DE1965275C3

DE1965275C3 - Overload clutch for the transmission of a torque that is limited against increasing size

Info

Publication number: DE1965275C3
Application number: DE19691965275
Authority: DE
Inventors: Peter Mauren Schmuck (Liechtenstein)
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Filing date: 1969-12-29
Publication date: 1977-05-05

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastkupplung zur Übertragung eines gegen zunehmende Größe begrenzten Drehmomentes zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil zweier koaxial zueinander angeordneter Triebteile, von denen der eine kreisförmigen Querschnitt und der andere kreisringförmigen Querschnitt mit einem dem Außendurchmesser des ersten Triebteiles entsprechenden Innendurchmesser aufweist und konzentrisch zu dem ersten Triebteil, diesen umschließend, angeordnet ist, wobei ein Triebteil radial in einer Ebene senkrecht zur Drehachse Kanäle aufweist, deren öffnungen von je einer federbelasteten Kugel durchsetzt sind, die mit der Kontaktfläche des anderen Triebteiles angebrachten, korrespondierenden öffnungen in Eingriff stehen, wobei die Eingriffsöffnungen im anderen Triebteil an eine umlaufende Ausnehmung angrenzen.The invention relates to an overload clutch for transmitting a against increasing size limited torque between the drive part and output part of two coaxially arranged Drive parts, one of which has a circular cross-section and the other of which is circular cross-section having an inner diameter corresponding to the outer diameter of the first drive part and is arranged concentrically to the first drive part, surrounding it, with a drive part radially in a Plane perpendicular to the axis of rotation has channels whose openings are each penetrated by a spring-loaded ball are the corresponding openings attached to the contact surface of the other drive part are in engagement, wherein the engagement openings in the other drive part to a circumferential recess adjoin.

Aus der US-PS 25 44 809 ist ein Schaltgetriebe mit einer Überlastkupplung von der eingangs genannten Art bekannt, bei der das zu kuppelnde Drehmoment wahlweise auf eine von zwei Abtriebswellen übertragen oder eine Leerlaufstellung zwischen den beiden Drchmomentübertragungsstellungen gewählt werden kann.From US-PS 25 44 809 a gearbox with an overload clutch of the aforementioned Kind of known in which the torque to be coupled is optionally transmitted to one of two output shafts or an idle position between the two torque transmission positions can be selected can.

Jedes der jeweils mit einer der beiden Abtriebswellen verbundenen Triebteile der Kupplung weist an seinem dem Triebteil für die jeweils andere Abtriebswelle benachbarten Teil eine Anfasung auf, die zusammen zwischen den genannten Triebteilen eine Rille oder Ausnehmung ergeben, in welcher die Kugeln des mit der Antriebswelle verbundenen Treibteils der Kupplung in der Leerlaufstellung dieses Triebteils frei umlaufen können, ohne daß auf eine der beiden Abtriebswellen ein Drehmoment übertragen wird. Eine axiale Sicherung von Teilen der Kupplung kann durch die umlaufende Rille selbstverständlich nicht erreicht werden. Im Gegenteil übt die Rille eher eine axial verschiebende Wirkung aus, da sie nicht in einem Teil ausgebildet sondern durch Anfasungen zweier nebeneinander liegender Teile gebildet ist. Auf die schrägen Anfasungen werden die Kugeln mit Federkraft gedruckt und sind deshalb bestrebt, die Triebteile axial auseinanderzuschieben, so daß die Triebteile gesondert gegen axiale Verschiebung gesichert werden müssen.Each of the drive parts of the clutch connected to one of the two output shafts has on its the drive part for the other output shaft adjacent part on a chamfer, which together between the said drive parts result in a groove or recess in which the balls of the with the Drive shaft connected drive part of the clutch in the idle position of this drive part rotate freely can without a torque being transmitted to one of the two output shafts. An axial backup Of course, parts of the coupling cannot be reached through the circumferential groove will. On the contrary, the groove has an axially displacing effect, since it is not in one part but is formed by chamfering two adjacent parts. On the sloping ones Chamfers, the balls are pressed with spring force and therefore endeavor to push the drive parts apart axially, so that the drive parts must be secured separately against axial displacement.

