DE1081727B

DE1081727B - Torque limiting clutch

Info

Publication number: DE1081727B
Application number: DEP15211A
Authority: DE
Inventors: Hermann Post
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-11-23
Filing date: 1955-11-23
Publication date: 1960-05-12

Description

Drehmomentbegrenzungs-Kupplung Das Zusammenkuppeln einer ruhenden mit einer sich drehendenAntriebswelle soll bekanntlich zu jedem beliebigen Zeitpunkt erfolgen können. Die Mitnahme der anzutreibenden Welle muß schonend, stoßfrei und unter beliebig niedrig gehaltener Beschleunigung geschehen können, ferner bei voller Einrückung zuverlässig und synchron erfolgen, auch wenn das zu übertragende Moment innerhalb der jeweils zugelassenen Grenzen schwankt. Bei Überschreitung eines maximalen Momentes soll die Kupplung als Sicherung gegen Störungen oder Beschädigungen der Abtriebsseite wirken, also ein Nachgeben, d. h. einen Schlupf zulassen bzw. die Mitnahme ganz verweigern.Torque limiting coupling The coupling of a stationary with a rotating drive shaft is known to take place at any point in time can be done. The driving of the shaft to be driven must be gentle, shock-free and can happen under any low acceleration, furthermore at full Indentation takes place reliably and synchronously, even if the moment to be transmitted fluctuates within the permitted limits. If a maximum At the moment, the coupling should act as a safeguard against malfunctions or damage to the Act on the output side, i.e. giving way, d. H. allow a slip or the Refuse to take them along entirely.

Es sind nunmehr bereits Drehmomentbegrenzungs-Kupplungen bekanntgeworden, bei welchen zwischen dem treibenden- und dem getriebenen Teil Abwälzkörper ringförmig angeordnet sind, die zwischen an beiden Kupplungsteilen angeordneten elastischen Belägen nachgiebig gehalten werden.There are now already known torque limiting clutches, in which between the driving and the driven part rolling elements are annular are arranged, the elastic between arranged on the two coupling parts Coverings are held resilient.

Derartige Kupplungen finden vorwiegend als reine Überlastungskupplungen Verwendung. Die Abwälzkörper, z. B. Kugeln oder Rollen, werden dabei durch die eine Kupplungshälfte formschlüssig gehalten und im Kreise geführt, und sie werden kraftschlüssig gegen die andere Kupplungshälfte gedrückt, die mit Ausnehmungen, Rasten, Hügeln Kämmen oder auch mit etwas zurückdrückbaren Gegenkugeln oder dergleichen versehen sind. Für den Kraftschluß sorgen Federn oder beim Beispiel der Gegenkugeln Unterlägen aus federndem Stoff, z. B. Gummi, auf dem die Kugeln aufliegen. Je nach Einstellung der Druckkraft kann ein ganz bestimmtes maximales Übertragungsdrehmoment eingestellt werden. Bei Überschreitung dieses Drehmomentes gleitet eine Kupplungshälfte auf der anderen. Solche Kupplungen sind lediglich für die synchrone, unelastische Kraftübertragung bestimmt, ermöglichen aber keinen längeren Leerlauf oder sanften Anlauf. Bei Überschreitung des zulässigen Höchstmomentes schnappen die Kugeln oder Rollen über die Rasten, Anschläge und Gegenkugeln so lange hinweg, wie die Überschreitung andauert. Ein weicher Schlupf ist daher nicht möglich, sondern der resultierende Antrieb geschieht ruckweise, was einen entsprechend hohen Verschleiß bedingt.Such clutches are mainly used as pure overload clutches Use. The rolling elements, e.g. B. balls or rollers, are thereby through the one Coupling half held positively and guided in a circle, and they are frictional pressed against the other coupling half, the one with recesses, notches, hills Combs or provided with counter-balls or the like that can be pushed back somewhat are. For the frictional connection, springs or, in the example of the counterballs, supports made of resilient material, e.g. B. rubber on which the balls rest. Depending on the setting the pressure force can be set to a very specific maximum transmission torque will. If this torque is exceeded, one half of the coupling slides open the other. Such couplings are only for synchronous, inelastic power transmission certain, but do not allow a longer idle or smooth start. When exceeded the maximum permissible torque, the balls or rollers snap over the notches, Stops and counterballs away as long as they are exceeded. A soft slip is therefore not possible, but the resulting drive occurs jerky, which causes a correspondingly high level of wear.

