DE1127157B

DE1127157B - Clutch with torque limiting device

Info

Publication number: DE1127157B
Application number: DEW19929A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Walterscheid-Mueller; Kurt Schroeter
Original assignee: HAUS ZUR BUCHBITZE
Current assignee: HAUS ZUR BUCHBITZE
Priority date: 1956-10-17
Filing date: 1956-10-17
Publication date: 1962-04-05

Description

Schaltkupplung mit Drehmomentbegrenzungseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltkupplung mit Drehmomentbegrenzungseinrichtung und einer durch Axialverschiebung Reibungsschluß herstellenden Kupplungsscheibe und Wälzkörpern, welche zur Drehmomentübertragung federbelastet in Vertiefungen eines Kupplungsteiles eingreifen, wobei zwei Scheiben zusammen durch Verschiebung einer vorgespannten Feder axial versetzt werden und eine Scheibe mit einer weiteren Kupplungsscheibe Reibungsschluß erhält.Clutch with torque limiting device The invention relates to a clutch with torque limiting device and a Clutch disc and rolling elements producing friction through axial displacement, which are spring-loaded for torque transmission in recesses of a coupling part engage, whereby two discs are preloaded together by shifting one Spring are axially offset and a disc with another clutch disc Receives frictional engagement.

Es ist-bekannt, Sicherheitskupplungen so auszubilden, daß zwei Mitnehmerscheiben gemeinsam durch Verschiebung einer vorgespannten Feder axial versetzt werden und eine dieser Scheiben mit einer weiteren Kupplungsscheibe Reibungsschluß erhält. Mit diesen Kupplungen ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, den Antrieb jederzeit ein- oder auszuschalten, ganz gleich, ob die Kupplung noch im Eingriff oder nach überschreiten des Grenzdrehmomentes ausgerückt ist.It is known to design safety clutches so that two drive plates are axially displaced together by moving a pretensioned spring and one of these disks receives frictional engagement with another clutch disk. With these couplings, however, it is not easily possible to stop the drive at any time on or off, regardless of whether the clutch is still engaged or after exceeding the limit torque is disengaged.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung bei einer Schaltkupplung mit Drehmomentbegrenzung ein Lager für die treibende Welle in einem feststehenden Gehäuse axial verschiebbar angeordnet, und über ein Stirnlager und eine Anschlagscheibe werden die Kupplungsfedern sowie die Mitnehmerscheiben für die Wälzkörper axial gegen eine der getriebenen Kupplungshälfte zugeordnete Reibscheibe versetzt.In order to avoid these disadvantages, according to the invention in a Clutch with torque limitation a bearing for the driving shaft in one fixed housing arranged to be axially displaceable, and via a front bearing and the clutch springs and the drive plates for the rolling elements axially against a friction disk assigned to the driven clutch half offset.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das für den Schaltvorgang axial verschiebbare Lager mit Außengewinde und einem Handhebel versehen, durch dessen Schwenkung es im Gehäuse verschoben wird, wobei der Handhebel bei normaler Eingriffsstellung der Schaltkupplung gegen einen elastisch nachgiebigen Anschlag am festen Gehäuse abgestützt ist.According to a further feature of the invention, that is for the switching process axially displaceable bearings provided with external threads and a hand lever through which Pivoting it is moved in the housing, with the hand lever in the normal engaged position the clutch against an elastically flexible stop on the fixed housing is supported.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens kann eine der beiden Mitnehmerscheiben für die Wälzkörper in an sich bekannter Weise mit der treibenden Welle drehfest verbunden sein.In a further embodiment of the inventive concept, one of the two Drive disks for the rolling elements in a known manner with the driving Shaft be non-rotatably connected.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal weisen die Mitnehmerscheiben für die Wälzkörper in an sich bekannter Weise je zwei nacheinander wirksam werdende Ausnehmungen von verschiedener Scheiteltiefe auf, die durch eine gleichmäßig ansteigende oder konvex oder konkav gekrümmte Schrägfläche verbunden sind.According to a further feature of the invention, the driver disks for the rolling elements in a manner known per se, two successively becoming effective Recesses of different vertex depths, which by an evenly increasing or convex or concave curved inclined surface are connected.

Vorzugsweise sind die Mitnehmerwälzkörper in an sich bekannter Weise kugelförmig ausgebildet, laufen in Rillen und werden durch einen gemeinsamen Führungskäfig gehalten.The driver roller bodies are preferably in a manner known per se spherical, run in grooves and are supported by a common guide cage held.

Schließlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß das axial verschiebbare Lager der treibenden Welle in an sich bekannter Weise im feststehenden Gehäuse mittels eines Druckmittels oder mittels eines Elektromagneten verschiebbar ist.Finally, it is also within the scope of the invention that the axially displaceable Bearings of the driving shaft in a manner known per se in the stationary housing means a pressure medium or by means of an electromagnet is displaceable.

