DE10344870B3

DE10344870B3 - Safety coupling between electric drive motor and pump using screw bolts between opposing coupling halves each provided with required rupture point

Info

Publication number: DE10344870B3
Application number: DE2003144870
Authority: DE
Inventors: Henning Lindquist
Original assignee: MAN B&W Diesel AS
Current assignee: MAN B&W Diesel AS
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2023-09-27

Abstract

The safety coupling has a pair of coupling halves (5,6) abutting one another in an axial direction, the coupling halves held together via a number of equi-angularly spaced screw bolts (15), which are destroyed by relative rotation between the coupling halves. Each of the screw bolts has a deliberate rupture point (19) within the axial region between the 2 coupling halves, provided by a peripheral groove, a threaded section (15b) received in one coupling half and a section (15a) received in a stepped bore (16) of the other coupling half, having an end bore section (16a) which is narrower than the bore section (16b) adjacent the rupture point and at least equal to the diameter of the screw bolt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitskupplung mit zwei in axialer Richtung einander gegenüberliegenden, reibschlüssig zusammenwirkenden Kupplungshälften, die durch mehrere, an beiden Kupplungshälften angreifende, gleichmäßig über 360° verteilte Schraubbolzen in axialer Richtung gegeneinander verspannbar sind, die im Falle einer gegenseitigen Drehbewegung der beiden Kupplungshälften zerstörbar sind, wobei die Schraubbolzen jeweils eine Sollbruchstelle aufweisen, die im eingebauten Zustand im axialen Bereich zwischen den beiden Kupplungshälften positioniert ist, und dass die Schraubbolzen von der Sollbruchstelle ausgehend einen in die eine Kupplungshälfte eingreifenden, in radialer Richtung fixierten Abschnitt und einen eine abgestufte Bohrung der anderen Kupplungshälfte zumindest im der Sollbruchstelle zugewandten Bereich mit radialem Abstand durchgreifenden Abschnitt aufweisen.The The invention relates to a safety coupling with two in the axial Direction opposite each other, friction cooperating coupling halves, the by several, on both coupling halves attacking, evenly distributed over 360 ° Bolt in the axial direction are braced against each other, which are destructible in the case of a mutual rotational movement of the two coupling halves, wherein the bolts each have a predetermined breaking point, in the installed state in the axial area between the two coupling halves is positioned, and that the bolts from the breaking point starting in the one coupling half engaging, in radial Direction fixed section and a stepped bore of the other coupling half at least in the predetermined breaking point facing area with radial Have spacing section.

Aus der US-A 4 944 379 ist beispielsweise eine Sicherheitskupplung bekannt, bei der die Schraubbolzen im Falle einer Überschreitung des durch Reibschluss übertragbaren Drehmoments abgeschert werden. Ein Scherbruch erfordert jedoch vergleichsweise große Kräfte. Der Bruch erfolgt bei der bekannten Anordnung daher erst, wenn ein vergleichsweise großes, über das durch Reibschluss übertragbare Drehmoment hinausgehendes Überschussdrehmoment erreicht ist. Es ergibt sich daher ein vergleichsweise breiter Toleranzbereich zwischen dem Überschreiten des zulässigen Drehmoments und dem Bruch durch Abscheren der Schraubbolzen. Dies wirkt sich ungünstig auf die erzielbare Sicherheit aus und kann zu Beschädigungen des unter Zwischenschaltung der Sicherheitskupplung angetriebenen Aggregats führen. Die bekannte Anordnung erweist sich daher als nicht sicher und zuverlässig genug.Out US-A 4,944,379, for example, discloses a safety coupling, in which the bolt in case of exceeding the transferable by friction Torques are sheared off. However, a shear break requires comparatively size Forces. The break occurs in the known arrangement therefore only when a comparatively large, about that transferable by friction Torque exceeding the excess torque is reached. There is therefore a comparatively wide tolerance range between the crossing the permissible Torque and breakage by shearing the bolts. This Affects unfavorable on the recoverable security and can cause damage of the driven with the interposition of the safety clutch Lead aggregates. The known arrangement therefore proves to be unsafe and reliable enough.

Auch die weiteren Schriften DE 567 873 , DE 1 030 113 , US 1,637,944 und US 3,967,906 zeigen Sicherheitsbolzen, die jeweils mit einer Sollbruchstelle versehen sind, an der sie bei einer vordefinierten Belastung brechen.Also the other writings DE 567 873 . DE 1 030 113 . US 1,637,944 and US 3,967,906 show safety bolts, each with a predetermined breaking point, where they break at a predefined load.

