DE19741275A1

DE19741275A1 - Formschlüssige Sicherheitskupplung

Info

Publication number: DE19741275A1
Application number: DE1997141275
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Beierl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-04-15

Description

Die Erfindung betrifft eine formschlüssige Sicherheitskupplung, deren koaxial gelagerte Hälften druckfederbelastet sind und die insbesondere zur Paniksicherung in Kundenführungen zum Einsatz kommt.

Unter den Schaltkupplungen des allgemeinen Maschinenbaus gibt es formmitnehmende federbelastete Sicherheitskupplungen. Diese benötigen nach ihrem Ausrücken ein relativ großes Dreh moment, um wieder arretiert werden zu können, weil hierbei erhebliche Gleitreibung zu überwinden ist.

Die Suche galt einer Sicherheitskupplung, die nach ihrem Aus rücken durch das Überlastungsmoment mit einem möglichst gegen Null gehenden Kraftaufwand wieder arretiert werden kann.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Der im Patentanspruch angegebenen Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Gleitreibung zwischen den zwei Seiten einer ausgerückten Sicherheitskupplung in eine Rollreibung zu überführen.

Der dazu notwendige Mechanismus wird im Folgenden näher erläu tert. Die zugehörige Zeichnung zeigt in Fig. 1 das Prinzip einer solchen Kupplung zwischen Zahnrad und Welle, z. B. in einer Verpackungsmaschine. Fig. 2 weist auf ein Ausführungsbeispiel in einer Schwenktür für Kundenführungen.

Auf einer Welle 1 - Fig. 1 - sitzt ein befestigter Stützring 2 gegen den eine Feder 3 über einen Kupplungsring 4 mit den beiden Kugeln 5 zum Beispiel ein Zahnrad 6 über ein Axiallager 7 drückt. Aus Einfachheitsgründen wurde auf die Verstellbarkeit des Stütz rings 8 verzichtet.

Die beiden Kugeln ruhen in gegenüberverlaufenden Nuten 10 und 11 - Fig. 2 -, und halten dadurch formschlüssig das Zahnrad 6 mit dem Kupplungsring 4 im Gleichlauf. Der Kupplungsring 4 wird dabei wiederum über eine Paßfeder 9 von der Welle 1 mitgenommen. Wirkt nun auf das Zahnrad 6 ein überhöhtes Moment, so werden die Kugeln 5 aus ihren Nuten gerollt. Dabei bewegen sie den Kupplungsring 4 gegen die Feder. Beide Kugeln wirken jetzt als Wälzkörper eines Axialrillenkugellagers, so daß sich die Welle unabhängig vom Zahnrad bewegt. Das Zurückdrehen der Welle gegenüber der habe in die Ausgangsposition oder das Weiterdrehen bis 360°, z. B. beim "Zweikugelmodell", oder das Weiterdrehen bis 720° beim "Einkugelmodell" führt zum sprunghaften Wiedereinrollen der Kugeln in die Nuten.

Fig. 2 gibt eine "vergrößerte" Kugel in ihrer eingerückten Stellung wieder.

Die anliegende Kraft F_M des überlasteten Zahnradkörpers 6 wird genau dann die Kugel 5 ins Rollen bringen und den Kupplungsring 4 gegen die Federkraft F_F bewegen, wenn die Kurven der Nuten 10 und 11 rotationssymmetrisch bezüglich des Kugelmittelpunkts verlau fen. Die in diesem Fall über die Kanten abrollende Kugel beeilt sich, die Produkte F_M × a und F_F × b stets gleich zu halten. Dabei sind die durchaus fertigungsmäßig zugelassenen Abweichungen der sich rotationssymmetrisch gegenüberliegenden Nutkurven in hohem Maß abhängig von den Oberflächenrauhigkeiten. Die Genauig keit der Lage gegenüberliegender Nuten bei Mehrkugelkupplungen muß jedoch konstruktiv genau gewährleitet sein. Deshalb sind sowohl alle Störkräfte und -momente von den Kugeln fernzuhalten, als auch Spiele vorzusehen, die es den Kugeln ermöglichen, Fer tigungsungenauigkeiten auszuweichen.

Mit einer solchen Kupplung ist nunmehr erreicht, daß sie bei geringem Krafteinfluß automatisch wieder einrastet.

Es wurde erreicht, daß Sperrkörper und Kupplungshälften vom Gleitreibungsverschleiß befreit sind.

Von den gewiß zahlreichen Ausführungsmöglichkeiten seien hier nur zwei erwähnt. Die erste ist die Anwendung dieser Kupplung im Verpackungsmaschinenbau. Dieses Beispiel wurde in der Be schreibung anhand der Fig. 1 erläutert. Nach dem Ausrücken läßt sie sich mit einer Kurbel über andere Baugruppen des Ma schinengetriebes wieder in ihre Arbeitsposition rollen. Das zweite Beispiel zeigt die Fig. 3. Wird der Ring 12 in einer Standsäule einer Schwenktür - Fig. 4 - festgeschraubt, so wird der Bolzen 14 als ein Verschluß wirken, der im Notfall über den Kolben 13 jedoch freigibt. Solche Schwenktüren sind in Kundenführungen zu finden und die Sicherheitskupplung wäre hier die Antipanikvorkehrung.

Claims

1. Formschlüssige Sicherheitskupplung, deren koaxial gelagerte Hälften druckfederbelastet sind und die insbesondere zur Paniksicherung in Kundenführungen zum Einsatz kommt, dadurch gekennzeichnet, daß

- ihre Schließkörper (5) allesamt gleichgroße und gleichförmige Wälzkörper sind,
- beide Kupplungshälften (4 und 6) Nuten für den Sitz der Schließkörper besitzen,
- zwischen beiden Kupplungshälften eine Rollbahn (15) für die Wälzkörper verläuft,
- sie im ausgekuppelten Zustand eine axiale Wälz lagerfunktion erfüllt

2. Formschlüssige Sicherheitskupplung nach Patentan spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- alle Nuten die gleiche Form und Größe haben,
- jeder Nut einer Kupplungshälfte genau gegenüber eine Nut in der anderen Kupplungshälfte liegt (Nutenpaare),
- die Kurven der Querschnitte beider Nuten eines Nutenpaares zueinander rotationssymmetrisch bezüglich der Wälzaxe ihres zugeordneten Schließ körpers verlaufen.