DE2626635C2 - Sicherheitskupplung zwischen zwei Wellen - Google Patents

Description

gen Moments bestimmt werden. Falls dieser Höchstwert überschritten wird, erfährt die Sicherheitsmuffe eine Verwindung und reißt in Höhe der kreisförmigen Nut auseinander. Unter der Wirkung der Elastizität der Anoidnung von Scheiben 11 wird der abgetrennte Teil der Sicherheitsmuffe sofort zurückgezogen, so daß die beiden Teile der Sicherheitsmuffe nicht mehr aneinander reiben, selbst wenn der Motor noch nicht angehalten ist

F i g. 1 bis zeig* sine im Rahmen der Erfindung liegende andere Anordnung des Radiallagers 5. Dieses Radialiager 5 liegt hier in einer bestimmten Entfernung vom Wellenende, was voraussetzt, daß die Welle eine ausreichend hohe Steifigkeit besitzt

Fig.2 zeigt eine ähnliche Kupplung wie Fig. 1, jedoch umgibt hier die getriebene Welle die treibende Welle, und das Radiallager 9 mit axialen Anschlägen der getriebenen Welle ist auf derselben Seite angeordnet wie das Lager 3. Auf diese Weise braucht die Anordnung von Scheiben 11 lediglich den Längsausdehnungsunterschied der beiden Wellen auszuhalten. Die sich gegenseitig umgebenden Wellen können auf Temperaturen gebracht werden, die ziemlich nahe beieinr_:?.der liegen, so daß im Endeffekt der Längsausdehnungsunterschied sehr gering ist und dadurch die von der Verbindung der beiden Scheiben 11 zu erbringende Arbeit sehr gering ist Im übrigen funktioniert die Kupplung genauso wie die in den Fig. 1 und 1 bis dargestellte, weshalb für Bauteile gleicher Funktionsweise dieselben Bezugszeichen verwendet sind wie in den vorhergehenden Figuren.

Fig.2 bis zeigt eine Variante zu Fig. 2, bei der ein Radiallager 5 an einem Wellenende angeordnet ist, während die Nabe 4 in einer bestimmten Entfernung vom Wellenende angebracht ist

F i g. 3 zeigt im Schnitt eine konkrete Ausführungsform der in Fig.2 schematisch dargestellten erfindungsgemäßen Kupplung. Die Antriebswelle ist in einem nicht dargestellten Lager (entsprechend 3 in F i g. 2) gelagert und wird von einem (nicht dargestellten) Motor angetrieben.

Das rechte Ende der Welle 1 trägt die Nabe 4. Die treibende Welle 2 läuft im Lager 5 unter Zwischenschaltung der Nabe 4.

Die Nabe 14 ist mit der getriebenen Welle 6 über die Sicherheitsmuffe 12 verbunden. Die Sicherheitsmuffe 12 ist lösbar auf der getriebenen Wellt 6 mit Hilfe von Schrauben 16 befestigt Die Sicherheitsmuffe ist mit der Nabe 14 lösbar über Schrauben 17 verbunden. ·

Die Nabe 14 ist auf ihrer der Nabe 4 zugewandten Seite durch eine kreisförmige Scheibe 18 verlängert, deren Dicke vom mittleren Bereich zur Peripherie hin abnimmt Ebenso wird die Nabe 4 auf ihrer der Nabe 14 zugewandten Seite durch eine kreisförmige Scheibe 19 verlängert, deren Dicke ebenfalls vom mittleren Bereich zur Peripherie hin kleiner wird. Die beiden kreisförmigen Scheiben 18 und 19 sind an ihrer Peripherie durch eine gemeinsame Krone 21 verbunden. Auf diese Weise überträgt sich eine relative Längsausdehnung der Wellen zueinander in Form einer Annäherung oder Entfernung der beiden sich gegenüberliegenden Seiten der Scheiben 18 und 19. Diese Verbindung zwischen den beiden Naben besitzt außerdem eine gewisse Elastizität hinsichtlich der Torsion innerhalb der Elastizitätsgrenzen der Scheiben 18 und 19.

Der Aufbau der Nabe 14 erlaubt es ihr, stoßweise auftretende Torsionsrr.omente aufzunehmen. Die Nabe 14 ist wesentlich dünner ;..ls die Nabe 4 und ruht über zwei Ringe 22 und 23 auf der Welle 2, im Verhältnis zu der die Nabe sich leicht drehen kann, wenn auf sie ein größeres Drehmoment einwirkt Ebenso kann die Nabe 14 auch in Längsrichtung auf diesen beiden Ringen gleiten.

