DE2134506C3

DE2134506C3 - Coupling with torque-dependent shutdown

Info

Publication number: DE2134506C3
Application number: DE19712134506
Authority: DE
Inventors: Marcel Pierre Alexis Paris Bouhot
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-04-19
Filing date: 1971-07-10
Publication date: 1974-11-28
Also published as: DE2134506B2; GB1333153A; DE2134506A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung zwischen einer antreibenden und einer angetriebenen Welle mit einem Kupplungsstück, das konzentrisch außen auf der antreibenden Welle angeordnet und mit dieser über eine Nockenanordnung verbunden ist, die unter der Einwirkung einer Druckfeder steht, und einem Klemmrollengesperre, das bei RelativJrehung zwischen dem Kupplungsstück und der antreibenden Welle betätigbar ist und Ausnehmungen in einem Teilabschnitt des Kupplungsstückes umfaßt.The present invention relates to a coupling between a driving and a driven Shaft with a coupling piece, which is arranged concentrically on the outside of the driving shaft and is connected to this via a cam arrangement which is under the action of a compression spring, and a pinch roller lock which, when there is relative rotation between the coupling piece and the driving Shaft can be actuated and comprises recesses in a section of the coupling piece.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der britischen Patentschrift 383 516 bekannt, bei der — sobald das Bremsmoment an der angetriebenen Welle einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt — die Kupplung gelöst wird, so daß die antreibende Welle frei durchdrehen kann. Die Drehmomentenübertragung erfolgt hierbei durch das Klemmrollengesperre. Such a device is known, for example, from British patent specification 383 516 in which - as soon as the braking torque on the driven shaft exceeds a specified limit value - the clutch is released so that the driving shaft can spin freely. The torque transmission takes place here by the pinch roller lock.

Ferner ist aus der deutschen Patentschrift 710 842 eine Klauenkupplung bekannt, bei der die angetriebene und damit notwendigerweise auch die antreibende Welle dann, und nur dann, gebremst werden soll, wenn die angetriebene Welle gegenüber der antreibenden Welle in der einen oder anderen Richtung vorläuft. Hierbei ist kein Drehmomentenmeßglied vorhanden, es wird vielmehr erfaßt, ob die eine oder die andere Welle antreibend wirkt. Hierfür ist ein Klemmkugelgesperre vorgesehen, das gleichzeitig mit einem Bremsring als Kupplungselement wirkt, der seinerseits wieder mit einem Bremsbacken zusammenwirkt. Die Kugeln des Klemmkugclgesperres werden andauernd mit dem Bremsring in Anlage gehalten, so daß Verschleißprobleme auftreten.Furthermore, from the German patent 710 842 a dog clutch is known in which the driven and thus necessarily also the driving shaft will then, and only then, be braked should when the driven shaft opposite the driving shaft in one direction or the other runs forward. In this case, there is no torque measuring element, rather it is detected whether the one or the other shaft acts as a driving force. For this purpose, a clamping ball lock is provided, which simultaneously with a brake ring acts as a coupling element, which in turn interacts with a brake shoe. The balls of the clamping ball lock are constantly held in contact with the brake ring, so that wear problems arise.

Schließlich ist aus der französischen Patentschrift 849 452 eine Kupplung bekannt, bei der mehrere Wellen von einem gemeinsamen Antrieb aus angetrieben werden sollen, so daß eine Beschleunigung der einen angetriebenen Welle keine Verzögerung der anderen mit sich bringen soll, und bei der auch der Motor von einer vorlaufenden angetriebenen Finally, from the French patent 849 452 a clutch is known in which several shafts are to be driven by a common drive, so that an acceleration of the one driven shaft should not bring about a deceleration of the other, and in which the motor of a leading driven

Welle mitgenommen werden soll.Wave should be taken.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die antreibende Welle abgebremst bzw. blockiert wird, wenn das an der ange-In contrast, it is the object of the present invention to provide a coupling of the type mentioned at the beginning To create a way in which the driving shaft is braked or blocked when the triebenen Welle verlangte Drehmoment (Bremsmoment) einen vorgegebenen Wert übersteigt.driven shaft the required torque (braking torque) exceeds a specified value.