Eine ähnliche Überlastkupplung dieser Art, allerdings ohne eine umlaufende Ausnehmung, ist aus der DTPS 6 62 557 bekannt. Bei dieser bekannten Überlastkupplung sind die beiden Kupplungsteile jeweils auf den unmittelbar benachbarten Wellenenden befestigt. Das zwischen Kupplungsteilen liegende Kugelgehäuse kann sich dadurch in axialer Richtung nicht wesenilich verschieben.A similar overload clutch of this type, but without a circumferential recess, is from the DTPS 6 62 557 known. In this known overload clutch, the two clutch parts are each on the attached to immediately adjacent shaft ends. The ball housing lying between coupling parts can do not shift substantially in the axial direction.

Bei den bekannten Überlastkupplungen wird also dutch die eigentliche Kupplungseinrichtung keinerlei Sicherung der Triebteile der Überlastkupplung gegen axiale Verschiebung ausgeübt. Hierzu sind vielmehr gesonderte Einrichtungen notwendig, die die Kupplung aufwendiger machen und zusätzlich Platz erfordern.In the case of the known overload clutches, the actual clutch device is not used at all Securing the drive parts of the overload clutch exercised against axial displacement. Rather, these are separate facilities are necessary, which make the coupling more complex and require additional space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlastkupplung von der eingangs genannten Art derart weiter zu bilden, daß die Kupplungsteile bei allen Betriebszuständen der Kupplung gegen eine axiale Verschiebung in Bezug aufeinander gesichert sind.The invention is based on the object of providing an overload clutch of the type mentioned at the beginning to form further in such a way that the coupling parts in all operating states of the coupling against an axial Shift in relation to each other are secured.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ausnehmung die Eingriffsöffnungen im anderen Triebteil als Nut durchsetzt und als die Kugel seitlich umgreifende Sicherungsnut einen kleineren geometrischen Querschnitt als die Eingriffsöffnungen aufweis;.According to the invention, this object is achieved in that the recess, the engagement openings in the other drive part penetrated as a groove and as the ball laterally encompassing securing groove a smaller one having a geometric cross-section as the engagement openings ;.

Die Lösung gemäß der Erfindung erlaubt es, die Triebteile der Überlastkupplung gegen axiale Verschiebung in Bezug zueinai.Jer zu sichern. Dabei funktioniert die Sicherung gegen axiale Verschiebung der Triebteile in Bezug aufeinander selbst dann, wenn die Überlastkupplung wegen Überschreiten des maximal übertragbaren Drehmomentes anspricht ind die federbelasteten Kugeln aus den Eingriffsöffnungen herausgedrückt werden, da sie dann in der Sicherungsnut laufen. Besonders vorteilhaft ist bei der Lösung gemäß der Erfindung, daß für diese Sicherung keine zusätzlichen Bauteile notwendig sind und deshalb kein zusätzlicher Raum notwendig ist. Die Überlastkupplung gemäß der Erfindung kann deshalb in axialer Richtung eine sehr schmale Bauform aufweisen, ohne daß aber ein größerer Platzbedarf in radialer Richtung erforderlich wäre.The solution according to the invention allows the drive parts of the overload clutch against axial displacement to secure in relation toeinai.Jer. The safeguard against axial displacement of the drive parts works in relation to each other even if the overload clutch due to exceeding the maximum transferable Torque responds ind the spring-loaded balls pushed out of the engagement openings as they then run in the safety groove. It is particularly advantageous in the solution according to FIG Invention that no additional components are necessary for this fuse and therefore no additional Space is necessary. The overload clutch according to the invention can therefore in the axial direction a very have a narrow design, but without requiring a greater amount of space in the radial direction.