Die gemäß der Erfindung vorgeschlagene Schaltkupplung mit Drehmomentbegrenzung ist eine mit einfachen Mitteln in jedem Betriebszustand schaltbare Reibungskupplung verbunden mit einer überlastungskupplung, welche unabhängig von der Anfahrkupplung arbeitet. Mit geringem Aufwand erfolgt hier eine genaue Drehmomentbegrenzung. Das Grenzdrehmoment wird unabhängig vom Reibwert der Reibungskupplung nur durch die Federkraft der überlastungskupplung bestimmt. Außerdem wird der Anpreßdruck der Reibungskupplung bis zum Grenzdrehmoment selbsttätig gesteigert, so daß vor dem Erreichen des Grenzdrehmomentes ein Schlupf in der Reibungskupplung zuverlässig vermieden wird, während sie im Anlaufbereich sehr weich arbeitet. Ein weiterer Vorteil ist schließlich die einfache Bedienung durch einen Hebel mit zwei Schaltstellungen; der sowohl das Anfahren mit der Reibungskupplung als auch das Wiedereinrücken nach selbsttätiger Abschaltung bewirkt.The clutch with torque limitation proposed according to the invention is a friction clutch that can be switched with simple means in every operating state connected to an overload clutch, which is independent of the starting clutch is working. A precise torque limitation is achieved here with little effort. That The limit torque is only independent of the coefficient of friction of the friction clutch Determines the spring force of the overload clutch. In addition, the contact pressure of the Friction clutch increased automatically up to the limit torque, so that before When the limit torque is reached, the friction clutch will slip reliably is avoided, while it works very smoothly in the start-up area. Another advantage Finally, it is easy to operate using a lever with two switch positions; which follows both starting with the friction clutch and re-engagement causes automatic shutdown.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig.1 die Schaltkupplung in Seitenansicht, zum Teil geschnitten, Fig. 2 eine Teilansicht von den beiden mit Wälzkörpern zusammenwirkenden Mitnehmerscheiben und deren Formgebung in der in Fig.1 angegebenen Stellung, in welcher die Kupplung kein. Drehmoment überträgt, Fig. 3 die Ansicht nach Fig. 2, jedoch in der Stellung der beiden mit Wälzkörpern zusammenwirkenden Mitnehmerscheiben, in welcher die Kupplung eingerückt ist, d. h. ein Drehmoment bis zur zulässigen Höhe übertragen kann.The object of the invention is shown in the drawing in an exemplary embodiment shown. It shows Fig. 1 the clutch in side view, partially cut, 2 shows a partial view of the two driver disks interacting with rolling elements and their shape in the position indicated in Fig. 1, in which the clutch no. Transmits torque, Fig. 3 shows the view of FIG. 2, however in the position of the two driving disks interacting with the rolling elements, in which the clutch is engaged, d. H. a torque up to the permissible Can transfer height.