Diese Aufgabe wird durch eine Kupplung der eingangs genannten Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß nur zum Stillsetzen der antreibenden Welle beim Überschreiten eines vorgegebenen Bremsmomentes an der angetriebenen Welle die Klemmrollen, die unter einer radial einwärts gerichteten, die auf die Klemmrollen wirkenden Fliehkräfte übersteigenden Kraft von Blattfedern in Anlage an This object is achieved by a coupling of the type mentioned, which is characterized in that the pinch rollers, which under a radially inwardly directed centrifugal forces acting on the pinch rollers, exceed the centrifugal forces acting on the pinch rollers , only to stop the driving shaft when a predetermined braking torque is exceeded on the driven shaft Force of leaf springs in plant

ao mit der antreibenden Welle umlaufenden Blockierflächen gehalten sind, mit der sie mit geringem Abstand umschließenden Bremsfläche eines feststehenden Gehäuseabschnittes zusammenwirken.ao with the driving shaft rotating blocking surfaces are held with the braking surface of a stationary housing section enclosing them at a small distance cooperate.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is described below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawings explained in more detail.

F i g. 1 zeigt schematisch im Längsschnitt eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung; F i g. 1 shows schematically in longitudinal section an embodiment of the device according to the invention;

Fi g. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 im Schnitt gemäß Linie H-II in dieser Figur, wobei das Blockiersystem in der Freigabestellung befindlich ist, undFi g. 2 shows the device according to FIG. 1 in section along line H-II in this figure, the blocking system being in the release position, and

F i g. 3 ist ein Schnitt ähnlich der Darstellung nach F i g. 2, jedoch mit blockierter antreibender Welle.F i g. 3 is a section similar to that of FIG. 2, but with blocked driving shaft.

In der Ausführungsform geir'üß F i g. 1 umfaßt die Vorrichtung eine antreibende Welle 101. die in Lagern 102 und 103 gelagert ist, welche in Gehäuseabschnitten 104 bzw. 105 angeordnet sind, die mittels Schrauben an dem mittleren Gehäuseabschnitt 106 angeschraubt sind.In the embodiment shown in FIG. 1, the device comprises a driving shaft 101 which is mounted in bearings 102 and 103 which are arranged in housing sections 104 and 105 , respectively, which are screwed to the central housing section 106 by means of screws.

Die antreibende Welle 101 dreht über einen Keil 107 ein Antriebsglied 108, das mit einem schrägen und symmetrischen Nocken 109 versehen ist, der hier vorspringend ausgebildet ist. Dieser Nocken 109 steht normalerweise vollkommen mit einem komplementären Nocken 110 am Ende eines rohrförmigen Kupplungsstückes 111 in Eingriff, das konzentrisch zur antreibenden Welle 101 angeordnet ist und an seinem anderen Ende ein konisches Ritzel 112 umfaßt, das beispielsweise dauernd im Eingriff steht mit einem Kegelrad 113, das auf eine angetriebene Welle 114 aufgebracht ist und über diese über nicht dargestellte Mittel mit einem angetriebenen Organ verbunden ist.The driving shaft 101 rotates via a wedge 107 a drive member 108 which is provided with an inclined and symmetrical cam 109 , which is formed protruding here. This cam 109 is normally completely in engagement with a complementary cam 110 at the end of a tubular coupling piece 111 which is arranged concentrically to the driving shaft 101 and at its other end comprises a conical pinion 112 which, for example, is permanently in engagement with a bevel gear 113, which is applied to a driven shaft 114 and is connected via this to a driven member via means not shown.

Das Kupplungsstück 111 endet in einer ringförmigen Verlängerung 115 (s. auch Fig. 2 und 3) mit beispielsweise gefrästen Ausnehmungen 116, in denen sich Rollen 117 befinden. Das Kupplungsstück 111 liegt in Axialrichtung an einer Distanzscheibe 118 an, die auf der antreibenden Welle 101 befestigt ist. Es wird gegen diese Distanzscheibe mittels einer Druckfeder 119 gedrückt, die einerseits an einem Bund des Antriebsgliedes 108 und andererseits an einem Anschlag 120 anliegt, der seinerseits an einer Distanzscheibe 121 anliegt. Die Druckfeder 119 ist passend bemessen, so daß die schrägen Nocken 109 und 110 nur dann außer Eingriff kommen, wenn dasThe coupling piece 111 ends in an annular extension 115 (see also FIGS. 2 and 3) with, for example, milled recesses 116 in which rollers 117 are located. The coupling piece 111 rests in the axial direction on a spacer disk 118 which is fastened on the driving shaft 101. It is pressed against this spacer disk by means of a compression spring 119 which, on the one hand, bears against a collar of the drive member 108 and, on the other hand, bears against a stop 120 , which in turn bears against a spacer disk 121 . The compression spring 119 is appropriately sized so that the inclined cams 109 and 110 only disengage when the

auf das Kupplungsstück IXX einwirkende Bremsmoment einen bestimmten Wert überschreitet.Braking torque acting on the coupling piece IXX exceeds a certain value.