Ferner ist aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 295 02 074 U1 eine Überlastsicherung für einen elektrischen Antrieb bekannt, bei der eine Flanschverbindung über Dehnschrauben gesichert ist. Bei Überlastung sollen die Dehnschrauben der Gleitbewegung ein Rückstellmoment entgegensetzten, so dass auf die Schraubenbolzen wirkende Querkräfte vermindert werden und somit ein Auswandern der Flanschverbindung sowie eine damit einhergehende undefinierbare Erhöhung der Zugbelastung der Schraubenbolzen und des über die Flanschverbindung übertragenen Moments vermieden wird. Eine Zerstörung der Bolzen ist zwar nicht vorgesehen. Bei einer weiteren Erhöhung des Überlastmoments wird ein Brechen der Schraubenbolzen jedoch spätestens dann eintreten, wenn der abgleitende Flansch den Schraubenschaft der Dehnschraube erreicht und die in diesem Bereich durch die Durchmesserverjüngung zum Dehnabschnitt hin geschwächte Dehnschraube abschert.Furthermore, from the German Utility Model DE 295 02 074 U1 an overload protection for an electric drive known in which a flange is secured by expansion screws. If overloaded, the expansion screws of the sliding movement should oppose a restoring moment, so that transverse forces acting on the bolts are reduced, thus avoiding an emigration of the flange connection and an associated undefinable increase in the tensile load of the bolts and the torque transmitted via the flange connection. A destruction of the bolt is not provided. In a further increase in the overload torque, however, breakage of the bolts will occur at the latest when the sliding flange reaches the screw shank of the expansion screw and shears off the expansion screw weakened in this area by the diameter taper towards the expansion section.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitskupplung eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, dass eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit erreicht werden.Of these, It is therefore the object of the present invention to provide a Safety coupling mentioned above Kind with simple and inexpensive To improve funds so that high security and reliability be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Sollbruchstelle jeweils durch eine umlaufende Nut gebildet ist und die abgestufte Bohrung der anderen Kupplungshälfte in ihrem von der Sollbruchstelle entfernten, rückwärtigen Bereich durch einen Bund verengt ist, dessen lichter Durchmesser kleiner als der Durchmesser des an die Sollbruchstelle anschließenden Bereichs der abgestuften Bohrung ist und zumindest dem Durchmesser der Schraubbolzen entspricht.These Task is inventively characterized solved, that the predetermined breaking point is formed in each case by a circumferential groove is and the stepped bore of the other coupling half in their remote from the breaking point, the rear area by a Bund is narrowed, whose light diameter is smaller than the diameter of the adjoining the predetermined breaking point region of the stepped Bore is and at least equal to the diameter of the bolts.

Diese Maßnahmen stellen sicher, dass der jeweils eine zugeordnete Stufenbohrung durchgreifende Abschnitt der Schraubbolzen im an die Sollbruchstelle anschließenden Bereich einen radialen Biegefreiheitsgrad hat. Die Schraubbolzen werden daher im Falle einer Überschreitung des zulässigen Drehmoments, das heißt im Falle einer Relativbewegung zwischen den beiden Kupplungshälften gebogen, bis der Bruch an der Sollbruchstelle erfolgt. Hierbei handelt es sich daher um keinen Scherbruch wie beim Stand der Technik, sondern um einen Biegebruch, der in erwünschter Weise bereits bei einem wesentlich geringeren Drehmoment erfolgt, als ein Scherbruch. Der Abstand zwischen der Sollbruchstelle und der radialen Abstützung der Schraubbolzen an der die Stufenbohrungen aufnehmenden Kupplungshälfte, das heißt der Abstand zwischen der Sollbruchstelle und dem von den Schraubbolzen mit geringem Radialspiel jeweils durchgriffenen, abgestuften Bereich der jeweils zugeordneten Stufenbohrung, wirkt dabei als Hebelarm. Es ist daher nur eine sehr kleine Kraft erforderlich, um den Bruch durch Biegung im Bereich der Sollbruchstelle herbeizuführen. Es genügt daher bereits eine vergleichsweise geringe Überschreitung des durch Reibschluss übertragbaren Drehmoments, um den Biegebruch der Schraubbolzen an der Sollbruchstelle herbeizuführen. Dementsprechend ergibt sich hier ein vergleichsweise enges Toleranzband zwischen dem Überschreiten des zulässigen Drehmoments und dem Bruch der Schraubbolzen, was eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit gewährleistet.These measures ensure that each section of the bolt passing through an associated stepped bore has a radial bending degree of freedom in the region adjoining the predetermined breaking point. The bolts are therefore in the case of exceeding the allowable torque, that is bent in the case of a relative movement between the two coupling halves until the break occurs at the predetermined breaking point. This is therefore not a shear fracture as in the prior art, but a bending fracture, which takes place in a desired manner already at a much lower torque than a shear fracture. The distance between the predetermined breaking point and the radial support of the bolt on the stepped bore receiving coupling half, that is, the distance between the predetermined breaking point and each of the bolts with a small radial clearance durchgriffenen, stepped portion of the respective associated stepped bore acts as a lever arm. It is therefore only a very small force required to cause the breakage by bending in the region of the predetermined breaking point. Therefore, a comparatively small excess of the torque which can be transmitted by frictional contact is already sufficient in order to bring about the bending fracture of the threaded bolts at the predetermined breaking point. Accordingly, this results in a comparatively narrow tolerance band between the exceeding of the permissible torque and the breakage of the bolts, which ensures a high level of safety and reliability.

