DE1091829B

DE1091829B - Torque limiter

Info

Publication number: DE1091829B
Application number: DEA26304A
Authority: DE
Inventors: Alber Hugh Hall; Ellsworth Joseph Mccloskey
Original assignee: AMERICAN PULLEY CO
Current assignee: AMERICAN PULLEY CO
Priority date: 1956-01-03
Filing date: 1957-01-02
Publication date: 1960-10-27

Description

Drehmomentbegrenzer Die Erfindung betrifft einen Drehmomentbegrenzer, insbesondere für ein Getriebe mit koaxialer An- und Abtriebswelle, dessen Gehäuse um die gemeinsame Achse dieser Wellen drehbar aufgehängt ist. Ein derartiger Drehmomentbegrenzer soll das Reaktionsmoment, z. B. eines Getriebes, einer Leistungsbremse od. dgl., mittels einer ausklinkbarer Stütze auf ein Fundament abstützen, indem die Stütze, etwa tangential zur Drehachse des Getriebegehäuses liegend, an einem exzentrisch zu dieser Drehachse liegenden Vorsprung des Getriebegehäuses angreift und dadurch ein Verdrehen des Gehäuses verhindert.Torque limiter The invention relates to a torque limiter, especially for a gearbox with a coaxial input and output shaft, its housing is suspended rotatably about the common axis of these shafts. Such a torque limiter should the reaction torque, z. B. a transmission, a power brake or the like., support it on a foundation by means of a detachable support, in which the support, lying approximately tangential to the axis of rotation of the gear housing, on one eccentric engages the projection of the transmission housing lying on this axis of rotation and thereby prevents the housing from twisting.

Bei einem bekannten Drehmomentbegrenzer ist am oberen Ende der Stütze eine schwenkbare, gegen Verschwenken durch eine federnde Raste gesicherte Platte angebracht, die mit einem Maul den Vorsprung des drehbaren Getriebegehäuses umfaßt und mittels eines Verschlußelements gegen Freigabe des Vorsprungs bei eingerasteter Stütze gesichert ist. Ein solcher Verschluß ist erforderlich, damit die Stütze nicht unter dem Einfluß des Eigengewichts ihre Lage gegenüber dem drehbar aufgehängten Teil verändern und ihre Sperrstellung verlassen kann. Bei der bekannten Ausführung besteht der V erschluß des Mauls aus zwei gegen Federkraft verschiebbar gelagerten Stiften, die die Maulöffnung verengen. Wenn die mit dem Maul versehene Platte durch ein an dem Getriebegehäuse auftretendes übermäßiges Reaktionsmoment gegenüber der Stütze v erschwenkt wird, wobei die Verrastung der Platte gegenüber der Stütze gelöst wird, so wird durch das Verschwenken des Mauls an den Druckflächen zwischen dem als Sechskantmutter ausgebildeten Vorsprung und dem Maul eine Radialkomponente des Drehmoments wirksam, die unter Überwindung der an den Sperrstiften angreifenden Federkräfte den Vorsprung und das Maul außer Eingriff bringt, so daß das drehbare Teil nicht mehr über die Stütze gegen das Fundament abgestützt ist, sondern frei rotieren kann. Nach dein Ausklinken der Stütze bleibt die Abtriebswelle des Getriebes stehen, der Antriebskraftfluß ist unterbrochen, und das Getriebe oder der das Getriebe antreibende Motor oder eine dem Getriebe nachgeschaltete Maschine ist vor Überlastung bewahrt.In a known torque limiter, the support is at the upper end a pivotable plate secured against pivoting by a resilient catch attached, which comprises the projection of the rotatable gear housing with a mouth and by means of a locking element against release of the projection when engaged Support is secured. Such a lock is necessary so that the support does not under the influence of their own weight their position in relation to the rotatably suspended Can change part and leave its locked position. In the known version the closure of the mouth consists of two displaceable against spring force Pins that narrow the mouth opening. When the jawed plate through an excessive reaction torque occurring on the transmission housing compared to the Support v is pivoted, the latching of the plate with respect to the support being released is, by pivoting the mouth on the pressure surfaces between the formed as a hexagon nut projection and the mouth a radial component of the Effective torque, which overcomes the acting on the locking pins Spring forces bring the projection and the jaw out of engagement, so that the rotatable Part is no longer supported on the support against the foundation, but free can rotate. After you have released the support, the output shaft of the gearbox remains stand, the drive power flow is interrupted, and the gearbox or the gearbox The driving motor or a machine downstream of the gearbox is against overload preserved.

