DE2243333A1

DE2243333A1 - Drehmomentbegrenzer

Info

Publication number: DE2243333A1
Application number: DE2243333A
Authority: DE
Inventors: George Roderick Derha Braggins; Donald Humphrey Pooley
Original assignee: Wellman Bibby Co Ltd
Current assignee: Wellman Bibby Co Ltd
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1972-09-02
Publication date: 1973-04-12
Also published as: IT974953B; JPS4842242A; GB1404759A; FR2155346A5; ZA725936B; US3835973A

Description

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THE.WELLMAN BIBBY COMPANY LIMITED, London S.W. Ϊ, England

Drehmomentbegrenzer

Die Erfindung betrifft einen Drehmomentbegrenzer, mit dem ein Drehmoment zwischen zwei koaxialen Kupplungsteilen mittels wenigstens eines Wälzkörpers übertragbar ist, der in einem Durchbruch des einen Kupplungsteiles angeordnet ist, wobei der Wälzkörper sich im eingerückten Zustand in einer Lagerung des anderen Kupplungsteiles befindet und sich bei Überlastung der Kupplung gegen eine elastische Vorspannung aus der Lagerung bewegt. Mit diesem Drehmomentbegrenzer ist eine automatische und vollständige Entkupplung gegeben,wenn .die Drehmomentbelastung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

Beispielsweise aus der britischen Patentschrift 899-676 ist sin Drehmomentbegrenzer bekannt, der ein äußeres Kupplungsteil enthält, das Walzen aufweist, die in axialen Nuten des Kupplungsteiles angeordnet sind. Im eingerückten Zustand der Kupplung befinden sich die Walzen in axialen Kerben eines inneren Kupp-

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lungsstückes und werden mit Federsprengringen oder mit Sprengringen in ihren Lagerungen gehalten, solange das Drehmoment unter einem vorgegebenen Grenzwert bleibt.

Bei dem bekannten Drehmomentbegrenzer ist problematisch, daß nach einer Drehmomentüberlastung, die ein Ausrücken der Kupplung bewirkt, das Gerät dauernd zurückstellt, da die Walzen zu ihren Lagerungen zurückkehren, wodurch die Walzen erneut der überlastung ausgesetzt werden. Dieses Hämmern bewirkt eine beträchtliche Abnutzung der Bauteile·

Es besteht die Aufgabe, einen Drehmomentbegrenzer so auszugestalten, dass er eine vollständige Entkupplung bei Überlastung gewährleistet und schnell zurückstellbar ist, ohne dass man hierzu grosse Kräfte benötigt.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelost, dass der Wälzkörper durch eine Nockenfläche eines Verriegelungsteils in der Lagerung gehalten ist und dass sich, bei überlastung der Verriegelungsteil in Umfangsrichtung entgegen der elastischen Vorspannung dreht und dabei der Wälzkörper aus der Lagerung heraus- und in den Durchbruch hineingleitet·

Vorzugsweise erfolgt der Antrieb an dem mit wenigstens einem Durchbruch versehenen Kupplungsteil·

Im folgenden wird der erfindungsgemässe Drehmomentbegrenzer beispielhaft anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Es

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zeigt:

Figur 1 teilweise im Schnitt einen erfindungsgemässen Drehmomentbegrenzer;

Figur 2 teilweise im Schnitt eine Ansicht in !Richtung der Pfeile II-II der Figur 1, wobei sich die obere Half te im eingerückten und die untere Hälfte im ausgerückten Zustand befindet;

Figur 3 einen Schnitt durch die Achse eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Drehmomentbegrenzers;

Figur 4- teilweise im Querschnitt eine Seitenansicht des Drehmomentbegrenzers nach Figur 3» wobei sich die obere Hälfte im eingerückten und die untere Hälfte im ausgerückten Zustand befindet.

In beiden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemässen Drehmomentbegrenzers besitzt ein erstes Kupplungsteil 1 mehrere axiale Kerben oder Lagerungen 2 an seiner Außenfläche. Ein zweites Kupplungsteil 3t das koaxial zum ersten Kupplungsteil 1 ist, führt mehrere zylindrische Antriebswalzen A, die in axialen Durchbrüchen 5 gleiten. Diese Durchbrüche 5 sind radial in dem zweiten Kupplungsteil 3 angeordnet. Im eingerückten Zustand der Kupplung greift jede der Walzen 4- in eine der Lagerungen 2 des Kupplungsteils 1 ein, wodurch ein Drehmoment vom einen auf das andere Kupplungsteil übertragen wird. Das Kupplungsteil 3 und ein an ihm befestigter Flansch 6 lauft mit einer Lagerbuchse 7 auf dem Kupplungsteil 1.

