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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rutschkupplung umfassend eine Welle zur Übertragung eines Drehmomentes von einem Antriebs- zu einem Abtriebselement.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Wellen mit stirnseitigen Verzahnungen zu versehen, die mittels in axialer Richtung wirkender Druckfedern so vorgespannt werden, dass die speziell ausgeformte Verzahnung bei zu hoher Belastung eine Kraft gegen die axial wirkende Druckfeder aufbringt, so dass das Verzahnung aufweisende Element sich axial verschiebt und die Kupplung durchrutscht. Wird das Drehmoment wieder geringer, greift die Verzahnung wieder ein und eine Drehmomentübertragung ist wieder möglich. Ein Nachteil dieser Kupplung besteht darin, dass diese vergleichsweise viel Bauraum in axialer Richtung benötigt.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner Rutschkupplungen bekannt, die ausschließlich in Abhängigkeit der Überwindung einer Reibungskraft ein- oder auskuppeln, wie dies bei Automobilkupplungen bekannt ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kupplung bereitzustellen, die einen geringen axialen Bauraum benötigt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Rutschkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist vorgesehen, dass die Welle in drehmomentübertragender Verbindung zu dem Antriebelement steht und eine Flachstelle aufweist und dass eine Kupplungsfeder vorhanden ist, die beispielsweise auf die Flachstelle aufgesteckt ist, die sich in radialer Richtung von der Flachstelle erstreckt und die mit dem Abtriebselement in drehmomentübertragenden Verbindung steht.
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Erfindungsgemäß ist somit eine Feder vorhanden, die in radialer Richtung auf eine Welle einwirkt, z.B. sich in radialer Richtung von dieser erstreckt, und ein Drehmoment überträgt, bis bei Erreichen eines Grenzwertes für das Drehmoment die Verbindung auskuppelt, d.h. kein Drehmoment mehr übertragen wird, weil die Welle durchdreht.
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Dies wird durch eine oder mehrere Flachstellen an der Welle ermöglicht, die vorzugsweise an den Positionen, an denen keine Flachstelle vorhanden ist, im Querschnitt kreisrund ausgeführt ist.
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Mit der oder den Flachstellen wirken pro Flachstelle eine oder mehrere Federn zusammen, die je nach Größe des Drehmomentes das Drehmoment übertragen oder nicht übertragen, was dann der Fall ist, wenn die Welle durchdreht.
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Im letzten Fall dreht sich die Welle relativ zu der Feder (die im Rahmen der Erfindung auch als Kupplungsfeder bezeichnet wird), und die vorzugsweise ortsfest in oder an dem Abtriebselement angeordnet ist. Da die wenigstens eine Kupplungsfeder relativ zur Welle radial ausgerichtet ist, lässt sich ein geringer axialer Bauraum der Welle bzw. der gesamten Anordnung realisieren.
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Vorzugsweise befindet sich die wenigstens eine Flachstelle in einem Endbereich der Welle, bevorzugt in dem Endbereich, der mit dem Abtriebselement verbunden ist.
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Die Welle kann an dem Ende, an dem diese mit dem Antriebselement, wie z.B. mit einem Motor in Verbindung steht, über ein Mehrkantprofil verfügen. Grundsätzlich sind auch andere Profilierungen dieses Endes der Welle denkbar und von der Erfindung umfasst.
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Die Kupplungsfeder steht mit dem Abtriebselement vorzugsweise drehfest, vorzugsweise formschlüssig in Verbindung.
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Denkbar ist es beispielsweise, dass die Kupplungsfeder mit dem Abtriebselement verrastet ist.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsfeder U-förmig ausgeführt ist oder einen U-förmigen Abschnitt aufweist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Kupplungsfeder flach bzw. gerade ist.
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Dabei ist es denkbar, dass die Enden der Schenkel des U-förmigen Bereichs Verlängerungen aufweisen, die nach hinten und unten umgebogen sind. Vorzugsweise verlaufen diese Verlängerungen in derselben Richtung bzw. parallel zu den Schenkeln des U-förmigen Bereichs.
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Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Kühl- und/oder Gefriergerät mit einer Rutschkupplung gemäß der Erfindung.
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Denkbar ist es beispielsweise, dass es sich bei dem Antriebselement um einen Elektromotor und bei dem Abtriebselement um ein durch die Welle anzutreibendes Teil, wie z.B. um eine rotierbare Eiswürfelschale oder eine Förderschnecke eines Eisbereiters handelt. Hierbei handelt es sich nur um ein die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel der Anwendung der Rutschkupplung in einem Kühl- und/oder Gefriergerät.