Bei dieser bekannten Konstruktion hat die Größe der für das Zurückschieben der Sperrstifte erforderlichen Kraft einen wesentlichen Einfluß auf das Betriebsverhalten des Drehmomentbegrenzers. Ist diese Kraft zu gering, beispielsweise durch Erlahmen der Federn, so können Erschütterungen dazu führen, daß der Drehmomentbegrenzer unter dem Einfluß seines Eigengewichts sich von dem abzustützenden Teil löst, indem das Maul an der Stütze und der Vorsprung an dem Getriebegehäuse außer Eingriff gelangen. Ist der an den Sperrstiften wirkende Widerstand dagegen zu groß, beispielsweise durch Verschutzung der Führungen der Stifte oder Verkanten derselben in ihren Führungen, so ist die Radialkomponente des Drehmoments unter Umständen nicht groß genug, um ein Ausklinken der Stütze bewirken zu können. Der Drehmomentbegrenzer spricht dann nicht bei dem gewünschten Maximaldrehmoment an, sondern erst bei einem wesentlichen höheren Drehmoment oder, bei übermäßiger Verklemmung der Sperrstifte, überhaupt nicht. Dies kann zu einer Beschädigung des Getriebes, des Antriebsmotors oder der angetriebenen Maschine führen.In this known construction, the size for pushing back the force required by the locking pins has a significant influence on the operating behavior of the torque limiter. If this force is too weak, for example through paralysis of the springs, shocks can cause the torque limiter to fall the influence of its own weight is released from the part to be supported by the Get out of engagement with the mouth on the support and the projection on the gear housing. If the resistance acting on the locking pins is too great, for example by protecting the guides of the pins or jamming them in their guides, so the radial component of the torque may not be large enough to to be able to effect a release of the support. The torque limiter then speaks not at the desired maximum torque, but only at a substantial one higher torque or, in the case of excessive jamming of the locking pins, at all not. This can damage the gearbox, the drive motor or the driven machine.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung des bekannten Drehmomentbegrenzers, und zwar insbesondere der Verschlußelemente, um die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden.The object of the invention is to improve the known torque limiter, and in particular the closure elements to the disadvantages outlined above to avoid.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Verschlußelement für das Maul in einer seitlich an der Stütze angeordneten Platte parallel zu dem Vorsprung des drehbaren Teils ein Zapfen vorgesehen wird, der bei eingerasteter Stütze radial von innen an dem Vorsprung anliegt. Tritt bei dieser Ausführung des Drehmomentbegrenzers ein übermäßiges Drehmoment auf, so wirdwieder in der bekannten Weise die Verrastung der mit dem Maul versehenen Platte gelöst, und das Maul wird gegenüber der Stütze verschwenkt. Der Stift aber, der bisher die Maulöffnung verschlossen gehalten hat, behält seine Stellung gegenüber der S tütze bei, da er mit dieser fest verbunden ist.Dadurch wird die Öffnung des Mauls, das weggeschwenkt worden ist, frei, und die Radialkomponente des Dreh- #rnoments bringt das Maul und den Vorsprung des Geiebegehäuses außer Eingriff. Bei Verschwenken des Mauls gegenüber der Stütze wird also die Maulöffnung auf jeden Fall frei, und zwar unabhängig von irgendwelchen unerwünschten und veränderlichen Einflüssen. Das Auslösemoment des erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzers ist also allein von der Ausbildung und der Einstellung der federnden Raste zwischen der Stütze und der mit dem Maul versehenen Platte abhängig. Infolgedessen kann das gewünschte Maximaldrehmoment sehr genau eingestellt werden, und das einmal eingestellte :Maximaldrehmoment ist keinerlei unerwünschten Veränderungen durch äußere Einflüsse ausgesetzt.This object is achieved according to the invention in that as a closure element for the mouth in a plate arranged on the side of the support parallel to the Projection of the rotatable part a pin is provided, which is locked when Support rests radially from the inside on the projection. If this execution of the Torque limiter produces excessive torque, it is again known in the prior art Way, the locking of the plate provided with the mouth is released, and the mouth is pivoted relative to the support. But the pin that previously closed the mouth opening has held, maintains his position in relation to the support, since he is with this is firmly connected. This opens the mouth that has been swiveled away is, free, and the radial component of the rotational #rnoments brings that Mouth and the projection of the Geiebegehäuses out of engagement. When swiveling the mouth in relation to the support, the mouth opening is definitely free, independently from any undesirable and changeable influences. The trigger moment the torque limiter according to the invention is therefore solely from the training and the adjustment of the resilient detent between the support and the one provided with the mouth Plate dependent. As a result, the desired maximum torque can be very accurate can be set, and once set: Maximum torque is none exposed to unwanted changes due to external influences.

