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But schkupplung für Elektromotoren Die Erfindung betrifft eine Rutschkupplung
für die Drehmomentbegrenzung an Elektromotoren.
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Beim Betrieb von Elektromotoren mit und ohne Getriebe ist in einer
Vielzahl von Anwendungsfällen eine Drehmoment begrenzung erforderlich, um Sicherheitsanforderungen
zu erfüllen und beispielsweise Quetschungs- und Verletzungsgefahren auszuschalten.
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Zu diesem Zweck und auch zur Drehmomentbegrenzung für den Sanftanlauf
eines Motors ist es bereits bekannt, Rutschkupplungen zu verwenden. Nachteilig bei
den im Zusammenhang mit Elektromotoren verwendeten Rutschkupplungen ist jedoch,
daß sie vergleichsweise teuer und vor allem raumbeanspruchend sind, was in vielen
Anwendungsfällen zu erheblichen Schwierigkeiten führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders einfach zu fertigende
und praktisch keinen zusätzlichen Platzbedarf erfordernde Rutschkupplung für die
Drehmomentbegrenzung an Slektromotoren zu schaffen, die ein einfaches, schnelles
und sicheres Einstellen des maximal übertragenen Drehmoments gestattet.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen
der Motorwelle und dem auf ihr drehbar gelagerten Rotor eine Lamellenkupplung vorgesehen
ist, daß die Außenlamellen am Rotor angeordnet und die Innenlamellen über eine Serbverzahnung
mit der Motorwelle drehmoment schlüssig verbunden sind, und daß zur Einstellung
des übertragbaren Drehmoments eine auf einem Gewinde der Plotorwelle angebrachte,
relativ zur Lamellenkupplung verschraubbare Andruckmutter vorgesehen ist, die über
ein lösbares Rastgesperre blockierbar ist.
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Durch die Einschaltung einer Lamellenkupplung zwischen Rotor und rotorwelle
und insbesondere das Zusammenwirken der Innenlamellen mit der auf der Motorwelle
vorgesehenen Kerbverzahnung, die einerseits eine drehmoment schlüssige Verbindung
gestattet und andererseits ein axiales Verschieben der Innenlamellen auf der Motorwelle
ermöglicht, ergibt sich ein besonders einfacher und wirtschaftlicher Aufbau bei
sehr geringem Raumbedarf.
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Mittels der ebenfalls auf der Motorwelle angeordneten Andruckmutter,
die über ein Rastgesperre bezüglich der Motorwelle blockierbar ist, kann das jeweils
zu übertragende maximale Drehmoment problemfrei und schnell eingestellt werden,
da dazu die Andruckmutter lediglich in der einen oder anderen Drehrichtung relativ
zur Motorwelle verdreht und anschließend wieder blockiert werden muß.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß die Innenlamellen auf der der Andruckmutter gegenüberliegenden
Seite über eine Federanordnung an
einem Anscfllag der Motorwelle
abgestützt sind, wobei die Federanordnung zweckmäßigerweise aus wenigstens einer
Tellerfeder besteht.
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Die Tellerfeder ermöglicht dabei beim Nachstellen der Andruckmutter
eine wesentlich genauere Einstellung des Rutschmomentes, da die Vorspannung der
Tellerfeder den Druck auf die Lamellen bestimmt. Außerdem wird die Auswirkung der
Belagabnutzung der Rutschkupplung durch die Reserve im b"ederweg der Tellerfeder
wesentlich vermindert.
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Vorzugsweise ist die Lamellenkupplung innerhalb des Wickelkopfes des
Rotors angeordnet. Damit wird der zwangsläufig vorhandene Raum innerhalb des Wickelkopfes
funktionsmäßig ausgenutzt und es entsteht für die Rutschkupplung praktisch kein
zusätzlicher Platzbedarf.
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Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist das Rastgesperre einen
an der Andruckmutter gelagerten Hebel auf, der zwischen einer Sperrstellung, in
der er in die Kerbverzahnung der Plotorwelle eingreift, und einer Nachstellstellung
umsteuerbar ist, in der er die Andruckmutter für eine Relativdrehung bezüglich der
Elotorwelle freigibt.
