DE2348047C3 - Sicherheitskupplung mit Wälzkörpern zwischen den Kupplungshälften - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitskupplung mit in Durchbrechungen der einen Kupplungshälfte befindlichen Wälzkörpern, die beidseitig durch ein federnd nachgiebiges und ein starres Teil der anderen Kupplungshälfte eingeklemmt sind.

Durch die deutsche Patentschrift 16 75 774 ist beispielsweise eine Sicherheitskupplung der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, deren Wälzkörper aus Kugeln bestehen und notwendigerweise auch bestehen müssen, da sich die Kugeln unter Beanspruchung nicht nur um eine radiale Achse drehen, sondern gleichzeitig auch noch in der Weise abrollen, daß sich ihr Abstand von der Kupplungslängsachse kontinuierlich verändert.

Wenn sie unter Belastung einen bestimmten größeren Teilkreis erreicht haben, so sind sie gleichzeitig aus den Einrastvertiefungen der anderen Kupplungshälfte herausgequetscht. Diese Sicherheitskupplung hat den Nachteil, daß die kugelförmigen Wälzkörper einer quetschenden Kerbwirkung an der Kante der Einrastvertiefungen ausgesetzt sind und daß die große Schwierigkeit besteht, die aus den Einrastvertiefungen herausgequetschten Kugeln von dem größeren Teilkreis auf den ursprünglichen zurückzubringen, damit die Kugeln erneut in den Einrastvertiefungen der anderen Kupplungshälfte eingreifen und die Sicherheitskupplung nach Beseitigung des Stördrehmoments wieder einsatzbereit ist. Auf Grund dieses schwerwiegenden Mangels hat die vorbekannte Sicherheitskupplung keine An-Wendung in der Praxis gefunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und durch die Ver Wendung von Zylinderrollen statt Kugeln das übertragbare Drehmoment zu vergrößern. Die Verwendung von Zylinderrollen an Stelle von Kugeln in Sicherheitskupplungen ist zwar beispielsweise durch die CH-PS 3 53 226 und die US-PS 27 60 361 bekannt, nicht jedoch bei einer Sicherheitskupplung der eingangs erwähnten Art.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wälzkörper als Zylinderrollen ausgebildet sind, daß jeweils zwei Zylinderrollen paarweise aufeinander abrollen und daß an dem federnd nachgiebigen Teil der die Zylinderrollen beidseitig einklemmenden Kupplungshälfte Einrastvertiefungen für eine Zylinderrolle jedes Zylinderrollenpaares vorgesehen sind, so daß die Zylinderrollenpaare selbst axial zur Kupplungsachse nicht verschoben werden.

Zweckmäßig besitzt die eine Kupplungshälfte einen ringscheibenförmigen Ansatz mit mindestens drei radial vom Innen oder Außenrand verlaufenden Ausnehmungen in denen jeweils das Zylinderrollenpaar untergebracht ist, das in Axialrichtung ausgerichtet ist.

Vorteilhaft greift die das federnd nachgiebige Teil enthaltende Kupplungshälfte mittels eines Stiftes in eine in Umfangsrichtung sich erstreckende größer bemessene Ausnehmung der anderen Kupplungshälfte ein, so daß nur eine begrenzte Drehbewegung der beiden Kupplungshälften relativ zueinander möglich ist.

Es empfiehlt sich, die das federnd nachgiebige Teil enthaltende Kupplungshälfte als die andere Kupplungs* hälfte umschließendes Gehäuse auszubilden, das zum

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Zweck der Dämpfung mit Fett oder zähflüssigem Öl gefüllt ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitskupplung rollen jeweils Zylinderrollen nicht paarweise aufeinander ab, sondern sind voneinander durch einen eingelegten losen Scheibenring getrennt.

Eine weitere Ausbildungsform kann diesbezüglich derart ausgestaltet sein, daß die nebeneinander angeordneten Zylinderrollen auf radial verlaufenden, mit der in seiner Gesamtheit unverschiebbaren Kupplungshälfte fest verbundenen Zapfen gelagert sind.