Um nach einem Ansprechen des Drehmomentbegrenzers ein erneutes Verbinden der Stütze mit dem Vorsprung des Getriebegehäuses zu erleichtern, ist es zweckmäßig, den Zapfen in der Platte in axialer Richtung verschieblich zu lagern. Zweckmäßig werden in dem Zapfen zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Umfangsnuten und in der Platte eine federbelastete Kugel vorgesehen, die durch Einrasten in eine der Nuten den Zapfen in der vorgeschobenen oder in der zurückgezogenen Stellung hält. Hierdurch wird ein Herausfallen des Zapfens mit Sicherheit verhindert.To reconnect after the torque limiter has responded to facilitate the support with the projection of the gear housing, it is useful to to store the pin in the plate displaceably in the axial direction. Appropriate two circumferential grooves are arranged at a distance from one another in the pin and a spring-loaded ball is provided in the plate, which by snapping into a of the grooves the pin in the advanced or retracted position holds. This reliably prevents the pin from falling out.

Um einen wahlweisen Anschluß des Drehmomentbegrenzers auf verschiedenen Seiten des Getriebegehäuses zu ermöglichen, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung die Platte lösbar an der Stütze befestigt derart, daß sie wahlweise auf der einen oder der anderen Seite der Stütze zu befestigen ist.In order to selectively connect the torque limiter to different To enable sides of the gear housing is in a further embodiment of the invention the plate releasably attached to the support so that it is optionally on the one or the other side of the support.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 im Aufriß einen Motor und ein Zahnrädergetriebe mit einem Drehmomentbegrenzer gemäß der Erfindung, Fig. 2 in größerem Maßstab einen Seitenriß in Richtung der Pfeile II-II in Fig. 1, wobei Teile des Getriebegehäuses weggebrochen sind, um das Innere zu zeigen, -Fig. 3 in noch größerem Maßstab eine Ansicht des Drehmomentbegrenzers am Getriebe, Fig. 4 den Drehmomentbegrenzer, in ähnlicher Darstellung wie in Fig. 3, durch Überlast ausgelöst kurz vor dem Abfallen von dem Getriebe, Fig.5 den Drehmomentbegrenzer im Längsschnitt nach der Linie V-V in Fig. 3, Fig. G eine Ansicht in Richtung der Pfeile VI-VI in Fig. 3, Fig. 7 eine Einzelheit, teils im Schnitt teils in Ansicht, in Richtung der Pfeile VII-VII in Fig. 3, Fig. 8 einen Schnitt durch den Drehmomentbegrenzer nach der Linie VIII-VIII in Fig. 3, Fig. 9 den Drehmomentbegrenzer, in ähnlicher Darstellung wie in Fig.4, ausgelöst durch ein Merlastdrehmoment in entgegengesetzter Richtung, wie durch die Pfeile angegeben, Fig. 10 den Drehmomentbegrenzer ähnlich wie in Fig. 3 in seitenverkehrter Anordnung an dem Getriebe, Fig. 11 eine Ansicht in Richtung der Pfeile XI-XI in Fig. 10.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. In the drawing, Fig. 1 shows in elevation a motor and a gear train with a torque limiter according to the invention, FIG. 2 on a larger scale Side elevation in the direction of arrows II-II in Fig. 1, with parts of the gear housing broken away to show the inside, -Fig. 3 on an even larger scale one View of the torque limiter on the transmission, FIG. 4 the torque limiter, in similar representation as in Fig. 3, triggered by overload shortly before the drop of the transmission, Fig.5 the torque limiter in a longitudinal section along the line V-V in Fig. 3, Fig. G a view in the direction of the arrows VI-VI in Fig. 3, Fig. 7 a Detail, partly in section, partly in view, in the direction of the arrows VII-VII in Fig. 3, Fig. 8 a section through the torque limiter along the line VIII-VIII in Fig. 3, Fig. 9 the torque limiter, in a representation similar to that in Fig. 4, triggered by a load torque in the opposite direction as by the Arrows indicated, Fig. 10 the torque limiter similar to Fig. 3 in a laterally reversed manner Arrangement on the transmission, FIG. 11 is a view in the direction of the arrows XI-XI in FIG Fig. 10.

