DE2459947A1 - Vorrichtung zur uebertragung von mechanischen kraeften - Google Patents

Vorrichtung zur uebertragung von mechanischen kraeften

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DE2459947A1 DE19742459947 DE2459947A DE2459947A1 DE 2459947 A1 DE2459947 A1 DE 2459947A1 DE 19742459947 DE19742459947 DE 19742459947 DE 2459947 A DE2459947 A DE 2459947A DE 2459947 A1 DE2459947 A1 DE 2459947A1
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Description

  • Vorrichtung zur Übertragung von mechanischen Kräften Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Übertragung von mechanischen Kräften, bei denen eine erhebliche Kraft übertragen bzw. ausgeübt werden soll. Die Erfindung bezieht sich nicht auf Endlager für axial belastete rotierende Wellen.
  • Bei Druckübertragungsvorrichtungen, wie z.B. Keilen, schiefen Ebenen, Klinken und Kugelrasten kann besonders beim Fehlen einer ausreichenden Schmierung die Abnützung rasch und der erzeugte Druck ungewiß sein. Auch kann bei Keilen, wenn der Keilwinkel kleiner als der von der Reibung abhängige kritische Wert ist, die Bewegung irreversibel und selbstsperrend werden. Die nutzbare mchanische Übersetzung ist dann ziemlich niedrig, und man benötigt zur Erzielung einer hinreichenden Ausgangskraft einen leistungsfähigen, robusten Mechanismus, der unpraktisch sein oder mehr Raurn beanspruchen kann als erwünscht ist.
  • Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, Vorrichtungen anzugeben, bei denen eine Änderung von Kräften hinsichtlich Richtung und Größe mit nur geringen unerwünschten Reibungsverlusten durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens ein bewegliches erstes Element, wenigstens ein bewegliches zweites Element und zwei Wälzkörper (z.B. Kugeln oder Rollen) mit im wesentlichen gleichen Abmessungen in Punktberührung miteinander gehalten sind, wobei die Hauptsymmetriezentren der Wälzkörper-in einer Linie bzw. Ebene liegen, die entweder in einer Linie mit,oder parallel zu,oder senkrecht auf derjenigen Bewegungsrichtung des ersten Elementes ist, in der dieses einer Kraft (Antrieb) oder einer Gegenkraft (Abtrieb) ausgesetzt ist, und daß wenigstens einer der Wälzkörper in im wesentlichen punktberührung mit dem zweiten Element an einem punkt seiner Oberfläche steht, der gegenüber der die Hauptsymmetriezentren der Wälzkörper verbindenden Linie (Kugel) oder Ebene (rolle) versetzt ist und auf einer Normalen (Radius bzw. Normalfläche) eines der Wälzkörper liegt, welche einen von 900 oder 1800 abweichenden Winkel mit der die Ilauptsysmetriezentren der Wälzkörper verbindenten Linie bzw. Ebene bildet.
  • Es ist zweckmäßig, die Vorrichtung derart auszubilden, daß zwei zweite Elemente als Abtriebselement dienen und einander zugewendete, unter einem spitzen Winkel geneigte Oberflächen aufweisen, und daß ein erstes Element als Antriebselement angeordnet und in einer den Winkel zwischen den beiden zweiten Elementen halbierenden Richtung beweglich ist, daß die beiden Wälzkörper in punktberührung mit dem Element, ferner miteinander, sowie mit der einen oder anderen Oberfläche der Abtriebselemente stehen, derart, daß eine Bewegung des Antriebselementes in Richtung auf die Wälzkörper die letzteren dazu zwingt, die beiden Oberflächen der Elemente auseinander zu drücken, und hierbei eine Gleitreibung zwischen den Wälzkörpern und der jeweils in Kontakt befindlichen Oberfläche vermieden wird.