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Diese spezielle Kombination von Rastgesperre und Rutschkupplung führt
zu einer überaus vorteilhaften hehrfachnutzung der Kerbverzahnung, da sie dabei
neben den Funktionen der Drehmomentübertragung und Axialführung der Innenlamellen
auch noch -die Funktion eines Sperranschlags für das Rastgesperre übernimmt, wobei
durch die Vielzahl der bei der Serbverzahnung vorhandenen Einzelkerben eine Feineinstellung,
bzw. eine Blockierung der Andruckmutter in einer relativ großen Anzahl unterschiedlicher
Winkellagen keinerlei Schwierigkeit bereitet.
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Vorzugsweise ist der Hebel des Rastgesperres in die Sperrstellung
federvorgespannt, so daß eine Verstellung der Rutschkupplung nur dann erfolgen kann,
wenn dieser Hebel gezielt aus seiner Raststellung geschwenkt wird.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus,
daß das sich nach außen erstreckende freie Ende des an der Andruckmutter schwenkbar
gelagerten Hebels mittels eines, im wesentlichen parallel zur Motorwelle bewegbaren
Stifts betätigbar ist, der durch eine Gehäuseöffnung des Motors eingeführt werden
kann. Damit ist auch der Nachstellvorgang vergleichsweise einfach durchzuführen,
da zum Zwecke des Nachstellens das Motorgehäuse nicht geöffnet, sondern lediglich
im Motorgehäuse ein einfaches Loch vorgesehen werden muß, durch das der mit dem
Hebel des Rastgesperres in Eingriff tretende Stift eingeführt werden kann.
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Zwischen der Kerbverzahnung und dem Gewinde für die Andruckmutter
ist auf der Motorwelle vorzugsweise eine Ringnut vorgesehen, in die das mit der
Kerbverzahnung zusammenwirkende Sunde des Hebels des Rastgesperres einschwenken
kann, wenn eine Verstellung der Rutschkupplung vorzunehmen ist und eine Verdrehung
der Andruckmutter relativ zur Motorwelle durchgeführt werden muß.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Figur 1 eine
schematische Teilschnitt darstellung eines mit einer Rutschkupplung nach der Erfindung
versehenen Elektromotors, und Figur 2 eine Detailansicht zur Erläuterung der Funktion
des Rastgesperres.
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Nach Fig. 1 ist ein Rotor 1 eines Elektromotors auf einer Motorwelle
2 drehbar gelagert und in Buchsen geführt. Zwischen dem Rotor 1 und der Motorwelle
2 ist eine aus Außenlamellen 3 und Innenlamellen 4 bestehende Lamellenkupplung innerhalb
des durch den Wickelkopf 5 des Rotors 1 vorgegebenen Raumes angeordnet. Ueber diese
Lamellenkupplung ist die Drehmomentmitnahme der Motorwelle 2 möglich.
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Die Innenlamellen 4 sind über eine auf der Motorwelle 2 vorgesehene
Kerbverzahnung 6 mit dieser Motorwelle drehmomentschlüssig verbunden und können
natürlich in dieser Kerbverzahnung axial verschoben werden, was zur Drehmomenteinstellung
erforderlich ist.
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Die Außenlamellen 3 sind drehmoment schlüssig mit dem Körper des Rotors
1 verbunden, wobei die Mitnahme dieser Außenlamellen bei Kurzschlußläufern durch
besondere, beim Ausspritzen gleich mit vorgegossene Nocken erfolgt.
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Durch eine Ringnut 9, von der Kerbverzahnung 6 getrennt, ist auf der
Motorwelle 2 ein Gewinde 10 für eine Andruckmutter 11 vorgesehen.
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Diese Andruckmutter 11 ermöglicht es, das übertragene maxiale Drehmoment
durch Veränderung des Andrucks einzustellen. Die Lamellenkupplung wird dabei einerseits
von dieser Andruckmutter 11 beaufschlagt und andererseits über eine Tellerfeder
8 abgestützt, die auf der der Andruckmutter gegenüberliegenden Seite der Lamellenkupplung
angeordnet und von einem Anschlag 7 an der Motorwelle 2 gehalten ist.