Der treibende Teil 1 der Kupplung, z. B. ein Motoranker oder eine Riemenscheibe, trägt auf dem Wellenansatz 2 eine Mitnehmerscheibe 3, welche mit einer kreisförmigen Kugellaufrille versehen ist. Diese hat mehrere, auf dem Umfang jeweils zu zweit gleichmäßig verteilt angeordnete; nacheinander wirksam werdende Ausnehmungen 19; 20 von verschiedener Tiefe, die durch eine in axialer Richtung gleichmäßig ansteigende Schrägfläche verbunden sind. Kugelförmige Wälzkörper 4, gehalten durch einen gemeinsamen Führungskäfig 21, laufen in dieser Rille. Der Käfig 21 ist in Fig.1 der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet. Die gegenüberliegende Mitnehmerscheibe 5 hat eine der eben beschriebenen Rille der Mitnehmerscheibe 3 entsprechende Umlaufrille mit gleichen Ausnehmungen 19, 20 von verschiedener Tiefe, die ebenfalls durch eine gleichmäßig ansteigende Schrägfläche verbunden sind. Die beiden Mitnehmerscheiben 3 und 5 werden durch Tellerfedern 7 aneinandergepreßt, wobei die Vorspannung der Tellerfedern mit Hilfe einer Mutter 6 auf der Welle 2 einstellbar ist. Wenn sich die Mitnehmerscheiben 3 und 5 gegeneinander aus der in Fig. 2 dargestellten Lage in die nach Fig. 3 verdrehen, wird ihr axialer Abstand größer und die Tellerfeder 7 weiter zusammengepreßt. Bei der in Fig. 3 dargestellten Lage erhält die Mitnehmerscheibe 5 mit dem Reibbelag 13 der getriebenen Kupplungsscheibe 14 Reibungsschluß, so daß die Welle 2 über die Scheiben 3, 5 und 14 mit der getriebenen Welle 17 gekuppelt ist. Die getriebene Kupplungsscheibe 14 ist auf der Welle 17 befestigt. Die Mitnehmerscheibe 5 ist auf der Welle 2 drehbar und axial verschiebbar, während die Mitnehmerscheibe 3 auf der Welle 2 drehfest angehracht-ist. Zwischen der Mitnehmerscheibe 3 und einem weiteren Ansatz auf der Welle 2 ist eine vorgespannte Druckfeder 12- angeordnet, welche sich einerseits gegen eine Druckscheibe 11 abstützt. Zwischen der Druckscheibe und dem axial verstellbaren Lager 8 ist ein Längskugellager 10 angeordnet. Das Lager 8 'trägt Außengewinde und ist in eine Bohrung mit Innengewinde des Gehäuses 16 eingeschraubt. Über den Hebel 9 kann das Lager 8 im Gehäuse 16 gedreht und dabei axial verschoben werden. Hierbei werden über das Längslager 10 die Druckscheibe 11, die vorgespannte Feder 12 und die beiden Mitnehmerscheiben 3 und 5 auf der Welle 2 axial verschoben, bis die Mitnehmerscheibe 5 an dem Reibbelag 13 der getriebenen Kupplungsscheibe 14 anliegt. In der in Fig. 1 gezeichneten Stellung ist die Kupplung außer Eingriff und wird in dieser Läge durch eine Druckfeder 22 gehalten, die in einer Bohrung der Welle 2 angeordnet ist; unter Vorspännung steht und sich über einen Stößel gegen die Welle 1-7 abstützt. Wenn sich die beiden Mitnehmerscheiben3 und 5 in der Lage nach Fig'- 3 befinden, bestimmt die Vorspannung der Tellerfeder 7 in Verbindung_ .mit der Steigung an den Ausnehmüngen 19 das übrtragbare Drehmoment. Wird dieses überschritten, so verdrehen sich die Mitnehmerscheiben 3 und 5 zueinander in Richtung der in Fig. 3 dargestellten 'feile, wöbei der axiale Abstand zwischen den Mitnehmerscheiben 3 und 5 größer wird. Hierdurch wird die Vorspannung der Druckfedern 12 und 7 vergrößert und damit zugleich der Anpressungsdruck zwischen der Mitnehmerscheibe 5 und dem Reibbelag 13; da letzterer von der axialen Stützkraft der Druckfeder 12 abhängt. Danach nähern sich die beiden Mitnehmerscheiben 3 und 5 wieder und kommen in eine Lage, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Durch diese Abstandsverringerung hat sich die Mitnehmerscheibe 5 vom Reibbelag 13 entfernt und die Kupplung ist: ausgerückt. Zum Wiedereinrücken wird der Hebel 9 gegen den elastisch ausgebildeten--Anschlag 18 bewegt und damit das Lager 8 axial in Pfeilrichtung versetzt, bis die Mitnehmerscheibe 5 mit dem Reibbelag 13 Reibungsschluß erhält. Hierdurch wird zunächst die Mitnehmerscheibe 5 zur Mitnehmerscheibe 3 verstellt, so daß die Wälzkörper 4 über die Schrägflächen der Scheiben 3 und 5 in die Ausnehinungen 19 rollen und dort unter dem Einfluß der Tellerfeder 7 einrasten. Der Handgriff 9 kann nunmehr losgelassen werden und liegt dann in der Betriebsstellung am federnden Anschlag 18 an.The driving part 1 of the clutch, e.g. B. a motor armature or a Pulley, carries on the shaft extension 2 a drive plate 3, which with is provided with a circular ball groove. This has several on the perimeter equally distributed in pairs; successively effective Recesses 19; 20 of different depths, by one in the axial direction evenly rising inclined surface are connected. Spherical rolling elements 4, held by a common guide cage 21, run in this groove. The cage 21 is not shown in Figure 1 for the sake of clarity. The opposite The drive plate 5 has one of the grooves of the drive plate 3 just described corresponding circumferential groove with the same recesses 19, 20 of different depths, which are also connected by an evenly rising inclined surface. the the two drive plates 3 and 5 are pressed together by disc springs 7, the bias of the disc springs with the aid of a nut 6 on the shaft 2 is adjustable. If the drive plates 3 and 5 are mutually different from the in Rotate the position shown in FIG. 2 into the position shown in FIG. 3, its axial distance becomes larger and the plate spring 7 further compressed. In the case of the one shown in FIG The driving disk 5 with the friction lining 13 of the driven clutch disk is given the position 14 frictional engagement, so that the shaft 2 via the disks 3, 5 and 14 with the driven Shaft 17 is coupled. The driven clutch disc 14 is on the shaft 17 attached. The drive plate 5 is rotatable and axially displaceable on the shaft 2, while the drive plate 3 is rotatably attached to the shaft 2. Between the drive plate 3 and another approach on the shaft 2 is a preloaded Compression spring 12 arranged, which on the one hand is supported against a pressure disk 11. Between the thrust washer and the axially adjustable bearing 8 there is a longitudinal ball bearing 10 arranged. The bearing 8 'has an external thread and is in a bore with an internal thread of the housing 16 screwed. The bearing 8 can be rotated in the housing 16 via the lever 9 and are shifted axially in the process. Here, the thrust washer are over the longitudinal bearing 10 11, the pretensioned spring 12 and the two drive plates 3 and 5 on the shaft 2 shifted axially until the drive plate 5 on the friction lining 13 of the driven Clutch disc 14 rests. In the position shown in Fig. 1, the clutch is disengaged and is held in this position by a compression spring 22 which is shown in a bore of the shaft 2 is arranged; is under tension and over a plunger is supported against the shaft 1-7. When the two drive plates 3 and 5 are in the position according to FIG. 3, determines the preload of the plate spring 7 in connection with the slope at the recesses 19 the transferable torque. If this is exceeded, the driver disks 3 and 5 rotate with respect to one another in the direction of the 'file shown in Fig. 3, where the axial distance between the drive plates 3 and 5 is larger. This increases the bias of the compression springs 12 and 7 enlarged and thus at the same time the contact pressure between the drive plate 5 and the friction lining 13; since the latter depends on the axial support force of the compression spring 12 depends. Then the two driver disks 3 and 5 approach each other again and come into a position as shown in FIG. By reducing the distance has the drive plate 5 moved away from the friction lining 13 and the clutch is: disengaged. To re-engage the lever 9 against the elastically designed - stop 18 moves and thus the bearing 8 is axially offset in the direction of the arrow until the drive plate 5 with the friction lining 13 receives frictional engagement. This initially causes the drive plate 5 adjusted to the drive plate 3, so that the rolling elements 4 over the inclined surfaces the discs 3 and 5 roll into the recesses 19 and there under the influence of Engage plate spring 7. The handle 9 can now be released and lies then in the operating position on the resilient stop 18.