Diese Nachteile vermeidet die Erfindung dadurch, daß die elastischen Beläge ebene Flächen oder Ringbahnen aufweisen, in die ein oder mehrere voneinander unabhängige ringförmige Sätze aus nahe nebeneinanderliegenden Kugeln oder zylindrischen bzw. schwach konischen Rollen, deren Achsen im Kreise und parallel zur Kupplungsachse bzw. radial. zu derselben stehen, zur Einstellung des übertragenden Drehmomentes eindrückbar sind.The invention avoids these disadvantages in that the elastic Coverings have flat surfaces or ring tracks in which one or more of each other independent annular sets of closely spaced spheres or cylindrical or slightly conical rollers, their axes in a circle and parallel to the coupling axis or radial. to the same, to adjust the transmitted torque are indentable.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist auf dem einen Kupplungsteil ein Verstellmittel, wie Gewindemutter, oder ein mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch pressendes Organ vorgesehen, durch welches der Belag dieses Kupplungsteils dem des anderen so genähert werden kann, daß die Kugeln oder Rollen mit regelbarer Stärke in die Oberflächen der Beläge eingedrückt werden.According to a preferred embodiment of the invention is on the one Coupling part, an adjusting means, such as a threaded nut, or a mechanical, hydraulic one or pneumatically pressing member is provided through which the lining of this coupling part that of the other can be approached so that the balls or rollers with adjustable Thickness can be pressed into the surfaces of the coverings.

Bei radialer Anordnung der, Drehachsen der Rollen oder Kugeln werden laut Erfindung in der Achsenrichtung der Kupplung mehrere Belägepaare hintereinander vorgesehen, wobei die einzelnen Beläge abwechselnd am treibenden und am getriebenen Kupplungsteil befestigt sind.With a radial arrangement of the, axes of rotation of the rollers or balls According to the invention, several pairs of pads in a row in the axial direction of the clutch provided, the individual linings alternating on the driving and driven Coupling part are attached.

Mit der Kupplung gemäß der Erfindung ist im Gegensatz zu den bekannten Rollenkupplungen ein beliebig langer, Betrieb im Leerlauf durchführbar. Die Rollen oder Kugeln führen zweierlei Bewegungen aus, eine Drehung um ihre eigene Achse und ein kreisende Bewegung um die Kupplungsachse.With the coupling according to the invention is in contrast to the known Roller clutches can be operated for any length of time. The roles or balls perform two kinds of movements, a rotation around their own axis and a circular movement around the coupling axis.

Die elastischen Rollenbahnen, die ebene Flächen aufweisen und durch keine Rasten, Anschläge oder Gegenkugeln unterbrochen sind, ermöglichen dank ihrem veränderlichen Abstand den Kupplungsleerlauf, die Mitnahme unter ruckfreiem Schlupf oder die feste Mitnahme und gleichzeitige Wirkung als Sicherheitsvorrichtung.The elastic roller conveyors, which have flat surfaces and through no notches, stops or counterballs are interrupted, thanks to their allow variable distance the clutch idle, the entrainment with jerk-free slip or the fixed entrainment and simultaneous action as a safety device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind unter, Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.Embodiments of the invention are with reference to the Drawing described in more detail.

Fig. 1 bzw. 2 sowie 5 bzw. 6 zeigen je eine der Erfindung gemäße Ausführung im Schnitt bzw. in Ansicht, während Fig.3 bzw. 4 den Grundgedanken besonders ver-. anschaulichen soll.1 and 2 and 5 and 6 each show an embodiment according to the invention in section or in view, while Fig. 3 and 4, the basic idea particularly ver. should illustrate.

