DE112004002516T5

DE112004002516T5 - Sicherheitskupplungsanordnung

Info

Publication number: DE112004002516T5
Application number: DE112004002516T
Authority: DE
Inventors: Curt Gunnar Falk
Original assignee: Voith Turbo Safeset AB
Current assignee: Voith Turbo Safeset AB
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: US7963714B2; WO2005061916A1; US20070068510A1; DE112004002516B4

Abstract

Sicherheitskupplungsanordnung (10) mit einem Kupplungsteil (11), das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder dergleichen ausgebildet sein kann, die zum Übertragen von Drehmoment und Drehbewegung auf die Sicherheitskupplung ausgebildet ist, und mit einem weiteren Kupplungsteil (12), das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder dergleichen ausgebildet ist, um Drehmoment und eine Drehbewegung von der Sicherheitskupplung zu übertragen, und die ferner eine Sicherheitseinheit (13) aufweist, wobei die Sicherheitseinheit dazu ausgebildet ist, eine von zwei Einstellungen einzunehmen, eine erste Einstellung, in der Drehmoment und eine Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen (11, 12) übertragen werden kann, und eine zweite Einstellung, in der kein Drehmoment und keine Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen übertragen wird, wobei die Sicherheitseinheit (13) ein Unterteil oder einen Körper (13') aufweist, der die erste Einstellung als ein Ergebnis einer Ausdehnung einnehmen kann, die durch eine Anwendung von Druck auf einen Hohlraum (13a) innerhalb der Sicherheitseinheit...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die gegenwärtige Erfindung betrifft allgemein eine Sicherheitskupplungsanordnung und insbesondere eine Sicherheitskupplungsanordnung, die ein erstes Kupplungsteil aufweist, das anpassbar ist für ein festes Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder einem entsprechenden Element, das zur Übertragung von Drehmoment und Rotationsbewegung auf die Sicherheitskupplung wirkt, sowie ein zweites Kupplungsteil, das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder einem entsprechenden Element anpassbar ist, das Drehmoment und eine Drehbewegung von der Sicherheitskupplung überträgt.
Sicherheitskupplungen dieser Konstruktion schließen auch eine Sicherheitseinheit ein, die dazu ausgebildet ist, eine von zwei unterschiedlichen Einstellpositionen einzunehmen oder in dieser eingestellt zu werden, mit einer ersten Einstellposition, in der Drehmoment und eine Drehbewegung zwischen den beiden Sicherheitskupplungsteilen übertragen werden kann, und mit einer zweiten Einstellposition, in der kein Drehmoment und keine Drehbewegung zwischen den beiden Sicherheitskupplungsteilen übertragen werden kann.
Genauer gesagt betrifft die gegenwärtige Erfindung die Verwendung der Sicherheitseinheit, die die erste Einstellposition mit Hilfe einer Ausdehnung eines hohlen zylindrischen Unterteils oder Körpers einnehmen kann, wobei die Ausdehnung mit Hilfe eines druckerzeugenden Reagenses oder Mediums sichergestellt wird, das in einen Hohlraum innerhalb des Unterteils der Sicherheitseinheit eingebracht und darin eingeschlossen ist, wobei das druckerzeugende Reagens oder Medium im Folgenden als ein Hydraulikdruck beschrieben ist, wie etwa ein Öldruck, und die die zweite Position einnehmen kann, indem der Druck aus dem Hohlraum evakuiert wird.
Eine Sicherheitskupplung gemäß der gegenwärtigen Erfindung ist dazu vorgesehen, ihre Anwendung hauptsächlich in solchen Getrieben zu finden, in denen sporadische Drehmomentunterbrechungen auftreten, die z.B. eine Dauer zwischen 1 und 100 ms haben und voraussichtlich ein maximales Drehmoment überschreiten, für das solche Sicherheitskupplungen dimensioniert sind.
Einrichtungen, bei denen solche Bedingungen bestehen und die solche Drehübertragungen verwenden, sind Windkrafteinrichtungen, Dieselmotoren und Gasturbinenmotoren, die von elektrischen Leistungsgeneratoren angetrieben sind, wobei die häufigen Drehmomentunterbrechungen in dem Fall des Kurzschlusses in dem elektrischen System oder als ein Ergebnis von fehlerhaften Phasen (Synchronisation) im Hinblick auf ein elektrisches Leistungsnetzwerk auftreten können.
Allgemeiner gesprochen ist eine Sicherheitskupplung gemäß der gegenwärtigen Erfindung dazu ausgebildet, Drehmoment und eine Drehbewegung ohne einen Schlupf zu übertragen, wenn das über tragene Drehmoment unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes liegt, jedoch die Aktivierung der Sicherheitseinheit unmittelbar dann zu bewirken, wenn dieser Wert überschritten wird und eine kleine Relativbewegung zwischen den beiden Sicherheitskupplungsteilen auftritt, wobei die aktivierte Sicherheitskupplung die Kupplungswirkung innerhalb der Sicherheitskupplung schnell löst, um so jegliche Übertragung von Drehmoment und Drehbewegung vollständig zu verhindern.
Die gegenwärtige Erfindung basiert auf einer Sicherheitskupplung wie oben beschrieben, bei der der Materialverbrauch in Bezug auf das primäre und das sekundäre Kupplungsteil nacheinander gemäß der ausgewählten Ausführung abnimmt, ohne die Notwendigkeit, das Drehmomentübertragungserfordernis aufzugeben.
Im Folgenden ist eine Sicherheitskupplung beschrieben, die ein erstes extern angetriebenes Teil aufweist, sowie ein zweites Teil, das von der Sicherheitskupplung angetrieben wird, und eine Sicherheitseinheit, die normalerweise mit dem ersten Kupplungsteil integriert ist. Es sei jedoch erwähnt, dass das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil ihre Plätze wechseln können, ohne dass die mit der Erfindung zusammenhängenden Eigenschaften verloren gehen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Stand der Technik sind verschiedene unterschiedliche Verfahren und Anordnungen der zuvor genannten Art bekannt.
Der Inhalt der schwedischen Patentveröffentlichung 78 06923-4 mit der Veröffentlichungsnummer 425 515 ist ein erstes Beispiel von bekannten Entwicklungsständen von Verfahren und des technischen Gebietes, auf das sich die gegenwärtige Erfindung bezieht.
Diese Patentveröffentlichung beschreibt eine Sicherheitskupplung der Art, die wenigstens eine dünnwandige Hülse (12) einschließt, die eine axial gerichtete definierende Wand in einer allgemein ringförmigen Kammer (15) bildet, wobei die Kammer dazu vorgesehen ist, ein Druckfluid (17) mit der Absicht zu erhalten, die Hülse allgemein elastisch in einer radialen Richtung zu deformieren, in einem klemmenden mitnehmenden Eingriff mit einer Oberfläche (21) eines Elementes (11), das zur Verbindung mit der Kupplung (10) vorgesehen ist, wobei die Form und die Größe der genannten Oberfläche allgemein der Oberfläche (22) der genannten Hülse entsprechen, die von der Kammer wegweist.
Die Publikation nimmt insbesondere Bezug auf die Tatsache, dass die Kammer (15) einen Auslass (23) aufweist, der mit einem Element (23, 30) koordiniert ist, das normalerweise den Ausfluss von Druckfluid aus der Kammer verhindert, jedoch in einen Zustand gebracht werden kann, in dem Druckfluid aus der Kammer entweichen kann und dadurch der Kupplungslösezustand aktiviert werden kann als Reaktion auf eine Torsion oder eine Relativbewegung dazwischen und zwischen den genannten Oberflächen (21, 22) auf der Kupplung (10) bzw. dem Element (11).
Ein anderes Beispiel von einer früheren Ausführung von Verfahren ist in der schwedischen Patentanmeldung 89 03077-9 mit der Veröffentlichungsnummer 463 327 zu finden, wobei das Dokument eine Sicherheitskupplung zum Zusammenkuppeln von zwei koaxial drehbaren Teilen (11, 12; 11', 12') darstellt und beschreibt, z.B. eine Welle und eine Nabe, mit einem allgemeinen zylindrischen Kupplungselement (15), das dazu vorgesehen ist, zwischen die zusammenzukuppelnden Teile gebracht zu werden, und das sowohl radial nach außen als auch radial nach innen ausdehnbar ist, um so einen Kupplungsdruck auf die genannten Teile (11, 12; 11', 12') über das Kupplungselement (15) und einen möglichen Einsatz (30, 31) auszuüben, wobei das Kupplungselement eine Druckkammer (16, 16') aufweist, die sich entlang des genannten Elementes erstreckt und zu der ein Druckfluid geliefert wird, um die genannte Ausdehnung des Kupplungselementes (15) zu bewirken, und die Mittel (25-27) zum Lösen des Druckes als Reaktion auf eine relative Drehung zwischen den Teilen aufweist.
Dieses Dokument zum Stand der Technik beschreibt eine besondere Ausführung des Kupplungselementes (15), bei der das Element eine größere Kupplungskraft auf ein erstes (11; 12') der genannten Teile als auf ein zweites (12; 11') der genannten Teile ausübt, wobei ein Druckablassmittel (25-27) dazu geeignet ist, eine relative Drehbewegung zwischen dem genannten ersten Kupplungsteil (11; 12') und dem genannten Kupplungselement (15) zu erzeugen, und damit eine Drehung zwischen dem genannten zweiten Kupplungsteil (12; 11') und dem genannten Kupplungselement zu ermöglichen.
