 16 gelöst und die Verriegelungsplatte 15 entfernt bzw. unter dem Schraubenkopf der Löseschraube 10 herausgeschwenkt. Anschließend kann die Löseschraube 10 zum Lösen der Rücklaufsperre eingedreht werden. Verriegelungsplatte 15 und Sicherungsschraube 16 sind in der Detailzeichnung in 6 näher dargestellt.
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In 2 ist ein Ausschnitt der Rücklaufsperre in einem Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I in 1 dargestellt. In dem gezeigten Schnitt durch den Flansch 5 ist eine in radialer Richtung verlaufende, langgestreckte Ausnehmung 17 zu erkennen, die zur Aufnahme des Gleitelements 12 dient. Senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft im oberen Bereich der Ausnehmung 17 die Bohrung 5a, in der der Schiebezylinder 11 mit seiner keilförmigen Anlauffläche 13 für das Gleitelement 12 verschieblich angeordnet ist. Die Anlagefläche der Löseschraube 10 ist als verdeckte Kontur gestrichelt gezeichnet. Im Innenbereich des ringförmigen Flanschs 5 ist die Lagerbüchse 5b zu erkennen, sowie der gegenüber dem Freilaufaußenring 3 in einer Richtung drehbar bewegliche Freilaufinnenring 2 mit einer Nut 2' zur Aufnahme einer Passfeder.
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Gegenüber der Löseschraube 10 ist in Umfangsrichtung versetzt eine Verbindungsschraube 18 dargestellt, mit der die Tellerfedern 9a, 9b gespannt und das Gehäusebauteil 6 gegen den Flansch 5 verschraubt wird. Insgesamt sind in Umfangsrichtung verteilt eine Vielzahl derartiger Verbindungsschrauben vorgesehen, von denen hier der Übersichtlichkeit halber nur eine dargestellt wird. Im Außenbereich des Flansches 5 ist außerdem eine Durchgangsbohrung 19 zu sehen. Diese dient dazu, den Flansch 5 mit einer Förderanlage zu verschrauben, beispielweise am Gehäuse eines Getriebes.
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3 zeigt einen Schnitt entlang einer in Umfangsrichtung kreisförmig verlaufenden Schnittlinie III-III in 1. Im Bereich der Löseeinrichtung verläuft die Schnittlinie mit einer Stufe an der Kontaktstelle zwischen Verbindungsschraube 10 und Schiebezylinder 11, so dass diese in 3 zentriert zueinander erscheinen. Der Schiebezylinder 11 weist die bereits zuvor beschriebene, schräg zu seiner Längsachse verlaufende Einfräsung auf, die als keilförmige Anlauffläche 13 für das Gleitelement 12 dient und eine erste Keilverstärkung der Lösekraft bewirkt. Der Schiebezylinder 11 ist beweglich in einer Bohrung 5a des Flansches 5 angeordnet. Die Löseschraube 10 wirkt von oben auf den Schiebezylinder 11 und verschiebt diesen bei Eindrehen in eine Lösestellung weiter in den Flansch 5 hinein, wenn die Verriegelungsplatte 15 entfernt wurde. Die Löseschraube 10 greift hierzu in ein Gewinde im Überwurfring 8.
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Versetzt zu der Löseschraube 10 ist wieder eine Verbindungsschraube 18 gezeigt, wobei an dieser Stelle der Schnitt zum besseren Verständnis nicht gestuft verläuft. Die Verbindungsschraube 18 läuft durch entsprechende Durchgangsbohrungen in dem Überwurfring 8 und dem ringförmigem Ansatz 6a des Gehäusebauteils 6 hindurch und wird in einer Gewindebohrung im Flansch 5 verschraubt. Durch entsprechende Wahl des Anzugdrehmoments der Verbindungsschraube 18, sowie der weiteren nicht gezeigten Verbindungsschrauben wird die Vorspannung der innerhalb des Überwurfrings liegenden Tellerfedern 9a, 9b und damit die Anpresskraft des Freilaufaußenrings 3 an die entsprechenden Reibflächen 7a, 7b eingestellt.