Zur zusätzlichen axialen Sicherung der beiden Triebteile gegeneinander ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Anzahl der Kugeln um eine oder mehrere größer als die Anzahl der Eingriffsöffnungen. Diese Kugeln dienen zusätzlich zur axialen Führung beim gegenseitigen Verdrehen der beiden TriebteiL·, damit diese auch bei schnellem Ein- und Ausrasten dei Kugeln genügend gesichert sind.For additional axial securing of the two drive parts against each other, according to a preferred one Embodiment of the invention, the number of balls by one or more greater than the number of Engagement openings. These balls are also used for axial guidance during mutual rotation of the both drive parts so that they can be and disengagement of the balls are sufficiently secured.

Die Erfindung soll nun anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings showing them for example, namely show:

Fig. 1 eine Ansicht der kompletten Kupplung in Achsrichtung mit einer allgemeinen Ausführungsform der Eingriffsöffnungen;1 shows a view of the complete coupling in the axial direction with a general embodiment the engagement openings;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie U-Il der Fig. 1;FIG. 2 shows a section along the line U-II in FIG. 1; FIG.

Fig.3 einen Schnitt durch den kreisringförmigen3 shows a section through the circular ring-shaped

Triebkörper längs der Linie lll-IH der F ig. 1;Drive body along the line III-IH in Fig. 1;

Fig.4 eine Ansicht der komplexen Kupplung in Achsrichtung mit sich schneidenden Nuten als Eingriffsöft'nungen: 4 shows a view of the complex coupling in the axial direction with intersecting grooves as engagement openings:

F i g. 5 einen Schnitt durch den kreisringförmigen Triebkörper längs der Linie V-V der F i g. 4;F i g. 5 shows a section through the annular drive body along the line VV in FIG. 4;

F i g. 6 eine Ansicht der komptetten Kupplung in Achsrichtung, in ausgerüsteter Stellung infolge Übersteigen des maximalen Drehmomentes;F i g. 6 shows a view of the complete coupling in the axial direction, in the equipped position as a result of climbing over it the maximum torque;

F i g. 7 ein Einbaubeispiel der Überlastkupplung in einem elektrischen Bohrhammer, wobei das Getriebegehäuse zum Teil aufgeschnitten ist.F i g. 7 shows an installation example of the overload clutch in an electric hammer drill, with the gear housing is partially cut open.