Im Hinblick auf die speziellen Merkmale der gegenwärtigen Erfindung und die Beschreibung dieser besonderen Eigenschaften kann erwähnt werden, dass 4 der genannten schwedischen Patentveröffentlichung 89 03077-9 eine Anordnung zeigt und beschreibt, die eine Mehrzahl von Komponenten aufweist, wobei ein Unterteil oder ein Körper, der zu der genannten Sicherheitseinheit gehört, in eine hohlzylindrische Nut eingeführt wird, deren Breite dazu ausgebildet ist, einer ausgewählten, eng tolerierten Breite oder Dicke des genannten Unterteils oder Körpers zu entsprechen, und wobei die Nut in einer separaten Hülse gebildet ist.
Diese Ausführung macht deutlich, dass ein Kupplungselement (15) oder eine Sicherheitseinheit teilweise auf eine Welle (11) oder teilweise auf eine Nabe (12) über eine Zwischenwand (30 und 31) wirkt.
Diese bilden die erläuterten Beine eines einzigen Ringelementes (32) eines "U-förmigen" Querschnittes, wobei das Ringelement über ein Lager (19) zusammen mit der Kupplung (10) eine Welle (11) trägt.
Die erläuterte Einsatzkonstruktion erreicht den Vorteil, dass das Risiko einer Beschädigung des Kupplungselementes (15) und der Welle (11) vermieden wird, wenn die Kupplung (10) gelöst wird.
4 zeigt auch die Verwendung eines zylindrischen Spaltes zwischen dem genannten Kupplungselement (15) und der genannten Nabe (12).
In dem Fall von Sicherheitskupplungen dieser Art ist es üblich, es zuzulassen, dass ein Kupplungselement drei oder mehr Teile verwendet, von denen ein Teil dazu ausgebildet ist, ein hohl zylindrisches Unterteil oder einen Körper zu umgeben, der zur Ausdehnung geeignet ist und damit als ein so genanntes kraftabsorbierendes Haltemittel oder Gegendruckmittel wirkt, wozu es dimensioniert ist, wobei nur eine zylindrische Fläche, die innere Fläche, des hohlzylindrischen Körpers geeignet ist, die gewünschte Drehmomentübertragung über Druck und Reibung zu erzeugen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE PROBLEME
Wenn die technischen Überlegungen berücksichtigt werden, die ein Fachmann auf dem Gebiet des Standes der Technik machen muss, um eine Lösung für eines oder mehrere technische Probleme zu machen, denen er/sie gegenübersteht, ist es ersichtlich, dass es einerseits notwendig ist, am Anfang die Maßnahmen und/oder die Folge von Maßnahmen zu realisieren, die zu diesem Zweck getroffen werden müssen, und dass andererseits realisiert werden muss, welches Mittel/welche Mittel notwendig sind, um eines oder mehrere der genannten Probleme zu lösen. Vor diesem Hintergrund ist es offensichtlich, dass die unten beschriebenen technischen Probleme hochrelevant bei der Entwicklung der gegenwärtigen Erfindung sind.
Wenn man den früheren Entwicklungsstand von Verfahren betrachtet, wie oben beschrieben, ist es ersichtlich, dass ein technisches Problem in der Erzeugung von Bedingungen besteht, die es einer Sicherheitskupplung der oben erwähnten Art ermöglichen, eine viel kürzere Längsausdehnung zu haben, als es unter Verwendung des bekannten Verfahrens möglich ist, wobei dennoch eine Übertragung eines entsprechenden Drehmomentes während der entsprechenden Drehbewegung ermöglicht wird.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, eine Konstruktion bereitzustellen, deren fundamentale Bedingungen derart sind, dass sie die Herstellung einer erheblich leichteren Sicherheitskupplung ermöglicht, als es unter Nutzung des bekannten Verfahrens möglich war, während dennoch die Übertragung eines entsprechenden Drehmomentes während der Drehbewegung ermöglicht wird.
Angesichts der Tatsache, dass Fertigungskosten gemäß einer allgemeinen Regel normalerweise als proportional zu dem Gesamtgewicht einer solchen Sicherheitskupplung angesehen werden können, besteht ein technisches Problem in der Möglichkeit, konstruktive Maßnahmen zu ergreifen, die zu einer erheblichen Absenkung des Gesamtgewichtes der Sicherheitskupplung führen, z.B. zu einer Gewichtsreduktion von bis zu 50 %.
Ein weiteres technisches Problem besteht in der Fähigkeit, eine Sicherheitskupplung herzustellen, wobei in Bezug auf bekannte Verfahren ein Momentenarm, der auf ein übertragenes Drehmoment angewandt wird, in Bezug auf das bekannte Verfahren leicht vergrößert wird.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Fähigkeit, eine Sicherheitskupplung gemäß der zuvor erwähnten Art mit einer Sicherheitseinheitsfunktion der zuvor erwähnten Art bereitzustellen, bei der die Sicherheitskupplung unter Verwendung von nur wenigen Komponenten oder Teilen hergestellt werden kann, wie etwa nur mit zwei koordinierten Teilen, die hier als ein erstes Kupplungsteil und ein zweites Kupplungsteil bezeichnet sind, wobei das erste Kupplungsteil vorteilhafterweise ein antreibendes Teil sein kann, während das zweite Kupplungsteil etwa ein angetriebenes Teil sein kann.
Ferner ist es ersichtlich, dass ein technisches Problem darin liegt, eine solche Konstruktion eines an eine Ausdehnung angepassten hohlzylindrischen Unterteiles oder Körpers zu erlauben, und das mit zwei zylindrischen Flächen ausgebildet ist, einer inneren und einer äußeren Fläche, die dazu geeignet sind, über ein und denselben Druck in einem ausgedehnten Zustand eines Hohlraums und eines Unterteils oder Körpers einen Druck und eine Reibungskraft gegen eine hohle zylindrische Nut auf dem einen oder dem anderen der genannten Teile und auf die beiden einander gegenüberliegenden zylindrischen Flächen der Nut derart auszuüben, dass die gewünschte Drehmomentübertragung dadurch erreicht wird.
Ein anderes technische Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die Vorteile zu realisieren, die dadurch erreicht werden, dass das erste oder das zweite Kupplungsteil eine axial gerichtete oder allgemein axial gerichtete Nut aufweist, und es zu erlauben, dass die genannte Nut ein druckmäßig ausdehnbares Unterteil oder den genannten ausdehnbaren Körper umgibt, der an der genannten Sicherheitseinheit und an dem gesamten oder im Wesentlichen dem gesamten Hohlraum vorgesehen ist.
Ein weiteres technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem das genannte ausdehnbare Unterteil oder der Körper derart angepasst wird, dass bei seiner ersten ausgedehnten Einstellung ein Drehmoment direkt auf das genannte erste oder das genannte zweite Kupplungsteil über zwei einander gegenüberliegende äußere Teile, wie etwa zylindrische äußere Teile, von unterschiedlichen Durchmessern und/oder Formen übertragen wird, die beide reibungsmäßig gegen gegenüberliegende äußere Teile, wie etwa zylindrische äußere Teile, der axialen Nut wirken.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem bei einem oder dem anderen der genannten Teile ein kreisförmiger, ringförmiger Bund vorgesehen wird, der dimensioniert ist, um ein Gegendruckmittel zu bilden, und der in Bezug auf die genannte axial gerichtete Nut zentriert sein soll oder im Wesentlichen zentriert sein soll.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem der genannte Bund mit dem einen oder dem anderen Kupplungsteil integriert wird.
Noch ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem eine äußere, sich radial erstreckende und radial orientierte Nut oder Vertiefung zwischen einem verbindenden Flansch und einem dem Flansch zugeordneten Bund zwischen dem einen oder dem anderen Kupplungsteil vorgesehen wird.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem ein dünner Materialabschnitt in dem einen oder dem anderen Kupplungsteil erzeugt wird, zwischen der genannten äußeren radial gerichteten Nut und der genannten axial gerichteten, an die Sicherheitseinheit angepassten Nut.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem der dünne Materialabschnitt derart angepasst und dimensioniert wird, dass der genannte Abschnitt elastisch und nachgiebig in Bezug auf die ausdehnenden Kräfte ist, die auf den Bund wirken werden.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem die genannte Sicherheitseinheit als eine integrierte Struktur ausgebildet wird, um so zu ermöglichen, dass die genannte Einheit das genannte erste Kupplungsteil oder das genannte zweite Kupplungsteil bildet, und einen Flansch oder dergleichen für ein festes Zusammenwirken mit der Drehmoment übertragenden Welle, die fest mit der Sicherheitskupplung verbunden ist, einzuschließen.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem ein Ölfüllnippel sich von der Sicherheitseinheit radial nach außen erstrecken kann, und es erlaubt wird, dass der Füllnippel in Verbindung mit dem einen oder dem anderen Teil orientiert ist, und mit seinem als Gegenhalter wirkenden, einem Gegendruckmittel ausgesetzten Bund.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem es einem Element erlaubt wird, auf den genannten Bund fest bezogen zu sein und mit dem genannten Füllnippel derart zusammenzuwirken oder damit zusammenwirken zu können, dass eine kleine Relativbewegung zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten Kupplungsteil und/oder der genannten Sicherheitseinheit den Füllnippel zwecks einer schnellen Evakuierung des Hohlraumdruckes abtrennt.