In Fig.1 erkennt man den treibenden Teil der Kupplung, bestehend aus der Nabe 1, dem Gewindering 2, den beiden Druckscheiben 3 und 4 und dem elastischen Innenring 5 ; weiter erkennt man den angetriebenen Teil, bestehend aus der Kupplungsschale 6 und dem elastischen Außenring 7. Zwischen Innenring 5 und Außenring 7 liegen kranzförmig angeordnet die Rollen B. Die den Rollen 8 zugekehrten Durchmesser des Innenringes 5 und des Außenringes 7, deren Umfänge die Rollenbahnen für die Rollen 8 bilden, sind in ihren ursprünglichen Abmessungen so gehalten, daß der ringförmige Spalt zwischen 5 und 7 möglichst nahe dem Durchmesser der Rollen 8 entspricht. In diesem Zustand kann die Antriebsseite leicht um ihre Achse gedreht werden, ohne daß sich die Abtriebsseite mitbewegt. Rollen 8 rollen dann ab wie in den bekannten Wälzlagern. Durch Anziehen des Gewinderinges 2 wird über Druckscheibe 3 der elastische Innenring 5 axial zusammengedrückt. Druckscheibe 3 und Innenring 5 gleiten dabei mit ihren Gleitfedern in den Nuten von Nabe 1. (Diese Anordnung ist zweckmäßig um ein radiales Verdrehen zwischen Nabe 1 einerseits und Druckscheiben 3 und 4 sowie Innenring 5 andererseits zu vermeiden.) Der elastische Innenring 5 wird dabei gezwungen, radial auszuweichen. Durch die Durchmesservergrößerung des Innenringes 5 dringen die Rollen 6 in die Oberflächen des Innenringes 5 und des Außenringes 7 ein. Da nun der Reibungswiderstand der rollenden Reibung im wesentlichen von der Eindringtiefe der Rollen in ihre Unterlage abhängt, erhöht sich dieser Widerstand mit dem fortschreitenden Eindringen der Rollen 8 in ihre Rollenbahnen. Dementsprechend bewegt sich jetzt die Abtriebsseite im gleichen Sinne wie die Antriebsseite.In Fig.1 you can see the driving part of the clutch, consisting of the hub 1, the threaded ring 2, the two pressure washers 3 and 4 and the elastic Inner ring 5; the driven part, consisting of the coupling shell, can also be seen 6 and the elastic outer ring 7. Between inner ring 5 and outer ring 7 are arranged in a ring, the rollers B. The diameter facing the rollers 8 of the inner ring 5 and the outer ring 7, the circumferences of which the roller conveyors for the Form rollers 8 are kept in their original dimensions so that the annular The gap between 5 and 7 corresponds as closely as possible to the diameter of the rollers 8. In In this state, the drive side can easily be rotated about its axis without that the output side moves with it. Rolls 8 then roll off as in the known ones Rolling bearings. By tightening the threaded ring 2, the pressure disk 3 becomes the elastic Inner ring 5 compressed axially. The thrust washer 3 and the inner ring 5 slide in the process with their sliding springs in the grooves of hub 1. (This arrangement is useful around a radial twisting between hub 1 on the one hand and thrust washers 3 and 4 as well as Inner ring 5 on the other hand.) The elastic inner ring 5 is forced to to evade radially. Penetrate through the enlarged diameter of the inner ring 5 the rollers 6 in the surfaces of the inner ring 5 and the outer ring 7. There now the frictional resistance of the rolling friction essentially depends on the depth of penetration which depends on the roles in their support, this resistance increases as the movement progresses Penetration of the rollers 8 in their roller conveyors. Accordingly, it is now moving the output side in the same sense as the drive side.

Das zu übertragende Drehmoment ist also abhängig von der Eindringtiefe der Rollen 8, die ihrerseits durch mehr oder weniger starkes Anziehen des Gewinderinges 2 reguliert werden kann. Es ist vorteilhaft, die Rollen 8 eng aneinanderzulegen, um möglichst vielen Rollen Platz zu bieten, da sich der, Reibungswiderstand jeder einzelnen Rolle summiert und man dadurch, wenn erforderlich, eine höhere Kraftübertragung erreicht.The torque to be transmitted is therefore dependent on the depth of penetration the rollers 8, in turn, by tightening the threaded ring to a greater or lesser extent 2 can be regulated. It is advantageous to place the rollers 8 close to one another, in order to provide space for as many roles as possible, since the frictional resistance of each sums up the individual role and thus, if necessary, a higher power transmission achieved.

Wird nun das Drehmoment derAbtriebsseite größer, als es die eingestellte Eindringtiefe zuläßt, so werden die Rollen 8 genauso abrollen wie im ungespannten Zustand, jedoch jetzt bei mehr oder weniger größerem Kraftaufwand. Bei abtriebsseitig wechselnder Belastung wird also je nach Größe des Drehmomentes die Kupplungsschale 6 entweder voll mitgenommen, mit geringerer Drehzahl in Bewegung bleiben oder ganz zum Stillstand kommen, ohne daß die Drehzahl der Antriebsseite geändert wird. Die Antriebsseite kann bei Überbelastung der, Abtriebsseite unbedenklich mit voller Drehzahl weiterlaufen, ohne daß eine übermäßige Wärmeentwicklung auftritt.If the torque on the output side is greater than the one set Permits penetration depth, the rollers 8 will roll just like in the unstressed State, but now with more or less greater effort. For the output side The coupling shell will therefore change depending on the size of the torque 6 either fully driven, moving at a lower speed, or completely come to a standstill without changing the speed of the drive side. the If the drive side is overloaded, the output side can safely be loaded with full Keep running the speed without generating excessive heat.