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An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „ein“ und „eine“ nicht zwingend auf genau eines der Elemente verweisen, wenngleich dies eine mögliche Ausführung darstellt, sondern auch eine Mehrzahl der Elemente bezeichnen können. Ebenso schließt die Verwendung des Plurals auch das Vorhandensein des fraglichen Elementes in der Einzahl ein und umgekehrt umfasst der Singular auch mehrere der fraglichen Elemente.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: eine Frontansicht auf die Welle mit Abtriebselement,
- 2: eine Seitenansicht der Welle und des Abtriebselementes,
- 3: eine Frontansicht auf die Welle,
- 4: eine Seitenansicht der Welle und des Abtriebselementes im teilweise geschnittenen Zustand,
- 5: eine Schnittansicht gemäß der Linie A-A in 4,
- 6: eine Explosionsdarstellung von Welle, Abtriebselement und Feder und
- 7: verschiedene Ansichten der Feder.
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1 zeigt in einer Frontansicht die Welle 10, die sich zwischen einem nicht dargestellten Antriebselement, wie z.B. einem Motor, und einem Abtriebselement 20 erstreckt und zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen Antriebs- und Abtriebselement 20 dient.
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Die Welle 10 weist ein Antriebssechskant 40 auf, der mit einem komplementären Gegenstück des Antriebselementes zusammenwirkt, um die Welle 10 in eine Drehbewegung zu versetzen.
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Mit dem Bezugszeichen 30 ist eine Kupplungsfeder gekennzeichnet, die sowohl mit der Welle 10 als auch mit dem Abtriebselement 20 derart in Verbindung steht, dass über die Feder 30 ein Drehmoment von der Welle 10 auf das Abtriebselement 20 oder auf ein Teil von diesem übertragen werden kann.
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4 zeigt in einer teilweise geschnittenen Ansicht das Abtriebselement 20 mit der darin angeordneten Feder 30 sowie mit der Welle 10, die in das Abtriebselement 20 eingesteckt ist.
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Aus 5 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 4 ersichtlich. Daraus ergibt sich, dass die Welle 10 eine abgeflachte Stelle 12 aufweist, wie dies insbesondere auch aus 6 hervorgeht.
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Mit dieser Flachstelle 12 wirkt die Feder 30 so zusammen, dass bei Drehmomenten bis zu einem Grenzwert die Feder 30 durch die Welle 10 mit gedreht wird und somit auch das Abtriebselement 20.
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Übersteigt das durch die Welle 10 zu übertragende Drehmoment einen Grenzwert kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Welle 10 und Feder 30, d.h. die Welle 10 dreht durch, eine Drehmomentübertragung auf das Abtriebselement 20 findet nicht statt.
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Aus 6 ergibt sich, dass die Feder 30 mittels der Rastnase R in dem Abtriebselement 20 drehfest angeordnet ist. Die Welle ragt mit der Flachstelle 12 in das Abtriebselement 20 und zwar derart, dass die Flachstelle beidseitig unmittelbar an die Elemente 31, 32 der Feder 30 angrenzt. Die Flachstelle 12 dreht die Feder 30 und somit auch den Teil des Abtriebselementes 20 mit, der mit der Feder 30 in Verbindung steht, sofern ein bestimmter Wert des Drehmomentes nicht überschritten wird. Wird dieser Grenzwert überschritten, dreht sich die Flachstelle 12 relativ zu der Feder 30, so das keine Drehmomentübertragung mehr stattfindet.
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Die Feder 30 weist einen U-förmigen Abschnitt U auf, an dessen Schenkel S oben jeweils eine Verlängerung 31, 32 angeordnet und gebogen ist, so dass die Verlängerungen 31, 32 relativ zu den Schenkeln um 180° nach unten verlaufen und sich somit im Wesentlichen parallel zu den Schenkeln des U-förmigen Abschnitts erstrecken, wie dies auch aus 7 ersichtlich ist. 7a zeigt die Feder in einer Frontansicht und 7b in einer Seitenansicht.
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Durch Variieren des Federquerschnitts oder des Verhältnisses von Flachstelle zum Wellendurchmesser lässt sich das übertragbare Drehmoment ändern.
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Ebenso ist es denkbar, dass die Feder durch Schrauben oder sonstige Verstellelemente gespannt oder entspannt, d.h. deren Spannung einstellbar ist, so dass sich der Grenzwert des noch übertragbaren Drehmoments variieren lässt. Auch durch ein Variieren der Federdrahtstärke ist eine Änderung des übertragbaren Drehmoments möglich.
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Ebenfalls von der Erfindung umfasst ist der Fall, dass die Feder, d.h. das Federelement und das Abtriebselement, wie z.B. eine Zahnradschnecke so ausgeführt ist, dass sich die Feder auf Schnecke oder dergleichen aufklipsen lässt, so dass sie durch Fliehkräfte bei der Rotation nicht aus ihrer Lage bewegt wird. Schließlich wäre auch denkbar, dass die Flachstelle(n) der Welle der die Lage der Federschenkel dazu derart ausgeführt sind, dass sich unterschiedliche Drehmomente je nach Drehrichtung realisieren lassen.