In diesem Zusammenhang besteht ein technisches Problem in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem ein erstes Kugellager am Boden der axial gerichteten hohlzylindrischen Nut der Sicherheitseinheit vorgesehen wird zum Zusammenwirken zwischen einem ausdehnbaren Unterteil oder Körper der genannten Sicherheitseinheit und der Nut.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile zu realisieren, indem ein zweites ringförmiges Kugellager neben einer Öffnung der axial gerichteten hohlzylindrischen Nut der genannten Sicherheitseinheit und zum Zusammenwirken zwischen dem ausdehnbaren Unterteil oder Körper der genannten Sicherheitseinheit und der Nut vorgesehen wird.
Ein anderes technisches Problem besteht darin, die Signifikanz und/oder die mit den strukturellen Maßnahmen zusammenhängenden Vorteile zu realisieren, die notwendig sind, um freie Endabschnitte der axial gerichteten Nuten, wie im Querschnitt zu sehen, die Materialabschnitte in der Form von konzentrischen hohlzylindrischen Formen bilden, mit einem Blockiermittel dazwischen in einer ausgewählten Einstellposition davon zu koordinieren, wobei das genannte Blockiermittel dazu geeignet ist, jegliche Divergenztendenz der genannten freien Endabschnitte zu verhindern, wenn die Sicherheitseinheit ihre erste und ausgedehnte Einstellung zusammen mit einem der Einheit zugeordneten Unterteil oder Körper einnimmt.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die erreichten Vorteile und/oder die notwendigen strukturellen Maßnahmen zu realisieren, um es zu erlauben, dass das genannte erste Kupplungsteil und das genannte zweite Kupplungsteil aufeinander abgestimmt sind, so dass eine leichte Überlappung und miteinander koordinierte zylindrische Unterabschnitte auf einer betreffenden Seite der genannten axial gerichteten Nut in dem zweiten Teil der Sicherheitskupplung erreicht werden.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz der zugehörigen Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um es zu erlauben, dass das erste Kupplungsteil einen axial gerichteten und positionierten Rand in der Form eines hohlen Zylinders aufweist, wobei der genannte Rand für ein enges Zusammenwirken mit einer umfangsmäßig orientierten und zylindrischen Nut vorgesehen ist, die in dem zweiten Kupplungsteil derart gebildet ist, dass die genannten miteinander koordinierten zylindrischen Unterabschnitte gebildet werden.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um es zu erlauben, dass der genannte Rand für nach außen aufnehmende und radial gerichtete Kräfte angepasst und dimensio niert ist, und die umfangsmäßig in Bezug auf das genannte erste Kupplungsteil realisiert sein können, und es zu erlauben, dass die genannten Nuten umfangsmäßig in dem genannten zweiten Kupplungsteil gebildet sind, und dass der genannte zylindrische Rand eine bestimmte Dicke hat, und dass die genannte zylindrische Nut eine bestimmte Tiefe und/oder axiale Länge hat, die entweder direkt oder indirekt auf die bestimmte Dicke angepasst ist.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um es zu erlauben, dass der genannte zylindrische Unterabschnitt und die gegenüberliegenden Reibungsflächen, die damit zusammenhängen, für eine erhebliche Drehmomentübertragung über axial orientierte und zylindrische äußere Abschnitte ausgebildet sind.
Ein weiteres technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um die Verwendung einer aktiven axialen Länge in Bezug auf die genannten äußeren Abschnitte oder die zylindrische Reibungsfläche zu verwenden, sowie einen normalen Druck, der von einer ausgewählten Ausdehnung des ausdehnbaren Unterteils der Sicherheitseinheit abhängt, das gemeinsam mit einem Reibungskoeffizienten angepasst ist, der geeignet ist, eine Drehmomentübertragung zwischen 10 und 30 % des gesamten zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten Kupplungsteil übertragbaren Drehmomentes, und es wenigstens zu erlauben, dass die Drehmomentübertragung zwischen 15 und 25 % angepasst wird.
Ein anderes technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um es zu erlauben, dass die axial gerichtete Nut in dem zweiten Kupplungsteil eine Länge von mehr als 50 % des genannten ausdehnbaren Unterteils der Sicherheitseinheit aufweist.
Ein weiteres technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um es zu erlauben, dass die genannte Länge weniger als 80 % der axialen Länge des genannten ausdehnbaren Unterteils beträgt.
Ein weiteres technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind; um es zu erlauben, dass zwei konzentrische, überlappende und hohlzylindrische Unterabschnitte des ersten und des zweiten Kupplungsteils miteinander ähnliche oder im Wesentlichen ähnliche radiale Dicken aufweisen.
Ein weiteres technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um es zu erlauben, dass der äußere Unterabschnitt in Bezug auf die beiden genannten überlappenden hohlzylindrischen Unterabschnitte eine größere oder eine kleinere radiale Dicke und/oder eine längere oder eine kürzere axiale Ausdehnung als das innere Teil des genannten Abschnittes aufweisen.
Ein weiteres technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile zu realisieren, indem es erlaubt wird, dass das Unterteil des ersten Kupplungsteils so geformt ist, dass es als ein Blockiermittel gegen jede Ausdehnung der freien Endteile oder der Beine des Materialabschnitts wirkt, der in dem zweiten Kupplungsteil die axial gerichtete Nut bildet, im Querschnitt betrachtet.
Ein weiteres technisches Problem besteht in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um es zu erlauben, dass die genannte radiale Materialdicke der Materialabschnitte oder Beine, die die axial orientierte Nut bilden, die selbe oder im Wesentlichen die selbe ist.
Ein technisches Problem besteht auch in der Möglichkeit, die Signifikanz und die damit zusammenhängenden Vorteile und/oder die strukturellen Maßnahmen zu realisieren, die notwendig sind, um es zu erlauben, dass eine Radiusdifferenz zwischen gegenüberliegenden zylindrischen und konzentrischen äußeren Teilen der axial orientierten Nut die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche ist wie die gesamte radiale Dicke der genannten Materialabschnitte oder Beine, wie etwa ihre Endabschnitte.
LÖSUNG
Die gegenwärtige Erfindung geht von der oben erwähnten bekannten Technologie in Bezug auf eine Sicherheitskupplungsanordnung aus, und genauer gesagt in Bezug auf eine solche Sicherheitskupplung, die ein erstes Kupplungsteil einschließt, das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder dergleichen ausgebildet ist, durch die ein Drehmoment und eine Drehbewegung auf die Sicherheitskupplung übertragen wird, sowie ein zweites Kupplungsteil, das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder dergleichen ausgebildet ist, zwecks einer Übertragung von Drehmoment und einer Drehbewegung von der genannten Sicherheitskupplung, und die ferner eine Sicherheitseinheit einschließt.
Genauer gesagt betrifft die gegenwärtige Erfindung eine Sicherheitskupplungsanordnung, bei der die Sicherheitseinheit und ein ausdehnbares und hohlzylindrisches Unterteil oder ein Körper, der zu der genannten Sicherheitseinheit gehört, dazu geeignet sind, eine von zwei Einstellpositionen einzunehmen, eine erste Einstellposition, in der Drehmoment und Drehbewegung zwischen den beiden Teilen übertragen werden können, sowie eine zweite Einstellposition, in der kein Drehmoment und keine Drehbewegung zwischen den beiden Teilen übertragen werden können.
Die Sicherheitseinheit wird verwendet, um ihre erste Einstellposition als ein Ergebnis einer Ausdehnung einzunehmen, die durch das Anlegen und Einschließen eines Druckes in einem Hohlraum innerhalb des Unterteils oder des Körpers der Sicherheitseinheit verursacht wird, und dazu veranlasst wird, ihre zweite Einstellposition als ein Ergebnis eines Evakuierens des Drucks innerhalb des Hohlraums durch z.B. schnelle Evakuierung einzunehmen.
Mit der Absicht, eines oder mehrere der oben erwähnten technischen Probleme zu lösen, wird es gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass die bekannte Technologie insbesondere ergänzt wird, indem das genannte erste oder das genannte zweite Kupplungsteil mit einer axial gerichteten oder im Wesentlichen axial gerichteten Nut ergänzt wird, und indem die genannte Nut derart angepasst wird, dass sie ein druckausweitbares Unterteil oder einen dadurch ausgedehnten Körper umgibt, der in der genannten Sicherheitseinheit und der gesamten oder der im Wesentlichen gesamten axialen Ausdehnung des genannten Hohlraums eineschlossen ist, und wobei das ausdehnbare Unterteil oder der Körper derart angepasst wird, dass in seiner ersten Einstellposition auftretendes Drehmoment direkt auf das genannte erste oder das genannte zweite Kupplungsteil über zwei einander gegenüberliegende äußere Teile übertragen werden kann, wie etwa über zylindrische äußere Teile, die reibungsmäßig gegen gegenüberliegende äußere Teile der Nut, wie etwa zylindrische äußere Teile, aktiv sind.
Mittels weiterer Ausführungen, die innerhalb des Rahmens des erfindungsgemäßen Konzeptes liegen, wird es vorgeschlagen, dass das genannte eine oder das genannte andere der Kupplungsteile einen hohlzylindrischen Bund einschließt, der als ein so genanntes Gegendruckmittel dimensioniert ist und der mit der genannten axial gerichteten Nut zentriert oder im Wesentlichen zentriert ist.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass der Bund ein integrales Teil mit dem einen oder dem anderen Kupplungsteil bildet.
Es wird ferner gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass eine äußere radial gerichtete Nut oder eine Vertiefung zwischen einem Flansch auf dem genannten einen oder dem genannten anderen Kupplungsteil und dem Bund vorgesehen ist.
