DE2257074A1

DE2257074A1 - Drehmoment-begrenzungs-kupplung

Info

Publication number: DE2257074A1
Application number: DE2257074A
Authority: DE
Inventors: Jean Gaillochet
Original assignee: MARINONI
Current assignee: MARINONI
Priority date: 1972-02-07
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1973-08-16
Also published as: DE2257074B2; FR2171576A5; JPS5246585B2; DE2257074C3; JPS4891448A; US3837451A; GB1387360A

Description

L)X- ehmom ent -B e gr enzung s -Kupp lung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmöment-Begrenzungs-Itupplung, im besonderen eine Auslösungs-Index-Drehmoment-Begrenzungslorpplung. · . ■

Die Drehmoment-Begrenzungslcupplungen" sind Geräte, die dafür bestimmt sind, eine von einem Motor angetriebene haschine
zu schützen, wenn diese Maschine sich mechanisch festfährt. Sie sind auf der Welle montiert, die den Motor mit' der angetriebenen Haschine verbindet und sie begrenzen das Drehmoment auf einen vorher eingestellten Wert, der zwischen dem Drehmoment bei normalem Betrieb der angetriebenen Maschine und" dem Drehmoment liegt, bei dem die angetriebene Maschine oder die Verbindungswelle oder der Motor selbst Schaden erleiden würde. - - ~ ..

Sie gliedern sich in zwei große Klassen auf:

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-■ Drehmoment-üegrenzun^svorrichtungen, die im i'alle der Überbelastung und während der ganzen Dauer der Überbelastung fortfahren das vorher eingestellte Drehmoment weiter' zu übertragen. Das ist der i'all "bei Drehmoment-üegi*ensungs~ vorrichtungen, die-mit Keibung, mit einer elektrischen Wirbelstrüme oder mit einer hydraulischen Kupplung arbeiten,

- Auslösungsdrehmoment-Begrenzungsvorrichtungen, die ein.automatisches Auskuppeln erzeugen, sobald das zu übertragende Drehmoment den vorher eingestellten Wert" übersteigt, und die das angetriebene Teil vollkommen vom hctor trennen.

Diese Drehmoment-Begrenzungsvorrichtungen erfordern nach einen Betrieb eine Neuarmierung, um ein neues Einkuppeln zu veranlassen.

Es soll außerdem vermerkt werden, daß die Drehmoment-Begrenzungsvorrichtungen vom ersten Typ im allgemeinen empfindlich sind für leichtes Kutschen bei mittleren Drehmomenten, die niedrig sind gegenüber dem,vorher eingestellten Drehmoment, während sich die zweiten überhaupt nicht rutschen.

Ein anderer Unterschied ist, daß die Dr ehnioni ent-Begrenzung svorrichtungen vom ersten Typ im allgemeinen die Wellen ohne Ortsbestimmung miteinander verbinden, d. h. in einer beliebigen relativen Wini, elposition, während die zweiten im allgemeinen nur eine begrenzte Anzahl von relativen Winkelpositionen für das Einkuppeln besitzen; man sagt, daß sie vom Indextyp sind. Sie können sogar so beschaffen sein, nur einmal pro Umdrehung einzukuppeln.

Auslose-Index-Die/DrehmoEient-ßegrenzungsvorrichtungen bestehen aus zwei gegenüberstehenden Scheiben, wobei die eine mit der Iiotorwelle

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und die andere ait der Abtriebs welle drelif est verbunden ist. ' -'" ν "■""-■:

Liese beiden Scheiben besitzen, auf ihren gegenüberliegenden Flächen ineinandergreifende Konipleiiieiitäre Formen (Kugeln auI der einen Scheibe, konische Schalen auf der anderen oder ive^elstumpfräder derart, daß eine relative Winkelbewegung ■ dieser beiden Scheiben eine relative Längsbewegung der einen Scheibe bezüglich der anderen bewirkt.

Im allgemeinen ist die eine der beiden Scheiben verschiebbar auf ihre Welle montiert, und drückt durch eine Feder gegen die andere Scheibe. - ..."""' . "

Die itegelung des zu übertragenden Drehmoments geschieht dadurch, daß die Länge des Raumes der Feder oder der Federn verändert wird. Verschiedene mechanische Mittel erlauben, die bewegliche Scheibe in der'ausgekuppelten Stellung festzuhalten, um nach einer Überbelastung ^eden neuen Eontakt . der Teile, die das Drehmoment übertragen, zu verhindern.