  • Bei Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als drehmomentbegrenzende Kupplung ist es vorteilhaft, daß die Wälzkörper in einem Käfig eingeschlossen sind, der ein Bestandteil eines als Antriebselement dienenden ersten bauteiles ist, welcher drehbar zusammen mit und relativ zu einem als Abtriebselement ausgebildeten zweiten gauteil ist, wobei die Zentren oder Achsen der Kugeln bzw. Rollen auf einer Linie bzw. in einer Ebene liegen, die im wesentlichen parallel zu der Achse der relativen Rotation zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ist, und daß ein Teil des Abtriebselementes unter Eederdruck einen der Wälzkörper derart berührt, daß bei Überschreitung eines bestimmten Drehmoments zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement dieser Wälzkörper'sich drehend, im Eingriff mit dem erwähnten Teil des Abtriebselementes bleibt, so daß letzteres von dem anderen Wälzkörper weggedrückt und dabei die Kupplung gelöst wird.
  • Hierbei ist es günstig, wenn einer der Wälzkörper ein Einrastelement bildet und ~ wenigstens teilweise in einer Hülse in Punktberührung mit dem anderen, im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisenden Wälzkörper ist, und daß eine Feder so angeordnet ist, daß sie auf den zweiten Wälzkörper im wesentlichen in Richtung der Geraden oder Ebene einwirkt, welche die Hauptsymmetriezentren der beiden Wälzkörper verbindet.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer Kupplung mit Drehmomentbegrenzung ist dadurch gekennzeichnet, daß die als Kugeln ausgebildeten Wälzkörper in mehreren Paaren in Umfangrichtung hintereinanderliegend in Ausnehmungen des Antriebsteias angeordnet sind, deren eine Seite in Achsrichtung durch einen Druckring begrenzt ist, und daß andere, zweite Kugeln einzeln in einer Platte innerhalb des Druckringes beweglich angeordnet und von radial angeordneten Federn derart vorgespannt sind, daß sie bei Kraftübertragung auf einer Innenkante des Druckringes laufen, aber bei einem Grenzwert des Drehmomentes unter dem Druck der Kugelpaare auf den Druckring in axialer Richtung die Innenkante freigeben, so daß die Kugelpaare sich aus den Ausnehmungen seitlich herausbewegen und keine Kraft auf die Abtriebshälfte der Kupplung übertragen können.
  • Bei einer Anwendung der Erfindung als Bremsvorrichtung hat es sich bewährt, diese derart auszubilden, daß deren bewegliches erstes Element eine Platte ist, die auf ihrem Umfang mehrere Kammern zur Aufnahme der Kugelpaare in Achsrichtung nebeneinander aufweist, daß als zweites Element auf beiden Seiten der Kammern je eine Druckplatte mit Ausnehmungen vorgesehen ist, deren Böden einen in Umfangsrichtung abnehmenden Abstand von einer auf der Achse senkrechten Mittelebene haben, so daß sie eine Rampe für die Kugeln bilden, und daß die Druckplattai außen je einer mit Reibungsbelag versehenen Platte gegenüberstehen, die mit der zu bremsenden Welle derart gekoppelt sind, daß bei Einwirken einer Kraft in Umfangsrichtung der Platte die Druckplatten auseinandergedrückt werden und in Reibungskontakt mit den Platten kommen.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Im Nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit der Ausführungsbeispiele darstellenden, zum Teil schematisch vereinfachten Figuren beschrieben. Hierbei sind einander entsprechende Teile in allen Figuren in gleicher Weise bezeichnet.
  • Es zeigt Fig.1 ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung, und zwar die Einwirkung eines Keils auf die ebenen Flächen zweier Körper, Fig.2 ein weiteres Diagramm zur Erläuterung der Erfindung, wobei der Keil durch zwei Kugeln ersetzt ist, Fig.3 im Längsschnitt eine Sperrklinke oder Kugelraste gemäß der Erfindung, Fig.4 eine schematische vereinfachte Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der Fig.3 in einem anderen Betriebszustand, Fig.5 im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel mit einer Variante der in Fig.2 dargestellten Vorrichtung, r'ig.6 - 8 weitere Anwendungen des Erfindungsgedankens.