Es wird insbesondere vorgeschlagen, dass ein dünner Materialabschnitt vorgesehen wird und zwischen der genannten äußeren radialen Nut oder Vertiefung gebildet wird, zwischen dem genannten einen oder dem genannten anderen Kupplungsteil und der genannten axial gerichteten Nut der Sicherheitseinheit, wobei der genannte dünne Materialabschnitt dazu angepasst und dimensioniert ist, als Reaktion auf Kräfte von einem ausgedehnten Bund elastische und nachgiebige Eigenschaften zu repräsentieren.
Es wird insbesondere gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass die Sicherheitseinheit mit dem genannten ersten Kupplungsteil oder dem genannten zweiten Kupplungsteil integriert ist und damit ausgebildet ist, und einen Flansch oder dergleichen für ein festes Zusammenwirken mit einer Drehmoment übertragenden Welle aufweist, die mit der Sicherheitskupplung verbunden ist.
Es wird auch gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass ein Druckmedium-Füllnippel, wie etwa ein Ölfüllnippel, dazu angepasst ist, sich von der Sicherheitseinheit radial nach außen zu erstrecken, und in Verbindung mit dem genannten ersten oder dem genannten anderen Kupplungsteil und seinem ringförmigen hohlen Bund positioniert zu sein.
Fest angepasst auf den Bund ist eine Vorrichtung, die dazu vorgesehen ist, mit dem Nippel derart zusammenzuwirken, dass nur eine kleine oder eine vernachlässigbare Relativbewegung zwischen dem genannten ersten und dem genannten zweiten Kupplungsteil und der Sicherheitseinheit bewirkt, dass der genannte Nippel für eine schnelle Evakuierung des eingeschlossenen Druckes abscherbar ist.
Es wird auch gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass ein erstes ringförmiges Kugellager an dem Boden der Nut der Sicherheitseinheit zum Zusammenwirken zwischen dem Unterteil oder Körper der Sicherheitseinheit und der Nut platziert wird, und dass ein zweites ringförmiges Kugellager neben einer Öffnung der Nut der genannten Sicherheitseinheit zum Zusammenwirken zwischen der Sicherheitseinheit und der Nut platziert wird.
Es wird ferner gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass die freien Endbereiche der Materialabschnitte, die die axial gerichtete Nut bilden, als koordinierte, mit dem Endteil blockierende Mittel ausgebildet sind, die dazu geeignet sind, ein Aufspreizen der genannten freien Endabschnitte zu verhindern, wenn die Sicherheitseinheit und ihr zugehöriges ausziehbares Unterteil oder der Körper eine erste und ausgedehnte Einstellung einnehmen.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das genannte erste Kupplungsteil und das genannte zweite Kupplungsteil dazu angepasst sind, dass ein gemeinsames Überlappen und ein gemeinsames Zusammenwirken von zylindrischen Unterabschnitten auf einer betreffenden Seite der axial gerichteten Nut im Querschnitt gesehen erreicht wird.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass das erste Kupplungsteil einen hohlzylindrischen axial gerichteten Rand, einen Vorsprung oder ein entsprechendes Element aufweist, dass zum Zusammenwirken mit einer zylindrischen Umfangsnut geeignet ist, die in dem genannten zweiten Kupplungsteil gebildet ist.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass der genannte Rand in umfangsmäßigem Bezug zu dem genannten ersten Kupplungsteil besteht, und dass die genannte Nut umfangsmäßig in dem zweiten genannten Kupplungsteil gebildet ist.
Die zylindrischen Unterabschnitte sollen für ein klemmendes festes Zusammenwirken mit einer Drehmomentübertragung über axial orientierte und zylindrische Reibungsflächen und/oder äußere Abschnitte ausgebildet sein.
Es wird ferner gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass eine ausgewählte Länge der genannten zylindrischen Reibungsflächen und/oder äußeren Flächen und ein normaler Druck, der von der gewählten Ausdehnung des der ausdehnbaren Sicherheitseinheit zugeordneten Unterteils abhängig ist, gemeinsam auf eine Drehmomentübertragung angepasst sind, die zwischen 10 und 30 % des gesamten zwischen den beiden Teilen übertragenen Drehmomentes beträgt.
Genauer gesagt, kann die gewählte Drehmomentübertragung zwischen 15 und 25 % angepasst sein.
Es wird ferner gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass die axial gerichtete Nut in dem zweiten Kupplungsteil eine Länge haben soll, die größer als 50 % des genannten ausdehnbaren Unterteils in der Sicherheitseinheit ist, und dass die genannte Länge vorzugsweise weniger als 80 % der axialen Länge des genannten ausdehnbaren Unterteils ist.
Die überlappenden zylindrischen Unterabschnitte weisen vorteilhafterweise die gleiche radiale Dicke oder im Wesentlichen die gleiche radiale Dicke auf. Alternativ kann die radiale Dicke der überlappenden Unterabschnitte des äußeren Unterabschnittes größer oder kleiner als die radiale Dicke des inneren Unterabschnittes sein.
Genauer gesagt, wird vorgeschlagen, dass das erste Kupplungsteil dazu ausgebildet ist, als ein Blockiermittel gegen die Ausdehnung der freien Endteile der freien Endabschnitte der Materialabschnitte für die Beine (im Querschnitt gesehen) zu wirken, die die Nut in dem zweiten Kupplungsteil bilden.
Die Materialabschnitte oder Beine, die die Nut definieren, sollen vorteilhafterweise die gleiche Dicke oder im Wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen.
Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Radiusdifferenz zwischen einander gegenüberliegenden zylindrischen äußeren Teilen der Nut die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche wie die gesamte radiale Dicke der genannten beiden freien Endabschnitte oder Beine ist.
VORTEILE
Diese Vorteile, die hauptsächlich als für die gegenwärtige Erfindung und ihre besonderen signifikanten Merkmale charakte ristisch angesehen werden können, bestehen in der Erzeugung von Zuständen, mit denen eine Sicherheitskupplung erheblich kürzer als eine typische Sicherheitskupplung gemacht werden kann, während ein angepasstes Drehmoment und eine ausgewählte Drehbewegung eingehalten wird, und wobei das Gewicht der Kupplung erheblich leichter als bei bekannten herkömmlichen Sicherheitskupplungen gemacht werden kann, insbesondere, da die Sicherheitskupplung nur aus wenigen Teilen besteht, wobei ein ausdehnbares Unterteil oder ein Körper der Sicherheitseinheit, wenn er in seinem ausgedehnten Zustand ist, dazu geeignet ist, Drehmoment auf das genannte erste oder das genannte zweite Kupplungsteil zu übertragen, und zwar über zwei einander gegenüberliegende äußere Teile, wie etwa zylindrische Teile, die reibungsmäßig gegen gegenüberliegende äußere Teile, wie etwa zylindrische äußere Teile, einer radialen Nut wirken.
Die Erfindung enthält auch unterschiedliche Maßnahmen, die die Bereitstellung einer Sicherheitskupplung zur Drehmomentübertragung zwischen einem drehbar angeordneten ersten Kupplungsteil und einem drehbar angeordneten zweiten Kupplungsteil erlauben, und wobei Maßnahmen getroffen wurden, um die Menge des erforderlichen Materials im Allgemeinen zu reduzieren, entsprechend der Dimensionierung des maximal übertragbaren Drehmomentes, und dann hauptsächlich für das zweite oder das weitere Kupplungsteil.
Die charakteristischen Hauptmerkmale der gegenwärtigen Erfindung sind im kennzeichnenden Teil des zugehörigen Anspruchs 1 wiedergegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Signifikante Merkmale der gegenwärtigen Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf bekannte Technologie und in Bezug auf eine Anzahl von gegenwärtig bevorzugten Ausführungen der Erfindung und unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung erläutert, in der:
1 eine Prinzipdarstellung einer bekannten Anordnung ist, die einen Motor und ein Getriebe mit einer herkömmlichen Sicherheitskupplung aufweist;
2 eine Darstellung ähnlich derjenigen von 1 ist, wobei jedoch eine Sicherheitskupplung gemäß der Erfindung gezeigt ist, wobei die Sicherheitskupplungen gemäß der 1 und 2 für die Übertragung des selben Drehmoments und der selben Drehbewegung (oder Umdrehungszahl) dimensioniert sind;
3 ein Längsschnitt einer Sicherheitskupplung ist, die eine Sicherheitseinheit gemäß 1 in der Anordnung verwendet;
4 einen Längsschnitt einer ersten Ausführung einer Sicherheitskupplung zeigt, die eine Sicherheitseinheit gemäß der gegenwärtigen Erfindung aufweist, wie sie bei einer Anordnung gemäß 2 verwendet wird;
5 eine zweite Ausführung einer Sicherheitskupplung zeigt, die eine Sicherheitseinheit gemäß der gegenwärtigen Erfindung einschließt;
6 eine geschnittene Seitenansicht einer herkömmlichen Sicherheitskupplungsanordnung der in Frage stehenden Art ist, wobei die Anordnung in einer vereinfachten Form gezeigt ist und zur Verwendung bei einer Anordnung gemäß 1 vorgesehen ist;
7 eine geschnittene Seitenansicht einer modifizierten Ausführung einer in den 4 und 5 gezeigten Anordnung ist;
8 eine geschnittene Ansicht einer weiteren Ausführung einer Sicherheitskupplungsanordnung ist, bei der der betreffende Materialverbrauch in Bezug auf das Erfordernis gemäß 7 weiter reduziert wurde;
9 eine geschnittene Seitenansicht einer etwas größeren Anordnung gemäß 8 ist, bei der die beiden Kupplungsteile und die zugehörige Sicherheitseinheit in einer leicht querversetzten Anordnung platziert sind, um so die Erfindung und ihre signifikanten Merkmale deutlicher darzustellen, und
10 einen endbezogenen Teilschnitt zeigt, bei dem eine Sicherheitseinheit mit einem endbezogenen ausziehbaren Unterteil ein erstes Kupplungsteil darstellt, und wobei das erste Kupplungsteil im Zusammenwirken mit einem zweiten Kupplungsteil gezeigt ist, das in den Ausführungen gemäß der 8 und 9 mittels einer Scherstiftanordnung verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEKANNTEN TECHNOLOGIE
Somit sind die 1 und 3 und 6 dazu vorgesehen, die gegenwärtig bekannte Technologie zu erläutern und darzustellen unter Bezugnahme auf eine Anordnung gemäß 1, durch die ein Drehmoment von einem Motor oder einer Maschine 2 über eine Welle 3 zu einem Getriebe 4 übertragen werden kann, wobei diese zwei synchron angetriebene Wellen 4a, 4b unter Verwendung einer Sicherheitskupplung 1, wie in den 3 und 6 dargestellt, einschließt.