Der genannte Bund bildet somit einen von der Sollbruchstelle weit entfernten Stützbereich, mit dem die zugehörige Kupplungshälfte im Falle einer Relativbewegung zwischen den beiden Kupplungshälften zur Anlage am zugeordneten Schraubbolzen kommt und diesen biegt. Es ergibt sich dementsprechend eine vergleichsweise große Biegelänge der Schraubbolzen, was in vorteilhafter Weise bereits bei kleinen Kräften zu großen Biegemomenten an der Sollbruchstelle führt.Of the said collar thus forms a distant from the predetermined breaking point Supporting region with the associated coupling half in the case of a relative movement between the two coupling halves to Plant on the associated bolt comes and this bends. It accordingly results in a comparatively large bending length of the bolts, which is advantageous even with small forces too huge Bending moments at the predetermined breaking point leads.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Embodiments and appropriate training the parent Measures are in the subclaims specified.

So können die Schraubbolzen zweckmäßig jeweils einen an ihre Sollbruchstelle anschließenden Gewindeabschnitt aufweisen, der in eine Gewindebohrung der zugeordneten Kupplungshälfte einschraubbar ist. Durch den Gewindeeingriff ergibt sich automatisch eine Fixierung in radialer Richtung.So can the bolts appropriate each have a subsequent to their breaking point threaded portion the screwed into a threaded hole of the associated coupling half is. The thread engagement automatically results in a fixation in the radial direction.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann darin bestehen, dass der lichte Durchmesser der Bunde der den vorgesehenen Schraubbolzen zugeordneten, abgestuften Bohrungen unterschiedlich ist. Hierdurch wird erreicht, dass der Bruch der einzelnen Schraubbolzen nacheinander erfolgt, was bereits bei einer sehr geringen Überschreitung des durch Reibschluss übertragbaren Drehmoments erfolgt.A further advantageous embodiment of the parent measures may consist in that the clear diameter of the bundles of the provided bolt assigned, stepped holes different is. This ensures that the breakage of the individual bolts successively takes place, which is already at a very low exceed the transferable by friction Torque occurs.

Vorteilhaft können die beiden Kupplungshälften über einen zwischengeschalteten Reibring reibschlüssig zusammenwirken. Der Reibring gewährleistet exakte Reibungsverhältnisse, so dass das durch Reibschluss übertragbare Drehmoment exakt festlegbar ist.Advantageous can the two coupling halves over one frictionally cooperate between the intermediate friction ring. The friction ring guaranteed exact friction conditions, so that the transferable by friction Torque is precisely defined.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, dass eine Kupplungshälfte radial innerhalb der Schraubbolzen mit einem stirnseitigen Kragen versehen ist, in den ein stirnseitiger Zapfen der anderen Kupplungshälfte eingreift. Dies ergibt eine kompakte Bauweise und erleichtert eine exakte gegenseitige Zentrierung der beiden Kupplungshälften.A further expedient measure may therein exist that a coupling half radially inside the bolt with a front collar is provided, engages in a front-side pin of the other coupling half. This results in a compact design and facilitates an exact mutual Centering of the two coupling halves.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.Further advantageous embodiments and expedient developments of the higher-level measures are specified in the remaining subclaims and from the the following example description with reference to the drawing closer.

In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:In the drawings described below show:

1 ein Anwendungsbeispiel mit einer zwischen einem Motor und einer von diesem angetriebenen Pumpe angeordneten Sicherheitskupplung, 1 an example of an application with a safety clutch arranged between a motor and a pump driven by the same,

2 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Sicherheitskupplung, 2 a longitudinal section through a safety coupling according to the invention,

3 eine Stirnansicht der Anordnung gemäß 2 teilweise im Schnitt, 3 an end view of the arrangement according to 2 partly in section,

4 einen gegenüber 2 vergrößerten, einen Schraubbolzen enthaltenden Ausschnitt aus 2 und 4 one opposite 2 enlarged, containing a bolt neckline 2 and

5 einen Schnitt entlang der Linie V/V in 4 beim Biegebruch des Schraubbolzens. 5 a section along the line V / V in 4 at the bending break of the bolt.

Hauptanwendungsgebiet der Erfindung sind Großmotoren, durch die bezüglich einer Überlastung empfindliche Aggregate, z.B. hydraulische Pumpen, angetrieben werden, denen Hydraulikmotoren nachgeordnet sein können, wie das z.B. bei den auf Schiffen vorgesehenen Antriebssystemen vorkommt.Main application of the invention are large engines, by the re an overload sensitive Aggregates, e.g. Hydraulic pumps are driven by hydraulic motors can be subordinate, as the e.g. in the propulsion systems provided on ships occurs.

Die 1 zeigt einen Großmotor 1, durch den eine Hydraulikpumpe 2 angetrieben wird. Bei dem Großmotor 1 kann es sich um einen vergleichsweise langsam laufenden Zweitakt-Großdieselmotor handeln, dem eine Übersetzungsgetriebe 3 nachgeordnet ist. Zwischen dem Ausgang des Übersetzungsgetriebes 3 und dem Eingang der Hydraulikpumpe 2 ist eine Sicherheitskupplung 4 angeordnet, die so aufgebaut ist, dass das übertragbare Drehmoment begrenzt wird und zwar derart, dass die Sicherheitskupplung 4 beim Überscheiten eines vorgegebenen Grenzdrehmoments irreversibel gelöst wird.The 1 shows a large engine 1 through which a hydraulic pump 2 is driven. In the large engine 1 it may be a relatively slow-running two-stroke large diesel engine, which is a transmission gear 3 is subordinate. Between the output of the transmission 3 and the input of the hydraulic pump 2 is a safety coupling 4 arranged, which is constructed so that the transmittable torque is limited in such a way that the safety clutch 4 is exceeded irreversibly when exceeding a predetermined limit torque.

