DE2809174C2 - Überlastkupplung - Google Patents

Description

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Steuer-Zylinderkolbenanordnung ein Umfangsspiel (in ben die Befestigungseinrichtungen angeschlossen sind. ':' bezug auf den Kupplungsumfang) aufweist, und daß in- Bei dieser Ausführungsform besteht nämlich ohne weifolge dieses Umfangsspiels die Steuerrollen an Wand- teres die Möglichkeit, die Anordnung so zu treffen, daß teilen der bis zu den Steuerrollen geführten Aufnahme- die Kolben der Steuer-Zylinderkolbenanordnungen eikammern abgestützt sowie im Überlastfall an diesen 5 ne in der Zylinderbohrung angeordnete Rückstellfeder und an den Gegenrollen abrollbar geführt sind. Im allge- aufweisen und danach — bei entlasteter hydraulischer meinen wird man dabei die Anordnung so treffen, daß Steuereinrichtung — zusammen mit den Steuerrollen die Lagerzapfen beidseitig über ihre Befestigungsein- einziehbar sind. Das vermeidet, daß nach Eintreten des •iV; richtung vorkragen und beidseitig eine aufgesetzte Oberlastfalles und Durchdrehen des einen Kupplungs- _;~ Steuerrolle aufweisen, denen jeweils eine Gegenrolle 10 teiles gegenüber dem anderen schlagende Beanspru-,.' zugeordnet ist Im einfachsten Falle bestehen die Befe- chungen von den Steuerrollen bzw. von den Gegenrol- -. stigungseinrichtungen aus diametral zum Lagerzapfen len aufgenommen werden müßten. Im Rahmen der Er- ; geführten Aufnahmebohrungen und darin mit Spiel ein- findung liegt es, die hydraulische Steuereinrichtung mit gesetzten sowie in die Steuer-Zylinderkolbenanordnun- einem Entlastungsventil zu versehen, welches im Obergen eingeschraubten Befestigungsschraubenbolzen. 15 lastfall von zumindest einer der Steuerrollen betätigbar ^r; Dieses Spiel definiert das für die Erfindung wesentliche ist, damit der vorstehend beschriebene Effekt der Rück-

·; Umfangsspiel, stört aber auch in der dazu orthogonalen stellung eintritt

Γ.; Richtung nicht Auch in radialer Richtung kann ein ent- Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ledig-

V sprechendes Spiel zugelassen werden. lieh ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung

If Die erreichten Vorteile sind zunächst darin zu sehen, 20 ausführlicher erläutert Es zeigen in schematischer Dar-

Il daß bei erfindungsgemäßen Übedastkupplungen im stellung

p Oberlastfall stets ein Abrollen der SteuerroUen und der F i g. 1 ausschnittsweise, teilweise in Ansicht und teil-

If: Gegenrollen mit rollender Reibung erfolgt Dabei un- weise im Schnitt A-A durch den Gegenstand nach

f$ terstützen sich die Abroll vorgänge: Tatsächlich erfah- F i g. 2 eine erfindungsgemäße Oberlastkupplung,

ψ ren die Steuerrollen, wenn sie von den Gegenrollen in 25 F i g. 2 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Ge-

%3 Richtung der Aufnahmekammeni zum Zentrum der genst^ndnachFig. 1,

p Kupplungsscheibe hin zurückgedrückt werden, bei Ein- F i g. 3 den vergrößerten Ausschnitt C aus dem Ge-

ψί drücken eine Abrollbewegung an den Wandteilen der genstand nach F ig. 2,

f! Aufnahmekammern, an denen sie abgestützt sind. Sie F i g. 4 den vergrößerten Ausschnitt D aus dem Ge-

y\ erfahren folglich auch ein entsprechendes Drehmoment 30 genstand nach F i g. 2 und

j* Dieses stimmt in bezug auf seine Richtung überein mit F i g. 5 im Maßstab der F i g. 3 und 4 sowie aus-

w; dem Drehmoment, welches zum Abrollen der Steuer- schnittsweise einen Schnitt in Richtung E-E durch den

I! rollen an den Gegenrollen und umgekehrt erforderlich Gegenstand der F i g. 3.