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4 zeigt in einer Detailzeichnung das Zusammenwirken der einzelnen Teile der Löseeinrichtung, wobei der Schnitt dem aus 1 entspricht. Das keilförmig zulaufende Ende des Gleitelements 12 greift in die schräg verlaufende Einfräsung des Schiebezylinders 11 und liegt an der keilförmigen Anlauffläche 13 an. Stirnseitig wirkt die Löseschraube 10 in 4 von oben auf den Schiebezylinder 11 ein und drückt diesen bei Betätigung weiter in die Bohrung 5a des Flansches 5 hinein. Hierdurch wird das Gleitelement 12 in der Ansicht der 4 nach rechts geschoben und drückt dabei den Flansch 5 und das Gehäusebauteil 6 auseinander. An seinem über die Oberkante des Flanschs 5 hinausstehenden Ende weist der Schiebezylinder 11 seitlich angefräste Flächen 20 (in 4 als gekreuzte Fläche dargestellt) auf, die mit einer entsprechenden Ausnehmung im Gehäusebauteil 6 in Eingriff stehen, so dass der Schiebezylinder gegen Verdrehen gesichert ist.
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5 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinien V-V in 4. Deutlich zu erkennen sind hier die im oberen Bereich plangefrästen Seitenflächen 20 des Schiebezylinders 11, die in einer entsprechenden Ausnehmung 21 in dem ringförmigen Ansatz 6a des Gehäusebauteils 6 geführt werden.
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In den 7 bis 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Rücklaufsperre gezeigt. In 7 ist hierbei ähnlich wie in 1 wieder die obere Hälfte der Rücklaufsperre in einem Längsschnitt dargestellt. Sie enthält wieder einen Freilauf mit einem Freilaufinnenring 2, einem Freilaufaußenring 3 und einen in einem zwischen dem Innen- und dem Außenring angeordneten Freilaufkäfig 4. Der Freilaufaußenring 3 ist zwischen einem anbauseitigen Flansch 5' und einem Gehäusebauteil 6' stirnseitig verspannt. An den Anlageflächen der Stirnseiten des Außenrings 3 befinden sich wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel Reibbeläge 7a, 7b. Die Anpresskraft, mit der das Gehäusebauteil 6' gegen den Flansch 5' gehalten wird, wird im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel nicht von Tellerfedern aufgebracht, sondern wie bei Rücklaufsperren bekannter Bauart durch einen Mehrzahl entlang des Umfangs des Gehäusebauteils 6' verteilter Schraubendruckfedern, die jedoch in dem in 7 gezeigten Schnitt nicht zu sehen sind.
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Die Löseeinrichtung umfasst im zweiten Ausführungsbeispiel eine Löseschraube 10', einen Keilschieber 11' und zwei senkrecht zur Zeichnungsebene verschieblch gelagerte Gleitelemente, die in der Schnittzeichnung von 7 allerdings nicht zu sehen sind.
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Der Keilschieber 11 hat einen, ohne dass die Erfindung jedoch hierauf beschränkt wäre, runden Querschnitt und läuft im unteren, zum Flansch 5' weisenden Bereich keilförmig zu. Als Sicherungseinrichtung ist wieder eine Verriegelungsplatte 15 vorgesehen, die von einer Sicherungsschraube 16 gehalten wird und im eingesetzten Zustand ein Eindrehen der Löseschraube 10' verhindert.
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8 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie VI-VI in 7. In diesem Schnitt sind die zwei Gleitelemente 12a, 12b zu erkennen, die in einer langgestreckten, in tangentialer Richtung verlaufenden Einfräsung 17' verschiebbar angeordnet sind. Das keilförmig zulaufende Ende des Keilschiebers 11' greift in einen Spaltraum zwischen den beiden Gleitelementen 12a, 12b ein und schiebt diese, wenn er durch die Löseschraube 10' in Richtung des Flanschs 5' bewegt wird, auseinander.