Nachfolgend wird an Hand der Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert und beschrieben. Es zeigt F i g. 1 die Kupplung im Längsschnitt,

Fi g. 2 einen Querschnitt entlang Schnittlinie 11-11 in Fi g. l.und

F i g. 3 eine Seitenansicht auf einen Teilschnitt entlang Schnittlinie 111-111 in F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestelke Kupplung besteht im wesentlichen aus den beiden Kupplungshälften 1 und 6 — letztere mit Einschluß des zugehörigen Federorgans 6' — die das beispielsweise in Richtung des Pfeils 27 eingeleitete Drehmoment über das Wälzkörperpaar 2, 3 und das Federorgan 6' übertragen, so daß es in Rieh tung des Pfeils 28 weitergeleitei werden kann.

Die erste Kupplungshälfte 1 ist bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel nabenförmig ausgebildet und besitzt einen ringscheibenförmigen Ansatz 8, in den in regelmäßiger Verteilung Randausnehmungen 9 eingelassen sind, in denen ein in Axialrichtung ausgerichtetes Wälzkörperpaar 2, 3 untergebracht ist. Die Randausnehmungen 9 sind beiderseitig mit Verschleißplättchen 26 ausgekleidet, so daß diese das Wälzkörperpaar 2, 3 gemäß F i g. 3 formschlüssig halten.

Das Wälzkörperpaar 2, 3 ist zwischen der ebenen Anschlagfläche 7 eines nach innen gerichteten Bundes 24 der gehäuseartig ausgebildeten Kupplungshälfte 6 und zwischen einer gegenüberliegenden Anschlagfläehe 5 des Federorgans 6' eingespannt, wobei der jeweils rechte Wälzkörper 3 des Wälzkörperpaares in eine hierfür vorgesehene, entsprechend ausgebildete Einrastvertiefung 4 in der Anschlagfläche 5 eingreift. Das Wälzkörperpaar 2. 3 wird also durch die zweite Kupplungshälfte 6 von zwei gegenüberliegenden Seiten her eingespannt, so daß das von dem ringscheibenförmigen Ansatz 8 der Kupplungshälfte 1 aufgenommene Drehmoment formschlüssig auf die beiden Anschlagflächen 5 und 7 übertragen wird.

Wird jedoch das eingestellte Grenzdrehmoment überschritten, so tritt eine Verschiebung des ringscheibenförmigen Ansatzes 8 der Kupplungshälfte 1 in Drehrichtung relativ zu den beiden Anschlagflächen 5 und 7 der anderen Kupplungshälfte 6 ein, wobei das Wälzkörperpaar 2, 3 ausschließlich eine Rollbewegung vollzieht und an keiner Stelle irgendwelche Reibungskräfte auftreten. Beim Grenzdrehmoment drückt sich das Federorgan 6' in Axialrichtung zusammen, da das Federorgan 6' so gebaut ist, daß es nur in Axialrichtung Federungseigenschaften besitzt. In Umfangsrichtung gesehen ist es völlig starr und überträgt das aufgenommene Drehmoment rein formschlüssig. Diese gewünschte Federungseigenschaft ergibt sich aus der besonderen Bauform des Federorgans 6', welches aus mehreren miteinander fluchtenden, im Abstand zueinander stehenden und nur abschnittsweise miteinander verbundenen Lochscheiben 10 besteht. An dem linken äußeren Ende dieses Federorgans 6' ist die oben erwähnte Anschlagfläche 5 mit den Einrastvertiefungen 4. Ferner befindet sich an diesem Ende ein nach außen gerichteter Bund 23, gegen welchen sich zusätzliche durch Spannhülsen 19 geführte Federn 11 abstützen, die somit die Andruckkraft des Federorgans 6' verstärken. Es ist klar, daß diese zusätzlichen Federn 11 es nach ihrer Form, Verstellbarkeit uud Anzahl ermöglichen, die Gesamtdruckkraft in dem gewünschten und geforderten Sinne zu verändern.