Der als Beispiel dargestellte Maschinenantrieb umfaßt einen Motor 1, der auf einer Grundplatte 2 angeordnet ist und eine Antriebsscheibe 3 besitzt, die über einen Riemen 4 mit der angetriebenen Riemenscheibe 5 auf der Eingangswelle 6 des Zahnrädergetriebes 7 verbunden ist. Die Zahnräder des Getriebes 7 sind von einem Gehäuse 9 umgeben. Auf der Antriebswelle 6 ist ein Stirnrad 11 vorgesehen, das ein zweites Zahnrad 12 auf einer in dem Gehäuse drehbar gelagerten Welle 13 antreibt. Ein drittes, auf der Welle 13 befestigtes Zahnrad 14 treibt ein viertes Zahnrad 15, das fest auf der Abtriebswelle 16 des Getriebes sitzt. Die Abtriebswelle 16 des Getriebes 7 ist unmittelbar auf die Welle der anzutreibenden Maschine 3-T aufgesetzt. Das dargestellte Getriebe ist an sich bekannt und bildet nicht einen Teil der Erfindung.The machine drive shown as an example comprises a motor 1 which is arranged on a base plate 2 and has a drive pulley 3 which is connected via a belt 4 to the driven pulley 5 on the input shaft 6 of the gear transmission 7. The gears of the transmission 7 are surrounded by a housing 9. On the drive shaft 6, a spur gear 11 is provided which drives a second gear 12 on a shaft 13 rotatably mounted in the housing. A third gear 14 fastened on the shaft 13 drives a fourth gear 15 which is firmly seated on the output shaft 16 of the transmission. The output shaft 16 of the transmission 7 is placed directly on the shaft of the machine 3-T to be driven. The transmission shown is known per se and does not form part of the invention.

Der Drehmomentbegrenzer 8 dient in der üblichen Weise dazu, ein Verdrehen des Getriebes 7 um die Achsen der Wellen 6 und 16 zu verhindern, indem er an einem exzentrisch angeordneten, seitlich vorspringenden Zapfen 20 des Getriebegehäuses 9 angreift und so das Reaktionsmoment desselben aufnimmt. Wie aus Fig. 3 bis 9 ersichtlich ist, besteht der Drehmomentbegrenzer 8 aus einem Schaft 19, der bei 21 an seinem unteren Ende gelenkig mit einer auf dem Boden oder einer sonstigen feststehenden Fläche befestigten Ankerstütze 22 verbunden ist und der an seinem oberen Ende gegabelt ist und eine drehbar gelagerte Platte 23 mit einem Maul 24 aufnimmt; das Maul umgreift den Zapfen 20 an dem Getriebegehäuse 9. Der in Form einer Stütze ausgebildete Drehmomentbegrenzer 8 ist tangential zum Getriebe 7 unter einem solchen Winkel angeordnet, daß er bei der Auslösung unter seinem Eigengewicht von diesem abfällt.The torque limiter 8 is used in the usual way to prevent rotation of the gearbox 7 to prevent the axes of the shafts 6 and 16 by being attached to a eccentrically arranged, laterally projecting pin 20 of the transmission housing 9 attacks and so absorbs the moment of reaction of the same. As can be seen from FIGS. 3 to 9 is, the torque limiter 8 consists of a shaft 19, which at 21 on his lower end articulated with a stationary on the floor or other Surface-mounted anchor support 22 is connected and forked at its upper end and a rotatably mounted plate 23 with a mouth 24 receives; grasps the mouth the pin 20 on the gear housing 9. The torque limiter in the form of a support 8 is arranged tangentially to the transmission 7 at such an angle that it is at the release falls under its own weight from this.

