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Überlast-Kupplung Die Erfindung betrifft eine überlast-Kupplung mit
durch eine Federkraft belasteten Kupplungsflächen sowie mit Entkupplungsgliedern
zwischen den die Kupplungsflächen tragenden Kupplungsteilen, die bei einem vorbestimmten
Drehmoment in axialer Richtung eine der Kraft der Kupplungsfeder entgegenwirkende
axiale Kraft zwischen den Kupplungsteilen erzeugen.
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Bei einer bekannten überlast-Kupplung der genannten Art ist das zu
der Abtriebswelle gehörende Kupplungsteil drehbar und axial verschiebbar auf der
Abtriebswelle gelagert und überträgt das Drehmoment über schrägstehende Gelenkstäbe
auf eine fest mit der Abtriebswelle verbundene Scheibe. Mit wachsendem Drehmoment
versuchen die Gelenkstäbe sich aufzurichten, bis sie bei einem kritischen Drehmoment
die Kraft der Kupplungsfeder überwinden und die Kupplungsteile voneinander trennen.
Bei einer solchen Kupplung werden unter dem kritischen Drehmoment liegende Belastungsstöße
ungedämpft übertragen.
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Bei einer anderen bekannten Reibkupplung sind zwischen einem Kupplungsteil
und der dazugehörigen Welle tangential wirkende Federelemente angeordnet, die dazu
dienen, axiale und radiale Verschiebungen sowie Winkelverstellungen zwischen den
zu kuppelnden Wellenenden auszugleichen. Diese Anordnung wirkt zwar in geringem
Maß stoßdämpfend, größere Stöße können jedoch nur durch bei voller Anpreßkraft erfolgendem
Durchrutschen der Kupplung aufgefangen werden.
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Weiterhin ist ein Zahnrad bekannt, bei dem der Zahnkranz drehbar auf
der Nabe gelagert ist und bei dem in einem Ringraum zwischen Zahnkranz und Nabe
unter radialem Druck stehende Gummiblöcke als Dämpfungsglieder eingesetzt sind,
die für eine vorbestimmte elastische Formänderungsarbeit ausgelegt sind und über
die das Drehmoment übertragen wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine überlast-Kupplung mit
einer Entkupplungseinrichtung, die bei einem vorbestimmten Drehmoment die Kupplungsteile
trennt, zu schaffen, in der mit einfachen Mitteln auch bereits kleinere stoßhafte
Belastungen gedämpft werden können.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kupplungsteile
mit in Umfangsrichtung wirksamen, mit den Entkupplungsgliedern verbundenen oder
mit diesen aus einem Stück bestehenden an sich bekannten für eine vorbestimmte ;
elastische Formänderungsarbeit ausgelegten Dämpfungsgliedern zwischen zwei radial
ineinanderliegenden Ringen versehen sind, über die das Drehmoment auf die Kupplungsteile
übertragen wird, und daß die Dämpfungsglieder sich an Widerlagern abstützen.
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Vorzugsweise sind die Ringe mit zwischen einander fassenden Stegen
als Widerlager für Gummiblöcke versehen. Dabei können die Blöcke quaderförmig ausgebildet
sein und im unbelasteten Zustand nur mit zwei diagonal gegenüberliegenden Kanten
an den Stegen anliegen.
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Nach einer anderen Ausführungsform können die Ringe mit einander gegenüberliegenden
Verbindungsstellen einer doppelten Kniehebeleinrichtung verbunden sein, wobei die
mittleren Verbindungsstellen der Kniehebeleinrichtung derart angeordnet sind, daß
sie eine Kraft auf Kupplungsteile ausüben, die die Vorspannung überwindet.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht
und im nachstehenden im einzelnen beschrieben.
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F i g. 1 ist ein Längsschnitt nach der Linie A -A der F i g.
2; F i g. 2 zeigt eine Ansicht der F i g. 1 von links, bei der die obere Hälfte
einen Schnitt nach der Linie B-B der F i g. 1 darstellt;
F i g.
