DE2936755A1

DE2936755A1 - Ueberlastkupplung

Info

Publication number: DE2936755A1
Application number: DE19792936755
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Hubert 5204 Lohmar Geisthoff
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH; Jean Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH; Jean Walterscheid GmbH
Priority date: 1979-09-12
Filing date: 1979-09-12
Publication date: 1981-03-19
Also published as: DE2936755B2; DE2936755C3

Description

Überlastkupplung
Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung zur Sicherung von Antriebssträngen an Maschinen, bestehend aus einer Kcpplungsnabe und einer Kupplungshülse und in Ausnehmungen der Kupplungsnabe geführten federbelasteten Mitnehmernocken, die mit einem kegelig ausgebildeten Kopfteil in Ausnehmunoen der Kupplungshülse eingreifen.
Überlastkupplungen mit in der Kupplungsnabe geführten federbelasteten Mitnehmerkörpern, die in Ausnehmungen des anderen Kupplungsteils zur Drehmomentübertragung eingreifen sind bekannt (DE-PS 1 048 749). Derartige sogenannte Kupplungsratschen sind im allgemeinen einfach aufgebaut und zeigen eine große Funktionssicherheit.
Nachteilig bei den bekannten Ratschenkupplungen ist es jedoch, daß nach Eintritt eine Überlastungsfalles bei Weiterdrehen der Kupplung im überlasteten Bereich eine hohe Schlagenergie umgesetzt wird, die sich in starkem Verschleiß, hoher Erwärmung une unerträglicher Gärauschbildung äußert.
Eine weitere bekannte Überlastkupplung ist mit fliehkraftbeaufschlagten Steuerkörpern ausgestattet, die eine die Drehmomentposition haltende Druckplatte gegen Federkraft in der ausgerückten Stellung festhalten (US-PS 3 203 523), so daß durch Drehzalabsenkung ein Wiedereinschalten ermöglicht wird.
Die der US-PS zugrundeliegende Wirkungsweise läßt sich jedoch nur in antriebssträngen mit hohen Drehzahlen einsetzen. Sie ist daher z.B. für eine Verwendung in Antrieben landwirtschaftlicher Maschinen wegen der hier anstehenden niedrigen Drehzahl nicht geeignet.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine einfache sicher arbeitende Ratschenkupplung zu schaffen, die im Freigang mit einem gegenüber dem Abschaltmoment wesentlich verminderten Drehmoment umläuft, jedoch in der Lage ist, ohne manuelle Eingriffe durch einfaches Absenken der Antriebsdrehzahl wieder einzuschalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß a) beidseitig am Kopfteil der Mitnehrnernocken einen größeren Winkel als der Keilwinkel des Kopfteiles miteinander bildende Fangflächen angeordnet sind, b) zwischen der Kupplungsnabe und der Kupplungshülse ein Steuerring angeordnet ist, der mit zu den Ausnehmungen der Kupplungsnabe korrespondierenden Durchbrüchen versehen ist, c) der Steuerring mit mindestens einem Steuerschlitz versehen ist, in dem ein Steuerkörper aufgenommen ist, d) in der Kupplungshülse mindestens eine zum Steuerschlitz korrespondierende Ausnehmung vorgesehen ist, deren Tiefe geringer als der halbe Durchmesser den Steuerkörpers ist, in die der Steuerkörper in der Drehmomentbertragungsosition teilweise eingreift, e) die Kupplungsnabe mit wenigstens einer in der Drehmoment iibertragungsposition in Umfangsrichtung seitlich zur Mittelradialen des Steuerschlitzes angeordneten, mit ihrer äußeren Begrenzung den Steuerschlitz überragenden Haltetasche versehen ist, deren Tiefe ebenfalls geringer als der halbe Durchmesser des Steuerkörpers ist, f) bei einer durch überscheiten des Nenndrehmomentes hervorgerufenen Winkelverdrehung zwischen der Kupplungshülse und der Kupplungsnabe der Steuerkörper in die in Drehrichtung liegenom Ilaltetasche einfällt, wobei der Steuerring über die Fangflächen der Mitnehmernocken schiebbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Überlastkupplung ist es von Vorteil, daß ihre zuverlässigkeit bezüglich des sicheren Abschaltpunktes wie bei den bekannten Konstruktionen gewährleistet ist, sie jedoch durch die Rückhaltefunktion, die der Steuerring