Die Sicherheitskupplung 4 enthält zwei in axialer Richtung einander gegenüberliegende, reibschlüssig zusammenwirkende Kupplungshälften 5, 6, von denen die eingangsseitige Kupplungshälfte 5 dem treibenden Organ, hier dem Ausgang des Übersetzungsgetriebes 3, und die ausgangsseitige Kupplungshälfte 6 dem angetriebenen Organ, hier dem Antriebsstutzen der Hydraulikpumpe 2, zugeordnet sind.The safety clutch 4 includes two mutually axially opposite, friction co-operating coupling halves 5 . 6 , of which the input side coupling half 5 the driving organ, here the output of the transmission 3 , and the output side coupling half 6 the driven member, here the drive port of the hydraulic pump 2 , assigned.

Der Aufbau der Sicherheitskupplung ist am besten aus 2 erkennbar. Die eingangsseitige Kupplungshälfte 5 besitzt hier einen von der Kupplungshälfte 6 abgewandten, seitlich abstehenden Wellenstummel 7, der mit einem umfangsseitigen Zahnkranz 8 versehen ist und hiermit, wie aus 1 ersichtlich ist, zum Eingriff mit einem eine entsprechende Innenverzahnung aufweisenden Organ des Ausgangs des Übersetzungsgetriebes 3 bringbar ist. Kupplungsseitig ist die Kupplungshälfte 5 mit einem an den Wellenstummel 7 anschließenden Radialflansch 9 versehen. Die ausgangsseitige Kupplungshälfte 6 ist hier praktisch als mit einer zentralen Durchgangsbohrung versehene Trommel ausgebildet, wobei der von der Kupplungshälfte 5 abgewandte, innere Umfangsbereich mit einer Innerverzahnung 10 versehen ist, die, wie wiederum aus 1 entnehmbar ist, auf einen außenverzahnten Antriebsstutzen der Pumpe 2 aufsteckbar ist.The construction of the safety clutch is best off 2 recognizable. The input side coupling half 5 here owns one of the coupling half 6 facing away, laterally projecting stub shaft 7 that with a circumferential sprocket 8th is provided and hereby, as from 1 it can be seen, for engagement with a corresponding internal toothing having organ of the Output of the gearbox 3 can be brought. Coupling side is the coupling half 5 with one on the stub shaft 7 subsequent radial flange 9 Mistake. The output side coupling half 6 is here practically designed as provided with a central through-hole drum, wherein of the coupling half 5 facing away, inner peripheral region with an internal toothing 10 that's how it turns out 1 is removable, on an externally toothed drive port of the pump 2 is pluggable.

Zwischen den beiden Kupplungshälften 5, 6 ist ein umlaufender Reibring 11 angeordnet, an dessen voneinander abgewandten Seitenflanken die beiden Kupplungshälften 5, 6 mit einer jeweils zugeordneten, ringförmigen Reibfläche 12 anliegen. Die Reibflächen 12 sind jeweils an einen axial vorspingenden, umlaufenden Bund der zugeordneten Kupplungshälfte 5, 6 angeformt. Im Bereich der Kupplungshälfte 5 springt der die Reibfläche 12 enthaltende Bund von der der Kupplungshälfte 6 zugewandten Stirnseite des Radialflansches 9 in axialer Richtung vor. Im Bereich der Kupplungshälfte 6 springt der die Reibfläche 12 enthaltende Bund von der der Kupplungshälfte 5 zugewandten Stirnseite der die Kupplungshälfte 6 bildenden Trommel in axialer Richtung vor.Between the two coupling halves 5 . 6 is a rotating friction ring 11 arranged on the side edges facing away from each other, the two coupling halves 5 . 6 with a respective associated, annular friction surface 12 issue. The friction surfaces 12 are each to an axially projecting, circumferential collar of the associated coupling half 5 . 6 formed. In the area of the coupling half 5 the friction surface jumps 12 containing collar of the coupling half 6 facing end face of the radial flange 9 in the axial direction. In the area of the coupling half 6 the friction surface jumps 12 containing collar of the coupling half 5 facing end side of the coupling half 6 forming drum in the axial direction.

Die Kupplungshälfte 5 ist radial innerhalb der Reibfläche 12 mit einem in axialer Richtung vorspringenden, zentralen Zapfen 13 versehen, der in einen gegenläufig vorspringenden Kragen 14 der Kupplungshälfte 6 eingreift. Zwischen dem Zapfen 13 und dem Kragen 14 ist ein kleiner, radialer Spalt vorgesehen.The coupling half 5 is radially inside the friction surface 12 with a projecting in the axial direction, central pin 13 provided in a counter-projecting collar 14 the coupling half 6 intervenes. Between the pin 13 and the collar 14 a small, radial gap is provided.

