DE1060199B

DE1060199B - Safety coupling

Info

Publication number: DE1060199B
Application number: DEM29403A
Authority: DE
Inventors: Dr Ludwig Baldauf
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1956-01-20
Filing date: 1956-01-20
Publication date: 1959-06-25

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

PATENTSCHRIFT 1060199PATENT LETTER 1060199

ANMELDETAG:REGISTRATION DAY:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL:

AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:ISSUE OF
PATENT LETTERING:

kl. 47 c 8kl. 47 c 8

INTERNET. KL. F 06 d 20. J ANU AR 1956INTERNET. KL. F 06 d 20 J ANU AR 1956

2 5. JUNI 1959
3. DEZEMBER 19592 JUNE 5, 1959
DECEMBER 3, 1959

stimmt Oberein mit auslegeschriftagrees with the exposition

1 ««0 199 (M 29403 XII / 47 c)1 «« 0 199 (M 29403 XII / 47 c)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitskupplung mit unter Federdruck stehenden, auf Schrägflächen wirkenden Wälzkörpern. Solche Kupplungen sind meist als Schlupfkupplungen ausgebildet und übertragen das Drehmoment entsprechend dem eingestellten Federdruck bis zu einer gewissen Größe. Für große Drehzahlen sind diese Sicherheitskupplungen jedoch nicht geeignet, da hierbei beim Schlupfen außer den rasch wechselnden Drehmomenten Stöße auftreten, die zur Zerstörung der Wälzkörper führen können.The invention relates to a safety coupling with spring-loaded inclined surfaces acting rolling elements. Such clutches are mostly designed as slip clutches and transmit the torque according to the set spring pressure up to a certain size. However, these safety clutches are not suitable for high speeds, because they slip apart from the rapidly changing torques, shocks occur which lead to the destruction of the rolling elements be able.

Um das zu vermeiden, ist schon vorgeschlagen worden, die Wälzkörper an einem auf der treibenden Welle drehbaren Träger anzuordnen und ein durch Keilwirkung axial verschiebbares Organ bei der axialen Verschiebung derart auf eine die Kupplungshälften gegeneinanderdrückende Feder einwirken zu lassen, daß mit zunehmender Belastung auch der Kupplungsdruck zunimmt. Hierbei wird jedoch die axiale Verschiebebewegung des getriebenen Kupplungsteiles durch unterschiedliche Reibungskräfte beeinträchtigt. In order to avoid this, it has already been proposed that the rolling elements on one of the driving To arrange shaft rotatable carrier and an axially displaceable member by wedge action in the axial displacement in such a way to act on a spring pressing the coupling halves against one another let that the clutch pressure increases with increasing load. Here, however, the axial displacement of the driven coupling part affected by different frictional forces.

Diese Beeinträchtigung wird bei einer Sicherheitskupplung mit unter Federdruck stehenden, auf Schrägflächen wirkenden Wälzkörpern als Drehmomentübertragungsmittel zwischen der treibenden und der getriebenen Welle, wobei die Wälzkörper an einem auf einer der beiden Wellen frei drehbaren Träger angeordnet sind, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der die Wälzkörper führende Träger frei drehbar auf der getriebenen Welle angeordnet ist, wobei er mit den Wälzkörpern von einer sich gegen die getriebene Welle abstützenden Feder an den getriebenen Kupplungsteil gedrückt wird, und daß der unter Spannung einer stärkeren Feder stehende getriebene Kupplungsteil über eine Rollenführung mit der getriebenen Welle verbunden ist. Bei einer solchen Ausbildung der Sicherheitskupplung werden auch bei hohen Drehzahlen die Drehmomente ohne Stöße übertragen, so daß die Kupplungsteile weitgehend geschont werden.In the case of a safety coupling, this impairment occurs with spring-loaded, inclined surfaces acting rolling elements as torque transmission means between the driving and the driven Shaft, the rolling elements being arranged on a carrier that is freely rotatable on one of the two shafts are avoided according to the invention in that the carrier guiding the rolling elements is freely rotatable is arranged on the driven shaft, with the rolling elements of one against the driven shaft Shaft supporting spring is pressed against the driven coupling part, and that the under tension a stronger spring standing driven coupling part via a roller guide with the driven Shaft is connected. With such a design of the safety clutch are also with The torque is transmitted at high speeds without jolts, so that the coupling parts are largely spared will.

