DE2515351C2 - Drehzahlgeschaltete Sicherheitskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine drehzahlgeschaltete Sicherheitskupplung, bei der die Verbindung von Mifnehmerring und Kupplungsring durch ein Schaltsystera über Schaltstücke mit Druckrollen fliehkraftgesteuert gelöst wird.

Sicherheitskupplungen dieser Art dienen dem Zweck, Kraft- und Arbeitsmaschine bei Überschreitung einer bestimmten Drehzahl voneinander zu trennen, um Anlagenteile vor Schaden zu bewahren. Dabei ist es gleichgültig, ob die Überdrehzahl durch die Kraft- oder die Arbeitsmaschine verursacht wird.

Eine bekannte derartige Kupplung (DT-PS 00 216) bewirkt mit zunehmender Drehzahl eine Entkupplung von Antriebs- und Abtriebswelle. Hierzu verschieben sich mehrere Fliehgewichte radial nach außen jeweils gegen die Kraft einer Feder und ermöglichen so dem Kupplungsring axial zu wandern und ein Außereingriffkommen des Kupplungsringes mit den Mitnehmerringen. Die Fliehgewichte tragen an ihren Enden Druckrollen, mit denen sie bei Betriebsdrehzahl den Kupplungsring gegen das Nabenteil abstützen. Die Druckrollen sollen die Reibung beim Abschalten der Kupplung gering halten.

Bei dieser Ausführung ist es nicht gewährleistet, daß die drehmomentabhängige axiale Rückstellkraft des Kupplungsringes sich gleichmäßig auf alle Fliehgewichte verteilt. Dieses hat unterschiedliche Reibung der Druckrollen zur Folge und verhindert ein gleichzeitiges Ausrücken aller Fliehgewichte.

Somit ist der Schaltpunkt der Sicherheitskupplung nicht genau festzulegen, wenn nicht sogar das zeitliche Nachhinken einzelner Fliehgewichte zur Vereckung des Kupplungsringes und somit zur Funktionsstörung führt. Außerdem ist die Schaltdrehzahl durch die Reibung und Wälzwiderstände der Druckrollen, deren Belastung proportional dem durchgeleiteten Drehmoment ist, abhängig vom übertragenen Drehmoment.

Auch ist es nachteilig, daß die Schaltdrehzahl nur im demontierten Zustand der Kupplung eingestellt bzw. verstellt werden kann. Es sei auch noch zu sagen, daß, wenn die Kupplung einmal ausgelöst hat, sie nur durch Ausbau und Demontage wieder funktionstüchtig gemacht werden kann.

Ferner ist eine bei Überlast selbsttätig ausrückende Wellenkupplung (DT-PS 10 00 646) bekannt. Diese Kupplung trägt an' Armen der Kupplungsnabe schwenkbar angeordnete, voneinander unabhängige Mitnehmerklinken, die mit einem Sperrzahn in den Außenkranz der Kupplungsscheibe zur Übertragung eines Drehmomentes eingreifen. Dabei stützen sich die Mitnehmerklinken mit Hilfe von Federn gegen weitere starre Arme der Kupplungsnabe ab.

Bei Überbelastung geben die Federn nach, und die Mitnehmerklinken schwenken aus, so daß die Sperrrähne außer Eingriff gelangen. Somit besteht keine Verbindung mehr zwischen der Kupplungsnabe und , der Kupplungsscheibe. Der ausgeschaltete Zustand wird durch die Fliehkraft von auf den Mitnehmerklinken angeordneten Gewichten, die durch das Ausschwenken der Klinken an einem größeren Hebelarm wirken, gegen die Federkräfte aufrechterhalten.