  • Bei einer bekannten Ausführung einer Vorrichtung zur Erzielung von Druckwirkungen mittels eines Keils, die in Fig.1 gezeigt ist, wird von dem Keil 1 mit dem Keilwinkel eine Kraft auf zwei geneigte Oberflächen 2 und 2 A übertragen. Diese drückt die die Oberflächen tragenden Körper zur Seite und erzeugt auf diese Weise eine zur Kraft fI transversale Kraft. Die sic ergebende Querkraft Q wird jedoch durch die Reibungskraft p.Q vermindert. Wenn der Winkel oC zu klein oder p hinreichend groß ist, so wird der Keil in seiner Stellung festgehalten und die Vorrichtung wird irreversibel. Die dann erzielte seitliche Kraft wird vermindert. Dieser Mangel der bekannten Keilvorrichtungen zur Erzeugung eines seitlichen Drucks wird mit einer Vorrichtung gemäß Fig.23 welche ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, überwunden oder wesentlich gehindert.
  • In Fig.2 ist der Keil durch zwei Wälzkörper, nämlich zwei praktisch identische Kugeln oder Rollen 3 und 4 ersetzt worden; die durch einen Pfeil dargestellte Kraft B' wird mittels einer ebenen Oberfläche 5 auf die beiden Kugeln oder Rollen ausgeübt.
  • Eine Verschiebung der Oberfläche 5 in Richtung der Kraft F hat zur Folge, daß die beiden geneigten Oberflächen 6 wie im Hall der Fig.1 auseinandergedrängt werden, jedoch rollen die beiden Kugeln oder Walzen aufeinander und gleiten oder rutschen relativ zu der Oberfläche 5. Ferner rollen sie auf den geneigten Flächen 6 ab, so daß zwischen den Kugeln oder Rollen untereinander und gegenüber der zugehörigen Fläche 6 eine praktisch verschwindende Reibung herrscht.
  • Ferner sieht man, daß dieser Kontakt auch auf einem Radius liegt, der einen -, von 900 oder 1800 abweichenden Winkel mit der die uelitte verbindenden Linie bildet.
  • 'im.3 zeigt eine Ausführungsform einer Kugel-Einrastvorrichtung nach der Erfindung. Aus Grünaen der deutlichen Erklärung und ohne Beschränkungsabsicht wird diese Vorrichtung als mitlaufenaer Mechanismus in einer drehmomentbegrenzenden Kupplung beschrieben. Ein zylindriscnes Gehäuse bildet einen Teil eines rotierenden Elementes einer drehmomentbegrenzenden Kupplung.
  • Das andere rotierende Element ist das im Schnitt dargestellte scheibenformige Element 7. Eine angelegte Kraft F bewirkt eine Umdrehung des Elementes 7 um eine zur Papierebene parallele Achse. Ein Bolzen 9 innerhalb der Führung 9A wird durch eine Feder 9B in Richtung auf das Element 7 gedrückt. Der Bolzen 9 weist an seinem äußeren Ende eine Auskehlung 9C auf und berührt eine der beiden Kugeln 8A, 8B, welche knapp, aber frei drehbar in einem Hohlraum oder einer bohrung innerhalb des scheibenföriiigen Elementes 7 mitgeführt werden. Der Bolzen 9 hat auf diese Weise eine linienförmige Berührungsstelle auf der Kugel 8A. Die Feder 9B ist entsprechend dem gewünschten Grenzwert des Drehmomentes ausgewählt. Wenn dieser Wert erreicht ist, überträgt die Kupplung kein Drehmoment mehr, weil der Bolzen 9 dann nach rechts gedrückt wird und die Kugel 8A aus der Auskehlung 9C freigibt, so daß die Scheibe 7 nun gegenüber der Führung 9A frei läuft. Wenn dies eintritt, drehen sich die Kugeln 8A, 8B in der gezeigten Richtung, so daß praktisch jede Reibung an den Punkten X und Y vermieden ist.
