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überlastschaltvorrichtung für ein Drehmoment-
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übertragungsaggregat." Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf
eine bei über schreiten eines Ansprechdrehmomentes ansprechende Uberlastschaltvorrichtung
für ein für ein Solldrehmoment eingerichtetes Drehmomentübertragungsaggregat aus
einer Welle und einem daran über eine Nabe mit Nabenansatz angeschlossenen Ubertragungsbauteil.
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Dabei können Solldrehmoment und Ansprechdrehmoment übereinstimmen.
Im allgemeinen wird man jedoch eine Differenz verwirklichen. Das Ansprechen soll
erfolgen, wenn das Istdrehmoment, welches die Welle überträgt, größer wird als das
Solldrehmoment des Drehmomentübertragngsaggregates und das Ansprechdrehmoment erreicht.
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Bei den bekannten, gattungsgemäßen Überlastschaltvorrichtungen (FR-PS
14 24 156, Spalte 1) sind neben der Welle und der Nabe mit ihrem Nabenansatz und
Befestigungseinrichtungen zusätzliche, aufwendige Schaltbauteile vorgesehen.
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Andererseits kennt man für die Befestigung eines Nabenansatzes auf
einer Welle Vorrichtungen (DT-AS 24 34 027), die einen auf den Nabenansatz aufgeschobenen
Stauchring aufweisen, der zumindest einseitig eine äußere Konusfläche besitzt, wobei
auf die Konusfläche bzw. auf die beiden Konusflächen des Stauchringes ein Spannring
bzw. je ein Spannring aufgesetzt ist und wobei der Spannring bzw. die Spannringe
Durchgangsbohrungen sowie darin mit Spiel eingesetzte Spannschraubenbolzen aufweisen.
Mit Hilfe derartiger Vorrichtungen läßt sich, bei entsprechendem Anzug der Spannschraubenbolzen,
erreichen, daß ein zu übertragendes Drehmoment sicher übertragen wird. Das gilt
insbesondere dann, wenn der Stauchring unter Berücksichtigung des Werkstoffes von
Welle bzw. Nabe materialmäßig so ausgelegt ist, daß er sich unter der Spannkraft
der Spannschrauben in die Welle und in die Nabe unter elastischer Druckverformung
von Nabe und Welle eindrückt. Das kann bei geeigneter Auslegung soweit geschehen,
daß gleichsam Polygonecken entstehen und Formschluß eintritt. berlastet man ein
solches Drehmomentenübertragungsaggregat, bei dem die Befestigung des Nabenansatzes
in der beschriebenen Weise bewirkt ist, erheblich, so kann es vorkommen, daß sich
die Welle
gegenüber der Nabe verdreht. Es stellt sich jedoch kein
vom überlastungsdrehmoment definiert abhängiger Einsatz für eine derartige Verdrehung
ein, die im übrigen auf die Kontaktflächen des Drehmomentenübertragungsaggregates
bzw. der beschriebenen Befestigungsvorrichtung unmittelbar zerstört wirkt. bberlastungen
der bekannten Drehmomentenübertragungsaggregate des beschriebenen Aufbaus müssen
daher sorgfältig vermieden werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Überlastschaltvorrichtung
zu schaffen, die besondere Schaltbauteile nicht mehr benötigt, sondern mit den üblichen
Befestigungsaggregaten für den Nabenansatz arbeitet. Die Lösung dieser Aufgabe besteht
in der Kombination der folgenden Merkmale: a) zwischen Welle und Nabenansatz ist
eine Gleitmetallzwischenschicht angeordnet, b) auf den Nabenansatz ist ein Stauchring
angeordnet, der zumindest einseitig eine äußere Konusfläche aufweist, und auf die
Konsufläche bzw. auf die beiden Konusflächen des Stauchringes ist ein Spannring
bzw.
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ist je ein Spannring aufgesetzt, wobei der Spannring bzw. die Spannringe
Durchgangsbohrungen sowie darin mit Spiel eingesetzte Spannschraubenbolzen aufweisen,
c) der Stauchring ist unter Berücksichtigung des Werkstoffes- von Welle und Nabenansatz
materialmäßig so ausgelegt, daß er sich im Bereich der beiden Spannringe in den
Nabenansatz und in die Welle unter elastischer Druckverformung eindrücken kann,
wobei die Spannschraubenbolzen so angezogen sind, daß über
zelle
und Nabe gerade das Ansprechdrehmoment übertragbar ist, d) der Welle und/-oder der
Nabe ist ein Fühler zugeordnet, der auf eine Verstellung zwischen Welle und Nahe
anspricht Die Spannschraubenbolzen werden also erfindungsgemäß nicht zu stark angezogen
und die elastische Verformung ist regelmäßig kleiner als die, die bei der bekannten
Ausführungsforrn praktisch Formschluß bewirkt.
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Überraschenderweise kommt es bei einem DrehmomentenübertragunCjs -aggregat,
welches nach der beschriebenen Kombination ausgebildet ist, bei Überschreiten des
Ansprechdrehmomentes, und zwar genau beim Überschreiten des Ansprechdrehmomentes,
zu einer definiert einsetzenden Verstellung zwischen Welle und Nabe.
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Überraschenderweise treten fernerhin an den Kontaktflächen des Drehmomentenübertragungsaggregates
und der beschriebenen Befestigungsvorrichtung trotz der formschlüssigen Eindrückungen
keinerlei Zerstörungen auf, so daß die Überlastschaltvorrichtung praktisch beliebig
viele Schaltvorgänge auszuführen in der Lage ist. Die Verstellung mit definiertem
vom Überlastdrehmoment abhängigem Einsatz beruht vermutlich auf einer Wechselwirkung
zwischen Reibungskräften und elastischer Verformung.