Bei einer Überschreitung des eingestellten Drehmomentes werden die Wälzkörper aus den durch die Schrägflächen gebildeten Taschen gelöst, wobei die Verbindung der Kupplungsteile vollkommen unterbrachen wird.If the set torque is exceeded, the rolling elements are removed from the Loosened inclined surfaces formed pockets, the connection of the coupling parts completely interrupted will.

Meist wird es vorteilhaft sein, den getriebenen Kupplungsteil in an sich bekannter Weise mittelbar oder unmittelbar auf einen Schalter zum Stillsetzen des Antriebes einwirken zu lassen.In most cases it will be advantageous to use the driven coupling part indirectly in a manner known per se or to act directly on a switch to shut down the drive.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch die Sicherheitskupplung nach der Linie I-I in Fig. 2,Fig. 1 is a section through the safety coupling along the line I-I in Fig. 2,

SicherheitskupplungSafety coupling

Patentiert für:Patented for:

Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg A. G._r Zweigniederlassung,Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG _r branch office,

NürnbergNuremberg

Dr. Ludwig Baldauf, Gustavsburg (Hess.),
ist als Erfinder genannt wordenDr. Ludwig Baldauf, Gustavsburg (Hess.),
has been named as the inventor

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1,Fig. 2 is a section along the line H-II in Fig. 1,

Fig. 3 a bis 3 c eine Darstellung der verschiedenen Wälzkörperlagen bei Überlastung,3 a to 3 c show the various rolling element positions in the event of overload,

Fig. 4 a bis 4 c eine Darstellung wie Fig. 3 bei Verwendung von Riegeln undFIGS. 4 a to 4 c show a representation like FIG. 3 with the use of bars and

Fig. 5 a bis 5 c eine Darstellung wie Fig. 4 in abgeänderter Ausführung.FIGS. 5 a to 5 c show a representation like FIG. 4 in a modified embodiment.

Der Aufbau der Sicherheitskupplung nach der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. In diesen bezeichnet 1 die treibende Welle, 2 die getriebene Welle, 3 den treibenden Kupplungsteil, 4 die Wälzkörper und 5 den getriebenen Kupplungsteil. Der treibende, 3, und der getriebene Kupplungsteil 5 sind mit den zugehörigen Wellen 1, 2 undrehbar, aber axial verschiebbar verbunden. Der getriebene Kupplungsteil 5 wird von einer zwischen ihm und auf die getriebene Welle 2 aufgeschraubten Muttern 6 angeordneten starken Schraubenfeder 7 an die Wälzkörper 4 gedrückt und steht mit der getriebenen Welle2 über eine Rollenführung in Verbindung. Die Rollenführung wird von im getriebenen Kupplungsteil 5 befindlichen axial gerichteten Schlitzen 8, in diesen gleitenden Rollen 9 und einem Rollenträger 10, der mit der getriebenen Welle 2 drehfest verbunden ist, gebildet. Die Rollen 9 sind zwischen den Wälzkörpern 4 angeordnet. Ihre Zahl ist zweckmäßig gleich der Zahl der Wälzkörper.. Die Spannung der Feder 7 kann mittels der Muttern 6 entsprechend der Größe des zu übertragenden Drehmomentes eingestellt werden.The structure of the safety coupling according to the invention is shown in FIGS. In these, 1 denotes the driving shaft, 2 the driven shaft, 3 the driving coupling part, 4 the rolling elements and 5 the driven coupling part. The driving, 3, and the driven coupling part 5 are connected to the associated shafts 1, 2 in a non-rotatable, but axially displaceable manner. The driven coupling part 5 is pressed against the rolling elements 4 by a strong helical spring 7 arranged between it and screwed onto the driven shaft 2 and is connected to the driven shaft 2 via a roller guide. The roller guide is formed by axially directed slots 8 located in the driven coupling part 5, rollers 9 sliding in these and a roller carrier 10 which is connected to the driven shaft 2 in a rotationally fixed manner. The rollers 9 are arranged between the rolling elements 4. Their number is expediently equal to the number of rolling elements .. The tension of the spring 7 can be adjusted by means of the nuts 6 according to the size of the torque to be transmitted.

Die Wälzkörper 4, deren Zahl (im Ausführungsbeispiel zwei) entsprechend der Größe der Kupplung gewählt wird, sind am Umfang eines Trägers 11 drehbar gelagert, der mit den Wälzkörpern 4 von einer schwächeren Schraubenfeder 12 an den getriebenen Kupplungsteil 5 gedrückt wird. Das eine Ende der Schraubenfeder 12 legt sich hierbei an einen an der getriebenen Welle 2 befestigten Federteller 13 an.The rolling elements 4, the number (two in the exemplary embodiment) corresponding to the size of the clutch is chosen, are rotatably mounted on the circumference of a carrier 11, which with the rolling elements 4 of a weaker coil spring 12 is pressed against the driven coupling part 5. One end of the The helical spring 12 rests against a spring plate 13 attached to the driven shaft 2.