  • Eine konventionelle Kugel-Einrastvorrichtung mit nur einer einzeigen Kugel ist zwar ähnlich derjenigen gemäß Fig.3. In einer solchen Konstruktion muß jedoch der Aufsitzwinkel r des Bolzens 9 möglichst nahe bei 90o liegen, damit eine große Last F bei einer vernünftig kleinen Federkraft Q gehalten werden kann.
  • Bei einer gewöhnlichen Einratvorrichtung mit einer Kugel ist eine Hemmung unvermeidlich, was zu Reibungsverlusten und unregelmäßigem Verhalten führt. Wenn die Schmierung an diesem Punkt nach längerer Betriebsdauer ausfällt, nimmt die Reibung zu. Das Verhältnis Q/F wird dann unbestimmt und der Grenzwert der Last zufällig. Nach dem Auslösen ist es nötig, die Bolzenwirkung umzukehren, d.h. der Bolzen 9 muß in umgekehrter Richtung wirken (siehe Fig.4), damit die mittellinie X - X an der Linie Y - Y vorbeikommen kann. Dank der Eigenschaft der Reversibilität ist diese Wirkung bei dem vorgeschlagenen System möglich, aber unmöglich bei der bekannten Einrastvorrichtung. Nach der Kichtungsumkehr kann der Bolzen in dem Schlitz 10 in Fig.3 angehalten werden.
  • In der Ausführungsform der Erfindung in Fig.3 bildet das sich drehende Element das bewegliche erste Element und der ausgekehlte Bolzen 9 das bewegliche zweite Element. Es ist zu erkennen, daß die bei der Bewegung der Scheibe 7 auftretende Richtung der Kraft senkrecht auf der die Kugelmitten verbindenden Linie steht.
  • Ferner ist zu bemerken, daß der Kontakt zwischen der Kugel 8A und dem Bolzen 9 gegenüber der die Kugelmitten verbindenden Linie versetzt ist und auf einem Radius liegt, der nicht einen Winkel von 90o oder 1800 mit der Verbindungslinie der Kugel mitten bildet.
  • Fig.5 zeigt eine andere Form einer kraftübertragenden Vorrichtung von Keiltyp, bei der die Restreibung am Berührungspunkt zwischen den Kugeln und dem Gehäuse, in dem diese sich befinden, auf ein Minimum gebracht ist. Sie enthält ein die Antriebskraft aufnehmendes Element 12, das aus zwei parallelen Platten gebildet wird, welches durch zwei oder mehrere leichte Druckfedern auf Abstand gehalten wird. Eine solche Feder ist bei 14 gezeigt. Die durch die Keilwirkung auseinanderzudrückenden Elemente sind bei 16 und 18 gezeigt und weisen zwei zur Bewegungsrichtung 24 des Elementes 12 geneigte Oberflächen 20 und 22 auf. In dieser Ausführungsform zieht jede Tendenz einer gleitenden Bewegung zwischen den Kugeln und den Platten 12 ein Zusammendrücken der leichten Federn nach sich. Wenn die Antriebskraft vpn dem druckabgebenden Element 12 weggenommen wird, so führen die Federn 14 die Teile von 12 in ihre ursprüngliche Stellung zurück, in der sie zur Aufnahme der nächsten Belastung tereit sind Das bewegliche erste Element in der in Fix.5 gezeigten Version der Erfindung ist das Element 12, und im übrigen ist diese Vorrichtung analog zu derjenigen gemäß Fig.2 Fig.6 zeigt eine praktische Verwirklichung der Erfindung bei einer drehmomentbegrenzten Kupplung, in der die angetriebene Hälfte 25 drehbar auf der antreibenden Hälfte 26 montiert ist.