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Die Tellerfeder 8 ist vor allem deshalb vorteilhaft, weil sie eine
genaue Einstellung des Rutschmomentes beim Nachstellen der Plutter erleichtert,
da die Vorspannung der Tellerfeder den Druck auf die Lamellen bestimmt und ohne
Tellerfeder bereits eine Viertelumdrehung der Mutter zum Blockieren der Kupplung
führen würde.
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An der Andruckmutter 11 ist ein Hebel 12 schwenkbar gelagert, der
durch eine Vorspannfeder 13 derart in eine Raststellung vorgespannt ist, daß er
mit seinem innenliegenden, in Form einer Spitze 14 ausgebildeten Ende in die Kerbverzahnung
6 der Motorwelle 2 eingreift und damit die Andruckmutter 14 bezüglich der Motorwelle
blockiert.
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Dies ist im einzelnen in b"ig. 2 dargestellt. Dabei ist zu erkennen,
daß der um eine in der Andruckmutter 11 vorgesehene Querachse schwenkbar gelagerte
Hebel 12 an seinem innenliegenden Ende mit einer Spitze 14 versehen ist, die so
geformt ist, daß sie in die Kerbverzahnung 6 der Welle 2 eingreifen kann.
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Durch Schwenken des Hebels 12 um die in der Andruckmutter vorgesehene
Querachse wird der Hebel 12 entgegen der durch die Vorspannfeder 13 ausgeübten Kraft
von der kerbverzahnung 6 gelöst und gelangt mit seiner Spitze 14 in den Bereich
der Ringnut 9, so daß nunmehr die Andruckmutter 11 relativ zur Welle 2 verdrehbar
ist.
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Das Schwenken des Hebels 12 in die in Fig. 1 strichliert gezeigte
Freigabeposition 12' erfolgt mittels eines Stiftes 15, der durch eine Offnung 16
im Motorgehäuse einführbar ist und vorzugsweise ein verringerten Durchmesser aufweisendes
Endteil 18 besitzt, das in eine, in ig. 2 zu sehende Offnung 19 des Hebels 12 einführbar
ist und damit diesen Hebel 12 während der Drehmomentverstellung festhalten kann.
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Die Nachstellung der Rutschkupplung der vorstehend beschriebenen Art
geht folgendermaßen vor sich: Durch Drehung der Plotorwelle 2 wird der Hebel 12
vor die Einstellöffnung 16 gedreht. Nun wird der Stift 15 durch die Offnung 16 eingeführt,
so daß dessen Spitze 18 in die Offnung 19 des Hebels eingreift und diesen an einer
Weiterdrehung hindert.
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Durch Drücken des Stiftes 15 in Richtung des Pfeiles wird der Hebel
2 geschwenkt und seine Spitze 14 schwenkt aus der Kerbverzahnung 3 aus und gelangt
in den Bereich der Ringnut 9.
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Nun ist die Andruckmutter 11 auf ihrem Gewinde 10 frei drehbar, und
die Spannung auf die Kupplungslamellen 3, 4 kann durch Drehung der Motorwelle 2
verändert werden, und zwar sowohl im Sinne einer Verstärkung-als auch im Sinne einer
Verringerung der Andruckkraft.
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Wird der Stift 15 entgegen der Pfeilrichtung aus der Offnung 16 gezogen,
so drückt die keder 13 die Spitze 14 des Hebels 12 wieder in die Kerbverzahnung
6, wodurch die Andruckmutter bezüglich der Welle 2 blockiert wird und damit ein
bestimmtes maximal übertragbares Drehmoment eingestellt ist. Der Sinstellstift 15
kann nunmehr wieder entfernt werden.
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zs ist ohne weiteres erkennbar, daß der Nachstellvorgang bei der Rutschkupplung
nach der Erfindung überaus einfach und schnell durchgeführt werden kann, und daß
die Rutschkupplung im Gesamtaufbau praktisch keinen zusätzlichen Raum erfordert
und auch zu ihrer Betätigung, bzw. Nachstellung kein wesentlicher Aufwand erirderlich
ist und trotzdem stets eine sichere Einstellung des jeweils gewünschten maximalen
übertragbaren rnehmoments erzielt werden kann.
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