DE1062072B

DE1062072B - Kupplung mit Drehmomentbegrenzung

Info

Publication number: DE1062072B
Application number: DESCH19279A
Authority: DE
Inventors: Kurt Schroeter
Original assignee: Jean Walterscheid GmbH
Current assignee: Jean Walterscheid GmbH
Priority date: 1955-12-21
Filing date: 1955-12-21
Publication date: 1959-07-23

Description

Kupplung mit Drehmomentbegrenzung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung mit Drehmomentbegrenzung, bei welcher auf dem einen Kupplungsteil elastisch abgestützte Mitnehmer in Vertiefungen des anderen Kupplungsteiles eingreifen. Bei Überschreitung des Grenzdrehmoments, für welches die Kupplung ausgelegt ist, werden die Mitnehmer aus den Vertiefungen eines Kupplungsteiles herausgedrückt. Hierbei treten sehr hohe Beanspruchungen auf, so daß die Lebensdauer der Mitnehmer und der mit ihnen zusammenwirkenden Teile der Kupplung kurz ist. Daher werden die Kupplungen zerstört bzw. unbrauchbar, wenn der Antrieb nicht nach wenigen Sekunden nach Überschreitung des Grenzdrehmoments abgeschaltet wird. In vielen Fällen werden die Kupplungen aber dort eingesetzt, wo nur ungeschultes Bedienungspersonal zur Verfügung steht. Auch ist es manchmal aus technischen Gründen nicht möglich, den Antrieb sofort abzuschalten. Es wurde schon vorgeschlagen, zur Verhinderung des Wiedereinrastens der kuppelnden Kugeln zusätzliche Sperrkörper anzuordnen, welche durch Zentrifugalkraft radial nach außen getrieben werden und den Wiedereingriff der Kugeln verhindern. Die Sperrkörper müssen dann nach Stillsetzen der Kupplung von Hand wieder in ihre Ursprungslage zurückgebracht werden. Dies ist recht umständlich.
Bei der nach der Erfindung vorgeschlagenen Kupplung stehen die Sperrkörper unter dem Einfluß von Federn, welche bei abfallender Drehzahl die Sperrkörper in die Anfangslage zurückführen. Vorzugsweise werden Wälzkörper als Sperrmittel verwendet, z. B. Kugeln. So ist als weitere Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß als Sperrmittel zwischen dem einen und dem anderen Kupplungsteil konzentrisch zu deren Drehachse Kugeln kranzförmig in Führungsgehäusen angeordnet sind, die miteinander durch Zugfedern verbunden sind, wobei der Raum zwischen den Kupplungsteilen nach außen verengt ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist auf einem Kupplungsteil eine Scheibe axial verschiebbar gelagert und gegen eine Feder abgestützt, wobei die Mitnehmer durch Vermittlung der Scheibe in die Vertiefungen des anderen Kupplungsteiles gedrückt werden. Die kranzförmig angeordneten Sperrkugeln werden durch Federkraft in eine solche Lage gebracht, daß die Mitnehmer dem Druck ihrer zugeordneten Feder ausgesetzt sind. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Führungsgehäuse für die Sperrkugeln miteinander durch je eine Zugfeder und ein Gestänge verbunden. Auf einer Seite des Führungsgehäuses greifen je eine Zugfeder und Gestänge nahe zusammen und auf der anderen Seite mit Abstand voneinander an. Die Erfindung sieht schließlich vor, daß mindestens ein Kupplungsteil an der den Sperrkugeln zugekehrten Seite abgesetzt ist. Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Kupplung wandern die Sperrkugeln, welche mit den Kupplungsteilen umlaufen, infolge der auf sie einwirkenden Fliehkraft radial nach außen, sobald das Grenzdrehmoment überschritten ist, wobei die Mitnehmer gegen die Spannung der ihnen zugeordneten Feder aus ihren Vertiefungen herausgetreten sind. Die Sperrkugeln wandern in den größer gewordenen äußeren Raum und sperren nun den Wiedereingriff der Mitnehmer, indem diese so lange nicht zum Eingriff in die Vertiefungen kommen können, wie die Sperrkugeln sich in ihren äußeren Räumen befinden. Durch Abfall der Drehzahl wird die Umfangsgeschwindigkeit der Sperrkugeln geringer, welche immer die Hälfte der Umfangsgeschwindigkeit des weiterdrehenden Kupplungsteiles behalten, wenn ein Teil zum Stillstand gebracht wurde. Die auf die Kugeln einwirkende Fliehkraft läßt infolgedessen allmählich nach, so daß die Kugeln unter dem Einfluß der an ihren Führungsgehäusen angreifenden Zugfedern wieder nach innen wandern, bis die Mitnehmer wieder durch die ihnen zugeordnete Feder zum Eingriff in die Vertiefungen auf dem anderen Kupplungsteil kommen. Die Kupplung schaltet sich also nach Überschreiten des Grenzdrehmoments zuerst wie eine übliche Überlastungskupplung ab. Danach werden die Mitnehmer so lange außer Eingriff gehalten, bis die Drehzahl um einen Mindestbetrag verringert wurde. Wird der Antrieb nicht abgeschaltet, so kann der getriebene Teil der Kupplung beliebig lange stillstehen und der treibende mit voller Drehzahl weiterlaufen, ohne daß Beschädigungen zu befürchten sind. Die beiden Teile der Kupplung laufen durch Vermittlung der Sperrkugeln wie ein übliches Kugellager aufeinander. Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel gezeichnet.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht, teilweise geschnitten; Fig. 2 zeigt die kranzförmige Anordnung der Sperrkugeln mit ihren Führungsgehäusen und deren Verbindungsmitteln.