Die Sicherheitsmuffe 12 ist in ihrem mittleren Bereich mit einer kreisförmigen tiefen Nut 15 versehen. Tritt plötzlich ein sehr hohes Widerstandsmoment auf der getriebenen Welle 6 auf, so erfahren das Kupplungssy-

stem 18,19,21 und die Nabe 14 eine Torsion, die auf die Sicherheitsmuffe 12 übertragen wird. Wenn die Verformung des Kupplungssystems und der Nabe ihre ScIlbruchgrenze überschreitet, dann bricht die Sicherheitsmuffe 12 in Höhe ihrer Nut 15, deren Tiefe genau in Abhängigkeit von der Elastizitätsgrenze der Bauteile 14,18,19 und 21 festgelegt ist

Die Kupplungsverbindung mit den Teilen 18,19 und 21 ist so ausgeführt, daß, wenn keine von außen kommende Kraft auf die Naben 14 und 4 einwirkt, die sich gegenüberliegenden Seiten der Scheiben die Tendenz haben, sich einander anzunähern. Daraus ergibt sich, daß beim Bruch der Sicherheitsmufic 12 der mit der Nabe 14 verbundene Teil der Sicherheitsmuffe sich unter der Wirkung des Kupplungssystems 18, 19 und 21 nach rechts verschiebt und dabei verhindert, daß es zwischen den beiden gebrochenen Hälften der Sicherheitsmuffe 12 tu einer Berührung kommt

Das Kupplungssystem 18,19 und 21 ist in einem zylindrischen Gehäuse 25 untergebracht das links mit einem Gestell 26 verbunden ist, das ein getriebenes Gerät in seiner Gesamtheit repräsentiert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Sollbruchstelle aufweisende Bolzen, die in axiiüer Rich- Patentansprüche: tung so elastisch vorgespannt sind, daß sich die Bruch flächen voneinander entfernen.

1. Sicherheitskupplung zwischen einer treibenden Aufgabe der Erfindung ist es gegenüber diesem Stand und einer getriebenen Welle mit einer eine Soll- 5 der Technik, eine Sicherheitskupplung zwischen zwei bruchstelle aufweisenden Muffe als Verbindungs- Wellen anzugeben, die nicht nur im Oberlastfall, d h. stück, dadurch gekennzeichnet, daß im beim Bersten der Sollbruchstelle, die Bruchflächen von-Antriebsstrang in Kraftrichtung gesehen in Reihe einander entfernt, so daß Folgeschäden möglichst vermit der Muffe (12) eine elastische Kupplung (11) mieden werden, sondern auch im Normalbetri<:b Längsvorgesehen ist, die die Muffe (12) mit einer axialen 10 spannungen reversibel abzubauen gestattet, die von Zugvorspannung beaufschlägt Temperaturveränderungen entlang der Wellen stam-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- men.

zeichnet, daß die elastische Kupplung (11) aus zwei Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 defl· mit axialem Abstand sich gegenüberliegenden, senk- nierte Sicherheitskupplung gelöst. Bezüglich von Merkrecht zur Kuppfungsachse angeordneten kreisring- « malen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung förmigen Scheiben (18, 19) besteht, die mit ihrem wird auf die Unteransprüche verwiesen.
Innenumfang jeweils mit einem Nabenteil (4,14) und Anhand der nachfolgenden Beschreibung tinter Bemit ihrem Außenumfang mit einem Ringteil (21) fest zugnahme auf die F i g. 1 bis 3 wird die Erfindung näher verbunden sind erläutert

3. Vorrichtung nach Anspruch 2,dadurch gekenn- 20 Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung der erlöndungszeichnet, <öß die mit der getriebenen Welle (6) über gemäßen Kupplung.

die Muffe (12) fest verbundene Nabe (14) eine gerin- F i g. i bis zeigt eine Variante zu der in F i g. i darge-

gere Wandstärke aufweist als die andere Nabe (4) stellten Kupplung.

und auf zwei Gleitlagerringen (22, 23), die auf der F i g. 1 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der

treibenden Welle (2) angeordnet sind, im Verhältnis 25 die getriebene Welle die treibende Welle umgibt

zur treibenden Welle (2) gleiten und sich um einen F i g. 2 bis zeigt eine Variante zu der in F i g. 2 darge-

geringen Betrag drehen kann stellten Kupplung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- F i g. 3 zeigt einen axialen Schnitt durch eine konkrete zeichnet, daß die treibende und die getriebene Welle Ausführung der in F ig. 2 schematisch dargestellten (2,6) koaxial ineinander angeordnet sind 30 Kupplung.