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Die in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Verbindungsschraube 18, die mit einer in 8 nicht dargestellten Schraubendruckfeder beaufschlagt ist, dient dazu, das Gehäusebauteil 6' gegen den Flansch 5' zu verschrauben und dabei den Freilaufaußenring 3 zwischen den Reibbelägen 7a, 7b einzuspannen.
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9 zeigt ähnlich zu 3 einen Schnitt entlang der in Umfangsrichtung bogenförmig verlaufenden Schnittlinie VII-VII in 7, aus dem die Funktionsweise der Löseeinrichtung erkennbar ist. Die Verbindungsschraube 10' drückt beim Eindrehen in das Gehäusebauteil 6' auf den zylindrischen Keilschieber 11'. Dieser weist zwei symmetrische Keilflächen 13a, 13b auf, mit denen er in einen Zwischenraum zwischen den beiden Gleitelementen 12a, 12b eingreift und diese auseinanderschiebt. Die Gleitelemente 12a, 12b laufen nach außen hin keilsegmentförmig zu und wirken mit ihren Keilflächen 14' gegen das Gehäusebauteil 6', so dass dieses beim Auseinanderschieben der Gleitelemente 12a, 12b gegenüber dem Flansch 5' angehoben wird.
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In Umfangsrichtung versetzt ist die Verbindungsschraube 18' angeordnet, mit der das Gehäusebauteil 6' gegen den Flansch 5' verschraubt ist. Die Verbindungsschraube 18' läuft hierzu durch eine Durchgangsbohrung 21, die sich nach oben hin in einer Stufe verbreitert, um eine Schraubendruckfeder 9' aufzunehmen, welche durch die Verbindungsschraube 18' gespannt wird. Die Anpresskraft, mittels der Reibschluß zwischen Freilaufaußenring 3 und Flansch 5' hergestellt wird, wird in diesem Ausführungsbeispiel somit in an sich bekannter Weise durch eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilter Verbindungsschrauben 18' und entsprechender Schraubendruckfedern 9' aufgebracht.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rücklaufsperre ist in den 10, 11 und 12 bzw. 13 dargestellt. 10 zeigt wieder einen Teilschnitt durch die obere Hälfte der Rücklaufsperre in axialer Schnittrichtung. Wie im ersten Ausführungsbeispiel auch werden Gehäusebauteil 6'' und Flansch 5'' mittels eines Überwurfrings 8'' und zweier Tellerfedern 9a, 9b zusammengespannt. Die Tellerfedern 9a, 9b sind dabei mittels in Umfangrichtung verteilter Verbindungsschrauben 18'' vorgespannt, so dass der Freilaufaußenring 3 der Rücklaufsperre zwischen den drehfesten Reibbelägen 7a, 7b eingespannt ist.
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Als Löseeinrichtung dient im dritten Ausführungsbeispiel eine Löseschraube 10'', die durch eine Durchgangsbohrung im Gehäusebauteil 6'' geführt ist und an ihrem unteren, zur Flanschseite hinweisenden Ende in ein mit einer Gewindebohrung versehenes Gleitelement 11'' eingeschraubt ist, das eine umgekehrt keilsegmentförmige Formgebung aufweist.
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Aus dem in 11 gezeigten Querschnitt entlang der Schnittlinie IX-IX in 10 wird deutlich, dass das von der Löseschraube 10'' bewegte Gleitelement 11'' zwischen zwei verschiebbar angeordneten Keilelementen 12a', 12b' angeordnet ist und diese auseinanderschiebt, wenn es durch Eindrehen der Löseschraube 10'' in Zugrichtung gegen die beiden Keilelemente 12a', 12b' gezogen wird. Die Keilelemente 12a', 12b' sind gleitend in einer in tangentialer Richtung in den Flansch 5'' eingefrästen Ausnehmung 17'' angeordnet.