Das rechte Ende der Federn 11 ist an einer Ringscheibe 21 abgestützt, die mehrere Bohrungen für Befestigungsschrauben 20 besitzt, die die gehäuseartige Kupplungshälfte 6 über die Ringscheibe 21 mit dem Federorgan 6' lösbar verbinden.

In der Kupplungshälfte 6 und in dem zugehörigen Federorgan 6' sind Bohrungen 18 vorgesehen, die zum Anschluß eines beliebigen Organs dienen, welches den Abtrieb des Drehmoments besorgen kann.

An dem oben erwähnten nach außen stehenden Bund 23 des Federorgans 6 kann sich aber auch eine unter dem Druck der Schraubenfedern 12 stehende Abtasteinrichtung abstützen, die aus den Bolzen 13 und einer Ringscheibe 14 besteht. Die Ringscheibe 14 besitzt mehrere Bohrungen 22 zum freien Durchlaß der Befestigungsschrauben 20. Bewegt sich bei Überschreiten des Grenzdrehmomentes der Bund 23 des Federorgans 6' von links nach rechts, so wird diese Bewegung der Zusammendrückung des Federorgans 6' durch die erwähnte Abtasteinrichtung 13, 14 nach außen übertragen und kann entsprechend durch einen elektronischen Näherungsschalter 15 registriert werden, der daraufhin sofort den Drehantrieb abschaltet, so daß etwaige durch die Grenzdrehmomentüberschreitung entstehende Folgeschäden vermieden werden.

Wenn die beschriebene Kupplung mit der oben erwähnten Abschalieinrichtung ausgerüstet ist, so macht es auch nichts aus., wenn die Kupplung mit einer Vorrichtung zur Begrenzung der Drehbewegung der beiden Kupplungshälften relativ zueinander ausgerüstet ist. Eine solche Einrichtung könnte beispielsweise den Zweck haben, daß die Wälzkörper nicht voll aus den Mulden herausrollen können, so daß die Kupplung bei Wegfall der Überlast wieder automatisch eingeschaltet ist. Ohne eine solche Einrichtung, die zweckmäßig aus einem in einer Bohrung 25 der Kupplungshälfte 6 stekkenden Stift 16 besteht, der in eine größer bemessene Ausnehmung 17 der anderen Kupplungshälfte eingreift, könnte nämlich die Kupplung frei durchrutschen, was mit großen Torsionsschwingungen durch die gespeicherte und wieder frei werdende Energie und außerdem mit einer starken Geräuschentwicklung verbunden wäre.

Abschließend sei noch erwähnt, daß infolge der Gehäuseform der Kupplungshälfte 5 die Möglichkeit besteht, in den Zwischenraum zwischen beiden Kupplungshälften zum Zweck der Dämpfung Fett oder zähflüssiges Öl einzufüllen.

Bei der beschriebenen Kupplung wird das Drehmoment formschlüssig übertragen, wobei nur die elastischen Eigenschaften des hier verwendeten Werkstoffs ausgenutzt werden. Da die Drehmomentübertragung ohne jede Reibung erfolgt, spricht die Kupplung unabhängig von allen Umgebungsbedingungen stets gleichmäßig an, denn der Elastizitätsmodul des Stahles ändert sich beispielsweise mit diesen Einflüssen nicht.