Die in axialer Richtung ineinander eingreifenden und über den Reibring 11 reibschlüssig zusammenwirkenden Kupplungshälften 5, 6 werden durch eine axiale Spanneinrichtung in axialer Richtung gegeneinander verspannt, hier mit ihren Reibflächen 12 an die Seitenflanken des zwischengeordneten Reibrings 11 angepresst. Zur Bildung der Spanneinrichtung sind, wie die 2 und 3 erkennen lassen, mehrere, radial innerhalb der Reibflächen 12 vorgesehene, gleichmäßig über 360° verteilte Schraubbolzen 15 vorgesehen, die jeweils mit einem hinteren Abschnitt 15a eine axiale Bohrung 16 der ausgangsseitigen Kupplungshälfte 6 durchgreifen und mit einem vorderen Gewindeabschnitt 15b in eine zugeordnete Gewindebohrung 17 der Kupplungshälfte 5 eingreifen. Das rückwärtige Ende des jeweils als gewindeloser Schaft ausgebildeten Abschnitts 15a der Schraubbolzen 15 ist mit einem Kopf 18 versehen, der an der von der Kupplungshälfte 5 abgewandten Rückseite der Kupplungshälfte 6 abgestützt ist.The intermeshing in the axial direction and the friction ring 11 friction co-operating coupling halves 5 . 6 are braced against each other by an axial clamping device in the axial direction, here with their friction surfaces 12 to the side edges of the intermediate friction ring 11 pressed. To form the clamping device are, like the 2 and 3 recognize several, radially within the friction surfaces 12 provided, evenly distributed over 360 ° bolt 15 provided, each with a rear section 15a an axial bore 16 the output side coupling half 6 reach through and with a front threaded section 15b in an assigned threaded hole 17 the coupling half 5 intervention. The rear end of each formed as unthreaded shaft portion 15a the bolt 15 is with a head 18 provided at the of the coupling half 5 opposite rear side of the coupling half 6 is supported.

Die Schraubbolzen 15 sowie die diesen zugeordneten Ausnehmungen der Kupplungshälften 5, 6 sind jeweils auf einander entsprechenden, zur Kupplungsachse konzentrischen Teilkreisen angeordnet. Zweckmäßig ist dabei der Teilkreisdurchmesser so gewählt, dass der Durchmesser eines die Schraubbolzen 15 umfassenden Hüllkreises dem Innendurchmesser des Reibrings 11 abzüglich eines erwünschten Radialspiels entspricht. Die Schraubbolzen 15 bilden dementsprechend eine dem Reibring 11 zugeordnete, radiale Stützeinrichtung. Die Bohrungen 16 durch greifen den Mantel der der Kupplungshälfte 6 zugrundeliegenden Trommel. Die Gewindebohrungen 17 befinden sich im Bereich des Radialflansches 9 der Kupplungshälfte 5.The bolts 15 and the associated recesses of the coupling halves 5 . 6 are each arranged on mutually corresponding, concentric to the coupling axis pitch circles. Suitably, the pitch circle diameter is chosen so that the diameter of the bolt 15 comprehensive enveloping circle the inner diameter of the friction ring 11 minus a desired radial clearance. The bolts 15 accordingly form a friction ring 11 associated, radial support means. The holes 16 by grabbing the mantle of the coupling half 6 underlying drum. The threaded holes 17 are located in the area of the radial flange 9 the coupling half 5 ,

Die Schraubbolzen 15 sind, wie aus 4 anschaulich entnehmbar ist, mit jeweils einer durch eine umlaufende Nut gebildeten Sollbruchstelle 19 versehen, die sich bei zusammengebauter Kupplung im axialen Bereich zwischen den beiden Kupplungshälften 5, 6 befindet. Jeder Schraubbolzen 15 besitzt nur eine Sollbruchstelle 19. Weitere Sollbruchstellen sind nicht vorgesehen. Im dargestellten Beispiel befindet sich die Sollbruchstelle 19 im Bereich vor der der Kupplungshälfte 6 zugewandten Stirnseite des Flansches 9 der Kupplungshälfte 5, gegenüber welcher der die zugeordnete Reibfläche 12 enthaltende Bund axial vorspringt. Der an die Sollbruchstelle 19 anschließende, vordere Gewindeabschnitt 15b der Schraubbolzen 15, der in eine jeweils zugeordnete Gewindebohrung 17 des Flansches 9 eingreift, besitzt infolge dieses Gewindeeingriffs praktisch keinen radialen Freiheitsgrad und kann daher als in radialer Richtung fixiert bzw. blockiert angesehen werden. Das selbstverständlich vorgesehene Gewindespiel kann in diesem Sinne vernachlässigt werden.The bolts 15 are how out 4 can be clearly seen, each with a predetermined breaking point formed by a circumferential groove 19 provided with assembled clutch in the axial region between the two coupling halves 5 . 6 located. Every bolt 15 has only one predetermined breaking point 19 , Other predetermined breaking points are not provided. In the example shown, the predetermined breaking point is located 19 in the area in front of the coupling half 6 facing end face of the flange 9 the coupling half 5 opposite to which the associated friction surface 12 containing collar projecting axially. The at the breaking point 19 subsequent, front threaded section 15b the bolt 15 , which in a respectively assigned threaded hole 17 of the flange 9 engages, has virtually no radial degree of freedom as a result of this threaded engagement and can therefore be regarded as fixed in the radial direction or blocked. The course provided thread play can be neglected in this sense.