  • Die Kugelpaare werden von der Hälfte 25 mitgeführt, so daß sie beide in axialer Richtung frei gleiten können. Sie sind axial in 26 so gelagert, daß die Kugelzentren rechts der Schnittlinie X - X und in Umfangsrichtung in 26 in rechteckigen Schlitzen 27 liegen. imine Scheibe 28 mit einer Anzahl radial angeordneter, mit einer Feder 29 vorgespannten Kugeln 29' ist vorgesehen, so daß ein Druckring 30, unter der Wirkung des Drucks dieser vorgespannten Kugeln auf eine Auskehlung am inneren Umfang des Rines,een die Kugelpaare gedrückt wird. Dadurch werden in der gezeigten Stellung die KupplungshälAen 25 und 26 zusammengekoppelt und die ganze Kupplung arbeitet als eine Einheit. Bei dieser Arbeitsweise geht der von dem übertragenen Drehmoment ausgeübte periphere Druck von der Kante 27 des Elementes 26 auf die eine Kugel, von dort auf die zweite Kugel des Paares und von dort auf das angetriebene Element 25 über. Die Kraft wird dabei ohne Reibungsverluste von einer peripheren zu einer axialen Richtung transformiert und wirkt unmittelbar auf den Druckring 30.
  • Wenn diese Kraft die eingestellte Federbelastung übersteigt, so wird der Ring 30 nach außen gedrückt und der zylindrische Teil des inneren Randes hält die Kugeln 29' in einer herabgedrückten Stellung. Die Paare der Hauptkugeln sind aus den Schlitzen 27 herausgestoßen, so daß die beiden Kupplungshälften frei rotieren können und die Kraftübertragung unterbrochen ist.
  • Die Wiederherstellung der Kraftübertragung wird erreicht, wenn die beiden Kupplungshälften in die annähernd richtige Winkelstellung gebracht sind und der Druckring 30 mechanisch oder manuell in die Antriebsstellung gestoßen ist.
  • Der Grenzwert des Drehmoments kann durch Einpassen verschiedener Federn 29 oder durch Ändern der Anzahl der Federn eingestellt werden. Die graphische Darstellung in Fig.7 veranschaulicht die Beziehung zwischen statischer Drehmomenteinstellung und Federeinstellung. Dabei ist in Ordinatenrichtung das auslösende Drehmoment Na, und in der Abszissenrichtung die Einstellung P der Federvorspannung aufgetragen. In der Praxis müssen zwei Kurven berücksichtigt werden: die statische Kurve an und die dynamische bei rotierender Kupplung geltende Kurve b . Der wichtige Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Beseitigung der Reibung durch das Zwillingskugelsystem einen Grad von Konstanz und Wiederholbarkeit erbringt, der mit Systemen, welche gleitende Reibung an Kegeln, Kugeln oder Rollen verwenden, nicht erreichbar ist.
  • In dem in Fig.6 veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erwindung wird das bewegliche erste Element durch die angetriebene Hälfte 25 der Kupplung gebildet, deren Drehbewegung durch aie Wirkung der Kraftübertragung durch die Kugeln verursacht wird. Eine derselben übermittelt diese Kraft und die Rückwirkung liegt in einer Linie mit der die Kugelmitten verbindenden Linie. Das bewegliche zweite Element wird durch die antreibende Hälfte 26 der Kupplung dargestellt, und diese hat Punktberührung mit der anderen der beiden Kugeln, indem eine Kante des Schlitzes 27 die Kugel berührt. Aus der Figur 6 ist ersichtlich, daß dieser Berührungspunkt gegenüber der die Kugelmitten verbindenden Linie versetzt ist und ferner auf einem Kugelradius liegt, der nicht in einem Winkel von 90o oder 1800 zu der die Kugel mitten verbindenden Linie steht.