Wie aus F i g. I und F i g. 2 ersichtlich, besteht die Überlastkupplung im wesentlichen aus <wei, ineinander drer.bar gelagerten Triebteilen, wobei der eine insgesamt mit 1 bezeichnete, als Nabenscheibe und der ;indere. insgesamt mit 2 bezeichnete, als Außenring ausgebildet ist. Zur Kraftübertragung weist der Außenring 2 eine Verzahnung Iu auf. Die Nabenscheibe 1 is: auf einer Welle 3 durch einen Keil 4 zwischen zwei Kugellagern 5 und 6 verdrehsicher gelagert. Über dem I imfang der Nabenscheibe 1 sind gleichmäßig verteilt in radialer Richtung verlaufende Bohrungen ).-/ angebracht, deren Öffnungen \b mit von Druckfeder; 7 belasteten, insgesamt mit R bezeichneten Kugeln durchsetzt sind Wie insbesondere aus F i g. 3 ersichtlich, \'v^ eier Außenring 2 am Umfang Eingriffsöffnungen 2/> auf. in welche bei zusammengebauter Kupplung, wie sie Fig 1 zeigt, die Kugeln 8 durch die Kraft der Druckfedern 7 hineingedrückt werden. Es ent?tcht dadurch eint¹ formschlüssige Verbindung zwischen Nabenscheibe f und Außenring 2. Wird das /wischen Nabenscheibe I und Außenring 2 übertragbar·.· maxima Ie Drehmoment überschritten, so überwiegt die auf die Kugeln 8 ausgeübte radiale Kraft dies Außenringes 2 die von den Druckfedern 7 erzeugte axiale Kraft, so daß unter gegenseitigem Verdrehen von Nabenscheibe 1 ihr! Außenring 2 die Kugeln 8 in die Bohrungen 1« zurückgeschoben werden. Das somit zu große Drehmoment wird von der Kupplung nicht mehr übertragen, sondern Nabenscheibe \ und Außenring 2 verdrehen ■■ich üfuenseilig unter dauerndem Kin- und Ausrasten d'..-r Kugeln 8 in den EingriffsöPiuingrm 2b. Erst nach Absenken des Drehmomentes unter das maximal übi< uagbare Drehmoment der Kupplung wird durch ! innisieii der Kugeln 8 in die Kingriffsöllnimgcn 2h w Rilei eine foi mschlüssigc Verbindung hergestellt.As shown in FIG. I and F i g. 2, the overload clutch consists essentially of white drive parts that can be rotated one inside the other, with the one designated as a whole as 1 as the hub disk and the other. designated as a whole with 2, is designed as an outer ring. The outer ring 2 has a toothing Iu for power transmission. The hub disk 1 is supported against rotation on a shaft 3 by a wedge 4 between two ball bearings 5 and 6. Over the I imfang of the hub disk 1 are evenly distributed in the radial direction bores) .- / attached, the openings \ b with compression spring; 7 loaded balls denoted by R as a whole are penetrated, as can be seen in particular from FIG. 3 can be seen, \ 'v ^ eier outer ring 2 on the circumference engagement openings 2 />. in which, when the coupling is assembled, as shown in FIG. 1, the balls 8 are pressed by the force of the compression springs 7. It ent? TCHT characterized ^one-1 positive connection between hub disk f and outer ring 2. If the / wipe hub disc I and the outer ring 2 transferable ·. · Maxima Ie torque is exceeded, the force exerted on the balls 8 radial force outweighs the outer ring 2 of the Compression springs 7 generated axial force, so that with mutual rotation of hub disk 1 you! Outer ring 2 the balls 8 are pushed back into the holes 1 «. The thus large torque is not transmitted by the clutch, but the hub disc \ and outer ring 2 twist ■■ I üfuenseilig with constant children's and disengagement d '..- r balls 8 in the EingriffsöPiuingrm 2b. Only after the torque has been reduced below the maximum manageable torque of the clutch is the! Innisieii of the balls 8 in the Kingriffsöllnimgcn 2h w Rilei a foi mschlüssigc connection established.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie die Eingriffsöffnungtn 2b von einer umlaufenden, einen kleineren geometrischen Querschnitt als die Eingnffsöffnungen 2b aufweisenden Sicherungsnut 2c durchsetzt sind. Durch Eingreifen der in den Bohrungen ij geführten Kugeln 8 in der Sicherungsnut 2cw>rd «in axiales Verschieben des Außenringes 2 verhindert, wenn infoige Überschreiten des maximal übertragbaren Drehmomentes sich der Außenring 2 gegenüber der Nabenscheibe t verdrehtFrom Fig. 3 it can be seen how the Eingriffsöffnungtn are interspersed 2b by a continuous, a smaller cross section than the geometric Eingnffsöffnungen 2b having securing groove 2c. The engagement of the balls 8 guided in the bores ij in the securing groove 2cw> rd «prevents axial displacement of the outer ring 2 if the outer ring 2 rotates relative to the hub disk t if the maximum transferable torque is exceeded

ίο und die Kugeln 8 aus den Eingriffsöffnungen 2b in die Bohrungen I a zurückgeschoben sind.ίο and the balls 8 are pushed back out of the engagement openings 2b into the bores I a.