Die den Schraubbolzen 15 jeweils zugeordneten Bohrungen 16 der Kupplungshälfte 6 sind jeweils, wie 4 anschaulich zeigt, als Stufenbohrung ausgebildet, die im der Anlagefläche des Kopfes 18 des zugeordneten Schraubbolzens 15 benachbarten Bereich durch einen radialen Bund 20 verengt ist. Der den Bund 20 durchgreifende Bohrungsbereich 16a besitzt einen lichten Durchmesser, der zumindest dem Durchmesser des die Bohrung 16 durchgreifenden Abschnitts 15a der Schraubbolzen 15 entspricht. Vorzugsweise besitzt der Bohrungsbereich 16a, wie aus 4 ersichtlich ist, einen etwas größeren Durchmesser als die Schraubbolzen 15, so dass sich ein geringes Radialspiel ergibt. In jedem Fall ist der Durchmesser des Bohrungsbereichs 16a jedoch kleiner als der Durchmesser des von der der Kupplungshälfte 5 zugewandten Stirnseite der Kupplungshälfte 6 ausgehenden Bohrungsbereichs 16b, gegenüber dem der Bund 20 stufenartig nach radial innen vorspringt.The the bolt 15 each assigned holes 16 the coupling half 6 are each, how 4 clearly shows, designed as a stepped bore, in the contact surface of the head 18 the associated bolt 15 adjacent area by a radial collar 20 is narrowed. The covenant 20 thorough drilling area 16a has a clear diameter that is at least the diameter of the bore 16 sweeping section 15a the bolt 15 equivalent. Preferably, the bore area has 16a , like out 4 It can be seen, a slightly larger diameter than the bolts 15 , so that results in a low radial clearance. In any case, the diameter of the bore area 16a however, smaller than the diameter of that of the coupling half 5 facing end side of the coupling half 6 outgoing bore area 16b , opposite to the federal government 20 stepped radially inwardly projecting.

Der Bund 20 bildet praktisch einen vom zugeordneten Schraubbolzen 15 durchgriffenen radialen Stützbereich 21, an welchem der zugeordnete Schraubbolzen 15 im Falle einer leichten radialen Auslenkung zur Anlage kommt, wie aus 5 entnehmbar ist. Zweckmäßig besitzen die rückwärtigen Bohrungsabschnitte 16a der den vorgesehenen Schraubbolzen 15 zugeordneten Bohrungen 16 der Kupplungshälfte 6 unterschiedliche Durchmesser, so dass sich ein unterschiedliches Radialspiel und eine zeitlich aufeinanderfolgende gegenseitige Anlage zwischen Schraubbolzen 15 und Stützbereich 21 ergeben. In jedem Fall besitzt der vordere Bohrungsabschnitt 16b einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 16a, so dass der zugeordnete Schraubbolzen 15 hierin noch einen radialen Bewegungsfreiheitsgrad hat, wenn eine Anlage des Abschnitts 16a an der Stützfläche 21 bereits erfolgt ist, wie aus 5 hervorgeht.The Bund 20 practically forms one of the associated bolt 15 penetrated radial support area 21 to which the assigned bolts 15 in case of a slight radial deflection comes to rest, as from 5 is removable. Suitably have the rear bore sections 16a the provided bolt 15 associated holes 16 the coupling half 6 different diameters, so that a different radial clearance and a temporally successive mutual contact between bolts 15 and support area 21 result. In any case, the front bore section has 16b a larger diameter than the section 16a so that the associated bolt 15 herein still has a radial degree of freedom of movement when an abutment of the section 16a on the support surface 21 already done, how out 5 evident.