In F i g. 1 ist ein Motor 1 angedeutet, der eine treiben-

de Welle 2 in Rotation versetzt Bei der Welle 2 kann es

sich um den Rotor des Motors handeln, wenn dieser Motor ein Elektromotor, ein Dieselmotor, eine: Turbine

Die Erfindung betrifft eins Sicherheitskupplung zwi- 35 usw. ist Ein Radiallager 3 mit axialen Anschlägen nimmt sehen einer treibenden und einer getriebenen Welle mit die Welle 2 auf. Die Welle 2 ist mit einer Nabe 4 fest einer eine Sollbruchstelle aufweisenden Muffe als Ver- verbunden, die in einem zweiten Radiallager 5 gelagert bindungsstück. ist Unter diesen Bedingungen ist ersichtlich, daß die

Bei der Übertragung eines Antriebsmoments von ei- Längsausdehnung der Welle 2 ohne Problem erfolgen ner Antriebswelle oder treibenden Welle auf eine ge- 40 kann, da das zweite Lager 5 kernen axialen Anschlag tri ebene Welle stellt sich das Problem der Sicherheit besitzt Die abtriebsseitige Welle 6 besitzt ein Radialladieses Bewegungsübertragungssystems. Wenn es in der ger 9 mit axialen Anschlägen und ein Lager Sv das ein getriebenen Welle zu einem plötzlichen sehr hohen Wi- einfaches Radiallager ist Mit dem Bezugszeichen 7 ist derstandsmoment kommt, dann droht die Zerstörung ein angetriebens Gerät bezeichnet
einer der beiden Wellen oder der Verbindung zwischen 45 Die Kupplung zwischen den beiden Wellen umfaßt diesen beiden Wellen, bevorzugt an einer Sollbruchstel- eine mit der treibenden Welle 1 fest verbunden: Nabe 4 Ie. Aus der DE-AS 11 90 744 ist es bekannt, diese Soll- und eine mit der getriebenen Welle 6 über eim: Sicherbruchstelle schräg durch ein axial verschiebbares Rohr heitsmuffe 12 fest verbundene Nabe 14. Die sich einanzu legen. Bei einem Bruch werden die beiden Rohrteile der gegenüberliegenden Seiten der Naben A- und 14 durch die gegenseitige Reibung voneinander wegbe- w werden nach außen durch eine Kupplungsanoninung 11 wegt, bleiben aber bis zum Stillstand miteinander in zweier Scheiben verlängert, die durch einen peripheren reibender Berührung. Dadurch besteht die Gefahr, daß Ring zusammengehalten werden.
Bruchstücke wegfliegen und z. B. in Lagern Schäden Die getriebene Welle 6 kann sich ebenfalls im Ver-

anrichten. hältnis zum Radiallager 9 mit axialen Anschlugen frei

Eine im Prinzip bei Überlast gleichwirkende Kraft- 55 ausdehnen. Daher addieren sich in der der F i g. 1 entkupplung ist in der DE-PS 8 57 878 beschrieben. Dort sprechenden Vorrichtung die Längsausdehnung der beisind Abweisklauen in den Flanschflächen vorgesehen, den Wellen, und es ist notwendig, die Scheibcnanorddie durch Sollbruchbolzen gegeneinandergedrückt wer- nung 11 in Längsrichtung ausreichend elastisch zu geden. Bei Überlast drehen diese Flächen gegeneinander stalten. Dieses Ziel kann dadurch erreicht werden, daß und die Klauen drücken somit die beiden Flächen aus- 60 die sich gegenüberliegende Seiten der Naben 4 und 14 einander, so daß zwar die Bruchflächen der Bolzen sich genügend weit auseinander liegen, Es tritt dann eine voneinander entfernen, aber ein reibender Kontakt der elastische Kraft auf, die die Tendenz hat, die sich einan-Abweisklauen bis zum Stillstand aller Teile erhalten der gegenüberliegenden Seiten der beiden Naben einbleibt ander anzunähern.

Aus der DE-PS 7 22 970 ist weiter eine Kupplung 65 Die Sicherheitsmuffe 12 ist in ihrem mittleren Bereich bekannt, bei der durch einen Wellenbruch eine Ent- mit einer kreisförmigen Sollbruchnut 15 versehen, deren kupplung ausgelöst wird. Die FR-PS 13 36 954 schließ- Größe im Experiment bestimmt wird Auf diese Weise lieh zeigt eine Wellenkupplung über mehrere, je eine kann der Wert des für diese Kupplung maximail zulässi-