Die Feder wird manchmal von einem konischen Sprengring gebildet (Belleville-Scheibe), dessen Gleichgewichtsstellung (ebene Scheibe) vor dem vollständigen Auskuppeln überschritten wird, um welcher folglich im Falle einer Überbelastung plötzlich von der normalen konischen Stellung in die entgegengesetzte leonische Stellung übergeht. "

Anaere hechanisraen arbeiten mit Kniegelenk und Feder, um eine der .Scheiben"bistabil zu machen: eine stabile eingekuppelte Stellung und eine andere ausgekuppelte mit einem plötzlichen 'übergang von der" einen in die andere.

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Man kennt auch elektromagnetische Kupplungen mit gegenüberliegenden Verzahnungen, bei denen ein magnetisches i'eld, das durch einen elektrischen Strom aufgebaut wird, die beiden Scheiben in Kontakt hält, während eine schwache l⁽¹eder sie zu trennen versucht. Bei einem Überdrehmoment entfernen sich die beiden in Kontakt befindlichen Scheiben voneinander, die Kraftlinien verlängern sich und erzeugen eine Änderung des magnetischen Widerstandes und folglich eine Änderung der Intensität in der Erregerspule. Diese Änderung der Intensität, die durch einen geeigneten elektrischen Schaltkreis festgestellt wird, unterbricht die Anregung der Spule, und die Verbindung ist ausgekuppelt.

Schließlich kann man noch die Drehmoment-Begrenzungsvorrichtungen mit magnetischem Pulver anführen, die ein Pulver enthalten, das die Motorwelle und die Abtriebswelle unter dem Einfluß eines magnetischen Feldes, das von einer Spule oder einem Permanentmagneten erzeugt wird, fest verbindet.

Gemäß der Erfindung sind Permanentmagnete dafür vorgesehen, um die Längsbewegung des beweglichen Teils so lange zu kompensieren, wie ihre auf das bewegliche Teil ausgeübte Anziehungskraft überwiegt. Das Jb'eld der Magnete ist in der Stellung "eingekuppelt" ebenso wie in der Stellung "ausgekuppelt" geschlossen, und außerdem ist eine Steuerung vorgesehen, um die Längs-.verschiebung des beweglichen Teils zu erlauben für eine absichtliche Auslösung oder für eine Neuarmierung nach einer absichtlichen Auslösung oder einer Auslösung wegen Überbelastung.

Die Magnete sind vorteilhaft in einem abgeschlossenen Kaum untergebracht.

In einer Ausführungsform geniäß der Erfindung hat das bewegliche Teil die Form eines Gehäuses und umschließt eine fest mit der

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Motorwelie verbundene Scheibe, die die Permanentmagnete trägt, und das Feld dieser Magnete ist in. den zwei Stellungen "eingekuppelt" und "ausgekuppelt" durch eine der inneren Oberflächen des Gehäuses oder durch die andere geschlossen. ".

Die Magnete zeigen auf den beiden Oberflächen der Scheibe, die sie trägt, abwechselnd Kord- und Südpole.

Getrennte Scheibshen, die von einer der inneren Oberflächen des Gehäuses getragen werden und deren Zahl gleich der der Magnete ist, schließen das PeId dieser Magnete in der Stellung "eingekuppelt". ■

Die Winkelposition der Scheibchen bezüglich der Magnete kann geregelt werden.

Flexible Lamellen sind vorgesehen, um die Motorwelle und das bewegliche Teil.drehfest zu verbinden« · ·

Die oben genannten Vorschriften bewirken vor allem folgende Vorteile: ■:'■■·'"

Das System ist unabhängig, esjerfordert keine elektrische Versorgung.

Die miteinander zusammenarbeitenden magnetischen Oberflächen sind in einem abgeschlossenen Raum -untergebracht und jeder unerwünschte Luftspalt, welcher durch Anhäufung von Spanen oder Fremdkörpern hervorgerufen wird, wird somit.vermieden.

Das schnelle Abnehmen der Kraft bei einem Luftspalt ermöglicht es, ein sehr plötzliches und schnelles Auskuppeln zu erreichen.