durch sein Einwirken auf die Fangsflächen der Mitnehmernocken ausübt, nach Eintritt eines Überlastungsfalles mit wesentlich verminderter Schlagenergie weiter umlt. Die oben erwähnten Nachteile, wie starke Geräuschbildung, sowie Erwärmung und der damit verbundene hohe Verschleiß werden hierdurch auf ein erträgliches Maß reduziert. Durch eine geeignete Ausbildung des Winkels der Fangflächen kann die Wiedereinschaltdrehzahl in weitem Maße beeinflußt werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Kupplungsnabe mit zwei in der Drehmomentübertragungsposition in Umfangsrichtng symmetrisch zur Mittelradiales des Steuerschlitzes angeordneten Haltetaschen versehen.
in dieser Ausführung ist die Überlastkupplung vorteilhaft zum Einsatz in Antriebssträngen geeignet, die in beiden Drehrichtungen beaufschlagt werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung greift der Steuer körper in der Drehmomentübertragungsposition in eine der der Drehmomentübertragung dienenden Ausnehmungen der Kupplungshülse teilweise ein.
Durch die gleichzeitige Verwendung der das Drehmoment übertragenden Ausnehmungen der Kupplungshülse zur Aufnahme des Steuerkörpers in der Drehmomentübertragungsposition wird eine besonders einfach und wirtschaftlich ausgeführte Überlastkupplung geschaffen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt: Fig. 1 eine Überlastkupplung im Querschnitt in Drehmomentübertragungsposition Fig. 2 eine Überlastkupplung im Längsschnitt Fig. 3 eine Überlastkupplung in der Freiyangposition.
Die Überlastkupplung besteht aus einer auf die Zapfwelle eines Schleppers mittels eines Vielkeilprofiles 13 aufsetzbaren Kupplungsnabe 10, in der Ausnehmungen 14 zur Aufnahme der durch Federn 5 radial nach außen gehaltenen Mitnehmernocken 11 angeordnet sind. Die Mitnehmernocken 11 greifen mit ihren dachfcrmigen Kopfteilen 3 in Ausnehmungen 2 der Kupplungshülse 1 ein. Die Anzahl der Ausnehmungen 2 der Kupplungshülse 1 kann dabei ein Vielfaches der Anzahl der Mitnehmetnocken 11 betragen, wodurch mehr Einschaltpositionen zur Verfüqung stehen.
Zwischen der Kupplungsnabe 10 und der Kupplungshülse 1 ist ein Steuerring 6 drehbar angeordnet, der einerseits mit zu den Ausnehmungen 2 der Kupplungsnabe 10 korrespondierenden Durchbrüchen versehen ist, darüber hinaus mindestens einen weiteren Durchbruch 8 aufweist, in dem ein walzenförmiger oder als Kugel ausgebildeter Steuerkörper 7 mit Spiel aufgenommen ist.
In der Drehmomentübertragungsposition ragt der Steuerkörper 7 teilweise in eine in der Kupplungshülse 1 hierfür vorgesehene Ausnehmung herein. In der Darstellung der Fig. 1 ist hierzu eine der der Drehmomentübertragung dienenden Ausnehmungen 2 der Kupplungshülse 1 herangezogen.
Die in der Zeichnung dargestellte Überlastkupplung ist für einen Einsatz in beiden Drehrichtungen ausgelegt, d.h., in der Drehmomenttibertragungsposition sind zwei Haltetaschen 9 symmetrisch zur Mittelradialen des Steuerschlitzes 8 in der Kupplungsnabe 10 angeordnet.
Am Kopfteil 3 der Mitnehmernocken 11 sind beidseitig in Umfangsrichtung Fangflächen 4 vorgesehen, die einen größeren Winkel als der Keilwinkel des Kopfteils 3 miteinander bilden.
Bei Eintritt eines Überlastungsfalles werden die Mitnehmernokken 10, gegen die Kraft der Feder 5 aus den Ausnehmungen 2 der Kupplungshülse 1 heraus radial nach innen gedrückt. Die über einen Cabelflansch 12 angetriebene Kupplungshülse 1 dreht unvermindert weiter, wobei die Kupplungsnabe 10 zurückgehalten bzw. festgehalten wird.
Die Steuerkörper 7 erden dabei von der Kupplungsnabe 1 in Drehrichtung innerhalb des Durchbruches 8 vorgeschoben, bis sie an der Begrenzung des Durchbruches 8 anliegen. Eine weitere Mitnahme er Steuerkörper 7 bewirkt eine Verdrehung des Steuerringes 6 in Umfangsrichtung, so daß sich dieser einseitig über die Fangflächen 4 aller Mitnehmernocken 11 schiebt (Fig. 3).