3 ist ein Diagramm, das die Verringerung des Drehmomentbereichs, in dem die Reibkupplung
gemäß der Erfindung durchrutscht, erkennen läßt; F i g. 4 zeigt mit teilweise weggebrochenen
Teilen eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform; F i g. 5 ist ein radialer
Teilschnitt durch die F i g. 4; F i g. 6 ist ein Längsschnitt durch eine weitere
Ausführungsform; F i g. 7 ist ein radialer Teilschnitt durch die F i g. 6. Die F
i g. 1 und 2 zeigen eine ein Drehmoment übertragende Welle 10, die mit einer Vielnutverzahnung
in eine Nabe 11 einfaßt, an die bei 13 eine Scheibe 12 angeschweißt ist, sowie eine
hohle, das Drehmoment weiterleitende Welle 14, die mit ihrem einen Ende das angrenzende
Ende der Nabe 11 umfaßt, wobei zwischen beiden Teilen eine reibungsarme Lagerung
15 vorgesehen ist, und deren anderes Ende aus einem Stück mit zwei Klauen 16 eines
Universalgelenks besteht. Innen- und außenliegende Reibplatten 17,18 sind mit Vielnutverzahnung
bei 14 a mit der Welle 14 bzw. bei 19 mit einem Ring 20 verbunden. In eine ringförmige
Druckplatte 22 sind auf einem Kreis angeordnete Bolzen 21 mit Gewinde eingeschraubt,
die durch in einer Richtung liegende Bohrungen im Ring 20 und in einer Druckplatte
23 hindurchfassen und an ihren vorstehenden Enden Muttern 24 tragen, an denen Halter
25 für Druckfedern 26 anliegen, die den Kupplungsdruck auf die Druckplatte 23 übertragen.
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An der Platte 12 ist mittels einer Anzahl von auf einem Kreis angeordneten
Schrauben 27 ein Ring 28 befestigt, von dem die Druckplatten 22 und 23 einen geringen
Abstand besitzen. Die Ringe 28 und 20 sind jeweils mit radial liegenden Flügeln
29 bzw. 30 versehen, die zwischeneinander fassen und zusammen mit den Druckplatten.
einen koaxial liegenden Ringraum von einzelnen Abteilen festlegen. In jedem zweiten
Abteil liegen Gummiblöcke 31, während die dazwischenliegenden Abteile Gummiblöcke
32 aufnehmen.
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Die Blöcke 31 und 32 besitzen die in der Zeichnung veranschaulichte
Gestalt und sind derart ausgebildet, daß bei entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufender
Welle 10 (F i g. 2) und einem Drehmoment, das geringer ist als das vorherbestimmte
Maximalmoment, die radial außenliegenden Kanten 33 der Blöcke 31 in die Ecke zwischen
dem Ring 28 und den entsprechenden Flügeln 29 einfassen, während die radial innenliegenden
Kanten 34 in die Ecke zwischen dem - Ring 20 und den Flügeln 30 fassen, wobei die
diagonal entgegengesetzt liegenden Kanten 35 und 36 der Blöcke 31 im Abstand von
den Flügeln 29 und 30 liegen und dazwischen einen keilförmigen Zwischenraum frei
lassen. Wenn jetzt das übertragene Drehmoment bis zum vorbestimmten Maximalwert
ansteigt, wird sich jeder Flügel 30 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Flügel
29 desselben Abteils hinbewegen und durch die auftretenden Schubkräfte den
betreffenden Block verformen, wobei ein Teil des Drehmoments abgedämpft wird, bis
die keilförmigen Zwischenräume verschwunden sind und die Blöcke die Abteile vollständig
ausfüllen. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird ein weiteres Ansteigen des Drehmoments
die Blöcke zusammenpressen. Bei einem weiteren Ansteigen des Drehmoments bewirkt
das zunehmende Zusammendrücken der Blöcke durch die Flügel, daß die Blöcke in seitlicher
Richtung, d. h. in Richtung der Kupplungsachse, herausgedrückt werden, wobei sie
eine Trennkraft auf die Druckplatten 22 und 23 gegen die Wirkung der Federn 26 ausüben.
Dadurch wird erreicht, daß die Kupplung durchrutscht.
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Bei der der dargestellten Ausführungsform zugrunde liegenden Anwendung
soll die Kupplung kurzzeitig dann durchrutschen, wenn während einer kurzen Zeit
dadurch ein übermäßig großes Drehmoment auftritt, das beispielsweise eine in die
Erde eingreifende Schaufel des Anbaugerätes des Schleppers gegen einen Widerstand
oder ein Hindernis stößt. Die Wirkung dieser Einrichtung ist in F i g. 3 dargestellt.