Bei normalem Betrieb wird das von der Kupplungshälfte 5 auf die Kupplungshälfte 6 zu übertragende Drehmoment durch Reibschluss übertragen. Sofern das reibschlüssig übertragbare Drehmoment überschritten wird, ergibt sich ein Schlupf zwischen dem Reibring 11 und den hiermit zusammenwirkenden Kupplungshälften 5, 6 und damit eine gegenseitige Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungshälften 5, 6, wie in 5 durch gegenläufige Bewegungspfeile angedeutet ist. Dabei werden die mit ihrem Gewindeabschnitt 15b praktisch ohne radialen Freiheitsgrad in die Kupplungshälfte 5 eingreifenden und andererseits mit dem ihrem Kopf 18 benachbarten Bereich 15a mit der Stützfläche 21 zum Eingriff kommenden Schraubbolzen 15, die im Bereich des Bohrungsabschnitts 16b radialen Freiheitsgrad besitzen, von der Sollbruchstelle 19 ausgehend bis zu der dieser zugewandten Kante des Bunds 20 gebogen, wie in 5 angedeutet ist. Diese Biegung führt vergleichsweise schnell zum Bruch im Bereich der Sollbruchstelle 19. Zweckmäßig bestehen die Schraubbolzen 15 aus einem harten und dementsprechend spröden Material, vorzugsweise Werkzeugstahl, so dass sich ein schneller Biegebruch ergibt.In normal operation, this is from the coupling half 5 on the coupling half 6 transmitted torque transmitted by frictional engagement. If the frictionally transmissible torque is exceeded, there is a slip between the friction ring 11 and the cooperating coupling halves 5 . 6 and thus a mutual rotational movement between the two coupling halves 5 . 6 , as in 5 is indicated by opposing movement arrows. They are the with their threaded section 15b virtually no radial degree of freedom in the coupling half 5 on the other hand with her head 18 adjacent area 15a with the support surface 21 to engage the screw 15 in the area of the bore section 16b have radial degree of freedom, from the breaking point 19 starting up to this facing edge of the collar 20 bent, as in 5 is indicated. This bend leads comparatively quickly to breakage in the region of the predetermined breaking point 19 , Appropriately exist the bolts 15 made of a hard and therefore brittle material, preferably tool steel, so that there is a fast bending break.

Die Schraubbolzen 15 bilden praktisch im Bereich ihrer Gewindeabschnitte 15b eingespannte Kragträger. Das im Bereich der Sollbruchstelle 19 wirksame Moment, das zum Bruch führt, ergibt sich dabei aus dem in 5 angegebenen Abstand L zwischen der Sollbruchstelle 19 und dem Kraftangriff im Bereich der Stützfläche 21. Bei der dargestellten Ausführung ergibt sich infolge der trommelartigen Gestaltung der Kupplungshälfte 6 ein vergleichsweise großer Abstand L, so dass bereits eine kleine Kraft genügt, um den Biegebruch der Schraubbolzen 15 herbeizuführen. Dies bedeutet, dass hier der Bruch der Schraubbolzen 15 bereits erfolgt, wenn das durch Reibschluss übertragbare Drehmoment nur geringfügig überschritten wird. Dieser Vorteil kann dadurch noch verstärkt werden, dass der lichte Durchmesser der Bohrungsabschnitte 16a der den einzelnen Schraubbolzen 15 zugeordneten Bohrungen 16, wie oben schon erwähnt wurde, unterschiedlich ist, so dass die vorgesehenen Schraubbolzen 15 nicht gleichzeitig, sondern nacheinander in Stützkontakt mit der zugeordneten Stützfläche 21 kommen und dementsprechend nacheinander brechen.The bolts 15 form practically in the area of their threaded sections 15b clamped cantilevers. That in the area of the predetermined breaking point 19 effective moment, which leads to breakage, results from the in 5 specified distance L between the predetermined breaking point 19 and the force attack in the area of the support surface 21 , In the illustrated embodiment results due to the drum-like design of the coupling half 6 a comparatively large distance L, so that already a small force is sufficient to the bending fracture of the bolts 15 bring about. This means that here is the breakage of the bolts 15 already occurs when the torque transferable by friction is exceeded only slightly. This advantage can be further enhanced by the fact that the clear diameter of the bore sections 16a the single bolt 15 associated holes 16 , as mentioned above, is different, so that the provided bolts 15 not at the same time, but successively in support contact with the associated support surface 21 come and break each other accordingly.

Nach erfolgtem Bruch sämtlicher Schraubbolzen 15 sind die beiden Kupplungshälften 5, 6 irreversibel voneinander getrennt und können gegeneinander verdreht werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass beispielsweise die eingangsseitige Kupplungshälfte 5 weiter angetrieben werden kann, während die ausgangsseitige Kupplungshälfte 6 im Stillstand verharren kann. Um dabei eine direkte Berührung zwischen dem Zapfen 13 der Kupplungshälfte 5 und dem diesen aufnehmenden Kragen 14 der Kupplungshälfte 6 zu vermeiden, ist zwischen dem Zapfen 13 und dem Kragen 14, wie schon erwähnt, ein kleiner Radialspalt 22 vorgesehen.After the breakage of all bolts 15 are the two coupling halves 5 . 6 irreversibly separated from each other and can be twisted against each other. In this way it is ensured that, for example, the input-side coupling half 5 can be further driven while the output side coupling half 6 can remain at a standstill. To make a direct contact between the pin 13 the coupling half 5 and the collar receiving it 14 the coupling half 6 To avoid is between the pin 13 and the collar 14 , as already mentioned, a small radial gap 22 intended.

Beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen Sicherheitskupplung werden die beiden Kupplungshälften 5, 6 exakt gegeneinander zentriert. Hierzu kann ein in 2 angedeutetes Zentrierstück 23 Verwendung finden, das als Verlängerung auf den Zapfen 13 der Kupplungshälfte 5 aufgeschraubt werden kann und in die zentrale Bohrung der Kupplungshälfte 6 eingreift. Im dargestellten Beispiel ist die Kupplungshälfte 6 mit der Innenverzahnung 10 versehen. Das Zentrierstück 23 besitzt dementsprechend eine in die Innenverzahnung 10 praktisch spielfrei eingreifende Außenverzahnung. Nach dem Zusammenbau der erfindungsgemäßen Sicherheitskupplung wird das Zentrierstück 23 entfernt, so dass die Innenverzahnung 10 der Kupplungshälfte 6 frei ist.When assembling the safety coupling according to the invention, the two coupling halves 5 . 6 exactly centered against each other. For this purpose, a in 2 indicated centering piece 23 Use as an extension on the pin 13 the coupling half 5 can be screwed and into the central bore of the coupling half 6 intervenes. In the example shown, the coupling half 6 with the internal toothing 10 Mistake. The centering piece 23 has accordingly one in the internal toothing 10 virtually backlash-engaging external teeth. After assembly of the safety coupling according to the invention is the centering 23 removed, leaving the internal teeth 10 the coupling half 6 free is.

Beim oben beschriebenen Beispiel sind vier Schraubbolzen 15 am Umfang vorgesehen. Selbstverständlich können auch mehr oder weniger, mindestens jedoch zwei Schraubbolzen 15 am Umfang vorgesehen sein. Die Schraubbolzen 15 können unterschiedlich sein, um einen zeitlich versetzten Bruch zu erreichen. Zweckmäßig sind jedoch, wie beim dargestellten Beispiel, sämtliche Schraubbolzen 15 gleich.In the example described above are four bolts 15 provided at the periphery. Of course, more or less, but at least two bolts 15 be provided on the circumference. The bolts 15 can be different to achieve a staggered break. Appropriately, however, as in the example shown, all bolts 15 equal.

Claims

Safety coupling with two mutually axially opposite, friction co-operating coupling halves ( 5 . 6 ), which by several, on both coupling halves ( 5 . 6 ) attacking, evenly distributed over 360 ° bolt ( 15 ) are braced against each other in the axial direction, which in the case of a mutual rotational movement of the two coupling halves ( 5 . 6 ) are destructible, the bolts ( 15 ) each have a predetermined breaking point ( 19 ), in a built state in the axial area between the two coupling halves ( 5 . 6 ), and the bolts ( 15 ) from the predetermined breaking point ( 19 ) starting in one of the coupling half ( 5 ) engaging, fixed in the radial direction portion (threaded portion 15b ) and a stepped bore ( 16 ) of the other coupling half ( 6 ) at least in the predetermined breaking point ( 19 ) facing region with radial spacing cross-section ( 15a ), characterized in that the predetermined breaking point is formed by a circumferential groove and the stepped bore ( 16 ) of the other coupling half ( 6 ) in their from the breaking point ( 19 ), rearward area by a radial collar ( 20 ) narrowed bore section ( 16a ) whose light diameter is smaller than the diameter of the predetermined breaking point ( 19 ) facing bore section's ( 16b ) and at least the diameter of the bolts ( 15 ) corresponds.

Safety coupling according to claim 1, characterized in that the bolts ( 15 ) one at their breaking point ( 19 ) subsequent threaded section ( 15b ), which in a threaded bore ( 17 ) of the associated coupling half ( 5 ) can be screwed.

Safety coupling according to claim 2, characterized in that the clear diameter of the collar ( 20 ) formed bore section ( 16a ) greater than the diameter of the bolts ( 15 ).

Safety coupling according to claim 2 or 3, characterized in that the clear diameter of the collar ( 20 ) bore section ( 16a ) of the provided bolt ( 15 ) associated with each stepped holes ( 16 ) is different.

Safety coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the stepped bore ( 16 ) sweeping section ( 15a ) of the bolts ( 15 ) as with a head ( 18 ) provided, unthreaded shaft is formed.

Safety coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the two coupling halves ( 5 . 6 ) via an intermediate friction ring ( 11 ) interact frictionally.

Safety coupling according to claim 6, characterized in that the two coupling halves ( 5 . 6 ) the friction ring ( 11 ) facing, annular friction surfaces ( 12 ), whose width is smaller than the width of the friction ring ( 11 ).

Safety coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined breaking point ( 19 ) in the installed state in the axial region of the opposite coupling half ( 6 ) facing the end of the threaded holes ( 17 ) having coupling half ( 5 ) is positioned.

Safety coupling according to one of the preceding claims 6-8, characterized in that the bolts ( 15 ) radially within the friction ring ( 11 ) are arranged and record this.

Safety coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the bolts ( 15 ) consist of a hard material, preferably tool steel.

Safety coupling according to one of the preceding claims, characterized in that a coupling half ( 6 ) radially inside the bolts ( 15 ) with a frontal collar ( 14 ), in which a front-side pin ( 13 ) of the other coupling half ( 5 ) intervenes.

Safety coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the stepped bores ( 16 ) having coupling half ( 6 ) as preferably the collar ( 14 ) is formed drum having formed.

Safety coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded holes ( 17 ) having coupling half ( 5 ) a stub shaft ( 7 ) with the radial flange projecting therefrom ( 9 ) having.