909 663/145909 663/145

Damit das freie Ende der getriebenen Welle 2 sichfnicht durchbiegt und der treibende Kupplungsteil 3 in axialer Richtung abgestützt wird, ist in der Nabenbohrung 14 des Teiles 3 ein Kugellager 15 vorgesehen, das von einer in die Stirnseite der Welle 2 geschraubten Kopfschraube 16 gehalten wird.So that the free end of the driven shaft 2 does not interfere sags and the driving coupling part 3 is supported in the axial direction, is in the hub bore 14 of the part 3 a ball bearing 15 is provided, which is screwed into the end face of the shaft 2 by a cap screw 16 is held.

Die Wälzkörper 4 wirken auf Schrägflächen ein, die von in den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des treibenden Kupplungsteiles 3 und des getriebenen Kupplungsteiles 5 vorgesehenen Taschen 17,18 und 19 gebildet werden (Fig. 3 bis 5). Um die Taschen 19 nicht so tief machen zu müssen ist es, wie in Fig. 1 dargestellt ist, zweckmäßig, im getriebenen Kupplungsteil 5 radiale Riegel 20 vorzusehen, die durch eine Feder 21 in Sperrstellung (unterer Teil der Fig. 1) hinter den Rollenträger 10 gedrückt werden. Das Entriegeln erfolgt durch an den Riegeln 20 befestigte Stifte22 von Hand.The rolling elements 4 act on inclined surfaces that of in the opposite end faces of the driving coupling part 3 and the driven Coupling part 5 provided pockets 17, 18 and 19 are formed (Fig. 3 to 5). Around the pockets 19 It is not necessary to make it so deep, as is shown in FIG. 1, in the driven coupling part 5 radial bolts 20 are to be provided, which are locked in the locking position by a spring 21 (lower part of the Fig. 1) are pressed behind the roller carrier 10. The unlocking is carried out by fastened to the bolts 20 Pens22 by hand.

Die Wirkungsweise der neuen Sicherheitskupplung ist wie folgt:The mode of operation of the new safety coupling is as follows:

Nach Fig. 1 wird das Drehmoment von der treibenden Welle 1 über den auf ihr axial verschiebbar angeordneten treibenden Kupplungsteil 3 und die Wälzkörper 4 auf den auf der getriebenen Welle 2 axial verschiebbaren getriebenen Kupplungsteil 5 übertragen. Dieser überträgt das Drehmoment nicht unmittelbar auf die getriebene Welle 2, sondern über die Führungsrollen 9 auf den mit der getriebenen Welle dreh- und verschiebefest verbundenen Träger 10 der Führungsroilen 9. Hierdurch wird vermieden, daß die Verschiebebewegung des getriebenen Kupplungsteiles 5 nicht durch unterschiedliche Reibungskräfte beeinträchtigt wird.According to Fig. 1, the torque from the driving shaft 1 via the axially displaceable on it driving coupling part 3 and the rolling elements 4 on the axially on the driven shaft 2 slidable driven coupling part 5 transferred. This does not transmit the torque directly on the driven shaft 2, but via the guide rollers 9 on the one with the driven shaft rotatably and displaceably connected carrier 10 of the guide rollers 9. This avoids that the Displacement movement of the driven coupling part 5 is not caused by different frictional forces is affected.

Beim normalen Arbeiten der Kupplung werden die durch ihren Träger 11 in radialer und axialer Richtung geführten Wälzkörper 4 durch die Feder 7 gegen die Schrägflächen der in den Teilen 3 und 5 befindlichen Taschen 17, 18 gedrückt. Bei Überlastung der Kupplung wird bei der riegellosen Ausführung, bei der die Taschen die in den Tig. 3 a bis 3 c dargestellte Form haben, der getriebene Kupplungsteil 5 zunächst nach der getriebenen Seite verschoben (Fig. 3 b). Die Wälzkörper verlassen hierbei die Taschen 17, 18 und werden bei der Relativbewegung des Teiles 5 gegen den Teil 2 unter dem Druck der Feder 7 schließlich in die größeren Taschen 19 gerollt. Die Verbindung der Teile 2 und 5 ist dadurch vollkommen gelöst.During normal operation of the clutch, the support 11 in the radial and axial directions guided rolling elements 4 by the spring 7 against the inclined surfaces in parts 3 and 5 Pockets 17, 18 pressed. If the coupling is overloaded in the frameless version, at of the bags in the Tig. 3 a to 3 c have the shape shown, the driven coupling part 5 initially moved to the driven side (Fig. 3 b). The rolling elements leave the pockets 17, 18 and are finally with the relative movement of the part 5 against the part 2 under the pressure of the spring 7 rolled into the larger pockets 19. The connection of parts 2 and 5 is thereby completely loosened.

