DE29815913U1

DE29815913U1 - Coupling for drives

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Publication number: DE29815913U1
Application number: DE29815913U
Authority: DE
Original assignee: Isa Industrieelektronik & GmbH
Current assignee: VKR Holding AS
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2008-09-05

Description

PATENTANWÄLTE .'*. I .**··*·. ·"* ; ·|*&rgr;*-33330 Güterslüh. Vennstraß«;PATENT ATTORNEYS .'*. I .**··*·. ·"* ; ·|*&rgr;*-33330 Güterslüh. Vennstraß«;

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Dipl.-ing. Gustav MeldauDipl.-Ing. Gustav Meldau

Dipl.Phys. Dr. Hans-Jochen Strauß &THgr;&Agr;&idiagr;«,«·«&ngr;«·«&igr;-^^&Ggr;&rgr;,!&idiagr; Datum: 3.09.98Dipl.Phys. Dr. Hans- Jochen Strauß &THgr;&Agr;&idiagr;«,«·«&ngr;«·«&igr;-^ ^&Ggr; &rgr;,!&idiagr; Date: 3.09.98

Dipl.-Ing. Hubert Flötotto to^.^j^-jh.*^^,.:^ Unser Zeichen: I 284 jSDipl.-Ing. Hubert Flötotto to^.^j^-jh.*^^,.:^ Our reference: I 284 jS

ISA-IndustrieelektronikISA Industrial Electronics

GmbH & Co. KGGmbH & Co. KG

Zum Bache 4Zum Bache 4

D-32549 Bad OeynhausenD-32549 Bad Oeynhausen

Kupplung für AntriebeCoupling for drives

Die Erfindung betrifft einen Antrieb mit einem Antriebsmotor und einer mit einer Vorschubmutter versehenen Spindel sowie mit einer zwischen beiden angeordneten Kupplung mit einem mit dem Antriebsmotor zusammenwirkenden ersten Kupplungsteil und mit einem mit der Spindel zusammenwirkenden zweiten Kupplungsteil, beide mit korrespondierend ausgebildeten, form- und kraftschlüssig zusammenwirkenden Frontflächen, wobei das erste Kupplungsteil auf der Abtriebsspindel des Antriebsmotors gegen die Kraft eines elastischen Gliedes axial verschiebbar und das zweite Kupplungsteil auf der mit der Mutter zusammenwirkenden Spindel gegen axiale Verschiebung gesichert ist.The invention relates to a drive with a drive motor and a spindle provided with a feed nut and with a coupling arranged between the two with a first coupling part interacting with the drive motor and with a second coupling part interacting with the spindle, both with correspondingly designed, positively and non-positively interacting front surfaces, wherein the first coupling part on the output spindle of the drive motor is axially displaceable against the force of an elastic member and the second coupling part on the spindle interacting with the nut is secured against axial displacement.