Auf dem nabenförmigen Kupplungsteil 1 ist eine Flanschscheibe angebracht, deren Bohrungen 3 von Mitnehmerkugeln 4 durchsetzt werden. Diese Mitnehmerkugeln 4 greifen in Vertiefungen auf einer Ringscheibe 8, welche mit dem anderen Kupplungsteil 2 fest verbunden ist und durch ein Schrägkugellager 5 auf der Nabe 1 radial und axial drehbar lagert. Die Tellerfeder 6 ist den Mitnehmerkugeln 4 zugeordnet und drückt diese gegen die Vertiefungen auf der Ringscheibe 8, wobei zwischen Tellerfeder und Mitnehmerkugeln eine Scheibe 7 eingeschaltet ist, die mit ihrer Zentralbohrung auf der Nabe 1 axial verschiebbar ruht. Der Zwischenraum, welchen die Scheibe 7 und der Kupplungsteil 2 bilden, nimmt nach außen ab. In ihm sind die Sperrkugeln 9 angeordnet, und zwar in Führungsgehäusen 10, die miteinander durch Zugfedern 11 und Gestänge 12 verbunden sind. Die Spannung der Federn 11 hält die Sperrkugeln 9 in dem erweiterten Teil des Zwischenraumes, so daß die Mitnehmerkugeln 4 durch die Tellerfeder 6 in die Vertiefungen auf dem anderen Kupplungsteil eingreifen können. Außen ist zwischen der Scheibe 7 und dem Kupplungsteil 2 eine Dichtung 13 angeordnet.
Wird das Grenzdrehmoment überschritten, so treten die Mitnehmerkugeln 4 gegen die Spannung der Tellerfeder 6 aus den Vertiefungen der Ringscheibe 8 heraus, und der Zwischenraum, welchen die Scheibe 7 und der Kupplungsteil 2 bilden, wird größer, so daß die Sperrkugeln 9 zufolge Fliehkraftwirkung gegen die Spannung der an den Gehäusen angreifenden Zugfedern 11 radial nach außen wandern. Ein Wiedereingriff der Mitnehmerkugeln 4 ist infolgedessen gesperrt, weil die Scheibe 7 sich so lange nicht axial auf der Nabe 1 verschieben kann, wie die Sperrkugeln 9 sich in dem verengten Außenraum befinden. Vorteilhaft wird die Vorspannung der Federn 11 so gewählt, daß die Fliehkraft der Sperrkugeln 9 auch dann noch ein Zurückwandern der Kugeln verhindert, wenn der getriebene Kupplungsteil stillsteht, der treibende aber mit voller Drehzahl weiterläuft, wobei die Kugeln 9 etwa die halbe Umfangsgeschwindigkeit des treibenden Kupplungsteiles haben. Erst wenn die Umfangsgeschwindigkeit des treibenden Kupplungsteiles wesentlich vermindert wird, wandern dann die Sperrkugeln wieder radial nach innen, und die Mitnehmerkugeln 4 können unter dem Druck der Tellerfedern 6 erneut einrasten. Durch die Verbindung der Führungsgehäuse 10 durch Federn 11 und Gestänge 12 wird erreicht, daß die Führungsgehäuse konzentrisch zur Achse der Kupplung und kranzförmig in gleichem Abstand zueinander gehalten werden. Unterstützt wird diese Wirkung durch die Maßnahme, daß auf der einen Seite des Gehäuses Federn und Gestänge nahe beieinander und auf der anderen Seite getrennt voneinander angeschlossen sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kupplung mit Drehmomentbegrenzung, bei welcher auf einem Kupplungsteil elastisch abgestützte Mitnehmer in Vertiefungen des anderen Kupplungsteiles eingreifen und Sperrkörper zur Verhinderung des Wiedereinrastens durch Zentrifugalwirkung radial nach außen getrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrkörper (9) unter dem Einfluß von Federn (11) stehen, welche bei abfallender Drehzahl die Sperrkörper (9) in die Anfangslage zurückführen.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrmittel zwischen dem einen und dem anderen Kupplungsteil konzentrisch zu deren Drehachse Kugeln (9) kranzförmig in Führungsgehäusen (10) angeordnet sind, die miteinander durch Zugfedern (11) verbunden sind, wobei der Raum zwischen den Kupplungsteilen (2, 7) radial nach außen verengt ist.
3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsgehäuse (10) für die Sperrkugeln (9) miteinander durch je eine Zugfeder (11) und ein Gestänge (12) verbunden sind, wobei je eine Zugfeder und Gestänge auf einer Seite eines Führungsgehäuses zusammen und auf der anderen Seite zwischen den Anlenkungspunkten mit Abstand voneinander angreifen.
4. Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Kupplungsteil (1) eine Scheibe (7) mit ihrer Mittenbohrung axial verschiebbar und gegen eine Feder (6) abgestützt ist, wobei die Mitnehmer (4) durch Vermittlung der Scheibe (7) in Vertiefungen des anderen Kupplungsteiles (2, 8) gedrückt werden.
5. Kupplung nach Anspruch 4 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kupplungsteil (2, 7) an der den Sperrkugeln (9) zugekehrten Seite abgesetzt ist, so daß die Sperrkugeln (9) eine Außenführung haben, solange die Mitnehmer (4) in die Vertiefungen eingreifen. In Betracht gezogene Druckschriften: Patentschrift Nr. 8565 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands; USA.-Patentschriften Nr. 2 045 572, 2 432 591.