Wird die Sicherheitskupplung mit Riegeln 20 ausgeführt, dann brauchen die Taschen 19 nicht so tief zu sein, da die Riegel 20 (oberer Teil der Fig. 1) beim Zurückgehen des getriebenen Kupplungsteiles 5 sich hinter den Rollenträger 10 in Sperrstellung legen (unterer Teil der Fig. 1) und damit den Teil 5 festhalten. In den Fig. 4 a bis 4 c ist eine derartige Taschenausbildung gezeigt. Die Riegel 20 ermöglichen weiter nach den Fig. 5 a bis 5 c eine solche Ausführung der Taschen 18, 19, daß die Wälzkörper 4 die Taschen 17, 18 für den gekuppelten Zustand nicht verlassen. Hierbei wird die Ansprechempfindlichkeit der Kupplung jedoch nicht beeinträchtigt, da die Reibkraft kleiner ist als die Kraftkomponente in Umfangsrichtung auf der schrägen Fläche. Das Zurückstellen der Kupplung in die Betriebslage wird bei dieser Ausführung in einfacher Weise dadurch bewirkt, daß nach Gegenüberstellung der Taschenschrägflächen die Riegel 20 an ihren Stiften 22 aus der Sperrstellung gezogen werden. Die Kupplung geht darauf von selbst in die Betriebslage zurück.If the safety coupling is designed with bolts 20, then the pockets 19 do not need to be too deep be, since the bolt 20 (upper part of Fig. 1) when the driven coupling part 5 goes back Place behind the roller carrier 10 in the locked position (lower part of FIG. 1) and thus hold part 5 in place. Such a pocket design is shown in FIGS. 4 a to 4 c. The latch 20 allow 5 a to 5 c, such an embodiment of the pockets 18, 19 that the rolling elements 4 do not leave the pockets 17, 18 for the coupled state. This is where the responsiveness the clutch is not adversely affected, since the frictional force is smaller than the force component in the circumferential direction on the sloping surface. The return of the clutch to the operating position is possible in this version caused in a simple manner that after facing the inclined pocket surfaces the Latches 20 are pulled by their pins 22 from the locked position. The clutch then works by itself back to the operating position.

Bei allen Ausführungsarten der Kupplung kann der ίο getriebene Kupplungsteil 5 bei Überlastung mittel- oder unmittelbar, z. B. über einen Hebel 23, der einen Schalter 24 betätigt, wie an sich bekannt, den Antriebsmotor stillsetzen.With all types of clutch, the ίο driven clutch part 5 can be medium- or immediately, e.g. B. via a lever 23 which actuates a switch 24, as is known per se, the drive motor shut down.

Claims

Patent claims:

1. Safety coupling with spring-loaded rolling elements acting on inclined surfaces as a torque transmission medium between the driving and the driven shaft, wherein the rolling elements are arranged on a carrier rotatable on one of the two shafts, characterized in that the carrier (11) guiding the rolling elements (4) is arranged freely rotatable on the driven shaft (2), whereby it is with the rolling elements (4) by a spring (12) supported against the driven shaft (2) the driven coupling part is pressed, and that the under tension of a stronger spring (7) upright driven coupling part (5) via a roller guide (8, 9, 10). with the driven Shaft (2) is connected.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the driving coupling part (3) the driving shaft (1) axially displaceable and connected by a with the driven shaft (2) Ball bearing (15) is supported in the axial direction.

3. Coupling according to claims 1 and 2, characterized in that the driven coupling part- ^) spring-loaded radial bolts (20) are provided, which push back the Lock the coupling part (5) against the driven shaft (2).

4. Coupling according to claim 3, characterized in that the arrangement of the bolt (20) only flat pockets (19) for storage of the rolling elements (4) detached from the driving part in the driven one Coupling part (5) are provided.

5. Coupling according to claims 1 to 4, characterized in that the driven coupling part in a manner known per se directly or indirectly to a switch for stopping of the drive acts.

Considered publications:
German Patent No. 558 611;
Swiss Patent No. 87 260;
British Patent No. 619 613.

1 sheet of drawings