Die Platte 23 besitzt die Form eines Winkelhebels, der mittels eines Stiftes 25 in dem gabelförmigen Ende der Stütze 8 schwenkbar gelagert ist, wobei der kurze Arm des Winkelhebels das Maul 24 bildet und der längere Arm 26 einen bogenförmigen Schlitz 27 besitzt, in den ein Stift 28 eingreift, durch den der Schwenkbereich der Platte 23 auf angenähert 20° begrenzt wird. Der lange Arm 26 der Platte 23 endet mit einer Kante 29, die nach einem um die Achse des Schwenkstiftes 25 geschlagenen Kreisbogen gekrümmt ist und die in der Mitte eine V-förmige Kerbe 31 besitzt, in die das keilförmige Ende des Raststifts 32 eingreift. Der Raststift 32 wird durch eine Feder 33 in die Kerbe 31 gedrückt und besitzt an seinem Schaft eine Längsnut 34, in die ein Zapfen 35 eingreift; dieser verhindert, daß der Raststift sich um seine Achse drehen kann, läßt ihn jedoch Längsbewegungen auf die Kerbe zu oder von dieser weg ausführen.The plate 23 has the shape of an angle lever, which by means of a Pin 25 is pivotally mounted in the fork-shaped end of the support 8, wherein the short arm of the angle lever forms the mouth 24 and the longer arm 26 forms an arcuate one Has slot 27 in which a pin 28 engages through which the pivot area the plate 23 is limited to approximately 20 °. The long arm 26 of the plate 23 ends with an edge 29, which is struck around the axis of the pivot pin 25 after a Circular arc is curved and which has a V-shaped notch 31 in the middle, in which the wedge-shaped end of the locking pin 32 engages. The locking pin 32 is through a spring 33 is pressed into the notch 31 and has a longitudinal groove on its shaft 34, in which a pin 35 engages; this prevents the locking pin from turning can rotate its axis, but allows it longitudinal movements to or from the notch run this way.

Die Öffnung des Mauls 24 liegt im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des Schaftes 19. Gemäß der Erfindung ist auf der dem Maul 24 abgewandten Seite des Vorsprungs 20 am Getriebegehäuse 9 ein Zapfen 36 angeordnet, der von einer Platte 37, die abnehmbar durch Schrauben 38 an einer Seite des gegabelten Endes der Stütze 8 befestigt ist, getragen wird; dieser Zapfen 36 ist in der Platte 37 axial verschieblich. Normalerweise wird der Zapfen 36, wie in Fig. 7 dargestellt ist, durch eine in ,eine Umfangsnut 40 des Zapfens eingreifende Kugel 39 in der vorgeschobenen Stellung verrastes, indem die Kugel durch eine Feder 44 unter Druck gesetzt wird, die von einer Bohrung im Teil 37 aufgenommen und mittels einer in diese Bohrung einschraubbaren Schraube 42 eingestellt wird. Der Zapfen ist ferner mit einer zweiten Umfangsnut 43 in einem Abstand von der Nut 40 versehen, in die die Kugel 39 eingreift und den Zapfen hält, wenn dieser zurückgezogen ist.The opening of the mouth 24 is essentially at right angles to the axis of the shaft 19. According to the invention, on the side facing away from the mouth 24 of the Projection 20 on the gear housing 9, a pin 36 is arranged, which is supported by a plate 37, which is removable by screws 38 on one side of the forked end of the support 8 is attached, is worn; this pin 36 is axially displaceable in the plate 37. Normally, as shown in FIG. 7, the pin 36 is represented by an in, a Circumferential groove 40 of the pin engaging ball 39 locked in the advanced position, by putting the ball under pressure by a spring 44 supplied by a bore received in part 37 and by means of a screw that can be screwed into this bore 42 is set. The pin is also in one with a second circumferential groove 43 Provided distance from the groove 40 in which the ball 39 engages and holds the pin, when this is withdrawn.