I: ist, so daß die genannten Rollen wie Reibradgetriebe Die in den Figuren dargestellte Oberlastkupplung be-

% aneinander abrollen und sich gleichsam gegenseitig an- 35 steht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus
f^: treiben. Daher sind die kinematischen Verhältnisse in

"f jedem Augenblick des Öberiastfaiies und schon bei Be- einer Kupplungsscheibe i,

ginn des Oberlastfalles definiert, und zwar als Abrollbe- einer Kupplungstrommel

wegungen definiert Das wird erreicht, weil die Lager- einer Mehrzahl von über den Umfang der Kupp-

^; zapfen ra't ihren Steuer-Zylinderkolbenanordnungen 40 lungsscheibe 1 verteilten, in Aufnahmekammern 3

^: mit Hilfe solcher Befestigungseinrichtungen vereinigt der Kupplungsscheibe 1 angeordnexen Steuer-Zy-

;, sind, die zwischen Lagerzapfen und Steuer-Zylinderkoi- linderkolbenanordnungen 4 und

benanordnungen das beschriebene Spiel, zumindest als einer hydraulischen Steuereinrichtung 5.
' Spiel in Umfangsrichtung der Kupplung, zulassen. Tat-

"-. sächlich führt dieses Umfangsspiel infolge des Drehmo- 45 Die Bauteile der Steuereinrichtung tragen alle das

mentes, das die Oberlastkupplung Insgesamt zu übertra- Bezugszeichen 5 und weiter unten erläuterte Indices zur

gen hat zu der beschriebenen Abstützung der Steuer- weiteren Differenzierung. An die Steuer-Zylinderkol-

'■'■■: rollen an den Wandteilen der zugeordneten Aufnahme- benanordnungen ist jeweils ein Lagerzapfen 6 mit im

j kammern. Das Spiel bringt jedoch weitere Vorteile. Ei- Ausführungsbeispiel zwei SteuerroUen 7 angeschlossen.

»i nerseits ist sichergestellt, daß infolge dieses Umfangs- 50 In der Kupplungstrommel 3 sind den SteuerroUen 7 zu-

% spiels störende Momente in die Steuer-Zylinderkolben- geordnete Gegenrollen 8 vorgesehen. — Das zu über-

jg anordnungen nicht eingetragen werden, andererseits tragende Drehmoment mag über einen Weilenstunipf

?:'- entfallen auch durch Fertigungstoleranzen bedingte bei 9 in die Kupplungsscheibe 1 eingeleitet und bei der

p. Zwänge. Im Ergebnis wird mit sehr einfachen Mitteln Veizahnung 10 mittels Umlaufrädergetriebe oder der-

.; eine beachtliche funktionell Verbesserung erreicht. 55 gleichen von der Kupplungstrommel 2 abgenommen

.'.■: Das gilt insbesondere dann, wenn die Steuerrollen und werden — oder umgekehrt

• ■'; die Gegenrollen als Wälzlager im Sinne der Wälzlager- Insbesondere aus einer vergleichenden Betrachtung

; technik ausgeführt werden. Man kann sie aber auch auf der Fi g. 1 und 3 entnimmt man, daß die Lagerzapfen 6

λ Gleitlagern lagern. Zweckmäßigerweise haben die mit ihrer Steuer-Zylinderkolbenanordnung 4 mit Hilfe

v·" SteuerroUen einerseits, die Gegenrollen andererseits, im ω einer Befestigungseinrichtung 11 vereinigt sind, weiche

wesentlichen gleiche Durchmesser, wobei sich die Grö- Befestigungseinrichtung 11 zwischen Lagerzapfen 6 und

ße selbst nach den aufzunehmenden Kräften richtet. Steuer-Zylinderkolbenanordnung 4 in bezug auf den

Die erfindungsgemäße Überlastkupplung ist auch in Kupplungsumfang ein Umfangsspiel aufweist, welches

fertigungstechnischer Hinsicht einfach. Das gilt insbe- im Ausführungsbeispiel mit dem in Fig.3 erkennbaren

sondere für eine Ausführungsform, die dadurch gekenn- 65 Spiel S übereinstimmt. Tatsächlich bestehen im Ausfüh-

zeichnet ist, daß die Aufnahmekammern zugleich als rungsbeispiel und nach bevorzugter AusFührungsform