Kupplungen sind In vielfältigen Ausführungen bekannt; sie dienen dazu, einen Kraftfluss vom Antrieb zum angetriebenen Teil unterbrechen zu können. Dazu werden bei mechanischen Kupplungen zwei gegeneinander axial verschiebbare Kupplungstelle eingesetzt, die Im allgemeinen mit Federkraft aneinander gedrückt, mittels Reibschluss oder Formschluss die Kraftübertragung ermöglichen, und bei denen der Kraftfluss durch ein axiales Verschieben eines der Kupplungstelle, durch das ein bestehender Reib- oder Formschluss aufgehoben wird, unterbrochen wird. Soll dabei das übertragene Drehmoment begrenzt werden, werden Rutschkupplungen eingesetzt, die das zu übertragende Drehmoment über Ihr Durchrutschen begrenzen. Bei formschlüssig arbeitenden Kupplungen können die Kupplungstelle mittels Federkraft aneinander gedrückt werden, wobei die formschlüssig zusammenwirkenden Kupplungsflächen so ausgebildet sind, dass bei Überschreitung der eingestellten Drehmoment-Grenze das durch die Drehmoment-Übertragung entstehende Übertragungsmoment grosser wird, als die durch die Andrückfeder aufgebrachte Kraft, so dass diese überwunden wird, sich das bewegbare Kupplungstell abhebt und so ein Auskuppeln bewirkt wird. Zur Begrenzung einer zu übertragenden Last sind Überlastkupplungen bzw. Standardkupplungen mit Drehmomentbegrenzung (DE-AS 21 48 352, DE-AS 23 01 759, DE 29 36 75 Al, DE 37 16 105 Cl) bekannt, die als autarke Kupplungen In die Im Durchmesser begrenzten Gehäuse von Linearantrieben nur nach nicht immer möglicher Anpassung einbaubar sind. Kupplungen mit Drehmomentbegrenzung, wie sie insbesondere von batteriegetriebenen Handwerkzeugen bekannt sind, sind jedoch für Linearantriebe mit den dabei auftretenden Drehmomenten nicht geeignet, weil sie zum einen mit ihrem kleinen Durchmesser nur relativ kleine Drehmomente zu übertragen in der Lage sind, und weil sie zum anderen mit ihrem komplexen Aufbau mit vielen Bauteilen wirtschaftlich nur in grossen Stückzahlen herstellbar sind.Clutches are known in many different designs; they are used to interrupt the flow of power from the drive to the driven part. For this purpose, mechanical clutches use two coupling points that can be moved axially against each other. These are generally pressed together using spring force, enabling the transmission of power by means of frictional or positive locking, and the flow of power is interrupted by axially moving one of the coupling points, which cancels out an existing frictional or positive locking. If the torque transmitted is to be limited, slip clutches are used, which limit the torque to be transmitted by slipping. In positive-locking clutches, the coupling points can be pressed together using spring force, with the positively interacting coupling surfaces being designed in such a way that when the set torque limit is exceeded, the transmission torque created by the torque transmission is greater than the force applied by the pressure spring, so that this is overcome, the movable coupling point lifts off and disengagement is achieved. To limit the load to be transmitted, overload clutches or standard clutches with torque limitation (DE-AS 21 48 352, DE-AS 23 01 759, DE 29 36 75 Al, DE 37 16 105 Cl) are known. As self-contained clutches, they can only be installed in the diameter-limited housings of linear drives after adjustments are not always possible. However, clutches with torque limitation, as they are known in particular from battery-operated hand tools, are not suitable for linear drives with the torques that occur because, on the one hand, their small diameter means they can only transmit relatively small torques, and, on the other hand, their complex structure with many components means they can only be produced economically in large quantities.

DE-OS 24 33 995 beschreibt einen Antrieb mit Überlastkupplung, der mit einem Antriebsmotor und einer mit einer Mutter zusammenwirkenden Spindel versehen, eine zwischen beiden angeordnete Kupplung aufweist. Diese Kupplung weist ein mit dem Antriebsmotor zusammenwirkendes erstes Kupplungsteil und ein mit der Antriebsspindel zusammenwirkendes, zweites Kupplungsteil auf; beide besitzen korrespondierendDE-OS 24 33 995 describes a drive with an overload clutch, which is provided with a drive motor and a spindle that interacts with a nut, and has a clutch arranged between the two. This clutch has a first clutch part that interacts with the drive motor and a second clutch part that interacts with the drive spindle; both have corresponding