Zum Aus- und Einrücken der Kupplung von Hand wird der Handgriff 9 vom federnden Anschlag weg bis in eine Leerlaufstellung und von da zurück bis zum federnden Anschlag geschwenkt. Hierbei bleiben die Kugeln 4 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Stellung.To disengage and engage the clutch by hand, the handle 9 away from the resilient stop to an idle position and from there back to the pivoted resilient stop. Here, the balls 4 remain in that shown in FIG. 3 Position.

Claims

PATENT CLAIMS: 1: Clutch with torque limiting device with a clutch disc that produces frictional engagement by axial displacement and rolling elements, which are spring-loaded in recesses for torque transmission of a coupling part engage, two disks together by displacement a pretensioned spring are axially displaced and a disc with another Clutch disc receives frictional engagement, characterized in that a bearing (8) for the driving shaft (2) is axially displaceable in a stationary housing and the clutch springs (12, 7) and the drive plates (3, 5) for the rolling elements (4) axially against one of the driven clutch half associated friction disc (14) offset.

2. Clutch according to claim 1, characterized in that the axially displaceable for the switching process Bearing (8) is provided with an external thread and a hand lever (9) by pivoting it it is moved in the housing (16), the hand lever in the normal engaged position the clutch against an elastically flexible stop (18) on the fixed housing (16) is supported.

3. Clutch according to claim 1 or 2, characterized in that that in a known manner one (3) of the two driver disks (3; 5) for the rolling element (4) is non-rotatably connected to the driving shaft (2).

4. Clutch according to claim 1, characterized in that the driver disks in a manner known per se for the rolling elements (4) two recesses (19, 20) that take effect one after the other of different vertex depths, which by an evenly increasing or convex or concave curved inclined surface are connected.

5. Clutch according to Claim 4, characterized in that a Way driver rolling elements (4) are spherical, run in grooves and be held by a common guide cage (21).

6. Clutch to Claim 1, characterized in that in a known manner the axially displaceable Bearing (8) the driving. Shaft (2) in the stationary housing by means of a pressure medium is movable.

7. Clutch according to claim 1, characterized in that in a known manner the axially adjustable bearing (8) of the drive shaft (2) is displaceable by means of an electromagnet. Considered publications: German Patent Nos .: 556 984, 688 704, 847 829, 901249; French patent specification No. 1057 634.