Zyiinderbohrungen dec Steuer-Zylinderkolbenanord- der Erfindung die Befestigungseinrichtungen 11 ausdia-

nungen ausgeführt und' an die darin eingesetzten KoI- metral zum Lagerzapfen 6 geführten Aufnahmebohrun-

gen 12 und darin mit Spiel S eingesetzten sowie in die Steuer-Zylinderkolbenanordnungen 4 eingeschraubten Befestigungsschraubenbolzen 13. Unter dem Kopf dieser Befestigungsschraubenbolzen 13 befinden sich rückstellend wirkende Federscheiben 14. insbesondere aus der F i g. 5 entnimmt man, daß die Steuerrollen 7 infolge des Umfangsspiels S an Wandteilen 15 der bis zu den Steuerrollen geführten Aufnahmekammern 3 abstütebar sind. Das bedeutet, daß sie im Überlastfall, wenn die Steuer-Zylinderkolbenanordnungen 4 zum Mittelpunkt ι ο der Kupplungsscheibe 1 hin in die Aufnahmekammern 3 eingedrückt werden, an diesen Wandteilen 15 abrollbar sind. Sie rollen dabei gleichzeitig an den Gegenrollen 8 ab. Die Lagerzapfen 6 kragen beidseits über ihre Befestigungseinrichtungen vor und tragen beidseits eine auf- gesetzte Steuerrolie 7, denen dann jeweils auch eine Gegenrolle 8 zugeordnet ist.

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die Aufnahmekairimcfn 3 im Bereich der Steuer-Zyiinderkoibenanord- nungen 4 ausgeführt und an die darin eingesetzten Kolben 16 sind die Befestigungseinrichtungen 11 angeschlossen. Man erkennt in F i g. 3, daß die Kolben 16 der Steuer-Zylinderkolbenanordnungen 4 eine in der Zylinderbohrung angeordnete Rückstellfeder 17 aufweisen und dadurch — bei entlasteter hydraulischer Steuereinrichtung 5 — zusammen mit den Steuerrollen 7 einziehbar sind. Dann kann offenbar zwischen den Steuerrollen 7 und den Gegenrollen 8 kein Kontakt mehr stattfinden. Im einfachsten Falle erreicht man das. indem man die hydraulische Steuereinrichtung 5 mit einem Entlastungsventil 5i versieht, welches im Überlastfall von zumindest einer der Steuerrollen 7 betätigbar is« und dazu einen entsprechenden, mit der Steuerrolle 7 wechselwirkenden Stößel 19 aufweist. Zu der hydraulischen Steuer- einrichtung 5 gehört fernerhin eine Betätigungsmembran 52, die in F i g. 2 erkennbar ist und die mit einem Druckluftsteuersystena 53 in Verbindung steht. Auf der anderen Seite dieser Membran Sj befinde! sich das hydraulische System der hydraulischen Steuereinrichtung 5. Dazu gehören Kanäle 54, die zu den Steuer-Zylinderkolbenanordnungen 4 führen und in der mehrteiligen Kupplungsscheibe 1 auch umfangsseitig umlaufen. Dazu gehören dann aber auch ein vorzugsweise einstellbares Überdruckventil 5s und das schon erwähnte Entlastungsventil 5|. Die konstruktiven Details des Überdruckventils 5s wurden nicht gezeichnet Sie entsprechen dem Stand der Technik. Die im einzelnen nicht gezeichneten hydraulischen Zusammenhänge sind so, daß im ÜberSastfall das hydraulische Medium unter dem Einfluß der von den Gegenrollen 8 über die Steuerrollen 7 zurückgedrückten Steuer-Zylinderkolbenanordnungen 4 über das Überdruckventil 55 abströmt, wobei die Einstellung des Überdruckventils das Grenzdrehmoment bestimmt

In den Figuren wurde aus zeichnerischen Gründen das Spiel 5 übertrieben groß gezeichnet Die F i g. 1 bis 4 zeigen einen theoretischen Betriebszustand, bei dem zwar die Steuerrollen an den Gegenrollen anHegen, jedoch kein Drehmoment übertragen wird und das Spiel S sich in Umfangsrichtung und entgegen der Umfangsrichtung auf jeweils 5/2 eingestellt hat Die F i g. 5 zeigt die tatsächlichen Verhältnisse bei Übertragung eines Drehmomentes vor Eintritt des Überlastfalles.