ausgebildete, formschlüssig zusammenwirkende Frontflächen, die drei oder sechs radial nach außen weisende Rippen mit im wesentlichen sinuswellenförmigem Profil aufweisen. Das erste Kupplungsteil auf der Abtriebsspindel des Antriebsmotors ist gegen die Kraft eines elastischen Gliedes axial verlagerbar und das zweite Kupplungsteil auf der mit der Mutter zusammenwirkenden Spindel gegen axiale Verlagerung gesichert. Nachteilig bei dieser Ausbildung ist die durch die sinuswellenförmig ausgebildeten Flanken bedingte Punkt- oder Linienanlage der aneinandner liegenden Frontflächen beider Kupplungsteile. Dadurch treten schlagartige Veränderungen des übertragenen Drehmomentes auf, was sich nachteilig auf die anderen Getriebeteile auswirkt.designed, form-fitting, interacting front surfaces, which have three or six radially outward-pointing ribs with an essentially sinusoidal wave profile. The first coupling part on the output spindle of the drive motor can be axially displaced against the force of an elastic member and the second coupling part on the spindle interacting with the nut is secured against axial displacement. The disadvantage of this design is the point or line contact of the adjacent front surfaces of both coupling parts caused by the sinusoidal wave-shaped flanks. This causes sudden changes in the transmitted torque, which has a detrimental effect on the other transmission parts.

Daraus ergibt sich die dieser Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung, eine solche Kupplung so weiterzubilden, dass sie als Überlastungsschutz für beide Drehrichtungen ohne schlagartig auftretende Drehmoment-Änderungen einsetzbar, in das zylindrische Gehäuse eines Antriebs einbaubar ist und dass sie kostengünstig herstell- und einbaubar sowie sicher betreibbar und wirtschaftlich wartbar ist.This results in the task underlying this invention, namely to develop such a coupling in such a way that it can be used as overload protection for both directions of rotation without sudden torque changes, can be installed in the cylindrical housing of a drive and that it can be manufactured and installed cost-effectively as well as being safe to operate and economically maintainable.

Diese Aufgabenstellung wird durch die im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.This object is achieved by the features contained in claim 1; advantageous further developments and preferred embodiments are described in the subclaims.

Bei der Kupplung nach der Erfindung sind die Frontflächen beider Kupplungsteile mit einer oder mit zwei sich axial erstreckenden Rippen mit keilförmigem Querschnitt versehen. Diese beiden Frontflächen stehen bei Einrückung miteinander im Eingriff, so dass deren Flanken flächig aufeinander gleiten. Dadurch entfällt eine schlagartige Drehmoment-Änderung, da die aufeinander gleitenden Flanken über die gesamte Länge der Flanke gleiche Steigung aufweisen. Weiter ist die von den beiden Kupplungselementen gebildete Kupplung mittels zweier Lager motor- und spindelseitig gegen das Gehäuse des Antriebs abgestützt. Dabei ist das eine der beiden Kupplungsteile axial verschiebbar auf der Abtriebswelle des Antriebsmotors des Antriebs angeordnet, während das andere wellenfest auf der Ausgangswelle der Kupplung vorgesehen ist und so die Spindel des Antriebs bewegt, wobei rückwirkende (etwaIn the coupling according to the invention, the front surfaces of both coupling parts are provided with one or two axially extending ribs with a wedge-shaped cross-section. These two front surfaces are in engagement with one another when engaged, so that their flanks slide flat against one another. This eliminates a sudden change in torque, since the flanks sliding against one another have the same pitch over the entire length of the flank. Furthermore, the coupling formed by the two coupling elements is supported against the housing of the drive by means of two bearings on the motor and spindle sides. One of the two coupling parts is arranged axially displaceably on the output shaft of the drive motor of the drive, while the other is arranged shaft-fixed on the output shaft of the coupling and thus moves the spindle of the drive, whereby retroactive (approx.