Die Sicherheitskupplung 1 gemäß 1 ist genauer in den 3 und 6 dargestellt und genauer beschrieben unter Bezugnahme auf diese Figuren, wobei ein erstes Kupplungsteil 11 der Kupplung zum festen Zusammenwirken mit einer Welle 1' oder einer entsprechenden Einrichtung zum Übertragen von Drehmoment und Drehbewegung auf die genannte Sicherheitskupplung 1 geeignet ist, und mit einem zweiten Kupplungsteil 12, das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle 3 oder einer entsprechenden Einrichtung zum Übertragen von Drehmoment und Drehbewegung von der Sicherheitskupplung geeignet ist, wobei die genannte Hohlwelle 3 mit dem Getriebe 4 über eine Bolzenverbindung in einer bekannten Weise zusammenwirkt.
3 als auch 6 zeigen eine Sicherheitseinheit 13, die mit dem genannten ersten Kupplungsteil 11 integriert ist und die dazu geeignet ist, eine von zwei Positionen einzunehmen, eine erste ausgedehnte Einstellposition, in der Drehmoment zwischen den beiden Teilen 11, 12 während einer ausgewählten Drehbewegung übertragen werden kann, und eine zweite Einstellung, bei der kein Drehmoment und keine zugehörige Drehbewegung zwischen den beiden Teilen übertragen werden kann, da in der zweiten Einstellung die beiden Teile nicht miteinander in Drehmoment übertragender Zusammenwirkung sind.
Die innere zylindrische Oberfläche 13d eines hohlzylindrischen Teils 13' liegt an der äußeren zylindrischen Oberfläche 12c des zweiten Kupplungsteils 12 an, während die äußere zylindrische Fläche 13c an einer zylindrischen Innenfläche einer hohlzylindrischen Gegendruckeinrichtung oder einer Halteeinrichtung oder eines Haltemittels 5 anliegt, dessen der Fläche 13c zugewandtes Teil 5e einen axial gerichteten, zylindrischen Hohlraum 5a aufweist, der gegenüber dem Teil 5e angeordnet ist, wobei unter Druck stehendes Medium (z.B. 100 bar) in den genannten Hohlraum 5a über einen Kanal 5b und einen Nippel 5c zugeführt werden kann, so dass die Gegendruckeinrichtung oder das Element 5 in der Lage ist, das genannte Teil 13' in reibungsmäßigen Eingriff mit der Fläche 12c des zweiten Kupplungsteils 12 für eine Drehmomentübertragung zu drücken.
Zu diesem Zweck ist ein sehr stark dimensioniertes hohlzylindrisches Teil 5 notwendig, und die in diesem Fall gezeigte Drehmomentübertragung erfolgt ausschließlich über die einander gegenüberliegenden zylindrischen Flächen 13d und 12c.
Ein Element 5d ist in Bezug auf das zweite Kupplungsteil 12 fest und wirkt mit einem Füllnippel 5c zusammen oder ist in der Lage, damit zusammenzuwirken, und zwar derart, dass eine kleine Relativbewegung zwischen dem ersten Kupplungsteil 11 und dem zweiten Kupplungsteil 12 dazu führt, dass der Füllnippel für eine schnelle Evakuierung des eingeschlossenen Druckes damit abschert, was es erlaubt, dass das erste Kupplungsteil 11 sich in Bezug auf das zweite Kupplungsteil 12 frei dreht, das sonst durch die Kupplung ohne eine Drehmomentübertragung angetrieben wird.
BESCHREIBUNG VON GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
Es wird anfangs darauf hingewiesen, dass wir es vorgezogen haben, die folgende Beschreibung einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung zu verwenden, die wichtige charakteristische Merkmale der Erfindung verwendet, die in den 2, 4, 7–10 der zugehörigen Zeichnung dargestellt ist, unter Verwendung von speziellen Ausdrücken und spezieller Terminologie mit dem Hauptziel, das erfindungsgemäß Konzept deutlicher darzustellen.
Jedoch sei es erwähnt, dass die hier gewählten Ausdrücke nicht nur als durch die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke begrenzt sind, sondern dass jeder gewählte Ausdruck auch so zu verstehen ist, dass er sämtliche technische Äquivalente einschließt, die auf dieselbe Weise oder wenigstens im Wesentlichen dieselbe Weise arbeiten, um den selben oder im Wesentlichen den selben Zweck und/oder technischen Effekt zu erreichen.
2 ist eine diagrammartige Illustration der grundsätzlichen Bedingungen der gegenwärtigen Erfindung, bei der signifikante Eigenschaften der Erfindung unter Verwendung von Ausführungen einer verwendeten Sicherheitskupplung in die Praxis umgesetzt wurden, die durch Bezugsziffer 10 in den 2 und 4, jedoch durch die Bezugsziffer 10' in den 5 und 7–10 gekennzeichnet ist.
Wie aus 2 zu sehen ist, hat die Sicherheitskupplung 10 als auch die Sicherheitskupplungen 10' gemäß der gegenwärtigen Erfindung eine viel kleinere Längsausdehnung "a1" als die Länge "a2" der in 1 gezeigten Sicherheitskupplung 1, und folglich erfordert die Ausführung gemäß 2 einen längeren Wellenabschnitt 30 als den in 1 gezeigten Wellenabschnitt 3, unter der Voraussetzung, dass der Motor oder die Maschine 2 und das Getriebe 4 fest verbunden sind und äquidistant voneinander beabstandet sind.
Natürlich liegt es im Rahmen der Erfindung, den Motor 2 und/oder das Getriebe 4 näher zusammenzurücken, falls eine solche Situation möglich ist.
Eine erste Ausführung 10 einer Sicherheitskupplung gemäß der gegenwärtigen Erfindung wird nun im größeren Detail unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, jedoch gilt diese Beschreibung, zumindest teilweise, auch für die Sicherheitskupplungsanordnung 10', die in den 5 und 7 bis 10 dargestellt ist.
Ähnlich zur 3 ist 4 eine Schnittdarstellung einer Sicherheitskupplung 10, die ein erstes Kupplungsteil 11 aufweist, das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder dergleichen 11' zum Übertragen von Drehmoment und Drehbewegung auf die Sicherheitskupplung 10 ausgebildet ist, und mit einem zweiten Kupplungsteil 12, das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder dergleichen 12' (oder 30 in 2) zum Übertragen von Drehmoment und Drehbewegung von der Sicherheitskupplung 10 ausgebildet ist.
Es gibt natürlich nichts, dass das erste antreibende Kupplungsteil 11 der Kupplung 10 daran hindern würde, als das zweite angetriebene Kupplungsteil 12 der genannten Kupplungsteile zu wirken, und wobei das zweite angetriebene Kupplungsteil 12 als das erste antreibende Kupplungsteil 11 wirken würde, wobei die Richtung der Drehmomentübertragung so umgekehrt würde.
In dem Fall der Ausführung gemäß 4 ist die Welle 11' über den Motor 2 eine antreibende Welle, während die Welle 12' (30) die Welle ist, die von der Sicherheitskupplung 10 gedreht wird.
Diese Ausführung schließt auch eine Sicherheitseinheit 13 ein, die mit dem ersten Kupplungsteil 11 integriert ist und die dazu geeignet ist, eine von zwei Einstellungen einzunehmen, eine erste ausgedehnte Einstellung, in der Drehmoment und eine zugehörige Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen 11, 12 übertragen werden kann, und eine zweite Einstellung (nicht dargestellt), in der kein Drehmoment und keine Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen übertragen werden kann.
Die Sicherheitseinheit 13 nimmt ihre erste Einstellung als das Ergebnis einer Ausdehnung eines hohlzylindrischen Teils 13' ein, das ein Unterteil der Einheit 13 oder einen Körper 13' bildet. Diese Ausdehnung wird durch einen Druck verursacht, wie durch einen Öldruck, der zu einem Hohlraum 13a in der Sicherheitseinheit 13 oder dem Körper 13' geliefert und darin eingeschlossen wird, und wobei die zweite Einstellung als ein Ergebnis einer vollständigen Evakuierung des Öldruckes aus dem Hohlraum 13a, vorzugsweise durch eine sehr schnelle Evakuierung, herrührt.