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Der Drehantrieb des beweglichen Teils, der durchaus eine Längsverschiebung erlaubt, ist ohne Reibung durch flexible Lamellen gewährleistet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung deutlich; in dieser zeigt:

Fig. 1 und 2 in zwei verschiedenen Betriebsstellungen Querschnitte einer Auslöse-Index-Drehmoment-Begrenzungskupplung

Fig. 3 eine Detailansicht, die vor allem zwei der Magnete zeigt, welche von einer Scheibe getragen werden, die im. "beweglichen Gehäuse eingeschlossen ist und

Fig. A- eine Vorderansicht der Verbindungslamellen.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Motorwelle 1 mit Abtriebswelle 2 zu verbinden, wobei die Rotation ohne lutschen und nur in einer einzigen Winkelposition sichergestellt ist. Sie erlaubt nach Belieben manuelles Ein- und Auskuppeln der Abtriebswelle, ebenso wie auch das automatische Auskuppeln im Falle eine· übermäßigen Drehmomentes.

Die Welle Λ trägt eine verkeilte Scheibe 3* welche mittels Mitnahmebolzen 4, die mit ihr, verbunden sind, über metallische Lamellen 5 Bolzen 6 antreibt, die fest verbunden sind mit zwei miteinander zusammengebauten Teilen 7 und 8. Der das Gehäuse bildende Komplex 7-8 hat wegen der Biegsamkeit der Lamellen also eine Möglichkeit zur LängsverSchiebung. Andererseits*ist das Gehäuse 7-8 während der Rotation fest mit der Welle 1 verbunden.

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Das Teil 8 "besitzt auf seiner äußeren Oberfläche Bohrungen 9, die Kugeln 10 enthalten, die durch Stellschrauben 11 in konische Öffnungen 12 gedruckt werden, welche sich in einer fest mit der Abtriebswelle 2 verbundenen Scheibe 13 befinden.

Eine Scheibe 14 aus nichtmagnetischem Material, die fest mit der Motorwelle 1 verbunden ist, trägt Magnete 15j die Weicheisenscheibchen 16 anziehen, die von einem nichtmagnetischen Rahmen 17 getragen werden, welche in einem auf der inneren Oberfläche,des Teils 7 angeordneten Einschnitt 7a angebracht ist. Der Hahmen 17 kann mittels der Schrauben 18, die durch im Teil '/ angebrachte Ganglöelier 19 hindurchgehen, zur Justierung bezüglich des Teils 7 von Hand gedreht werden.

Die Magnete 15 sind gemäß Fig. 3 derart angeordnet, daß sie auf den zwei Oberflächen der Scheibe 14 abwechselnd einen NorcL- und einen Südpol bilden.

Die Scheibchen 16, deren Zahl gleich der der Magnete ist, sind durch Rillen getrennt, die den Luftspalt bilden. Die Anordnung der Magnete 14 ist derart, daß das Gehäuse 7-8 gemäß Fig. 1 (eingekuppelte Stellung) nach linies oder gemäß Fig. 2 (ausgekuppelte Stellung) nach rechts gehalten werden kann. In der eingekuppelten Stellung (Fig.i) ist die Anziehungskraft der Magnete regelbar, indem man mit Hilfe der Schrauben 18 die Winkelposition der Scheibchen i(j bezüglich der Magnete 15 verändert. Diese Maßnahme zielt darauf, den magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises der Magnete und folglich ihre Anziehungskraft verstellbar zu machen.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Auslöse-lndex-Drehmoment-Begrenzers ist wie folgtt

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Das Drehmoment, aas zwischen den Wellen 1 und 2 übertragen werden soll, hat aufgrund des Kontaktes der Kugeln 10 in den konischen öffnungen 12 eine Kraft zur Folge, die entlang der Kotationsachse der Wellen und von der Welle 1 nach der Welle 2 gerichtet ist. Diese Kraft wird durch die Anziehungskraft zwischen den Magneten 15 und den Scheibchen 16 kompensiert, welche auf das Gehäuse 7-8 durch die Schrauben 18 übertragen •wird.

Solange die durch das übertragene Drehmoment verursachte Längskraft kleiner ist als die Anziehungskraft der Magnete, bleiben die Kugeln in den konischen öffnungen und übertragen das Drehmoment.