Das axiale Verschieben des Gewinderinges 2 kann auch bei Fortfall des Gewindes mit Hilfe eines zusätzlichen Maschinenteils, z. B. eines Hebels, oder hydraulisch oder pneumatisch erfolgen. Die Art der axialen Anpreßdruck=Erzeugung ist jedenfalls ohne Bedeutung.The axial displacement of the threaded ring 2 can also be omitted of the thread with the help of an additional machine part, e.g. B. a lever, or be done hydraulically or pneumatically. The type of axial contact pressure = generation is in any case irrelevant.

In Fig.3 und 4 ist der erfindungsgemäße Grundgedanke nochmals veranschaulicht. Fig.3 zeigt den wesentlichen Teil der Kupplung im ungespannten Zustand. Dabei ist s der Ringspalt zwischen Innenring 5 und Außenring 7. Fig. 4 veranschaulicht den gespannten Zustand. Die Rollen 8 sind jetzt um das Maß e in die Rollenbahnen eingedrungen.The basic idea according to the invention is illustrated again in FIGS. 3 shows the essential part of the coupling in the untensioned state. It is s the annular gap between inner ring 5 and outer ring 7. FIG. 4 illustrates the tense state. The rollers 8 have now penetrated the roller conveyors by the dimension e.

Fig. S bzw. 6 stellen eine andere Bauart der Kupplung gemäß der Erfindung dar. Der Anpreßdruck erfolgt hier nicht radial wie bei Fig. 1 bzw. 2, sondern axial. Hierbei können beliebig viele Rolleneinheiten mit ihren zugehörigen Rollenbahnen hintereinandergeschaltet werden.Figs. 5 and 6 respectively show another type of coupling according to the invention The contact pressure is not applied radially as in Fig. 1 or 2, but axially. Any number of roller units with their associated roller conveyors can be used here can be connected in series.

Die Kupplung kann mit allen Merkmalen nach der Erfindung auch da verwendet werden, wo ein Verdrehen der beiden Kupplungshälften gegeneinander nicht gefordert wird. In diesem Falle wird die Eindringtiefe und damit der Widerstand auf ein Maximum erhöht. Es bleibt dabei immer noch der Vorteil eines elastischen Anlaufs, hervorgerufen durch die Elastizität der Rollenbahnen, übrig.The coupling can also be used there with all the features according to the invention where a turning of the two coupling halves against each other is not required will. In this case the penetration depth and thus the resistance are at a maximum elevated. The advantage of an elastic start-up still remains by the elasticity of the roller conveyors, left over.

Für den im vorigen Abschnitt beschriebenen Verwendungzweck kann man auch die elastischen Ringe 5 und 7 dem Durchmesser der Rollen 8 entsprechend profilieren, d. h. die Eindringtiefe bei der, ursprünglichen Formgebung der Ringe 5 und 7 berücksichtigen. Rollen 8 werden dann in die Profile eingelegt. Ein Nachspannen im Sinne der Erfindung ist jedoch auch in diesem Falle vorteilhaft.For the purpose described in the previous section, one can use also profile the elastic rings 5 and 7 according to the diameter of the rollers 8, d. H. Take into account the depth of penetration in the original shape of the rings 5 and 7. Rolls 8 are then inserted into the profiles. A re-tensioning in the sense of the invention however, it is also advantageous in this case.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Torque limiting clutch with between the driving and the driven part annularly arranged rolling elements between elastic linings arranged on both coupling parts are held in a flexible manner, characterized in that the elastic coverings (5, 7) are flat surfaces or ring tracks have, in which one or more independent ring-shaped sets are made closely adjacent balls or cylindrical or slightly conical rollers (8), the axes of which are in a circle and parallel to the coupling axis or radially to the same can be pressed in to adjust the transmitted torque.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that mechanical Adjusting means, such as a threaded nut (2), are used or hydraulic or pneumatic pressing organ is provided, whereby the linings (5, 7) are brought closer.

3. Coupling according to claim 1 and 2, characterized in that with a radial arrangement of the axis of rotation of the rollers or balls of the coupling several pairs of linings are provided one behind the other, the individual linings being alternately attached to the driving and the driven coupling part. Documents considered: German Patent No. 834481; U.S. Patent Nos. 2,344,673, 2,668,426, 2683362.