Im Falle der Ausführung gemäß 4 weist das andere Kupplungsteil 12 eine axial gerichtete Nut 12a auf, die dazu ausgebildet und dimensioniert ist, das durch Öldruck ausdehnbare Unterteil oder den Körper 13' zu umgeben, der zwei zylindrische Abschnitte 13b und 13b' der Sicherheitseinheit 13 und die gesamte oder im Wesentlichen die gesamte axiale Ausdehnung "b" des Hohlraums 13a einschließt.
Wenn das ausdehnbare Unterteil 13' in seiner ersten Stellung ist, wirkt es so, dass eine Drehmomentübertragung direkt zu dem zweiten Kupplungsteil 12 über zwei einander gegenüberliegende zylindrische Flächenteile 13c, 13d wirkt, die gegen gegenüberliegende zylindrische Flächenteile 12b, 12c der Nut 12a reibungsmäßig aktiv sind.
Es ist aus 4 ersichtlich, dass die Nut 12a eine konzentrische hohlzylindrische Form aufweist, und dass das ausdehnbare Unterteil 13' auch eine konzentrische hohlzylindrische Form besitzt, obwohl es erwähnt sei, dass die Dimension der hohlzylindrischen Form des ausdehnbaren Unterteils 13' derart ist, dass es ihm ermöglicht wird, in die hohlzylindrische Nut 12a hinein zu gelangen, wenn das ausdehnbare Unterteil 13' sich nicht im ausdehnbaren Zustand befindet.
Jedoch ist es offensichtlich, dass die Nut 12a eine gegebene konische Form haben kann, und dass die Abschnitte 13b, 13b' des Unterteils 13' eine entsprechende konische Form haben können. Alternativ können die entsprechenden Teile und Oberflächen eine abgestufte Konfiguration haben.
4 verdeutlicht ferner, dass das zweite Kupplungsteil 12 einen Bund 12d aufweist, der derart dimensioniert ist und so wirkt, dass er als Gegendruckelement oder -mittel wirkt, und der in Bezug auf die axial gerichtete Nut 12a zentriert oder im Wesentlichen zentriert ist.
Der Bund 12d ist vorteilhafterweise einstückig mit dem zweiten Kupplungsteil 12 ausgebildet.
In der in 4 gezeigten Ausführung ist eine äußere radial gerichtete Nut oder eine Vertiefung 12g zwischen einem Flansch 12e auf dem zweiten Kupplungsteil 12 und dem Bund 12d vorgesehen.
Dies führt zu der Bildung eines dünnen Materialabschnittes 12f innerhalb des zweiten Kupplungsteils 12 zwischen der radial gerichteten Nut 12g und der axial gerichteten Nut 12a, die zu der Sicherheitseinheit gehört.
Dieser dünne Materialabschnitt 12f soll dazu geeignet sein, sich elastisch zu bewegen, wenn der Bund 12d nach außen unter radial gerichteten Kräften von einem ausgedehnten Unterteil 13' ausgesetzt wird.
Wie ferner in 4 gezeigt, ist die Sicherheitseinheit 13 mit dem ersten Kupplungsteil 11 einstückig und stellt dieses dar, wozu ein Flansch 11e für ein festes Zusammenwirken mit der Drehmoment übertragenden Welle 11' gehört, die mit der Sicherheitskupplung 10 verbunden ist.
4 zeigt ferner die Verwendung eines Ölfüll-Ventils 14, das sich von der Sicherheitseinheit 13 radial nach außen erstreckt und das zusammen mit dem zweiten Kupplungsteil 12 und seinem Bund 12d positioniert ist.
Auch vorgesehen ist eine Vorrichtung 15, die in Bezug auf den Bund 12d fest ist und die mit dem Füllnippel 14 zusammenwirkt oder damit zusammenwirken kann, derart, dass eine kleine Relativbewegung zwischen dem ersten Kupplungsteil 11 und dem zweiten Kupplungsteil 12 oder der Sicherheitseinheit 13 bewirkt, dass sich der Füllnippel 14 abschert, um eine schnelle Evakuierung des Öldruckes und damit ein Lösen der Drehmomentübertragung über die Sicherheitskupplung 10 zu ermöglichen.
Ein erster Kugellagerring 16 ist an dem Boden der auf die Sicherheitseinheit bezogenen Nut 12a vorgesehen und wirkt zwischen der Sicherheitseinheit und der Nut, während er von dem zweiten Kupplungsteil 12 gehalten ist.
Ein zweiter Kugellagerring 17 ist gegenüber einer Öffnung der Nut 12a der Sicherheitseinheit angeordnet und wirkt zwischen der Sicherheitseinheit und der Nut, während er von dem zweiten Kupplungsteil 12 gehalten ist.
5 zeigt eine andere Ausführung 10' der gegenwärtigen Erfindung, wobei diese andere Ausführung auf einer festen Verbindung eines zweiten Kupplungsteils 12 mit einer Welle 12' über eine keilförmige Nut oder Keilnut beruht, was es so erlaubt, dass der Flansch 12e weggelassen werden kann.
Die Ausführung gemäß 5 ist mit der Ausführung gemäß 4 in anderen Aspekten vergleichbar.
Wie in 4 gezeigt, ist der Hohlraum 13a durch zwei einander gegenüberliegende zylindrische Flächen der zylindrischen Abschnitte 13b, 13b' gebildet, wobei die Endbereiche offene Ringe oder Hohlräume 13a, 13a'' damit bilden, wodurch eine parallele oder im Wesentlichen parallele Verschiebung der Abschnitte 13b und 13b' sichergestellt ist, die in dem ausdehnbaren Unterteil oder Körper 13' eingeschlossen sind.
Dies erzeugt Bedingungen für eine angepasste Verteilung der Klemmkräfte zwischen den äußeren Teilen 13c, 13d und den äußeren Teilen 12b, 12c.
Die äußeren Teile 13c und 13d können behandelt sein, um vorbereitete Reibungsflächen zu bilden, wie etwa nitrierte Oberflächen, so dass sie einen statischen Reibungskoeffizienten von ungefähr 0,14 aufweisen.
Eine bekannte Sicherheitskupplung 1 gemäß 1, die für ein Drehmoment von 11.000 kNm dimensioniert ist, wird ein Gewicht von 15.700 kg haben, während eine Sicherheitskupplung 10 gemäß 2, die für ein entsprechendes Drehmoment von 11.000 kNm dimensioniert ist, nur 7.900 kg wiegt.
Es sei jedoch erwähnt, dass die Sicherheitskupplung 10 oder 10' eine Konstruktion für das Sicherheitsteil oder Unterteil 13' der Sicherheitseinheit 13 einschließt, die es ihm ermöglicht, ein angepasstes Drehmoment in Verbindung mit dem offenen Teil der Nut 12a zu übertragen, und es erlaubt, dass das Drehmoment entlang gegenüberliegender Reibungsflächen auf das zweite Kupplungsteil 12 verteilt ist.
6 zeigt eine weitere Alternative einer bekannten Sicherheitskupplungsanordnung, die ein erstes hohlzylindrisches Teil 11 und zwei zweite hohlzylindrische Teile 12, 12' aufweist. Das äußere hohlzylindrische Teil 12 bildet einen äußeren Stützring für das erste Teil 11, das seinerseits durch ein weiteres Teil 12' gehalten ist, das als ein inneres Halteelement oder Gegendruckelement oder eine Gegendruckeinrichtung für das erste Teil 11 wirkt.
Diese Ausführung ist dazu vorgesehen, zu verdeutlichen, dass mit einem ersten hohlzylindrischen Teil 11 und einer integrierten Sicherheitseinheit 13, die zwischen zwei kraftabsorbierenden zweiten hohlzylindrischen Teilen 12, 12' platziert ist, eine robuste Dimensionierung der hohlzylindrischen zweiten Teile 12, 12' notwendig ist, um in der Lage zu sein, diese von einem Überdruck von 1.000 bar innerhalb des Hohlraums 13a des hohlzylindrischen Teils 13' erzeugten Kräfte im Falle eines maximal gegebenen Drehmomentes aufzunehmen.
Wie aus 7 zu ersehen ist, ist das erste Kupplungsteil 11 mit der integrierten Sicherheitseinheit 13 ähnlich wie bei den Darstellungen gemäß 4 und 5 in eine Vertiefung oder eine axial gerichtete Nut 12a in der zweiten Kupplungseinheit 12 eingeführt, in diesem Fall bestehend aus einer randorientierten Integration der beiden Teile 12 (12').
Genauer gesagt hat das zweite Kupplungsteil 12 einen "U"-förmigen Querschnitt, wobei die Beine 121 und 122 über ein Zwischenteil 123 koordiniert sind, um die hohlzylindrische, axial orientierte Nut 12a zu bilden.
In diesem Fall erfordert das maximierte Drehmoment, dass ein Hydraulikdruck von 500 bar zu dem Teil 13' des Hohlraums 13a geliefert wird, obwohl dies zu einer progressiven Aufspreizung der Beine 121 und 122 führt, wobei der Grad der Aufspreizung von dem angewandten Hydraulikdruck und von einem Biegemoment abhängt, das innerhalb des Zwischenteils 123 wirkt.
8 zeigt eine weitere Ausführung einer Anordnung gemäß der gegenwärtigen Erfindung, bei der die Materialreduzierung in Bezug auf das Teil 12 größer als die Materialreduzierung in Bezug auf die Ausführung gemäß 7 ist.