Die Eigenschaften der Kupplung werden auch nach beliebig vielen Überlastvorgängen nicht beeinflußt,

denn durch die Rollbewcgung der Wälzkörper und durch die Zusammendrückung des Fcderorgans tritt keinerlei Verschleiß auf. Auch die Frage.einer längeren Standzeit spielt keine Rolle, da diese Kupplung auch nach sehr langer Zeit immer wieder auf; dasicinmal ein-

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gestellte Grenzdrehmqment anspricht. 'Außerdeii steht die Möglichkeit·, das Grenzclrchniomerit sehn stufig mit Hilfe der^; zusätzlichen Federn einzus« Schließlich spricht die Kupplung unabhängig-νόι Drchrichtungdes Drehmbmentesan. -.1 :

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   .„ 1. Sicherheitskupplung mit in Durchbrechungen der einen Kupplungshälfte befindlichen Wälzkörpern, die beidseitig durch ein federnd nachgiebiges und ein starres Teil der anderen Kupplungshälfte eingeklemmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper als Zylinderrollen (2, 3) ausgebildet sind, daß jeweils zwei Zylinderrollen paarweise aufeinander abrollen und daß an dem federnd nachgiebigen Teil (6') der die Zylinderrollen (2,3) beidseitig einklemmenden Kupplungshälfte (6, 6') Einrastvertiefungen (4) für eine Zylinderrolle (3) jedes Zylinderrollenpaares vorgesehen sind, so daß die Zylinderrollenpaare selbst axial zur Kupplungsachse nicht verschoben werden.
2. 2. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kupplungshälfte (1) einen ringscheibenförmigen Ansatz (8) mit mindestens drei radial vom Innen- oder Außenrand verlaufenden Ausnehmungen (9) besitzt, in denen jeweils das Zylinderrollenpaar (2, 3) untergebracht ist, das in Axialrichtung ausgerichtet ist.
3. 3. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das federnd nachgiebige Teil enthaltende Kupplungshälfte (6) mittels eines Stiftes (16) in eine in Umfangsrichtung sich erstreckende größer bemessene Ausnehmung (17) der anderen Kupplungshälfte (1) eingreift, so daß nur eine begrenzte Drehbewegung der beiden Kupplungshälften relativ zueinander möglich ist.
4. 4. Sicherheitskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das federnd nachgiebige Teil enthaltende Kupplungshälfte (6) als die andere Kupplungshälfte (1) umschließendes Gehäuse ausgebildet ist, das zum Zweck der Dämpfung mit Fett oder zähflüssigem öl gefüllt ist.
5. 5. Sicherheitskupplung mit in Durchbrechungen der einen Kupplungshälfte befindlichen Wälzkörpern, die beidseitig durch ein federnd nachgiebiges und ein starres Teil der anderen Kupplungshälfte eingeklemmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper als Zylinderrollen (2, 3) ausgebildet sind, daß an dem federnd nachgiebigen Teil (6') der die Zylinderrollcn beidseitig einklemmenden Kupplungshälfte (6, 6') Einrastvertiefungen (4) für eine Zylinderrolle (3) jedes Zylinderrollenpaares vorgesehen sind, so daß die Zylinderrollenpaare selbst axial zur Kupplungsachse nicht verschoben werden, und daß die nebeneinander angeordneten Zylinderrollen voneinander durch einen eingelegten losen Scheibenring getrennt sind.
6. 6. Sicherheitskupplung mit in Durchbrechungen der einen Kupplungshälfte befindlichen Wälzkörpern, die beidseitig durch ein federnd nachgiebiges und ein starres Teil der anderen Kupplungshälfte eingeklemmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper als Zylinderrollen (2, 3) ausgebildet sind, daß an dem federnd nachgiebigen Teil (6') der die Zylinderrollen beidseitig einklemmenden Kupplungshälfte (6, 6') Einrastvertiefungen (4) für eine Zylinderrolle (3) jedes Zylinderrollenpaares vorgesehen sind, so daß die Zylinderrollenpaare selbst axial zur Kupplungsachse nicht verschoben werden, und daß die nebeneinander angeordneten Zylinderrollen auf radial verlaufenden, mit der in seiner Gesamtheit unverschiebbaren Kupplungshälfte (1) fest verbundenen Zapfen gelag-crl sind.