Der abgesetzte Teil 41 des Schaftes 19 besitzt eine Bohrung 45, von der eine Feder 33 aufgenommen und der Raststift 32 axial geführt wird. In das Fußende der Bohrung 45 ist ein Stopfen 46 geschraubt; der Stopfen ist axial durchsetzt von einer Schraube 47, deren inneres Ende gegen einen Federteller 48 für die Feder 33 drückt. Mittels der Schraube 47 kann der Druck der Feder 33 genau eingestellt und die Einstel- Jung durch eine Mutter 49 auf der Schraube 47 festgelegt werden. Die Mutter wird am Fußende des abgesetzten Teiles 41 der Stütze 8 festgezogen. Schmieröl für den Raststift 32 wird in die Bohrung 45 durch den bei 50 angedeuteten Nippel eingeführt.The stepped part 41 of the shaft 19 has a bore 45, of which received a spring 33 and the locking pin 32 is axially guided. In the foot end a plug 46 is screwed into the bore 45; the plug is axially penetrated by a screw 47, the inner end of which is against a spring plate 48 for the spring 33 presses. By means of the screw 47, the pressure of the spring 33 can be precisely adjusted and the settings Jung fixed on screw 47 by a nut 49 will. The nut is tightened at the foot end of the stepped part 41 of the support 8. Lubricating oil for the locking pin 32 is fed into the bore 45 through the indicated at 50 Nipple inserted.

Falls erforderlich, kann die Stütze 8 auch auf der anderen Seite des Getriebes 7 angeordnet werden, wie dies in Fig. 10 und 11 dargestellt ist; dazu wird die Platte 37, die den Zapfen 36 trägt, auf der gegenüberliegenden Seite des gegabelten Endes der Stütze 8 befestigt.If necessary, the support 8 can also be on the other side of the Gear 7 are arranged, as shown in Figures 10 and 11; to the plate 37, which carries the pin 36, is on the opposite side of the forked end of the support 8 attached.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Torque limiter, in particular for a gear with coaxial input and output shaft, the housing of which is suspended rotatably about the common axis of these shafts, consisting of a support that is supported with one end on a foundation, and a support at the other end pivotable plate secured against pivoting by a resilient detent is attached, which has a mouth comprising a projection attached to the rotatable part eccentrically to its axis of rotation and is secured by means of a locking element to prevent the projection from being released when the support is engaged, characterized by a pin (36) , which is arranged laterally on the support 8 and parallel to the projection (20) in a plate (37) and, when the support is locked, rests radially from the inside on the projection (20) (FIG. 6).

2. Torque limiter according to claim 1, characterized characterized in that the pin (36) is axially displaceable in the plate (37) (Fig. 7).

3. Torque limiter according to claims 1 and 2, characterized by two in the pin (36) arranged at a distance from one another circumferential grooves (40 and 43) and a spring-loaded ball (39) mounted in the plate (37) and which is attached to in a known manner by snapping into one of the grooves the pin in the advanced or retracted position.

4. Torque limiter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the plate (37) is releasably attached to the support (8), optionally on one side or the other of the support. Documents considered: German Patent No. 840 959; French Patent Specification No. 1069 589th; U.S. Patent No. 2,554,969; Book »Judge / v. Vo ß, components of precision mechanics «,

5th edition, Berlin (Ost) 1952, pp. 259 and 309.