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Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. ι 2

   ren die Steuer-Zylinderkolbenanordnungen, die bei vorPatentansprüche.· gegebenem Grenzdrehmoment über die Steuerroüen . . von den Abrollflächen zurückgedrückt werden, weil die 1. Überlastkupplung mit einer Kupplungsscheibe hydraulische Steuereinrichtung ein entsprechendes und emer Kupplungstrommel sowie mit einer Mehr- 5 Überdruckventil aufweist, welches folglich das Grenzzahl von über den Umfang der Kupplungsscheibe drehmoment bestimmt Solche Oberlastkupplungen verteilten, in Aufnahmekammern der Kupplungs- werden häufig auch als Drehmomentbegrenzer bescheibe angeordneten Steuer-Zylinderkolbenanord- zeichnet Sie ersetzen früher übliche Scherbolzenkuppnungen und mit einer hydraulischen Steuereinrich- hingen. Von besonderer Bedeutung sind sie b»i Antrietung, wobei an die Steuer-Zylinderkolbenanordnung 10 ben für Förderer und Gewinnungsmaschinen in bergjeweils ein Lagerzapfen mit zumindest einer Steuer- baulichen Untertagebetrieben. Sie finden darüber hinrolle angeschlossen ist und in der Kupplungstrom- aus in den verschiedensten Zweigen der Antriebstechmel den Steuerrollen zugeordnete Abrollflächen an- nik, so bei Getriebemotoren, Pressen und dergleichen geordnet sind, wobei die Lagerzapfen mit ihrer Steu- Verwendung, wobei Kupplungsscheibe und Kupplungser-Zyhnderkolbenanordnung mit Hilfe einer Befesti- 15 trommel an die verschiedensten Verwendungszwecke gungseinrichtung vereinigt sind, dadurch ge- adaptiert werden.

   k e η η ζ e i c h η e t, daß die Befestigungseinrichtung Bei einer bekannten gattungsgemäßen Oberlastkupp-

   (11) zwischen Lagerzapfen (6) und Steuer-Zylinder- lung (DE-OS 20 07 083) ist die Befestigungseinrichtung kolbenanordnung (4) ein Umfangsspiel (S) aufweist, starr an den Kolben der Steuer-Zylinderkolbenanord- und daß die Steuerrollen (7) an Wandteilen (15) der 20 nung angeschlossen. Die Befestigungseinrichtung kann bis zu dpa Steuerrollen (7) geführten Aufnahme- somit nur eine radiale Bewegung innerhalb der Aufnahkammern (3) abgestützt sowie im öberiastfail an die- mekammem durchführen. Aufgrund der Tatsache, daß sen und an den Gegenwälzkörpern (8) abrollbar ge- die Steuerrollen von den als schiefe Auflaufebenen ausführt sind, gebildeten Abrollflächen beaufschlagt werden, entstell. Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch 25 hen in tangentialer Richtung wirkende Kraftkomponengekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (6) beidseits ten, die zu Zwängen in der Steuer-Zylinderkolbenanuber ihre Befestigungseinrichtung (11) vorkragen Ordnung führen. D₉S beeinträchtigt die Genauigkeit in und beidseits eine aufgesetzte Steuerrolle (7) aufwei- der Einstellung des Grenzdrehmomentes und kann zu sen, denen jeweils eine Gegenrolle (8) zugeordnet Funktionsstörungen in der Oberlastkupplung führen. ^ISL _ 30 Bei einer anderen bekannten Oberlastkupplung (DE-