die Hindernisse verursachende) Drehmoments-Erhöhungen zu einem Abheben des axial verlagerbaren Kupplungsteils vom wellenfesten Kupplungsteil führen, bis hin zum Ausrücken. Dies führt zu einer Bauweise mit einer Achse, die einfach in zylindrische Hohlräume, etwa eines Gehäuses eines Antriebs einbaubar ist. Um sowohl bei Rechts- als auch bei Linkslauf eine Mitnahme sowie auch ein Ausrücken bei Überschreitung der vorgegebenen Grenze des zu übertragenden Drehmoments sicherzustellen, sind die Schrägflächen symmetrisch ausgebildet, wodurch auch die Flanken der Zähne symmetrisch zueinander sind, so dass auftretende Kräfte von der Drehrichtung unabhängig sind und in beiden Drehrichtungen bei derselben Größe des Übertragungsmoments gleichgrosse. gegen das Federelement wirkende Gegenkräfte erreicht werden, die sowohl bei Drehrichtung "rechts" als auch bei Drehrichtung "links" das axial verlagerbare Kupplungsteil zum Ausrücken zurückdrängen. Dieses Zurückdrängen erfolgt gegen die Kräfte des elastischen Elements, mit dem auch die Kraft erzeugt wird, mit der das axial verlagerbare Kupplungsteil gegen das gegen axiale Verschiebung fixierte Kupplungsteil angedrückt wird.Increases in torque (which cause obstacles) can lead to the axially displaceable coupling part lifting off the shaft-fixed coupling part and even disengaging. This leads to a design with an axle that can be easily installed in cylindrical cavities, such as a drive housing. In order to ensure that the coupling is carried along in both clockwise and anti-clockwise rotation and that it disengages when the specified limit of the torque to be transmitted is exceeded, the inclined surfaces are designed symmetrically, which means that the flanks of the teeth are also symmetrical to one another, so that the forces that occur are independent of the direction of rotation and, with the same magnitude of the transmission torque, equal counterforces are achieved in both directions of rotation, acting against the spring element, which push the axially displaceable coupling part back to disengage in both "clockwise" and "anticlockwise" rotation directions. This pushing back takes place against the forces of the elastic element, which also generates the force with which the axially displaceable coupling part is pressed against the coupling part fixed against axial displacement.

Um die axiale Bewegbarkeit zu ermöglichen, weist das axial bewegbare der beiden Kupplungsteile eine zentrale Aushöhlung auf. In diese Aushöhlung taucht ein Zapfen ein, der zentral auf der Abtriebswelle des Antriebsmotors vorgesehen ist. Zapfen und Aushöhlung sind dabei so ausgebildet, dass ein Formschluss erreicht ist; dazu ist mindestens eine abgeflachte Seite oder eine Feder-/Nutverbindung vorgesehen, wobei es sich von selbst versteht, dass mehrere flache Seiten bis hin zum Polygon oder mehrere Feder-/Nutverbindungen bis hin zur Verzahnung vorgesehen sein können. Die Tiefe der Aushöhlung ist dabei grosser als die Länge des Zapfens; sie entspricht dabei mindestens dem axialen Hub des axial bewegbaren Kupplungsteils, so dass dessen axiale Bewegbarkeit sichergestellt ist. Um auch einen Mitnahmeeffekt zu erreichen, stimmen die Querschnitte von Aushöhlung und Zapfen überein und weisen mindetens eine Mitnahmefläche auf. Weiter ist ein Federelement vorgesehen, das mit dem axial bewegbaren Kupplungsteil zusammenwirkend, dieses zum Herstellen des zur Übertragung von Kraft notwendigen Eingriffs an das andere Kupplungsteil andrückt.To enable axial mobility, the axially movable of the two coupling parts has a central cavity. A pin, which is provided centrally on the output shaft of the drive motor, penetrates into this cavity. The pin and cavity are designed in such a way that a positive connection is achieved; for this purpose, at least one flattened side or a tongue/groove connection is provided, although it goes without saying that several flat sides up to a polygon or several tongue/groove connections up to a toothing can be provided. The depth of the cavity is greater than the length of the pin; it corresponds at least to the axial stroke of the axially movable coupling part, so that its axial mobility is ensured. In order to achieve a driving effect, the cross sections of the cavity and pin match and have at least one driving surface. Furthermore, a spring element is provided which cooperates with the axially movable coupling part and presses it against the other coupling part in order to establish the engagement necessary for the transmission of force.