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Die Antriebswalzen 4 werden in ihren Lagerungen 2 mittels Nockenflächen gehalten, die mit zylindrischen Verriegelungswalzen 8 gebildet sind, die von einem Verriegelungsteil 9 getragen werden. Jede Verriegelungswalze 8 ist drehbar in einer Einsenkung 10 des Verriegelungsteiles 9 angeordnet und ist um einen Winkel θ relativ gegenüber einer Antriebswalze 4 versetzt. Bei Überlastung werden die Antriebswalzen 4 aus ihren axialen Lagerungen 2 herausgedrückt und in radialer Richtung in die Durchbrüche 5 hineingepreßt, wodurch eine Seitwärtsbewegung der Verriegelungswalzen 8 erzwungen wird. Das Verriegelungteil 9 führt dabei eine kleine Drehbewegung in der Richtung A aus, wodurch im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 mehrere Arretierungskugeln 11 aus ihren Lagerungen 12 in einem anderen Abschnitt des Kupplungsteiles 3 herausbefördert werden. Die Arretierungskugeln 11 sind mit Federn 13 in ihre Lagerungen hineingedrückt.

Mehrere Kugeln 14 werden durch die Schrägfläche eines schraubbaren Justierringes 15 radial nach innen gedruckt. Die Federkraft kann durch Drehen des Justierringes 15 eingestellt werden. Um ein Lösen des Ringes 15 während des Betriebes zu vermeiden, ist eine Verriegelungsnut in die Schrägfläche eingeschnitten, in die eine der Kugeln 14 eingreift. Es stellte sich heraus, dass ein dünner Überzug aus konsistentes Fett enthaltendem Molyböän-Disulfid auf den bewegten Teilen des Kupplungsmechanismus eine vollständige und geschmeidige Entkupplung bei Überlastung sicherstellt. Mit einem Haltering 17,

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der mit Schrauben 17' am Kupplungsteil 3 befestigt .ist, wird verhindert, dass dieser Kupplungsteil vom Kupplungsteil 1 herunt e rrut s cht.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 und 4 wird der Drehbewegung des Verriegelungsteiles 9 durch zwei sich gegenüberliegende Kurvenflächen Widerstand entgegengesetzt, die die Form von Kugeln 18 und 19 besitzen. Ein Satz von Kugeln 18 wird von dem Verriegelungsteil 9 und ein zweiter Satz von Kugeln 19 wird von dem Flansch 6 des Kupplungsteiles 3 getragen. Durch die Kraft von Federn 21, die in axialen Einsenkungen 22 um die Achse der Kupplung angeordnet sind, wird das Hinweglaufen einer Kugel 18 über eine Kugel 19 erschwert. Eine Kugel 23 am Ende jeder Feder 21 drückt gegen einen Justierring 24, der gedreht werden kann und mit dem der Grenzwert der Drehmomentbelastung der Kupplung eingestellt werden kann. Ein Lösen des Justierringes. 24 während des Betriebes kann entweder mittels einer Wut, die in der Nähe einer Kugel 23 in der Fläche des Ringes angebracht ist, oder mit einem Gewindestift 27 verhindert werden.

Bei überlastung laufen die Kugeln 18 und 19 o'ecLes Kugelpaares auf den höchsten Punkt der zugehörigen anderen Kugel in eine Stellung, in der die gemeinsame Achse jedes Kugelpaares parallel zur Kupplungsachse ist. Das Kupplungsteil 3 und das Verriegelungsteil 9 rotieren dann zusammen. Das Verriegelungsteil 9 bewegt sich nach links (Figur 3) gegen die Federkraft und bewegt einen Flansch 25 mit sich. Mit der Bewegung des Flansches 25 kann ein nicht gezeigter Mikroschalter oder ein anderes nicht

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— ο —

gezeigtes Anzeigegerät für die Überlastung ausgelöst werden.

Eine weitere Drehung des Verriegelungsteiles 9 durch die Überlastung wird dadurch verhindert, dass das Verriegelungsteil an Anschlägen 26 des Kupplungsteiles 3 anschlägt, die in der Nähe der radialen Durchbrüche 5 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind die Anschläge 26 als Schrägflächen ausgebildet.

Um nach der Entkupplung bei Überlastung die Kupplung wieder einzurücken ist das Verriegelungsteil 9 in Richtung des Pfeiles B mittels eines Drehstiftes zu drehen, der in eine der Einsenkungen 28 einzusetzen ist.