Die Anordnung gemäß 8 weist auch ein erstes Kupplungsteil 11 und ein zweites Kupplungsteil 12 auf, die beide hohlzylindrisch und konzentrisch orientiert sind, wobei das zweite Kupplungsteil 12 einen ersten Materialabschnitt in der Form eines ersten hohlzylindrischen Beins 121 aufweist, einen zweiten Materialabschnitt in der Form eines zweiten hohlzylindrischen Beins 122 und einen dritten Materialabschnitt 123 oder Materialteil, bei dem die einander gegenüberliegenden zylindrischen äußeren Teile 12b, 12c der Beine im Querschnitt gesehen die axial gerichtete Nut 12a definieren.
Die Seine 121 und 122 bilden auch in diesem Fall zusammen mit einem Zwischenabschnitt oder Zwischenteil 123 im Querschnitt gesehen eine "U"-Form, jedoch mit Beinen, die bei der Ausführung gemäß 8 schwächer dimensioniert sind als die anderen gezeigten Beispiele, wie etwa bei den Ausführungen gemäß 6 und 7.
Im Fall der in den 8, 9 und 10 gezeigten Ausführungen sind die freien Endabschnitte oder zylindrischen Unterabschnitte 121a, 122a der Materialabschnitte oder Beine 121, 122, die die axial gerichtete Nut 12a bilden, mit einem Zwischenblockiermittel 110 koordiniert, um gemeinsam die freien Endabschnitte der Beine 121, 122 in einer Weise zu verbinden, die dem kraftaufnehmenden Zwischenelement oder der Einrichtung 123 entsprechen.
Wie in den Ausführungen gemäß der 8, 9 und 10 gezeigt, sollen das erste Kupplungsteil 11, seine betreffende Sicherheitseinheit 13, sein zugehöriges ausdehnbares Unterteil 13' und sein Hohlraum 13a zusammen mit dem Blockiermittel 110 miteinander koordiniert sein.
Das vorgeschlagene Blockiermittel 110 soll gemäß den Anweisungen der Erfindung insbesondere beabsichtigt und dazu ausgebildet sein, ein Aufspreizen der freien Endabschnitte 121a, 122a zu verhindern, wenn die Sicherheitseinheit 13 und ihr zugehöriges Unterteil oder der Körper 13' ihre erste und ausgedehnte Einstellung einnehmen.
In dieser Positionseinstellung der Sicherheitseinheit wird sich das Bein 121 nach oben biegen, und das Bein 122 wird sich in Verbindung mit dem Teil oder der Zwischeneinrichtung 123 nach unten biegen, um so eine betreffende bogenförmige Form zu bilden.
Diese bogenförmige Form hat eine Tendenz, sich nach außen oder oben an dem Endabschnitt 121a des Beins 121 zu biegen, und nach innen oder unten an dem Endabschnitt 122a des Beins 122, jedoch wird diese Tendenz durch das Zusammenwirken des Blockiermittels 110 mit den Endabschnitten 121a und 122a kompensiert.
Im Querschnitt gesehen, kann dies als ein Biegefall entsprechend einem Biegefall für einen Stab angesehen werden, der fest an beiden seiner Enden verankert und eingeklemmt ist.
Um das Blockiermittel 110 zu bilden, schließen das erste Kupplungsteil 11 und das zweite Kupplungsteil 12 an ihren betreffenden Seiten der axial gerichteten Nut 12a miteinander überlappende und koordinierte zylindrische Unterabschnitte ein, wobei das erste Kupplungsteil 11 einen Unterabschnitt 111 hat, und wobei das zweite Kupplungsteil 12 einen Unterabschnitt 124 aufweist.
Genauer gesagt soll das erste Kupplungsteil 11, wie in 9 gezeigt, an dem Unterabschnitt 111 zwei axial gerichtete Ränder oder Vorsprünge 112, 113 aufweisen, die jeweils eine hohlzylindrische Form mit zusammenfallenden Mittelachsen haben, jedoch mit unterschiedlichen Durchmessern. Die Ränder 112, 113 sind jedoch mit dem ersten Kupplungsteil 11 integriert und so dimensioniert, dass sie als ein blockierendes Gegendruckelement oder eine Gegendruckeinrichtung wirken.
Die Ränder 112, 113 sind zum engen Zusammenwirken mit einer entsprechenden Umfangsnut 126, 127 ausgebildet, die im zweiten Kupplungsteil 12 gebildet ist.
Die Ränder 112 und 113 sind umfangsmäßig auf das erste Kupplungsteil 11 bezogen, und die Nuten 126, 127 sind umfangsmäßig in dem zweiten Kupplungsteil 12 gebildet.
Die Unterabschnitte 111 und 124 mit zugehörigen Rändern 112, 113 und zugehörigen Nuten 126, 127 sind zur Drehmomentübertragung bei Aktivierung (Ausdehnung) des ausdehnbaren Unterteils 13' der Sicherheitseinheit 13 über axial orientierte und zylindrische Reibungsflächen oder äußere Abschnitte geeignet, die als 115, 116 in Bezug auf das erste Kupplungsteil 11 bezeichnet sind, und mit 128, 129 in Bezug auf das zweite Kupplungsteil 12.
Diese äußeren Abschnitte 115, 116 und 128 bzw. 129 können vorteilhafterweise behandelt sein, um den Reibungseffekt zu verstärken, insbesondere um die Drehmomentübertragung zu verbessern.
Die Länge "L1" der äußeren Abschnitte 114, 116 (128, 129) und ein normaler Druck, der von einer ausgewählten Ausdehnung des ausdehnbaren Unterteils 13' abhängt, sind aufeinander abgestimmt für einen Drehmomenttransfer zwischen 10 und 30 % des gesamten Drehmomentes, das zwischen dem ersten und dem zweiten Kupplungsteil 11, 12 übertragen wird.
Praktische Berechnungen zeigen, dass die ausgewählte Drehmomentübertragung in diesem Fall zwischen 15 und 25 % angepasst sein soll.
Es ist somit innerhalb des Rahmens der gegenwärtigen Erfindung denkbar, eine längere oder eine kürzere Länge "L1" mit einer entsprechenden Reduktion oder Ausdehnung der aktiven Länge "L2" zwischen den Flächen 12b und 12c und der aktiven Länge "L3" des Unterteils 13' zu wählen.
In diesem Fall ist ein Hydraulikdruck von ungefähr 400 bar erforderlich, um das zuvor erwähnte maximierte Drehmoment zu erreichen.
Genauer gesagt, kann die axial gerichtete Nut 12a eine Länge "L4" haben, die mehr als 50 % der Länge "L3" in Bezug auf das ausdehnbare Unterteil 13' beträgt, und weniger als 80 % der axialen Länge "L3" des ausdehnbaren Unterteils 13'.
Es wird auch vorgeschlagen, dass der überlappende Unterabschnitt mit seinen Rändern 112, 113 (und seiner Nut) eine gleiche oder im Wesentlichen gleiche radiale Dicke "d1" und "d2" hat, und dass die beiden überlappenden Unterabschnitte des äußeren Abschnittes 113 eine größere Dicke "d1" als der innere Abschnitt 112 haben, oder umgekehrt.
9 zeigt somit eine Ausführung, bei der das erste Kupplungsteil 11 so gebildet ist, dass es eine Blockierung gegen eine Ausdehnung der freien Endabschnitte 121a, 122a der Beine bildet, die die Nut 12a in dem zweiten Kupplungsteil 12 bilden.
Die Materialabschnitte oder die Beine 121, 122, die die Nut 12a bilden, haben die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Dicke. Jedoch gibt es nichts, was es verhindert, dass das innere Bein 122 etwas dicker ist, um so eine ähnliche Kraftverteilung von dem Unterteil 13' zu erhalten.
Genauer gesagt wird es vorgeschlagen, dass eine ausgewählte Radiusdifferenz "D1" zwischen einander gegenüberliegenden zylindrischen äußeren Teilen 12b, 12c der Nut 12a die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche sein kann, obwohl sie vorzugsweise größer als die gesamte radiale Dicke "D2" und "D3" der freien Endbereiche oder Beine 121, 122 ist.
10 zeigt die Einführung eines Scherstiftes zwischen dem Unterabschnitt 13' der Sicherheitseinheit 13 und dem zweiten Kupplungsteil 12.
Der Stift 133 ist mit einer Dichteinrichtung in ein Gewindeteil 134 des Unterteils 13' eingeschraubt und weist einen Kanal 135 auf, der sich über die Oberfläche 12b hinaus erstrecken soll und deshalb Bedingungen bildet, bei denen eine Relativbewegung zwischen dem Kupplungsteil 12 und dem Unterteil 13 (oder dem Kupplungsteil 11) dazu führt, dass der Stift 133 abschert und so den Druck in dem Hohlraum 13a freigibt. Das verschiebbare Teil 136 ist deshalb gegenüber einem Loch 137, das in dem Bein 121 gebildet ist, verschoben.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die vorherigen beispielhaft beschriebenen Ausführungen begrenzt ist, da Modifikationen innerhalb des Rahmens der Erfindung gemacht werden können, wie in den zugehörigen Ansprüchen dargestellt.