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Als elastische Glieder können Schraubenfedern oder Tellerfedern, letztere zum Erreichen eines grösseren Federweges vorteilhaft als Tellerfeder-Paket, eingesetzt werden. Dabei ist es selbstverständlich, dass auch elastische Kissen oder Packungen eingesetzt werden können, wenn nur die notwendige Federkraft und der notwendige "Federweg" erreicht werden. Durch diese Abfederung wird auch erreicht, dass das Ausrücken und Wieder-Einrücken bei Überschreitung der zulässigen Drehmomentgrenze bzw. bei deren Unterschreitung gedämpft wird und somit "weich" erfolgt. Das Federelement ist dabei zur Antriebsseite hin mittels eines im Gehäuse angeordneten Ringes abgestützt; dieser Ring ist mittels radial eingesetzter Schrauben gehalten oder insgesamt mit Schraub- oder Bajonettmitteln festgelegt, so dass die Montage vereinfacht wird und bei Reparaturen ein einfacher Zugriff gegeben ist. Die andere, zur Kupplung gerichtete Seite des Federelements wirkt auf ein Lager, wobei das Lager axial bewegbar im Gehäuse angeordnet ist und ausgangs seitig das axial verlagerbare Kupplungsteil trägt.Coil springs or disc springs can be used as elastic elements, the latter preferably as a disc spring package to achieve a greater spring travel. It goes without saying that elastic cushions or packages can also be used, provided the necessary spring force and the necessary "spring travel" are achieved. This cushioning also ensures that the disengagement and re-engagement when the permissible torque limit is exceeded or not reached is dampened and thus takes place "softly". The spring element is supported on the drive side by means of a ring arranged in the housing; this ring is held by means of radially inserted screws or fixed in place with screws or bayonets, so that assembly is simplified and easy access is provided for repairs. The other side of the spring element, facing the clutch, acts on a bearing, whereby the bearing is arranged axially movable in the housing and carries the axially displaceable clutch part on the output side.

Um eine freie, reibungsarme Bewegbarkeit des axial bewegbaren Kupplungsteils sowohl in Achsrichtung als auch hinsichtlich der Rotation zu gewährleisten, ist zwischen dem elastischen Element und dem axial bewegbaren der beiden Kupplungsteile ein Lager vorgesehen. Dieses Lager ist axial verschiebbar in das Gehäuse des Antriebs eingesetzt und bewegt sich mit dem elastischen Element, dessen Kraft "gebremst" auf das axial bewegbare der beiden Kupplungsteile übertragen wird. Diese Lager können naturgemäß unterschiedlich ausgebildet sein. So können Gleitlager oder Wälzkörper-Lager wie Nadellager oder Kugellager vorgesehen werden.In order to ensure free, low-friction movement of the axially movable coupling part both in the axial direction and in terms of rotation, a bearing is provided between the elastic element and the axially movable of the two coupling parts. This bearing is inserted in the housing of the drive so that it can move axially and moves with the elastic element, the force of which is transferred to the axially movable of the two coupling parts in a "braked" manner. These bearings can naturally be designed in different ways. For example, plain bearings or rolling element bearings such as needle bearings or ball bearings can be provided.

Diese axiale Bewegbarkeit des einen der beiden Kupplungsteile kann vorteilhaft ausgenutzt werden, um eine Elektronik anzusteuern. So können Bewegungsmuster vorprogrammiert eingegeben und gefahren werden, insbesondere lassen sich so auf einfache Weise Endabschaltungen vornehmen, ohne dass mechanisch wirkende Endschalter vorgesehen sind. So ist - unabhängig von der Einbau-Geometrie - sichergestellt, dass sich das Erreichen der Endlage hier in einer Erhöhung des Drehmomentes zeigt. Vorteilhaft wird dazu ein Schalter vorgesehen, der auf die-This axial mobility of one of the two coupling parts can be advantageously used to control electronics. In this way, movement patterns can be pre-programmed and entered and, in particular, limit switches can be easily implemented without the need for mechanical limit switches. This ensures - regardless of the installation geometry - that reaching the end position is reflected in an increase in torque. It is advantageous to provide a switch for this purpose which responds to this.