Diese Figur zeigt zwischen den Linien A und B den Drehmomentbereich einer normalen
Reibungskupplung zwischen den Zuständen der Haft- und der Gleitreibung. Zwischen
den Linien C und D ist der stark verringerte Bereich zu erkennen, der durch die
Dämpfungseinrichtungen erzielbar ist.
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Falls erwünscht, können die Formen und Abmessungen der Blöcke 31 und
32 unterschiedlich sein, so daß beim Antrieb der Kupplung in unterschiedlichen Drehrichtungen
unterschiedliche Durchrutscheigenschaften erhalten werden.
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Aus den F i g. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß die Blöcke 32 gegenüber
den Blöcken 31 umgedreht angeordnet sind, so daß man dieselbe Dämpfung einer stoßhaften
Belastung erhält, wenn die Welle 10 in der anderen Drehrichtung, d. h. im Uhrzeigersinn,
angetrieben wird.
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Bei der in F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform wird auf die
Blöcke verzichtet; statt dessen sind die Ringe 20 a und 28 a je mit Paaren von Ansätzen
37 bzw. 38 versehen, zwischen denen Verbindungsglieder 39, 40 schwenkbar gelagert
sind, die zu einem doppelten Kniehebelmechanismus führen. An die eine Seite des
Verbindungsgliedes 39 ist ein oberes Paar von Lenkern 41, 42 aasgelenkt, während
mit der gleichen Seite des Verbindungsgliedes 40 ein oberes Paar von Lenkern 43,
44 verbunden ist. Die einander benachbarten Enden der Lenker 41 und 43 sowie die
der Lenker 42 und 44 sind miteinander gelenkig durch Drehzapfen 45, 46 verbunden,
die radial vorstehende Flansche 47, 48 aufweisen. Untere Paare von Lenkern, die
mit den gleichen Bezugszeichen sowie dem Zusatz »a« versehen sind, sind an den Enden
der Verbindungsglieder 39 und 40 aasgelenkt und miteinander durch die Drehzapfen
48 und 47 verbunden. Wenn sich bei einer Zunahme des Drehmoments die Ansätze 37
und 38 einander nähern, üben die Flansche 47 und 48 der Drehzapfen zwischen den
Druckplatten 22 und 23 einen Druck aus, der die durch die Federn 26 ausgeübte Vorspannung
überwindet. Falls gewünscht, können die Flansche 47 und 48 auch durch Rollen ersetzt
werden, die drehbar auf den Zapfen 45 und 46 gelagert sind.
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Bei der in den F i g. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform ist der
Ring 20 b mit einem tangential liegenden Zylinder 49 versehen, in dem ein
Kolben 50 läuft, der am Ende eine Rolle 51 trägt, die mit einem Anschlag 52 innerhalb
des Ringes 28 b zusammenwirkt. An seinem inneren Ende steht der Zylinder 49 durch
einen Kanal 53 mit zwei kreisringförmigen Kammern 54 a, 54 b in Verbindung,
die miteinander durch eine Mehrzahl von Öffnungen 55 verbunden sind, von denen in
F i g. 6 nur eine dargestellt ist. Diese Öffnungen liegen in einer ringförmigen
Rippe, die den Boden der beiden koaxialen Kammern im Ring 20 b bildet. In die Kammern
fassen
Ringkolben 56, 57 ein, die an den Druckplatten 22 a bzw. 23 a ausgebildet sind.
Wenn der Kolben 50 bei einer Vergrößerung des Drehmoments in den Zylinder 49 hineingedrückt
wird, drückt das Medium in den Ringkammern 54 a und 54 b die Druckplatten
gegen die Wirkung der Federn 26 auseinander, so daß die Kupplung durchrutschen kann.
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Die Blöcke 31 und 32 der F i g. 1 und 2, die Kniehebeleinrichtungen
der F i g. 4 und 5 oder der Druckzylinder der F i g. 6 und 7 können so ausgebildet
und j angeordnet sein, daß ein gewisses Spiel oder eine bestimmte Vorspannung verwirklicht
wird. Weiterhin können diese Einrichtungen innerhalb der Kupplung angeordnet sein,
da nur Drücke übertragen werden.