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Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung
und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmetallzwischenschicht hauptsächlich aus Fe
und Kolloidalgraphit besteht. Zu ohne weiteres und in bezug auf das Ansprechdrehmoment
leicht einstellbar reproduzierharen Verhältnissen kommt man, wenn nach bevorzugter
Ausführungsform der Erfindung die Gleitmetallzwischenschicht eine Dicke aufweist,
die größer ist als die formschlüssigen Eindrückungen der Welle. Die Gleitmetallzwischenschicht
kann dabei als Manschette ausgeführt und auf die Welle aufgeschoben sein. Es versteht
sich von selbst, daß die überlastschaltvorrichtung um so genauer funktioniert, je
genauer die Bauteile insgesamt gefertigt sind. Praktisch bewährt hat sich eine Ausführungsform,
die dadurch gekennzeichnet ist, daß Welle und Nabenansatz - im ungespannten Zustand
der Spannschrauben - eine Rundheitsgenauigkeit im Bereich der Paarungstoleranz 7
und h6 und eine Oberflächenrauhigkeit im Bereich von 1 bis 4 u aufweisen.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Drehmomentenübertragungsaggregat mit erfindungsgemäßer
Uberlastschaltvorrichtung, Fig. 2 ausschnittsweise einen Schnitt in Richtung A-A
durch den Gegenstand nach Fig. 1.
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Das in den Figuren dargestellte Drehmomentenübertragungsaggregat besteht
aus einer Welle 1 und einem daran über eine Nabe 2 mit Nabenansatz 3 angeschrlossenen
übertragungsbauteil. Dieses Drehmomentenübertragungsaggregat sei für ein Solldrehmoment
M
ausgerüstet. Im übrigen ist die Anordnung insgesamt so getroffen,
daß das Aggregat mit der Befestigungseinrichtung für den Nabenansatz 3 als Überlastschaltvorrichtung
funktioniert. Dazu ist zunächst zwischen Welle 1 und Nabenansatz 3 eine Gleitmetallzwischenschicht
4 angeordnet. Es ist ausreichend, daß diese Gleitmetallzwischenschicht 4 sich über
die Länge des Nabenansatzes 3 erstreckt, die Gleitmetallzwischenschicht 4 kann jedoch
auch so eingerichtet sein, daß sie sich sowohl unter dem Nabenansatz 3 als auch
unter der Nabe 2 befindet. Auf den Nabenansatz 3 ist ein Stauchring 5 angeordnet.
Der Stauchring 5 besitzt im Ausführungsbeispiel beidseitig äußere Konusflächen 6.
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Auf diese beiden Konusflächen 6 des Stauchringes 5 ist je ein Spannring
7 aufgesetzt. Die Spannringe 7 besitzen Durchgangsbohrungen 8 und darin sind mit
Spiel 5 Spannschraubenbolzen 9 eingesetzt, - was nicht ausschließt, daß einer der
Spannringe 7 zusätzlich mit einem Gewindeteil versehen ist. Die Auslegung ist so
getroffen, daß der Stauchring 5 unter Berücksichtigung des Werkstoffes von Welle
1 und Nabenansatz 3 sich im Bereich der beiden Spannringe 7 in die Welle 1 und in
den Nabenansatz 3 unter elastischer Druckverformung von Nabenansatz 3 und Welle
1 eindrückt. Das zeigt in starkem Maße übertrieben die Fig. 2.
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Hier erkennt man auch, daß sich zur Welle 1 hin Eindrückungen 10 bilden.
Dieses erfolgt nach der Lehre der Erfindung so, daß über Welle 1 und Nabe 2 gerade
das Solldrehmoment übertragen wird.
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Dazu sind also die Spannschraubenbolzen 9 entsprechend angezogen,
was experimontell leicht ermittelt werden kann Der Wer 1 t und der Nabe 2 ist ein
Fühler 11 zugeordnet, der auf eine Verstellung zwischen Welle 1 und Habe 2 anspricht.
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Wird bei der beschriebenen Vorrichtung ein Drehmoment übertragen,
welches kleiner ist als das Ansprechdrehmoment oder diesem
gleich
ist, so findet keinerlei Verstellung zwischen Welle 1 und Nabe 2 statt. Wird jedoch
das zu übertragende Drehmoment größer als das Ansprechdrehmoment, so tritt praktisch
bei Erreichen des Ansprechdrehmomentes eine Verstellung zwischen Welle 1 und Nabe
2 ein.
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Im übrigen mag im Ausführungsbeispiel die Gleitmetallzwischenschicht
4 hauptsächlich aus Fe und Kolloidalgraphit bestehen.
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Sie besitzt im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform
eine Dicke D, die größer ist als die formschlüssigen- E-indrückungen 10 der Welle,
die in Fig. 2 übertrieben gezeichnet sind. Nicht dargestellt werden konnte aus Maßstabsgründen
im übrigen, daß die Welle 1 und der Nabenansatz 3 - im ungespannten Zustand der
Spannschraubenbolzen 9 - eine Rundheitsgenauigkeit im Bereich der Paarungstoleranz
rI7 und h6 und eine Oberflächenrauhigkeit von 1 bis 4 u aufweisen. Der Fühler 11
ist im Ausführungsbeispiel ein akustischer Fühler, z. B. ein Mikrofon. Tatsächlich
ist die Verstellung von einer typischen Schwingung-begleitet, die zumeist im Tonfrequenzbereich
liegt.
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Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Welle 1 im Bereich der Gleitmetallzwisc'nenschicht
4 mit einer Hartchromauilagezu versehen, was aus Maßstabsgründen nicht gezeichnet
wurde.
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