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12 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in 10, aus dem das Zusammenwirken der Gleitelemente 11'', 12a' und 12b' zu erkennen ist. Die beiden keilsegmentförmigen Gleitelemente 12a', 12b' sind in einer wannenförmigen Ausnehmung 17'' mit nach außen hin schräg auslaufenden Seitenflächen angeordnet. das umgekehrt keilförmige Schiebeelement 11'' weist zu beiden Seiten hin symmetrisch keilförmige Anlaufflächen 13'' auf, die gegen die Gleitelemente 12a', 12b' wirken. Wird die Verbindungsschraube 10'' in das mit einer Gewindebohrung versehene Schiebeelement 11'' eingedreht, so stützt sie sich mit ihrem Ende gegen den Boden der wannenförmigen Ausnehmung 17'' und drückt das Schiebeelement 11'' in der Zeichnungsebene gesehen nach oben, so dass die beiden Gleitelemente 12a', 12b' auseinandergeschoben werden und über ihre Keilflächen 14'' das Gehäusebauteil 6'' gegen die Federkraft der Tellerfedern 9a, 9b von dem Flansch 5'' abheben.
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Eine alternative Ausführungsform ist in 13 gezeigt. Hier endet die Löseschraube 10'' in der Gewindebohrung des Schiebeelements 11'', stützt sich jedoch nicht nach unten hin gegen den Boden der wannenförmigen Ausnehmung 17'', sondern wirkt unter Zug gegen das Gehäusebauteil 6''.
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Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Löseschraube jeweils so angeordnet, dass sie in einer achsparallelen Richtung in das Gehäusebauteil eingeschraubt werden muss, um das erste Gleitelement mit seiner ersten Keilfläche gegen mindestens ein zweites Gleitelement zu verschieben. Das bzw. die zweiten Gleitelemente können dabei entweder in einer radialen oder einer tangentialen Richtung verschiebbar zwischen Flansch und Gehäusebauteil angeordnet sein.
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Genauso gut wäre es aber auch möglich, die Löseschraube oder ein anderes in linearer Richtung wirkendes Betätigungsorgan, beispielsweise einen Hydraulikzylinder so anzuordnen, dass diese in einer radialen Richtung in entweder den Flansch oder das Gehäusebauteil eingeführt wird. Das erste Gleitelement würde in diesem Fall in einer radialen Richtung bewegt um über entsprechende keilförmige Anlaufflächen ein bzw. zwei zweite Gleitelements in einer tangentialen Richtung zu verschieben, um Flansch und Gehäusebauteil entgegen der von einer Spannvorrichtung aufgebrachten Anpresskraft auseinanderzudrücken.
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Ebenso wäre es möglich, das erste Gleitelement in Form eines um den Flansch liegenden Ringes auszuführen, der über entsprechende keilförmige Anlaufflächen auf mehrere in Umfangsrichtung verteilte, radial verschiebliche Keilelemente einwirkt und diese bei Betätigung mittels entsprechender Betätigungsorgane in radialer Richtung nach innen zum Achsmittelpunkt hin zwischen den Flansch und das Gehäusebauteil einschiebt, um letztere auseinander zu drücken.
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Als besonders vorteilhaft und daher bevorzugt erweisen sich jedoch Anordnungen wie in den 7 bis 9 sowie 10 bis 12 gezeigt, da hier die im Gehäusebauteil angebrachte Löseschraube sich am Flansch abstützt und somit die in der Schraube wirkende Axialkraft das Lösen der Rücklaufsperre unterstützt.
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Des Weiteren erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn die Löseschraube gegenüber dem Gehäusebauteil gefedert gelagert ist, beispielsweise mittels Teller- oder Schraubendruckfedern, da hierdurch ein feinfühligeres Lösen der Rücklaufsperre erreicht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Katalog 84, Ausgabe 2013/2014, Seiten 72 bis 75 [0002]