   3. Überlastkupplung nach Anspruch 2, dadurch OS 25 36 310) sind die Lagerzapfen mit den Steuer-Zygekennzeic^net, daß die Befestigungseinrichtungen linderkolbenanordnungen nicht vereinigt Die Lager-(11) aus diametral zum Lagerzapfen geführten Auf- zapfen liegen vielmehr auf ihren zugeordneten Steuernahmebohrungen (12) und darin mit Spiel (S) einge- Zylinderkolbenanordnungen lediglich auf, sie sind ihrersetzten sowie in die Stcuer-Z^linderkolbenanord- 35 seits in einer Wippe gelagert, in deren Mitte jeweils der nungen (4) eingeschraubten Befestigungsschrauben- Lagerzapfen mit seiner Steuerrolle angeordnet ist, wäh- ~,.zen_vi3)bestehen. rend die Enden der Wippe mittels Beizen in Langlö-

   4. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 1 ehern geführt sind. Das löst die Aufgabe, bei einer Überbis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme- lastkupplung, insbesondere im Oberlastfall, auf die Steukammern (3) zugleich als Zylinderbohrung der Steu- 40 er-Zylinderkolbenanordnungen lediglich radiale, mit er-ZyhnderkoIbenanordnungen (4) ausgeführt und der Achsrichtung der Steuer-Zylinderkolbenanordnung an die dann eingesetzten Kolben (16) die Befesti- zusammenfallende Kräfte auszuüben. Insoweit hat sich gungseinrichtungen (11) angeschlossen sind. die bekannte Ausführungsform bewährt Die bekannte

   5. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch Ausführungsform ist jedoch verbesserungsfähig weil gekennzeichnet, daß die Kolben (16) der Steuer-Zy- 45 nicht sichergestellt ist, daß im Überlastfall im Wechselhnderkolbenanordnungen (4) eine in der Zylinder- spiel der Steuerrollen und Gegenrollen stets ein Abrolbohrung angeordnete Rückstellfeder (17) aufweisen len mit rollender Reibung erfolgt Tatsächlich ist eine und dadurch - bei entlasteter hydraulischer solche Kinematik der Zusammenhänge bei der bekann-Steuereinrichtung (5) - zusammen mit den Steuer- ten Ausführungsfo:m auch nicht angestrebt, weil dort rollen (7) einziehbar sind. ₅₀ die Gegenrollen durch Nocken ersetzt werden können.

   Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

   gründe, eine gattungsgemäße Überlastkupplung so weiter auszubilden, daß im Überlastfall beim Wechselspiel

   ... der Abrollflächen oder der Gegenrollen mit den Steuer-

   Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine 55 rollen über die Befestigungseinrichtung keine Zwänge Überlastkupplung mit einer Kupplungsscheibe und ei- durch im wesentlichen tangential gerichtete Kraftkomner Kupplungstrommel sowie mit einer Mehrzahl von ponenten in die Steuer-Zylinderkolbenanordnungen über den Umfang der Kupplungsscheibe angeordneten einleitbar sind. Die Erfindung geht dabei von der Er-Steuer-Zylmderkolbenanordnungen und mit einer hy- kenntnis aus, daß bei gattungsgemäßen Überlastkuppdrauhschen Steuereinrichtung, wobei an die Steuer-Zy- 60 lungen das mit Hilfe des Überdruckventils der hydrauliünderkolbenanordnungen jeweils ein Lagerzapfen mit sehen Steuereinrichtung eingestellte Grenzdrehmozumindest einer Steuerrolle angeschlossen ist und in der ment nur dann mit geringer Streuung unter allen Be-Kupplungstrommel den Steuerrollen zugeordnete Ab- triebsbedingungen exakt eingehalten werden kann rollflächen angeordnet sind, wobei die Lagerzapfen mit wenn alle kinematischen Funktionsabläufe definiert und ihrer Steuer-Zylinderkolbenanordnung mit Hilfe einer 65 ohne Zwänge im Sinne der klassischen Mechanik erfol-Befestigungsemrichtung vereinigt sind. — Steuerrolle gen.

   bedeutet bei gattungsgemäßen Überlastkupplungen, Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß

   daß die Rolle gesteuert wird. In diesem Sinne funktionie- die Befestigungseinrichtung zwischen Lagerzapfen und