DE2536310C3 - Drehmomentbegrenzer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft gattungsgemäß einen Drehmomentbegrenzer, bestehend aus wenigstens einem radialen Zylinder mit Kolben als Teil einer ersten, beispielsweise der antreibenden Partie des Drehmomentbegrenzers, mit dem Zylinder verbundener Zu- und Ableitung für das Druckmedium, einem mit der zweiten, beispielsweise der angetriebenen Partie des Drehmomentbegrenzers in Verbindung stehenden Vorsprung und Steuerorganen für die Zu- und Ableitung mit einer in der Ableitung angeordneten, auf einen Überdruck im Kolben reagierenden Einrichtung, wobei bei einem vorgegebenen Druck auf den Kolben durch diesen über die Einrichtung die beiden Partien des Drehmomentbegrenzers entkuppelbar und bei Überschreiten des vorgegebenen Druckes über die Steuerorgane die beiden Partien wieder miteinander kuppelbar sind.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Drehmomentbegrenzer (FR-PS 14 13 027) ist ein aus dem Zylinder stirnseitig herausgeführtes Kolbenteil in eine entsprechend zugeordnete Ausnehmung einführbar. Dieser Aufbau führt dazu, daß in Funktion radiale Kraftkomponenten in den Kolben eingetragen werden, die zu einem erhöhten Verschleiß im Zylinder führen. Das führt wiederum zwangsläufig zu Beeinträchtigungen der Funktionsweise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentbegrenzer anzugeben, bei dem auf den Kolben praktisch nur ein radialer Druck ausgeübt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß auf der ersten Partie ein Zwischenteil vorgesehen ist, das aus einer Rolle in der Mitte eines zweiarmigen Hebels besteht, deren bei Betätigung tangentiale Komponenten in Aussparungen parallel zum Zylinder aufgefangen werden, wobei der Hebel mit einer Rolle auf dem freien Ende des Kolbens ruht, um diesen bei Überschreiten des vorgegebenen Drehmomentes derart durch den Vorsprung zu betätigen, daß der auf den Kolben ausgeübte Druck im wesentlichen rein radial ist.

Der bei einem Drehmomentbegrenzer nach der Erfindung erreichte Vorteil besteht vor allem darin, daß durch Ausbildung des Zwischenteils auf den Kolben praktisch nur ein radialer Druck ausgeübt wird, was zu einer erheblichen Reduzierung des Verschleißes und zur Verhinderung von Funktionsstörungen führt.

Bei dem Drehmomentbegrenzer nach der Erfindung ist somit gewährleistet, daß die Funktionsfähigkeit über lange Zeiträume in definierter Weise aufrecht erhalten werden kann. Im einzelnen läßt sich die Erfindung auf verschiedene Weise weiter ausbilden. So geht ein Vorschlag der Erfindung dahin, daß das Zwischenteil an seinen freien Enden Rollen aufweist, die zur Aufnahme der tangentialen Komponenten in Rillen des Teiles geführt sind, in welchem auch der Zylinder ausgebildet ist. Nach einem anderen Vorschlag ist der Aufbau so getroffen, daß der Vorsprung am äußeren Kupplungsteil als Rolle ausgebildet ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen

F i g. 1 den Ausschnitt aus einem Radialschnitt eines Drehmomentbegrenzers nach der Erfindung,

F i g. 2 eine Stirnansicht teilweise geschnitten, eines Drehmomentbegrenzers,

F i g. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III durch den Gegenstand nach F i g. 2,

Fig.4 in vergrößertem Maßstab das Detail Fig.4 aus dem Gegenstand nach F i g. 3.

Die F i g. 1 zeigt schematisch einen hydraulischen Drehmomentbegrenzer, wobei dieser Drehmomentbegrenzer hauptsächlich aus einer antreibenden Partie 1 und einer angetriebenen Partie 2 besteht Die antreibende Partie ί besteht im vorliegenden Fall aus einem zylinderförmigen Körper, in dem an bestimmten Stellen Zylinder 3 ausgebildet sind, in denen sich je ein Kolben 4 bewegen kann. Dieser Kolben 4 arbeitet am freien Ende zusammen mit einem Zwischenteil 5, das über Zapfen 6 bzw. 7 in parallel zum Zylinder 3 verlaufenden Aussparungen 8 bzw. 9 gehalten wird. Das Zwischenteil 5 zeigt in der Mitte eine zylinderförmige Partie, die einerseits mit dem freien Ende des Kolbens 4 und andererseits mit einem Vorsprung 10 zusammenarbeitet, der sich an der Innenwand des angetriebenen Teils 2 befindet. Der Vorsprung 10 ist bei der dargestellten Ausführungsform abgerundet Der Zylinder 3 steht über eine Ableitung 11 und eine Zuleitung 12 in Verbindung mit einer Ölzuleitung 13, die beispielsweise von einer axialen Bohrung in der Welle der antreibenden Partie 1 gebildet wird, wobei sich in den Leitungen 11 bzw. 12 ein Überdruckventil 14 und ein Rückschlagventil 15 befinden. Die Arbeitsweise eines solchen Drehmomentbegrenzers ist sehr einfach und erfolgt wie nachstehend beschrieben.