Nie Nachteile dieser Kupplung sind, daß sie drehrichtungsabhängig ist, bei Überlast und nicht bei Überdrehzahl schaltet und bei sinkender Drehzahl selbsttätig wieder einschaltet, auch wenn die Ursache füi die Überlastung noch nicht behoben ist. Im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand arbeitet diese Kupplung drehmomentabhängig, wobei das Schaltmpment durch die Federn der Mitnehmerklinken bestimmt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fliehkraftbetätigte Sicherheitskupplung derart auszubilden, daß ab einer, auf einfache Weise bestimmbaren Drehzahl, unabhängig vom Drehmoment, alle Schaltstücke gemeinsam und gleichzeitig ein momentanes Entkuppeln bewirken und ein selbsttätiges Wiedereinrücken beim Unterschreiten der Schaltdrehzahl vermieden wird, aber ein Wiedereinrücken im Stillstand auf einfache Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltstücke in der Druckplatte drehbar angeordnet sind und über einen Schaltring miteinander in Verbindung stehen, daß die formschlüssige Verbindung bis zur Schaltdrehzahl von Mitnehmerring und Kupplungsring nur über den Druck von Federn, welcher die Axialkomponente der Umfangskraft des zu übertragenden Drehmomentes übersteigt, und den in axialer Richtung elastischen Druckring ausgebildet ist und daß Einstellschrauben vorgesehen sind, mit deren Hilfe durch Veränderung des Neigungswinkels »α« die Schaltdrehzahl bestimmbar ist.

Die erfindungsgemäße Schaltkupplung hat den Vorteil, daß alle Schaltstücke zwangsweise gemeinsam und gleichzeitig schalten. Der in axialer Richtung elastische Druckring sorgt trotz Fertigungsunter-

schiede für eine gleichmäßige Belastung aller Schaltstücke. Die axiale Vorspannung von Mitnehmerring und Kupplungsring wird durch Federn aufgebracht und ist bei jedem· Drehmoment gleich groß, was zur Folge hat, daß auch die Schaltstücke unabhängig vom Drehmoment immer der gleichen Belastung ausgesetzt sind und somit dem Schaltvorgang immer die gleichen Reibmomente entgegenstehen. Die Schaltdrehzahl kann leicht und einfach jederzeit verändert werden und somit kann auch eine Funktionsprüfung bei Betriebsdrehzahlen durchgeführt werden. Als letztes sei noch der Vorteil genannt, daß ein Wiedereinrücken der Sicherheitskupplung ohne Demontage und ohne großen Aufwand möglich ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Kupplung sind in den Unteranspriichen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nun näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Sicherheitskupplung,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Drehachse eines Schaltstückes,

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen mit Federn vorgespannten Schaltring.

Wie in F i g. 1 dargestellt, wird das Drehmoment vom Nabenteil 1 über die Kupplungsverzahnung 2 in den axial verschiebbaren Kupplungsring 3 und von dort über die Stirnverzahnung 4 in den Mitnehmerring 5 geleitet. Der Kraftfluß ist natürlich auch in umgekehrter Richtung möglich. An einem Ende des Nabenteils 1 ist eine Druckplatte 6 angeschraubt, in der mehrere Schaltstücke 7 mittels Lager 8 drehbar angebracht sind. Jedes Schaltstück 7 trägt eine drehbar gelagerte Druckrolle 9, die im Betriebszustand am in axialer Richtung durch seine Formgebung elastischen Druckring 10 anliegt. Der axial bewegliche Druckring 10 drückt seinerseits über die Federn 11 den Kupplungsring 3 mit seiner Stirnverzahnung 4 in die Stirnverzahnung 4 des Mitnehmerringes 5, so daß beide Teile formschlüssig verbunden sind. Die durch die Federn 11 aufgebrachte axiale Anpreßkraft der Stirnverzahnung 4 wird über die Lager 12, die Abstandshülse 13, den mit dem Deckel 14 verschraubten Zapfen 15 und von dort über den angeschweißten Flansch 16 in das angeschraubte Nabenteil 1 geleitet. Über die mit dem Nabenteil 1 verschraubte Druckplatte 6 gelangt dann die Anpreßkraft in die Schaltstücke 7 und weiter bis zum Druckring 10.