  • Eine weitere Anwendung des Doppelkugelsystens gemäß der Erfindung wird anhand der Fig.8A und 8B erläutert. Erstere stellt einen Axialschnitt durch eine Bremsvorrichtung dar, und letztere einen Schnitt längs der Linie X - X der Figur 8A. Das System zeigt eine Bremse vom sogenannten "Expanding Platte - Typ, welche häufig bei Schwerfahrzeugen wie Kipplastwagen, Kränen und dergleichen verwendet wird, wo eine Achse oder Welle unter den Bedingungen von Staub und Schmutz gebremst werden muß, welche die Verwendung von Scheiben- oder Backenbremsen ausschließen, und wo ehrplattensysteme mit Ölimnersion zur Verbesserung der Wärmeabgabe wesentlich sind. Fig.8 zeigt ein Gehäuse 31, welches die folgenden Teile enthält: eine Platte 32, welche eine Anzahl von Kugelpaaren aufnimmt, zwei Druckplatten 33 mit Vertiefungen 34, deren Bodenflächen leicht gegen eine zur Achse senkrechte ebene geneigt sind. Die Druckplatten 33 werden mit Hilfe von Federn 35 an die Kugelpaare angedrückt. Die Platte 32 hat eine begrenzte Drehfreiheit innerhalb des Gehäuses 31 und kann von Hand oder auf andere Weise durch Zug an dem Zapfen 36 betätigt werden. Die Druckplatten 33 werden durch Lappen 37, welche in Einschnitte 38 eingreifen, an der Drehung gehindert, behalten jedoch einen kleinen axialen Spielraum, wenn eine Kraft auf die die Kugeln aufnehmende Platte 32 ausgeübt wird. Die beiden Platten 39 sind auf beiden Seiten mit Reibungsbelägen versehen und tragen auf ihrer Innenseite 40 Vorsprünge (splines), so daß sie zusammen mit der zu bremsenden Welle rotieren können. Nach dem Zusammenbau liegen noch zwei hier nicht gezeigte Platten außen dicht gegenüber den Belägen der Platten 39, jedoch so, daß eine freie Drehung letzterer nicht behindert ist.
  • Die Bremswirkung ergibt sich folgendermaßen: Ein Zug an dem Zapfen 36 hat eine begrenzte Drehung der Platte 32 gegenüber den Platten 33 zur Folge, so daß die Kugelpaare gegen die rampenartigen Vertiefungen 34 gedrückt und dadurch die Druckplatten nach außen gedrängt werden, bis die rotierenden Platten 39 zwischen den Platten 33 und den nicht gezeigten Außenplatten eingeklemmt werden.
  • Die Erfindung bietet folgende Funktionsvorteile: Erstens ermöglicht das Doppelkugelsystem, daß die Keilwirkung ohne gleitende Reibung an den Druckpunkten 41, 42 und 43, d.h. durch reine Abrollwirkung erfolgt. Das ist für das Arbeiten der Bremse lebenswichtig, weil die Federn die Druckplatten 33 zurückziehen können, sobald der Zug an den Zapfen 36 verringert wird, da die Kugelwirkung reibungslos und reversibel ist. Diese Eigenschaft sichert ein gleichmäßiges Lösen der Bremse.
  • Ein zweiter wichtiger Vorteil dieses Systems ist, daß es nicht, wie im Falle von Scheibenbremsen mit gegenläufig rotierenden Scheiben, die durch eine Anzahl von Einzelkugeln auf Abstand gehalten werden, selbsterregend ist. In diesen Bremsen Dewirkt eine der Scheiben in der Umdrehungsrichtung der Welle ein hemmendes Drehmoment proportional dem angewendeten Axialdruck, welches auf diese Weise zurückgekoppelt und dem angewendeten Druck hinzuaddiert wird. Wenn die Neigung der Rampen bei solchen Bremsen unter einem kritischen Wert liegt, so ist die Gefahr der Selbstsperrung so groß, daß man zur Vermeidung derselben die Neigung auf etwa 110 begrenzt hat. Die Größe des zur Bremsbetätigung nötigen Triebwerks muß diesem relativ großen Winkel angepaßt sein.
  • Es kann aber bei einer Abnutzung in den Spuren der Kugeln der kritische Winkel von 110 ohne Kenntnis des Bedieners der Maschine erreicht werden. Bei dem Doppelkugelsystem rotieren die beiden Platten 33 nicht gegenläufig und der Selbsterregungseffekt tritt überhaupt nicht auf. Es gibt keine untere Grenze für die Neigung der Rampen 34, und das Verhältnis des axialen Plattendrucks zu dem Zug an dem Zapfen 36 kann so groß wie nötig gemacht werden.