Wenn dagegen die durch das Drehmoment verursachte Längskraft die Anziehungskraft der Magnete übertrifft, verliert die Anordnung 16 den Kontakt mit den Magneten, die so dem Gehäuse 7-8 ' die Möglichkeit geben, sich nach rechts zu verschieben (wenn man Fig. 2 betrachtet), was bewirkt, daß die kleinen Kugeln 10 die konischen Öffnungen 12 verlassen und daß ausgekuppelt wird. Wenn der Hub des Gehäuses 7-8 vollendet ist, ziehen die Magnete 15 mit ihrer linken Oberfläche das Teil 8 an und halten es so in Stellung "ausgekuppelt" (Fig. 2).

Ein Bedienungshebel 20, der mit dem Kahmen 21 gelenkig verbunden und mit einer Laufrolle 22 abgeschlossen ist, erlaubt es, die Längsverschiebung des Gehäuses 7-8 in die Stellung "eingekuppelt" oder in die Stellung "ausgekuppelt" zu bewirken.

Nach einer absichtlichen Auslösung oder einer Auslösung durch ein au großes Drehmoment ist es notwendig, die Vorrichtung neu zu armieren, indem man mit Hilfe des Hebels 20 den Kontakt der

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ICugeln mit der Oberfläche des Teils 13 aufrechterhält, wobei die Welle 1 mit einer niedrigen Drehzahl angetrieben wird, bis die Kugeln 10 den Öffnungen 12 gegenüberliegen und somit das Wiedereinrücken der Kupplung bewirken.-

Man kann auch die Hollen der Motorwelle 1 und der Abtriebs-r welle 2 vertauschen. Weiter können die flexiblen Lamellen 5 durch jede andere Vorrichtung wie einen Gleitkeil, eine ausgekehlte Welle etc. ersetzt werden.

Claims

Patentansprüche

Drehmoment-Begrenzungskupplung vom Au si öse'-Indextyp mit zwei gegenüberstehenden Teilen, von denen das eine mit der Motor-, das andere mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist (die Hollen der hotorwelle und der Abtriebswelle können vertauscht werden) und welche auf ihren gegenüberliegenden Oberflächen komplementäre Formen besitzen, die ineinander eindringen, derart, daß «ine relative Winkelbewegung dieser beiden Teile eine relative Längsverschiebung eines der beiden Teile, das verschiebbar montiert ist, bezüglich des anderen erzeugt und mit Mitteln zum Kompensieren dieser Längsverschiebung, dadurch gekennzeichnet, daß Permanentmagnete (15) vorgesehen sind, um diese Kompensationsfunktion solange auszuüben, wie ihre auf das bewegliche Teil (7-8) auegeübte Anziehungskraft überwiegt, wobei das PeId dieser Magnete in in der Stellung "eingekuppelt" wie auch in der Stellung "ausgekuppelt" geschlossen ist und daß außerdem eine Steuerung (20) vorgesehen ist j die die Längsverschiebung des beweglichen Teils, zum gewollten Auslösen oder zur Heuarmierung nach einem gewollten Auslösen oder einem Auslösen durch ein Uberdrehlaoment erlaubt,
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn β t, daß die Magnete 15 in einem abgeschlossenen Baum untergebracht sind.

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3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich»· ,net, daß das bewegliche Teil die Form eines Gehäuses hat und eine Scheibe 14 einschließt, die fest mit der Motor-Tnelle verbunden ist und die Permanentmagnete trägt und daß das i'eld dieser Magnete in den zwei Stellungen "eingekuppelt" und "ausgekuppelt" durch die eine (7) der Innenflächen des Gehäuses oder durch die andere (8) geschlossen ist.
4» Kupplung nach Anspruch 3> dadurch, gekennz eichn e t, daß die Magnete (15) auf den beiden Oberflächen der Scheibe, die sie trägt, abwechselnd Nord- und Südpole bilden.
5. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennz eichn e t, daß getrennte, von einer (7) der inneren Oberfläche des Gehäuses getragene und.in gleicher Anzahl wie die Magnete vorliegende Scheibchen (16) das l'eld dieser Magnete in der Stellung "eingekuppelt" schließen.
6. Kupplung nach Anspruch 5? dadurch gekennz eich-

n e t, daß die Winkelposition der Scheibchen (16) bezüglich der Magnete (15) .verstellt werden kann, was es erlaubt, den magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises und folglich die Anziehungskraft der Magnete zu verstellen.
7. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichn e t, daß flexible Lamellen (5) die Motorwelle und das bewegliche Teil (y-8) drehfest verbinden.
8. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t-j daß die komplementären Formen, die ineinander eindringen, aus Kugeln 10 und konischen Öffnungen 12 bestehen.

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