Alle Schaltstücke 7 sind durch ihre drehbar gelagerten Führungsrollen 17 über den axial beweglichen Schaltring 18 untereinander formschlüssig verbunden. Der Schaltring 18 ist auf dem Zylinderteil 19 gegen Verkanten geführt. Mittels Einstellschrauben

ίο 20 läßt sich jede gewünschte Ausgangslage des Schaltringes 18 und mit ihr der Neigungswinkel »a« des Schaltstückes 7 und damit die Schaltdrehzahl einstellen. Der Neigungswinkel »α« wird gebildet durch die Verbindungslinie der Drehpunkte eines Schalt-

Stückes 7 mit dem ihrer Druckrolle 9 und der senkrechten zur Berührungsfläche von Druckrolle 9 und Druckring 10. Er ist ein Maß für die Zuhaltekraft der Schaltstücke 7. Der Schwerpunkt »S« des kompletten Schaltstückes 7 liegt auf der Seite ihres Drehpunktes, auf der sich die Druckrolle 9 befindet.

Die Federn 21 bewirken oder unterstützen je nach Ausführung der Stirnverzahnung 4 die Trennung von Mitnehmerring 5 und Kupplungsring 3 beim Lösen der Sicherheitskupplung und verhindern ein selbsttätiges Wiedereinschalten.

Die Schaltstücke 7 tragen entgegengesetzt zur Druckrolle 9 Stellgewichte 22. Diese bieten eine zusätzliche Möglichkeit zur Einstellung der Schaltdrehzahl. Die Stellgewichte 22 können in verschiedenen Einbaulagen 23 montiert werden, so daß durch bloßes Ändern der Einbaulagen definierte, unterschiedliche Schaltdrehzahlen einstellbar sind.

Bei einer weiteren Ausführung der Sicherheitskupplung, wie in F i g. 3 dargestellt, wird der Schaltring durch die Federn 24 über den Zwischenring 25 und die Spannschrauben 26 vorgespannt. Durch die Veränderung der Vorspannung mittels der Spannschrauben 26 kann die Schaltdrehzahl eingestellt werden. Die Schrägung 27 (F i g. 1) am Druckring 10 verhindert im Zusammenwirken mit den Federn 21, 11, ein selbsttätiges Wiedereinschalten der Sicherheitskupplung.

Durch ein einfaches Wiedereinrücken' der Schaltstücke durch Fremdeinwirkung ist die Sicherheitskupplung wieder einzuschalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: 25

1. Drehzahlgeschaltete Sicherheitskupplung, bei der die Verbindung von Mitnehmerring und Kupplungsring durch ein Schaltsystem über Schaltstücke mit Druckrollen fliehkraftgesteuert gelöst wird, wobei Federn die Trennung von Mitnehmerring und Kupplungsring bewirken oder unterstützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstücke (7) in der Druckplatte (6) drehbar angeordnet sind und über einen Schaltring (18,28) miteinander in Verbindung stehen, daß die formschlüssige Verbindung bis zur Schaltdrehzahl von Mitnehmerring (5) und Kupplungsring (3) nur über den Druck von Federn (11), welcher die Axialkomponente der Umfangskraft des zu übertragenden Drehmomentes übersteigt, und den in axialer Richtung elastischen Druckring (10) ausgebildet ist und daß Einstellschrauben (20) vorgesehen sind, mit deren Hilfe durch Veränderung des Neigungswinkels »α« die Schaltdrehzahl bestimmbar ist.

2. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltring (28) durch Federn (24) über den Zwischenring (25) und Spannschrauben (26) vorgespannt und dei Druckring (10) mit einer Schrägung (27) versehen ist, die ein selbsttätiges Wiedereinschalten verhindert.

3. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltdrehzahl durch unterschiedliche Größen and Einbaulagen (23) der Stellgewichte (22) gezielt veränderbar ist.

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