  • Die Vertiefungen für die Rampen 34 sind in Fig.8 mit einem ebenen Boden dargestellt. Wenn nötig, können sie in Form eines Trogs mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt sein, um hierdurch den Kontaktdruck an den Punkten 41 und 43 zu vermindern.
  • In der in Fig.8 gezeigten.Ausführungsform der Erfindung ist das bewegliche erste Element durch die drehbare Platte 2 verkörpert.
  • Ihre Bewegungsrichtung bei einem Zug an dem Zapfen 36 ist offenbar senkrecht zu der die Kugelzentren verbindenden Linie. Die Druckplatten 33 bilden je ein bewegliches zweites Element, und jede von ihnen steht im wesentlichen in Punktberührung rnit der gegenüberliegenden Kugel, wie es bei 41 und 43 gezeigt ist. Da die Bodenflächen der Vertiefungen 34 geneigt sind, sind beide Punktkontakte gegenüber der die Kugelzentren verbindenden Linie versetzt und befinden sich auf eine Kugelradius, der nicht um einen Winkel von 900 oder 180° gegenüber der Verbindungslinie der Kugelzentren geneigt ist.

Claims (8)

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Übertragung von mechanischen Kräften, d d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens ein bewegliches erstes Element (5), wenigstens ein bewegliches zweites Element (6) und zwei Wälzkörper (z.B. Kugeln oder Rollen) (3,4) mit im wesentlichen gleichen Abmessungen in Punktberührung miteinander gehalten sind, wobei die Hauptsymmetriezentren der Wälzkörper in einer Linie bzw. Ebene liegen, die entweder in einer Linie mit, oder parallel zu, oder senkrecht auf derjenigen Bewegungsrichtung des ersten Elementes (5) ist, in der dieses einer Kraft (Antrieb) oder einer Gegenkraft (Abtrieb) ausgesetzt ist, und daß wenigstens einer der Wälzkörper in im wesentlichen Punktberührung mit dem zweiten Element (6) an einem Punkt seiner Oberfläche steht, der gegenüber der die Hauptsymmetriezentren der Wälzkörper verbindenden Linie (Kugel) oder Ebene (Rolle) versetzt ist und auf einer Normalen (Radius bzw. Normalfläche) eines der Wälzkörper liegt, welche einen von 90o oder 1800 abweichenden Winkel mit der die Hauptsymmetriezentren der Wälzkörper verbindenden Linie bzw. Ebene bildet (Fig.2).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Elemente (6) als Abtriebselement dienen und einander zugewendete, unter einem spitzen Winkel geneigte Oberflächen aufweisen, und daß ein erstes Element (5) als Antriebselement angeordnet und in einer den Winkel zwischen den beiden zweiten Elementen (6) halbierenden Richtung beweglich ist, daß die beiden Wälzkörper (3,4) in Puntberührung mit dem Element (5), ferner miteinander, sowie mit der einen oder anderen Oberfläche der Abtriebselemente (6) stehen, derart, daß eine Bewegung des Antriebselementes (5) in Richtung auf die Wälzkörper (3,4) die letzteren dazu zwingt, die beiden Oberflächen der Elemente (6) auseinanderzudrücken, und hierbei eine Gleitreibung zwischen den Wälz körpern und der jeweils in Kontakt befindlichen Oberfläche vermieden wird (Fig.2).