Die Vorrichtung umfaßt schließlich einen Nocken 122, der konzentrisch bezüglich der antreibenden Welle XOl angeordnet und mit dieser drehfest mittels S eines Keils 123 verbunden ist. Der Nocken X22 befindet sich im Inneren der ringförmigen Verlängerung 1X5, in der das Kupplungsstück IH endet. Der Nocken X22 umfaßt Blockierflächen XI4, die beispielsweise eben sind und normalerweise senkrecht zur Achse der Ausnehmungen XX6 orientiert sind. Die Rollen XX7 werden gegen diese Blockierflächen in deren Mitte mittels Blattfedern X25 gedrückt, die mittels Schrauben X26 an der ringförmigen Verlängerung XI5 befestigt und so dimensioniert sind, daß sie die Zentrifugalkraft zu überwinden vermögen, der jede Rolle während der Umdrehung der antreibenden Welle 101 unterworfen ist.The device finally comprises a cam 122 which is arranged concentrically with respect to the driving shaft XO1 and is connected to it in a rotationally fixed manner by means of a wedge 123 . The cam X22 is located inside the annular extension 1X5 in which the coupling piece IH ends. The cam X22 comprises blocking surfaces XI4, which are for example flat and are normally oriented perpendicular to the axis of the recesses XX6. The rollers XX7 are pressed against these blocking surfaces in their center by means of leaf springs X25 , which are fastened to the annular extension XI5 by means of screws X26 and are dimensioned so that they are able to overcome the centrifugal force to which each roller is subjected during the rotation of the driving shaft 101 .

Solange die Nocken 109 und 110 des Antriebsgliedes 108 und des Kupplungsstückes 111 vollständig ao im Eingriff sind, existiert zwischen den Rollen 117 und der Innenwandung einer festen mit den Gehäuseabschnitten 104 und 106 verbundenen Schale 127 ein gewisses Spiel von einigen Zehntelmillimetern gegenüber dem benachbarten Gehäuseabschnitt 128. Die gesamte Baugruppe kann sich deshalb frei drehen, ohne daß die Rollen 117 dauernd an der Innenwandung der Schale 127 in Reibungseingriff kommen, wodurch Verschleißproblcme stark gemindert werden.As long as the cams 109 and 110 of the drive member 108 and the coupling piece 111 are fully engaged, there is a certain play of a few tenths of a millimeter between the rollers 117 and the inner wall of a fixed shell 127 connected to the housing sections 104 and 106 with respect to the adjacent housing section 128. The entire assembly can therefore rotate freely without the rollers 117 continuously coming into frictional engagement with the inner wall of the shell 127, which greatly reduces wear problems.

Wenn jedoch das Bremsmoment auf die angetriebene Welle den vorgegebenen Wert übersteigt, der von der Abschrägung der Nocken 109 und 110 und der Kraft der Feder 119 abhängig ist, gelangen die Nocken 109 und 110 außer Eingriff, und das Kupplungsr,tück 111 wird je nachdem sofort gestoppt oder gebre./ist und kommt in Nacheilung bezüglich der antreibenden Welle 101. Sobald diese relative Nacheilung, die in F i g. 3 erkennbar ist, auftritt, verschieben sich die Blockicrflächen 124 in Schrägstellung bezüglich ihrer vorherigen Normallage unter Auslenkung der Rollen 117. welche — wie oben erläutert wurde — sich im Intern der Ausnehmungen 116 befinden. Wenn die Nacheilung einen so großen Wert erreicht, daß sie das Spiel überwiegt, gelangen die Rollen in Kontakt mit der Innenwandung der Schale 127. However, if the braking torque on the driven shaft exceeds the predetermined value, which is dependent on the bevel of the cams 109 and 110 and the force of the spring 119, the cams 109 and 110 disengage and the clutch piece 111 is immediately stopped or used / is and is lagging with respect to the driving shaft 101. As soon as this relative lag, which is shown in FIG. 3, occurs, the blocking surfaces 124 shift in an inclined position with respect to their previous normal position, with the deflection of the rollers 117, which - as explained above - are located in the interior of the recesses 116. When the lag becomes so great that it outweighs the play, the rollers come into contact with the inner wall of the shell 127.

