Sicherheitskupplung Bei gewissen Anordnungen, beispielsweise bei Getriebeprüfständen,
besteht das Bedürfnis, zwei gekuppelte Maschinenteile nach Eintritt eines Schadens
in kürzester Zeit zu trennen. Wenn in dem zu prüfenden Getriebe ein zunächst geringfügiger
Schaden entstanden ist, muß die Entlastung des Getriebes sofort erfolgen, damit
sich der Anfangsschaden nicht zu einem Totalschaden des Getriebes entwickelt, der
die Ermittlung der ursprünglichen Schadensursache nicht mehr zuläßt. Alle bisher
bekannten Kupplungstypen sind für eine derart schnelle Abkupplung wegen der langen
Ansprechzeiten nicht geeignet. Die Trennzeiten (Entkupplungszeiten) dürfen die Größenordnung
von Millisekunden nicht überschreiten. Es ist ferner eine Sicherheitsvorrichtung
für Kupplungen bekannt, bei der das Drehmoment über druckelektrische Vorrichtungen
auf die Wellen übertragen wird. Diese Vorrichtung gibt bei überlastungen mittels
einer Brückenanordnung einen Ausschaltbefehl an den Antriebsmotor. Schon allein
wegen der Massenträgheit des Motors kann die bekannte Vorrichtung keine sofortige
Entlastung der angekuppelten Maschinenteile herbeiführen. Eine ähnliche Aufgabenstellung
auf einem ganz anderen Gebiet liegt bei der Schnellunterbrechung von Stromkreisen
' im Kurzschlußfall vor. Es ist bekannt, eine derartige Schnellunterbrechung
mit Hilfe einer Sprengladung durchzuführen, die auf einen engbegrenzten Teil des
Leiterkreises einwirkt.Safety coupling In certain arrangements, for example in transmission test stands, there is a need to separate two coupled machine parts in the shortest possible time after damage has occurred. If the gear to be tested has initially suffered minor damage, the gear must be relieved immediately so that the initial damage does not develop into a total loss of the gear that no longer allows the original cause of the damage to be determined. All previously known coupling types are unsuitable for such a rapid uncoupling because of the long response times. The separation times (uncoupling times) must not exceed the order of magnitude of milliseconds. It is also a safety device for couplings are known in which the torque is transmitted via pressure electrical devices on the waves. In the event of overloads, this device issues a switch-off command to the drive motor by means of a bridge arrangement. Because of the inertia of the motor alone, the known device cannot immediately relieve the coupled machine parts. A similar task on a very different field is the quick interruption of circuits' front under short circuit conditions. It is known to carry out such a rapid interruption with the aid of an explosive charge which acts on a narrowly delimited part of the conductor circuit.
Die Erfindung befaßt sich mit der Ausnutzung der außerordentlich hohen
Reaktionsgeschwindigkeiten von Sprengladungen bei der Entkupplung von Maschinenteilen.
Sie bezieht sich auf eine Sicherheitskupplung für koaxiale Wellen mit aufgekeilten
Kupplungshälften und Kupplungsbolzen und ist dadurch gekennzeichnet, daß zum schnellen
Trennen der Kupplungshälften eingebaute Treibladungen vorgesehen sind. Dabei ist
vorteilhaft, wenn in der einen Kupplungshälfte die Treibladungen und in der anderen
Kupplungshälfte erweiterte, mit Schraubbolzen verschlossene Bohrungen für die Aufnahme
der herausgeschossenen Kupplungsbolzen vorgesehen sind, wenn ein elektrisch isolierter
Kontaktring als ruhende Zündelektrode für die Treibladungen vorgesehen ist, wenn
auf der Kupplungshälfte mit den Treibladungen eine Lochschablone für die Verriegelung
bzw. Auslösung der Schlagbolzen verdrehbar angeordnet ist oder wenn Sprengladungen
unmittelbar in Bohrungen der Kupplungsbolzen untergebracht sind und die Kupplungshälften
einen Zwischenraum für die direkte Aufsprengung der Kupplungsbolzen aufweisen.The invention is concerned with the exploitation of the extraordinarily high
Reaction speeds of explosive charges when decoupling machine parts.
It relates to a safety coupling for coaxial shafts with keyed
Coupling halves and coupling bolts and is characterized in that for quick
Separating the coupling halves built-in propellant charges are provided. It is
advantageous if the propellant charges in one coupling half and the other
Coupling half enlarged bores closed with screw bolts for mounting
of the projected coupling bolts are provided, if an electrically insulated one
Contact ring is provided as a stationary ignition electrode for the propellant charges, if
a hole template for the lock on the coupling half with the propellant charges
or triggering the firing pin is arranged to be rotatable or if explosive charges
are accommodated directly in the bores of the coupling bolts and the coupling halves
have a space for the coupling bolts to break open directly.