Wie aus den F i g. 4 bis 6 ersichtlich, sind der einfachen Herstellung halber die Eingriffsöffnungen 2d vorzugsweise durch die entstehenden Schnittkanten 2e von. die umlaufende Sicherungsnut 2c durchsetzenden, axial verlaufenden Nuten 2f gebildet, die etwa gleichförmigen Querschnitt wie die Sicherungsnut 2c aufweisen. Wie F i g. 4 zeigt, rasten die Kugein 8j. Sb. 8c in keine Eingriffsöffnung 2dein, sondern befinden sich nur in der umlaufenden Sicherungsnut 2c. Es wird damit zusätzlich ein seitliches Ausweichen von Nabenscheibe t und Außenring 2 verhindert, wenn bei Überschreien des maximal übe"ragbaren Drehmomentes die kugein 8 in schneller Folge ein- und ausrasien. da in jeder Stellung drei Kugeln 8 vorhanden sind, die nur zur Sicherstellung der axialen Führung dienen.As shown in FIGS. 4 to 6, for the sake of simple production, the engagement openings 2d are preferably formed by the cutting edges 2e of FIG. the circumferential securing groove 2c penetrating, axially extending grooves 2f formed, which have an approximately uniform cross-section as the securing groove 2c . Like F i g. 4 shows that the ball engages in 8j. Sb. 8c in no engagement opening 2dein, but are only in the circumferential securing groove 2c. This also prevents the hub disk t and outer ring 2 from deflecting to the side if the balls 8 shave in and out in rapid succession when the maximum transferable torque is exceeded serve axial guidance.

F i g. 6 zeigt die Kupplung in einer Stellung vor dem nächsten fmrasten der Kugeln 8 in die Eingrifisöffnun gen 2d bei /u großem Drehmoment. Es befinden sich somit alle Kugeln 8 in der umlaufenden Sicherungsnut 2c. F i g. 6 shows the clutch in a position before the balls 8 are next locked into the engagement openings 2d with a high torque. There are thus all balls 8 in the circumferential securing groove 2c.

Als Anwendungsbeispie! der beschriebenen Liberlastkupplung zeigt F i g. 7 einen elektrischen Bohrhammer. Von einem Motorritzel 9 wird die Drehbewegung auf den verzahnten Außenring 2 der Überlastkupplung übertragen. Mittels der in die Eingriffsöffnungen 2d einrastenden Kugeln 8 wird die Drehbewegung auf die Nabenscheibe 1 und eine mn ihr verkeilte Achse 10 wcitcrgcleitel, welche die Bewegung über zwei Kegelräder 11. 12 auf einen Bohrerhalter 13 und damit auf ein Bohrwerkzeug 14 überträgt. Wird f.. B. durch Kleniinen des Bohrwerkzeuges 14 das von der Kupplung übertragbare Drehmoment überschritten, so wird die Nabenscheibe 1 aufgrund der erläuterten Funktionsweise vom Außenring 2 nicht mehr mitgedrehl. bis die Klemmung am Werkzeug 14 vermindert wird.As an application example! of the over-load clutch described is shown in FIG. 7 an electric hammer drill. The rotary movement is transmitted from a motor pinion 9 to the toothed outer ring 2 of the overload clutch. By means of the balls 8 locking into the engagement openings 2d , the rotary movement is wcitcrgcleitel on the hub disk 1 and an axis 10 wedged to it, which transmits the movement via two bevel gears 11.12 to a drill holder 13 and thus to a drilling tool 14. If, for example, the torque that can be transmitted by the clutch is exceeded by the clenching of the drilling tool 14, the hub disk 1 is no longer rotated by the outer ring 2 due to the mode of operation explained. until the clamping on the tool 14 is reduced.

l-'ierzu 2 Blatt Zeichnungenl-'ierzu 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Overload clutch for transmitting a torque S, which is limited against increasing magnitude, between the drive part and the output part of two drive parts arranged coaxially to one another, one of which has a circular cross-section and the other circular cross-section with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the first drive part and concentric to the first drive part, surrounding this, is arranged. wherein a drive part has channels radially in a plane perpendicular to the axis of rotation, the openings of which are each penetrated by a spring-loaded ball, which are in engagement with corresponding openings in the contact surface of the other drive part, the engagement openings in the other drive part adjoining a circumferential recess , characterized in that the recess penetrates the engagement openings {2b) in the other drive part (2) as a groove (2c) and, as the securing groove encompassing the ball (8) laterally, has a smaller geometric cross section than the engagement openings.

2. Overload clutch according to claim 1, characterized in that for additional axial securing of the two drive parts (1, 2) against each other the number of balls (8) the number of engagement openings (26) exceeds by one or more.