Aus der ölzuleitung 13 wird unter Druck stehendes öl

durch das Rückschlagventil 15 in den Zylinder 3 eingeführt, wobei das Abfließen dieses Öls bis zu einem oestimmten Druck vom Überdruckventil 14 verhindert wird, während das Rückschlagventil 15 dafür sorgt, daß kein öl durch die Zuleitung 12 zurückfließen kann. Das in den Zylinder 3 eingeführte öl bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 4, der damit gegen das Zwischenteil 5 drückt und so dieses Zwischenteil 5 falls der Zylinder dies zuläßt, nach außen drückt. Beim Drehen der Partie 1 erreicht man damit, daß das Zwischenteil 5 mit seiner zentralen und abgerundeten Verdickung in den Weg des Vorsprungs 10 der angetriebenen Partie 2 gelangt, wodurch dann diese angetriebene Partie 2 in der Bewegung von der Partie 1 mitgenommen wird, und zwar ist dabei offensichtlich, daß die Drehrichtung der Partie 1 und damit die Drehrichtung der Partie 2 sowohl dem Uhrzeigersinn als auch dem entgegengesetzten Uhrzeigersinn entsprechen kann. Trifft nun die angetriebene Partie 2 aus einem bestimmten Grund auf einen übermäßig hohen Widerstand, dann wird die Umfangskraft an dieser Partie 2 größer und die auf den Vorsprung 10 am Zwischenteil 5 ausgeübte Kraft steigt entsprechend. Die Konstruktion des Drehmomentbegrenzers sorgt dafür, daß diese Kraft am Kolben 4 einen praktisch radialen Druck ausübt, während das Zwischenteil 5 einer Zugbelastung unterliegt. Dabei ist zu beachten, daß dadurch die seitlichen Komponenten des Kolbens 4 an der Wand des Zylinders 3 sehr klein sind — also nur geringeoderkeineabnormaleAbnutzunghervorrufen während das Zwischenteil 5 eine leichtere Konstruktion aufweisen kann, wenn es einer Druckbelastung unterworfen wird, wobei zugleich der Einfluß der Reibungskräfte der Rollen 5c am Kolben möglichst gering ist. Gleichzeitig wird damit vermieden, daß die Rollen infolge dieser Reibung selbstbremsend wirken können. Die Konstruktion des Zwischenteils 5 ist nämlich so getroffen, daß der Zapfen 6 oder 7 des unbelasteten Arms des Zwischenteils sich mittig in der als Langloch ausgebildeten Aussparung 8 oder 9 befindet, wodurch sich dieser Zapfen praktisch ohne Reibung bewegen kann und nicht am Kräftespiel teilnimmt. Die tangentialen Kräfte können evtl. auch durch Rollen aufgefangen werden, die gegen eine senkrechte Rille drücken. Die auf den Kolben 4 wirkende Druckkraft verursacht einen Druckanstieg im Zylinder 3, bis das Überdruckventil 14 bei einem festgesetzten Druck öffnet, der mit einer bestimmten Umfassungskraft an Teil 2 übereinstimmt. Dadurch strömt das öl durch dieses Überdruckventil 14 ab und der Kolben 4 kann sich radial nach innen bewegen, so daß das Zwischenteil 5 sich vom Vorsprung 10 löst und damit die Teile 1 und 2 entkoppelt. Bruchschäden an Maschinenteilen werden damit vermieden und die Kopplung läßt sich mühelos wieder herstellen, indem man erneut öl in den Zylinder 3 einführt. Offensichtlich erhält man damit einen sehr einfachen Drehmomentbegrenzer. Die F i g. 2 bis 4 zeigen eine Ausführungsform, bei der das in F i g. 1 dargestellte Prinzip angewendet worden ist. Im vorliegenden Fall sind vier Kolben 4 und eine gleiche Anzahl Zwischenteile 5 vorgesehen, die jeweils mit einem Vorsprung 10 im Teil 2 zusammenarbeiten können, wobei dieser Vorsprung 10 im vorliegenden Fall aus einer Rolle 16 besteht, die im Teil 2 gelagert ist. Die Zwischenteile 5 bestehen im vorliegenden Fall aus zweiarmigen Hebeln 5a, 5b, die in ihrer höchstliegenden Partie mit einem Bolzen 17 ausgestattet sind, auf dem frei drehbar eine Rolle 5c angeordnet ist, die mit einer Rolle 16 zusammenarbeiten kann. Im vorliegenden Fall münden die Zuleitungen 12 ebenfalls in die ölzuleitung 13, die in der Antriebswelle durch eine Axialbohrung 19 verlängert wird, wobei in der Mündung der ölzuleitung 13 das Rückschlagventil 15 eingebaut ist. Dieses Rückschlagventil 15 besteht hauptsächlich aus einem Ventilsitz 20 mit dem eine Verschlußkugel 21 zusammenarbeitet, wobei diese letztere durch eine Feder 22 gegen den Ventilsitz 20 gedrückt wird. Das Überdruckventil 14 ist konventionell ausgeführt und wird wie das Rückschlagventil 15 nur kurz beschrieben. Es besteht hauptsächlich aus einer Kammer 23, in der sich Gas, beispielsweise Stickstoff, unter einem Druck befindet, der demjenigen entspricht, bei dem das Überdruckventil 14 öffnen soll, in anderen Worten, der mit dem höchstzulässigen Übertragungsmoment übereinstimmt. Diese Kammer 23 läßt sich mit Hilfe eines Rückschlagventils 24 füllen und entleeren. Die Abdichtung der Kammer 23 wird außerdem durch eine Dichtungshaube 25 gewährleistet, unter der sich eine Scheibe 26 befindet. Unter dieser Scheibe 26 befindet sich ein Ring 27, der mit Ausnahme eines kleinen ringförmigen Raums 28 auf ein zentrales Teil des Körpers des Überdruckventils 14 paßt, wobei zwischen diesem Ring 27 und dem zentralen Körper ein ringförmiger Raum 29 ausgespart bleibt, der über einen oder mehrere Durchgänge 30 mit der Axialbohrung 19 in Verbindung steht. Die Ableitungen 11 schließlich sind im zentralen Körper des Überdruckventils 14 angebracht. Auch in diesem Fall werden dann, wenn das Teil 2, beispielsweise eine Riemenscheibe, ein Kettenrad, eine Kettennuß od. dgl. einem übermäßigen Widerstand begegnet, der zum Bruch eines bestimmten Maschinenteils führen kann, die verschiedenen Zwischenteile 5 durch Einwirkung der Rollen 16 auf die Rollen 5c die verschiedenen Kolben 4 zur Mitte der Vorrichtung drücken, wodurch das öl über einen Durchgang 31 und einen Raum 32 unter hohem Druck auf die Scheibe 26 wirken kann, welche dadurch und durch einen den Druck in der Kammer 23 übersteigenden Druck so verformt wird, wie dies die gestrichelte Linie in F i g. 4 aufzeigt. Damit bewirkt man, daß das öl unter hohem Druck durch den Raum 32 und unter der Scheibe 26 hindurch in den ringförmigen Raum 28 gelangt und dann durch den ringförmigen Raum 29 und den Durchgang bzw. die Durchgänge 30 in die Axialbohrung 19 zurückfließt. Sobald dieses öl abgeführt ist, kehrt das Überdruckventil 14 in seine anfängliche Stellung unter dem Druckeinfluß des Gases zurück, das sich in der Kammer 23 befindet, so daß beim Beseitigen des Widerstandes am Teil 2 durch einfache Zufuhr von öl über die Axialbohrung 19 und das Rückschlagventil 15 die Kolben 4 erneut radial nach außen gedruckt werden können, und damit die Zwischenteile 5 jeweils wieder in Berührung mit einer Rolle 16 stehen.