In den F i g. 1 und 2 sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Kupplung dargestellt. Die beiden zu kuppelnden Wellen 1 und 2 tragen an den
Wellenenden Kupplungshälften 3, 4. Diese sind in üblicher Weise mittels der
Keile 5, 6 mit den Wellenstümpfen verbunden. Die Kupplung erfolgt durch zwei
oder mehr Kupplungsbolzen 7, 8, die in achsparallelen Bohrungen der Kupplungshälften
eingepaßt sind. Sie können aber auch radial oder taugential angeordnet sein. In
einer der Kupplungshälften sind Sprengladungen in Form von Sprengkapseln
9, 10 untergebracht. Diese Sprengkapseln können mit Hilfe von isolierten
zündkerzenähnlichen Elektroden 11, 12 gezündet werden. Die Zündung erfolgt
mit Hilfe eines Zündfunkens, der von einem isoliert angeordneten, ruhenden Kontaktring
13 auf die Zündelektroden überschlägt. Eine mechanische Kontaktgabe ist hierfür
nicht erforderlich. Der Zündfunke wird von einem I-Elfsgerät 14 geliefert, das die
Zündung nach Maßgabe eines Meßgliedes für die zu überwachende Betriebsgröße auslöst.In the F i g. 1 and 2, exemplary embodiments of the coupling according to the invention are shown. The two shafts 1 and 2 to be coupled have coupling halves 3, 4 at the shaft ends. These are connected to the stub shafts in the usual way by means of wedges 5, 6 . The coupling takes place by two or more coupling bolts 7, 8, which are fitted into axially parallel bores in the coupling halves. But they can also be arranged radially or taugentially. Explosive charges in the form of detonators 9, 10 are housed in one of the coupling halves. These detonators can be ignited with the aid of insulated spark plug-like electrodes 11, 12. The ignition takes place with the aid of an ignition spark which flashes over onto the ignition electrodes from an isolated, stationary contact ring 13. Mechanical contact is not required for this. The ignition spark is supplied by an I-Elfs unit 14, which triggers the ignition in accordance with a measuring element for the operating variable to be monitored.
Nach Auslösung der Zündung drücken die Treibladungen der Sprengkapseln
9, 10 die Kupplungsbolzen 8, 7 aus ihren Bohrungen und treiben sie
in besondere Auffangräume 15, 16. Zur Sicherung der Umgebung sind diese Aufnahmeräume
beispielsweise durch Schraubbolzen 17, 18 abgeschlossen. Außer den Kupplungsbolzen
tritt keine Beschädigung der Kupplungsteile ein, so daß die Wiederherstellung des
gekuppelten Zustandes durch Einführung neuer Kupplungsbolzen ohne weiteres möglich
ist.After triggering the ignition, the propellant charges of the detonators 9, 10 push the coupling bolts 8, 7 out of their bores and drive them into special collecting spaces 15, 16. To protect the environment, these receiving spaces are closed off, for example by screw bolts 17, 18. Apart from the coupling bolts, there is no damage to the coupling parts, so that the restoration of the coupled state is easily possible by introducing new coupling bolts.
Gemäß einer Abwandlung der beschriebenen Sicherheitskupplung sind
Sprengsätze 9, 10 unmittelbar in Bohrungen 21, 22 der Kupplungsbolzen
19, 20 untergebracht (F i g. 2). Zwischen den Kupplungshälften
23, 24 ist hierbei ein freier Zwischenraum. Nach Zündung der Sprengladungen
erfolgt jetzt nicht eine Austreibung der Kupplungsbolzen aus den Bohrungen,
sondern
eine Aufsprengung der Bolzen selbst. In der unteren Hälfte der F i g. 2 ist
dieser Zustand dargestellt.According to a modification of the described safety coupling, explosive devices 9, 10 are accommodated directly in bores 21, 22 of the coupling bolts 19, 20 ( FIG. 2). There is a free space between the coupling halves 23, 24. After the explosive charges have been ignited, the coupling bolts are not driven out of the bores, but the bolts themselves explode. In the lower half of FIG. 2 shows this state.
Statt der kontaktlosen Zündung der Treibladungen mit Hilfe eines überspringenden
Funkens kann die Zündung auch mechanisch über Schlagbolzen erfolgen. Zu diesem Zweck
ist eine Art Lochschablone vorgesehen, die auf einer Kupplungshälfte verdrehbar
angeordnet ist. Die Lochschablone verriegelt die Schlagbolzen, die hier an Stelle
von Zündelektroden vorgesehen sind. Mittels einer im Notfall ausgelösten Bremse
wird die Lochschablone verdreht, so daß die Schlagbolzen in die Schablonenlöcher
einrasten und die Zündung auslösen können. -
Die Anwendung des oben beschriebenen
Prinzips der Lösung von mechanisch gekuppelten Maschinenteilen beschränkt sich nicht
auf die Anwendung bei Wellenkupplungen. Das gleiche Prinzip kann nach sinngemäßen
Abwandlungen überall dort mit Vorteil Verwendung finden, wo eine mechanische Unterbrechung
irgendeiner kraftschlüssigen Verbindung in kürzester Zeit erfolgen soll.Instead of the contactless ignition of the propellant charges with the aid of a jumping spark, the ignition can also take place mechanically via firing pins. For this purpose, a type of perforated template is provided which is rotatably arranged on a coupling half. The hole template locks the firing pin, which is provided here instead of ignition electrodes. By means of a brake released in an emergency, the hole template is rotated so that the firing pin can snap into the template holes and trigger the ignition. - The application of the above-described principle of the solution of mechanically coupled machine parts is not limited to the application in shaft couplings. The same principle can, after analogous modifications, be used with advantage wherever a mechanical interruption of any non-positive connection is to take place in the shortest possible time.