3. Druckübertragende Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als drehmomentbegrenzende Kupplung ausgebildet ist, in welcher die Wälzkörper, 8A, 8B) in einem Käfig eingeschlossen sind, der ein Bestandteil eines als Antriebslement dienenden ersten Bauteiles (7) ist, welcher drehbar zusammen mit und relativ zu einem als Abtriebselement ausgebildeten zweiten Bauteil (9A) ist, wobei die Zentren oder Achsen der Kugeln bzw. Rollen auf einer Linie bzw.
in einer Ebene liegen, die im wesentlichen parallel zu der Achse der relativen Rotation zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement ist, daß ein Teil des Abtriebslementes (9) unter Federdruck einen der Wälzkörper berührt, derart, daß bei Überschreitung eines bestimmten Drehmoments zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement dieser Wälzkörper, sich drehend, im Eingriff mit dem erwähnten Teil des Abtriebselementes bleibt, so daß letzteres von dem anderen Wälzkörper weggedrückt und dabei die Kupplung gelöst wird (Fig.3).
4. Druckübertragende Einrastvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wälzkörper ein Einrastelement bildet, und wenigstens teilweise in einer Hülse in Punktberührung mit dem anderen im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisenden Wälzkörper ist, und daß eine Feder (9B) so angeordnet ist, daß sie auf den zweiten Wälzkörper im wesentlichen in Richtung der Geraden oder Ebene einwirkt, welche die Hauptsymmetriezentren der beiden Wälzkörper verbindet (Fig.3).
5. Druckübertragende Einrastvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Teil des Abtriebselementes ein in dem Abtriebselement verschiebbarer Bolzen (9) ist, daß die Wälzkörper aus Kugeln bzw. Rollen bestehen, die in einer Bohrung oder einen Käfig untergebracht sind, der von dem Antriebselement (7) gebildet oder von ih mitgeführt wird, daß der Bolzen (9) durch eine Feder(9B) gegen eine der Kugeln oder Rollen (8A) gedrückt wird und daß der Bolzen an seinem Ende mit einer Ausnehmung (9C) versehen ist, so daß er im wesentlichen nur in Linienberührung mit der erwähnten Kugel oder Rolle steht (Fig.3).
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste als Antriebselement wirkende Element aus zwei Platten (12) besteht, die durch eine oder mehrere Federn (24) auseinandergedrückt werden (Fig.5).
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere Kupplung mit Drehmomentbegrenzung, dadurch gekennzeichnet, daß die als Kugeln (3,4) ausgebildeten Wälzkörper in mehreren Paaren in Umfangrichtunghintereinanderliegend in Ausnehmungen (27) des Antriebsteils (26) angeordnet sind, deren eine Seite in Achsrichtung durch einen Druckring (30) begrenzt ist, und daß andere zweite Kugeln (29') einzeln in einer Platte (28) innerhalb des Druckringes (30) beweglich angeordnet und von Radialfedern (29) derart vorgespannt sind, daß sie bei Kraftübertragung auf einer Innenkante des Druckringes (30) laufen, aber bei einem Grenzwert des Dreohmomentes unter dem Druck der Kugelpaare (3,4) auf den Druckring (30) in axialer Richtung die Innenkante freigeben, so daß die Kugelpaare (3,4) sich aus den Ausnehmungen (27) seitlich herausbewegen und keine Kraft auf die Abtriebshälfte (25) der Kupplung übertragen können (Fig.6).
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 7 dadurch gekennzeichnet, daß sie als Bremsvorrichtung ausbildet ist, deren bewegliches erstes Element (5) als Platte (2) ausgebildet ist, die auf ihrem Umfang mehrere Kammern zur Aufnahme der Kugelpaare (3,4) in Achsrichtung nebeneinander aufweist, daß als zweites Element (6) auf beiden Seiten der Kammern je eine Druckplatte (33) mit Ausnehmungen (34) vorgesehen ist, deren Böden einen in Umfangs richtung abnehmenden Abstand von einer auf der Achse senkrechten Mittelebene haben, so daß sie eine Rampe für die Kugeln (3,4) bilden, und daß die Druckplatten (33) außen je einer mit Reibungsbelag versehenen Platte (39) gegenüberstehen, die mit der zu bremsenden Welle derart gekoppelt sind, daß bei Einwirken einer Kraft in Umfangsrichtung der Platte (32) die Druckplatten (33) auseinandergedrückt werden und in Reibungskontakt mit den Platten (39) kommen (Fig.8A, 8B).
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