Es ist offensichtlich, daß die Zahl der Kolben 4 bzw. der Zwischenteile 5 und der Rollen 16 den jeweiligen Bedürfnissen und Anforderungen angepaßt werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Drehmomentbegrenzer, bestehend aus wenigstens einem radialen Zylinder mit Kolben als Teil einer ersten, beispielsweise der antreibenden Partie des Drehmomentbegrenzers, mit dem Zylinder verbundener Zu- und Ableitung für das Druckmedium, einem mit der zweiten, beispielsweise der angetriebenen Partie des Drehmomentbegrenzers in Verbindung stehenden Vorsprung und Steuerorganen für die Zu- und Ableitung mit einer in der Ableitung angeordneten, auf einen Überdruck im Kolben reagierenden Einrichtung, wobei bei dem vorgegebenen Druck auf eben den Kolben durch '5 diesen über die Einrichtung die beiden Partien des Drehmomentbegrenzers entkuppelbar und bei Überschreiten des vorgegebenen Druckes über die Steuerorgane die beiden Partien wieder miteinander kuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ersten Partie (1) ein Zwischenteil (5) vorgesehen ist, das aus einer Rolle (5c) in der Mitte eines zweiarmigen Hebels (5a, 5b) besteht, deren beim Betätigen tangentiale Komponenten in Aussparungen (8, 9) parallel zum Zylinder (3) aufgefangen werden, wobei der Hebel mit seiner Rolle auf dem freien Ende des Kolbens ruht, um diesen bei Überschreiten des vorgegebenen Drehmomentes derart durch den Vorsprung (10) zu betätigen, daß der auf den Kolben ausgeübte Druck im wesentlieh-en rein radial ist.

2. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenteil (5) an seinen freien Enden Rollen aufweist, die zur Aufnahme der tangentialen Komponenten in Rillen des Teiles geführt ist, in welchem auch der Zylinder ausgebildet ist.

3. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung am äußeren Kupplungsteil als Rolle (16) ausgebildet ist.