Es versteht sich ferner, dass jede dargestellte Einheit mit jeder anderen dargestellten Einheit kombiniert werden kann, so dass eine gewünschte technische Funktion erreicht werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung offenbart eine Sicherheitskupplungsanordnung (10) mit einem ersten Kupplungsteil (11), das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle oder dergleichen ausgebildet ist, um Drehmoment und eine Drehbewegung auf die Sicherheitskupplung (10) zu übertragen, und mit einem zweiten Kupplungsteil (12), das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle oder dergleichen geeignet ist, um Drehmoment und eine Drehbewegung von der Sicherheitskupplung zu übertragen, wobei ferner eine Sicherheitseinheit (13) vorgesehen ist, die zwei Einstellungen haben kann, eine erste Einstellung, in der Drehmoment und eine Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen (11, 12) übertragen werden kann, und eine zweite Einstellung, in der kein Drehmoment und keine Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen (11, 12) übertragen wird. Die Sicherheitseinheit (13) weist einen Körper (13') auf, der die erste Einstellung in Folge einer Ausdehnung einnehmen kann, die durch die Anwendung von Druck auf einen Hohlraum (13a) in der Sicherheitseinheit (13) bewirkt wird, und der seine zweite Einstellung einnehmen kann, indem der Druck aus dem Hohlraum (13a) entfernt wird. Das zweite Kupplungsteil (12) weist eine axial gerichtete Nut (12a) auf, die ein mittels Druck ausdehnbares Unterteil (13'; 13b, 13b') in der Sicherheitseinheit (13) oder dem ersten Kupplungsteil (11) und dem gesamten Hohlraum (13a) umgeben kann, wobei das ausdehnbare Unterteil (13') in seiner ersten Stellung eine direkte Übertragung von Drehmoment auf das erste Kupplungsteil (11) oder das zweite Kupplungsteil (12) über einander gegenüberliegende Oberflächenteile (13c, 13d) erlaubt, die reibungsmäßig gegen gegenüberliegende äußere Teile (12b, 12c) der axial gerichteten Nut (12a) wirken (4).

Claims

Sicherheitskupplungsanordnung (10) mit einem Kupplungsteil (11), das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder dergleichen ausgebildet sein kann, die zum Übertragen von Drehmoment und Drehbewegung auf die Sicherheitskupplung ausgebildet ist, und mit einem weiteren Kupplungsteil (12), das zum festen Zusammenwirken mit einer Welle, einer Achse oder dergleichen ausgebildet ist, um Drehmoment und eine Drehbewegung von der Sicherheitskupplung zu übertragen, und die ferner eine Sicherheitseinheit (13) aufweist, wobei die Sicherheitseinheit dazu ausgebildet ist, eine von zwei Einstellungen einzunehmen, eine erste Einstellung, in der Drehmoment und eine Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen (11, 12) übertragen werden kann, und eine zweite Einstellung, in der kein Drehmoment und keine Drehbewegung zwischen den beiden Kupplungsteilen übertragen wird, wobei die Sicherheitseinheit (13) ein Unterteil oder einen Körper (13') aufweist, der die erste Einstellung als ein Ergebnis einer Ausdehnung einnehmen kann, die durch eine Anwendung von Druck auf einen Hohlraum (13a) innerhalb der Sicherheitseinheit (13) und das Einschließen des Druckes in diesem Hohlraum verursacht werden kann und dazu geeignet ist, seine zweite Einstellung einzunehmen, indem der Druck aus dem Hohlraum (13a) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kupplungsteil (11) oder ein zweites Kupplungsteil (12) eine axial gerichtete oder allgemein axial gerichtete Nut (12a) einschließt, dass die Nut (12a) dazu ausgebildet ist, ein mittels Druck ausdehnbares Unterteil (13'; 13b, 13b') in der Sicherheitseinheit (13) und dem gesamten oder im Wesentlichen dem gesamten Hohlraum (13a) zu umschließen, und dass das ausdehnbare Unterteil (13'), wenn es sich in seiner ersten Einstellung befindet, so wirkt, dass ein Drehmoment direkt auf das erste Kupplungsteil (11) oder das zweite Kupplungsteil (12) über zwei einander gegenüberliegende Oberflächenteile (13c, 13d) übertragen werden kann, die gegen gegenüberliegende äußere Teile (12b, 12c) der axial gerichteten Nut (12a) reibungsmäßig aktiv sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eine oder das andere Kupplungsteil (12) einen Bund (12d) aufweist, der in Bezug auf die axial gerichtete Nut (12a) zentriert oder im Wesentlichen zentriert ist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (12d) mit dem einen Kupplungsteil oder dem anderen Kupplungsteil einstückig ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine äußere radiale Nut (12g), die zwischen einem Flansch (12e) und dem Bund (12d) gebildet ist, wobei der Flansch zu dem einen oder dem anderen Kupplungsteil gehört.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein dünner Materialabschnitt (12f) an dem einen oder dem anderen Kupplungsteil gebildet ist, zwischen der äußeren radialen Nut (12g) und der axial gerichteten Nut (12a) der Sicherheitseinheit.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dünne Materialabschnitt (12f) elastisch nachgiebig ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinheit (13) mit dem ersten Kupplungsteil (11) oder dem zweiten Kupplungsteil integriert ist und dieses darstellt, und einen Flansch (11e) zum festen Zusammenwirken mit der Drehmoment übertragenden Welle (11') aufweist, die mit der Sicherheitskupplung verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Druckmediumfüllnippel (14), wie etwa für Öl, der sich von der Sicherheitseinheit (13) aus radial nach außen erstreckt und zusammen mit dem einen Kupplungsteil oder dem anderen Kupplungsteil und seinem Bund (12d) positioniert ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (15), die in Bezug auf den Bund (12d) fest ist und die mit dem Füllnippel (14) zusammenwirkt oder zusammenwirken kann, derart, dass eine kleine Relativbewegung zwischen dem ersten Kupplungsteil und dem zweiten Kupplungsteil und der Sicherheitseinheit dazu führt, dass der Füllnippel abschert, für ein schnelles Abfallen des Druckes.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 5, gekennzeichnet durch einen ersten Kugellagerring (16), der an dem Baden der Sicherheitseinheitsnut zum Zusammenwirken zwischen der Sicherheitseinheit und der Nut platziert ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 2, 5 oder 10, gekennzeichnet durch einen zweiten Kugellagerring (17), der neben einer Öffnung der Sicherheitseinheitsnut zum Zusammenwirken zwischen der Sicherheitseinheit und der Nut platziert ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial gerichtete Nut (12a) eine konische Querschnittsform aufweist, wobei der breiteste Teil einem benachbarten Teil zugewandt ist.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsform des Unterteils (13') und seiner Abschnitte (13b, 13b') eine entsprechende konische Form hat.
Anordnung nach Anspruch 1, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die axial gerichtete Nut und die entsprechenden Abschnitte (13b, 13b') eine abgestufte Querschnittsform haben, wobei der breiteste Teil einem benachbarten Teil zugewandt ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Endabschnitte der Materialabschnitte oder der Beine, die die axial gerichtete Nut (12a) bilden, mit Blockiermitteln (110) koordiniert sind, die dazwischen angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, ein Aufspreizen der freien Endabschnitte zu verhindern, wenn die Sicherheitseinheit (13) zusammen mit ihrem zugehörigen Unterteil oder Körper (13') ihre erste und ausgedehnte Einstellung einnimmt.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungsteil (11) und das zweite Kupplungsteil (12) aufeinander abgestimmt sind, um gemeinsam überlappende und koordinierte zylindrische Unterabschnitte (124, 111) auf einer betreffenden Seite einer axial gerichteten Nut (12a) zu bilden.
Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungsteil (11) zwei axial gerichtete Ränder (112, 113) aufweist, die jeweils zum Zusammenwirken mit einer betreffenden Nut (126, 127) ausgebildet sind, die in dem zweiten Kupplungsteil (12) gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (112, 113) umfangsmäßig auf das erste Kupplungsteil (11) bezogen sind, und dass die Nut (126, 127) umfangsmäßig auf dem zweiten Kupplungsteil (12) gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterabschnitt (124, 111) zur Drehmomentübertragung über axial orientierte und zylindrische äußere Abschnitte (115, 116; 128, 129) geeignet ist.
Anordnung nach Anspruch 16 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der äußeren Abschnitte und ein normaler Druck, der von der gewählten Ausdehnung des ausdehnbaren Unterteils (13') abhängt, geeignet sind für eine Drehmomentübertragung zwischen 10 % und 30 % des gesamten zwischen den Kupplungsteilen (11, 12) übertragenen Drehmomentes.
Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewählte Drehmomentübertragung zwischen 15 und 25 % angepasst ist.
Anordnung nach Anspruch 1, 15, 16 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die axial gerichtete Nut (12a) eine Länge von mehr als 50 % der Länge des ausdehnbaren Unterteils (13') hat.
Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge dazu angepasst ist, geringer als 80 % der axialen Länge des ausdehnbaren Unterteils (13') zu sein.
Anordnung nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die überlappenden Unterabschnitte die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Dicke haben.
Anordnung nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Unterabschnitt in Bezug auf die überlappenden Unterabschnitte eine größere Dicke als der innere hat.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kupplungsteil (11) so ausgebildet ist, dass es als ein Blockiermittel gegen eine Ausdehnung der freien Endabschnitte der Beine, die die Nut (12a) in dem zweiten Kupplungsteil (12) bilden, wirkt.
Anordnung nach Anspruch 15 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Beine, die die Nut (12a) bilden, die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Materialdicke haben.
Anordnung nach Anspruch 1, 15 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Radiusdifferenz (D1) zwischen den einander gegenüberliegenden zylindrischen äußeren Teilen (12b, 12c) der Nut (12a) geringer als, gleich oder im Wesentlichen gleich der gesamten radialen Dicke (D2, D3) der freien Endabschnitte oder Beine ist.