Wenn in dem Augenblick, in dem dieser Kontakt erfolgt, die Tangentebenen, welche durch die Mantellinien 129 und 130 verlaufen, unter denen die Rollen 117 einerseits an der Schale 127, andererseits an den Blockierflächen 124 anliegen, miteinander einen Winkel von etwa 10° einschließen (ein Wert, den man leicht erreichen kann durch entsprechende Ausbildung des Spiels 128), so erreicht man ein augenblickliches Blockieren der antreibenden Welle 101 durch Verklemmen in der Schale 127 der Rollen 117 unter der Wirkung der Blockierflächen 124 und des Nockens X22, der drehfest mit der antreibenden Welle XOX verbunden ist.If, at the moment when this contact occurs, the tangent planes which run through the surface lines 129 and 130 , under which the rollers 117 rest on the one hand on the shell 127 and on the other hand against the blocking surfaces 124 , enclose an angle of about 10 ° with one another ( a value that can easily be achieved by appropriate design of the game 128), you achieve an instantaneous blocking of the driving shaft 101 by jamming in the shell 127 of the rollers 117 under the action of the blocking surfaces 124 and the cam X22, which rotates with the driving shaft XOX is connected.

Wenn diese antreibende Welle beispielsweise von einem Steuerblock mit einer Anordnung gesteuert wird, wie sie in Fig. 1 u.id 2 des Patents 1 7iO 278 dargestellt ist, so ruft die Überlastung, die sich im Augenblick des Blockierens d:r antreibenden Welle ergibt, auf die Verbindung mit dem Steuerblock eine Entkupplung des Antriebes vorn Kiemmrollengesperretyp dieses Steuerblocks hervor. Wenn der Steuerblock nur mit einer Reibungskupplung-Drehmomentbegrenzung versehen ist, so fängt die Reibungskupplung an zu gleiten, sobald die Verbindung blockiert wird.If this driving shaft is controlled, for example, by a control block with an arrangement as shown in Figs. 1 and 2 of patent 1,710,278 is shown, so calls the overload that is at the moment of blocking the driving shaft results, on the connection with the control block, a decoupling of the drive from the Kiemmrollegesperretyp this control block. If the control block only has a friction clutch torque limiter is provided, the friction clutch begins to slide as soon as the connection is blocked will.

Der umgekehrte Betrieb bleibt immer möglich, da. sobald die antreibende Welle 101 im umgekehrten Drehsinne angetrieben wird, die Blockierflächen 124 die Rollen 117 wieder freikommen lassen, womit der Klemmeffekt beseitigt wird und die schrägen Nocken 109 und 110 in ihre normale Stellung ohne Nacheilung und wieder in Eingriff gelangen.The reverse operation is always possible, there. once the driving shaft 101 is reversed Direction of rotation is driven, the blocking surfaces 124 let the rollers 117 come free again, whereby the Clamping effect is eliminated and the inclined cams 109 and 110 in their normal position without lag and get back into engagement.

Man erkennt, daß bei dieser Aufführungsform die Rollen il7 nur dann in Kontakt mit der Innenwandung der Schale 127 gelangen, wenn das geforderte Drehmoment einen vorgegebenen Wert übersteig;, und daß die antreibende Welle dabei plötzlich bezüglich des Ritzels 112 phasenverschoben wird; die Rollen verklemmen sich demgemäß mit der Innenwandung der Schale, während der Nocken 122 ebenfalls phasenverschoben seine Klemmwirkung ausübt und damit eine augenblickliche Auskupplung der antreibenden Welle 101 hervorzurufen vermag.It can be seen that in this embodiment the rollers il7 are only in contact with the inner wall the shell 127 arrive when the required torque exceeds a predetermined value; and that the driving shaft is suddenly shifted in phase with respect to the pinion 112; the roles accordingly jam with the inner wall of the shell, while the cam 122 likewise out of phase, exerts its clamping effect and thus an instantaneous disengagement of the driving force Wave 101 is able to cause.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Coupling between a driving and a driven shaft with a coupling piece, which is arranged concentrically on the outside of the driving shaft and is connected to this via a cam arrangement which is under the action of a compression spring, and a clamping roller lock which, when there is relative rotation between the coupling piece and the driving shaft Shaft can be actuated and comprises recesses in a section of the coupling piece, characterized in that the pinch rollers (117), which are under a radially inward direction, are only used to stop the driving shaft (101) when a predetermined braking torque is exceeded on the driven shaft (114) , ciie force exceeding centrifugal forces acting on the pinch rollers are held by leaf springs (125) in contact with blocking surfaces (124) rotating with the driving shaft, with which they cooperate at a small distance enclosing braking surface of a stationary housing section (128) .