Da der Steuerkörper 7 zum Verschieben des Steuerrringes 6 eine Kraft aufbringen muß und der Kraftangriffspunkt in der Ausnehmung 2 der Kupplungshülse 1 außerhalb seines Mittelpunktes gelegen ist, erfährt der Steuerkörper 7 eine radial nach innen gerichtete Kraftkomponente, die seine Überführung aus der Ausnehmung 2 der Kupplungshülse 1 heraus in die in Umfangsrichtung liegende Haltetasche 9 bewirkt.
Der Steuerring 6 wird hierdurch in seiner Rückhaltestellung für die Mitnehmernocken 11 festgehalten.
Die Ratschenwirkung beim Durchlaufen der Kupplungshülse 1 wird dadurch wesentlich vermindert.
Aufgrund der Winkellage der Fangflächen 4 an den Mitnehmernokken 11 wirkt auf den Steuerring 6 eine er Drehrichtung entgegengesetzt gerichtete Kraftkomponente ein. Wird in diesem Zustand der Uberlastkupplung die Antriebsdrehzahl soweit herabgesetzt, daß die auf den Steuerring 6 einwirkende llraftkomponente ausreicht, den Steuerring 6 gegen den Steuerkörper 7 entgegen der Umfangsrichtung zu verschieben, wobei der Steuerkörper 7 aus der Haltetasche 9 heraus in die Ausnehmung 2 der Kupplungshülse übergeht, schaltet die Überlastkupplung wieder selbsttätig in die Drehmomentübertragungsposition ein.
In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine Überlastkupplung dargestellt, bei der drei Sätze von Mitnehmerkörpern hintereinander angeordnet sind. Das übertragbare Drehmoment kann mit einer derartigen Anordnung an die jeweiligen Anforderungen auf einfache Weise angepaßt werden.
Zur Erleichterung der Umsteuerfunktion des Steuerringes 7 können zwei oder mehr Steuerkörper und eine entsprechende Anzahl von Haltetaschen 9 vorgesehen werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Überlastkupplung zur Sicherungs von Antriebssträngen an Maschinen, bestehend aus einer Kupplungsnabe un einer Kupplungshülse und in Ausnehmungen der Kupplungsnabe geführten, federbelasteten Mitnehmernocken, die it einem kegelig ausgebildeten Kopfteil in Ausnehmungen der Kupplungshülse einqreifen, dac'.urch gekennzeichnet, daß a) beidseitig am Kopfteil (3) der Mitnehmernocken (11) einen größeren iinke als der Keilwinkel des Kopfteiles (3) miteinander bildende Fangflächen (4) angeordnet sind, h.) zwischen er Kupplungsnabe (10) und er Kupplungshülse (1) ein Steuerring (6) angeordnet ist, der mit zu den Ausnehmungen (14) der Kupplungsnahe (10) korrespondierenden Durchbrüchen (15) versehen ist, c) der Steuerring (6) mit mindestens einem Steuerschlitz (8) versehen ist, in dem ein Steuerkörper (7) aufgenomrncn ist, d) in der Kupplungshülse (1) mindestens eine zum Steuerschlitz (6) korrespondierende Ausnehmung (2) vorgesehen ist, deren Tiefe geringer als der halbe Durchmesser des Steuerkörpers ist, in die der Steuerkörper (7) in der Drehmomentübertragungsposition teilweise eingreift, e) clie Kupplungsnabe (10) mit wenigstens einer in der Drehmomentübertragungsposition in Umfangsrichtung seitlich zur Mittelradialen des Steuerschlitzes (8) angeordneten, mit ihrer äußeren Begrenzung (16) den Steuerschlitz (8) überragcen Haltetasche (9) versehen ist, deren Tiefe ebenfalls geringer als der halbe Durchmesser des Steuerkörpers ist, f) bei einer durch Überschreiten des Nenndrehmomentes hervorgerufenen Winkelverdrehung zwischen der Kupplungshülse (1) und der Kupplungsnabe (10) der Steuerkörper (7) i die in Drehrichtung liegende Haltertasche (9) einfällt, wobei der Steuerring (6) über die Fangflächen (4) der Mitnehmernocken (11) schiebbar ist.
2. Übberlastkupplung zur Sicherung von in beiden Drehrichtungen wirksamen Antriebssträngen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß g) die Kupplungsnabe (10) mit zwei in der Drehmomentübertragungsposition in Umfangsrichtung symmetrisch zur Mittelradialen des steuerschlitzes (8) angeordneten Haltetaschen (9) versehen ist.
3. Überlastkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß h) der Steuerkörper (7) in der Drehmomenttibertragungsposition in eine der der Drehmomentübertragung dienenden Ausnehmungen (2) der Kupplungshülse (1) teilweise eingreift.