Falls ein hohes Anfangsdrehmoment benötigt wird, kann ein Bremsband oder Bremsring um die Peripherie des Verriegelungsteiles 9 so gelegt werden, dass das durch die Reibung entstehende Drehmoment die Verriegelungswalzen 8 fest gegen die Antriebswalzen 4- drückt. Bei Erreichen der Arbeitsgeschwindigkeit wird das Bremsband gelöst und die Kupplung wirkt bei Überlastung in der beschriebenen Weise. Soll die Drehrichtung umgekehrt werden, so kann ebenfalls ein Bremsband oder ein Bremsring benützt werden, um die Kupplung während des Betriebes auszurücken. Die beschriebene Bremswirkung kann auch mittels einer mit Luft, öl oder mechanisch betriebenen Scheibenbremse erhalten werden. Falls die Dauer eines hohen Anfahrdrehmoments äußerst kurz ist, kann die Kupplung für kurze Zeit auch dadurch vom Ausrücken abgehalten werden, dass die Masse des Verriegelungsteiles 9 vergrössert wird, wobei die Rotationsrichtung entsprechend

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auszirwänlen ist·

Die Vorrichtung kann auch als Trennkupplung arbeiten, wenn man das Verriegelungsteil 9 mittels eines Drehstiftes in eine geeignete Richtung dreht, der in eine Einsenkung 28 eingesetzt ist. Um zu verhindern, dass die Kupplung in einer anderen als einer vorgegebenen Winkelstellung ausrückt, kann eine Hut im Kupplungsteil 1 zusammen mit einer Antriebswalze 4- und einer Verriegelungswalze 8 weggelassen werden.

Beim erfindungsgemassen Drehmomentbegrenzer können auch Kugeln anstelle der Walzen 4· und 8 eingesetzt werden. Dabei sind für die Antriebskugeln 4- Bohrungen im Kupplungsteil 3 vorzusehen, durch die die Kugeln gleiten können. Bei dieser Ausführungsform können die Nockenflächen 8 von Kugeln oder Walzen gebildet sein·

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Claims

Patent(Schutζ)-Ansprüche

( 1.!Drehmomentbegrenzer, mit dem ein Drehmoment zwischen zwei koaxialen Kupplungsteilen mittels wenigstens eines Walzkörpers übertragbar ist, der in einem Durchbruch des einen Kupplungsteiles angeordnet ist, wobei der Wälzkörper sich im eingerückten Zustand in einer Lagerung des anderen Kupplungsteiles befindet und sich bei überlastung der Kupplung gegen eine elastische Vorspannung aus der Lagerung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (4-) durch eine Nockenfläche (8) eines Verriegelungsteiles (9) in der Lagerung (2) gehalten ist, und dass sich bei überlastung der Verriegelungsteil in Umfangsrichtung entgegen der elastischen Vorspannung (21) dreht und dabei der Wälzkörper aus der Lagerung (2) heraus- und in den Durchbruch. (5) hineingleitet.
2. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb an dem mit wenigstens einem Durchbruch (5) versehenen Kupplungsteil ($) erfolgt.
3. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Wälzkörper (4-) um die Achse des Drehmomentbegrenzers verteilt sind und dass das Verriegelungsteil (9) ein Ring ist, dessen radiale Anordnung durch das Zusammenwirken feiner Nockenflächen (8) und der Wälzkörper festgelegt ist.

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4-. Drehmomentbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die iiockenf lache (8) durch einen Wälzkörper gebildet ist, der in einer Einsenkung (10) des Yerriegelungsteils (9) gehalten ist.
5« Drehmomentbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung zwischen dem mit wenigstens einem Durchbruch (5) versehenen Kupplungsteil (3 ) und dem Yerriegelungsteil (9) begrenzt ist«,
6. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung durch Anschläge (26) des Kupplungsteils (3) eingeschränkt ist,
7. Drehmomentbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (4) Walzen sind.
8. Drehmomentbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsteil (9) mittels einer axial gerichteten Federkraft und zwei Kurvenflächen ("18, 19) federnd vorgespannt ist, von denen eine am Verriegelungsteil (9) und die andere am mit wenigstens einem Durchbruch (5) versehenen Kupplungsteil (3) angeordnet ist, wobei die beiden Kurvenflächen gegeneinander gepresst sind, um eine Relativbewegung zwischen dem Verriegelungsteil (9) "und dem Kupplungsteil (3) bei einem Drehmoment zu verhindern» das kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist.

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9. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 8, dadurch Gekennzeichnet, dass die axial gerichtete Federkraft durch Federn (21) erzeugt wird, die sich in axialen Einsenkungen (22) des Verricßelungsteiles (9) befinden,
10. Drehmomentbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsteil (9) mittels Federn (13) elastisch vorgespannt ist, die in radialen Einsenkungen des Verriegelungsteiles (9) angeordnet sind,, und dass jede Feder auf eine Kugel (11) wirkt_t die sich im eingerückten Zustand in einer Lagerung (12) dts mit wenigstens einem Durchbruch (5) versehenen Kupplungsteil®s (3) befindet.

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