se Drehmoment-Erhöhung bei Erreichen der Endlage reagiert. Diese Erhöhung hat eine Verlagerung des bewegbaren der beiden Kupplungsteile zur Folge, auf die der Schalter reagiert. Als Schalter kann dabei vorzugsweise ein üblicher Endschalter eingesetzt sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist als Schalter ein Tastschalter mit einem radialen Schaltfinger vorgesehen, der in die Hülse eingesetzt ist, die im Gehäuse des Antriebs gehalten ist. Sein radialer Schaltfinger wirkt dabei mit dem Hals des axial bewegbaren Kupplungsteils so zusammen, dass bei ausgerückter Kupplung der Antriebsmotor ausgeschaltet ist. Eine Alternative ist durch den Einsatz eines in das Gehäuse eingesetzten Magnetschalters gegeben. Dabei wirken die Magneten zusammen, die in den axial verlagerbaren Kupplungsteilen vorgesehen sind. Durch eine axiale Verlagerung wird entweder der magnetisch beeinflussbare Schaltfinger zum Durchschalten erregt oder seine Erregung verschwindet, so dass der Schaltfinger umschaltet.This increase in torque reacts when the end position is reached. This increase results in a displacement of the movable of the two clutch parts, to which the switch reacts. A conventional limit switch can preferably be used as the switch. In a preferred embodiment, the switch is a pushbutton switch with a radial switching finger which is inserted into the sleeve held in the housing of the drive. Its radial switching finger interacts with the neck of the axially movable clutch part in such a way that the drive motor is switched off when the clutch is disengaged. An alternative is to use a magnetic switch inserted into the housing. The magnets provided in the axially displaceable clutch parts interact. An axial displacement either excites the magnetically influenced switching finger to switch through or its excitation disappears so that the switching finger switches over.

Dieser Aufbau erlaubt wegen der Möglichkeit, die einzelnen Komponenten in das zylindrische Gehäuse des Antriebs einzubauen, eine kostengünstige und damit wirtschaftliche Herstellung. Wegen der Nutzung des rohrförmigen Gehäuses des Antriebs bedürfen die Bauteile keiner übermäßigen Toleranzen, was deren Herstellung erleichtert. Darüber hinaus ist aus gleichem Grund ein problemloses Warten des Antriebs möglich, wobei die im zylindrischen Gehäuse vorgesehenen Komponenten einfach ausgetauscht werden können.This design allows for cost-effective and therefore economical production due to the possibility of installing the individual components in the cylindrical housing of the drive. Because the tubular housing of the drive is used, the components do not require excessive tolerances, which makes their manufacture easier. In addition, for the same reason, the drive can be easily maintained, and the components provided in the cylindrical housing can be easily replaced.

Das Wesen der Erfindung wird beispielhaft anhand der in den Figuren 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert;
dabei zeigen:The essence of the invention is explained in more detail by way of example with reference to the embodiments shown in Figures 1 to 7;
show:

Fig. 01: Antrieb, teilgeschnitten;
Fig. 02: Kupplung des Antriebs mit Tastschalter,
Fig. 2a: Schalter eingerückt,
Fig. 2b: Schalter ausgerückt;
Fig. 03. Kupplung des Antriebs mit Magnetschalter;
Fig. 04: Perspektivisches Schema der beiden Kupplungsteile;
Fig. 05: Zusammenbau und Zusammenwirken beider Kupplungsteile,
Fig. 5a: Kupplungsteile montiert im Eingriff,Fig. 01: Drive, partially sectioned;
Fig. 02: Coupling of the drive with push button switch,
Fig. 2a: Switch engaged,
Fig. 2b: Switch disengaged;
Fig. 03. Coupling of the drive with magnetic switch;
Fig. 04: Perspective diagram of the two coupling parts;
Fig. 05: Assembly and interaction of both coupling parts,
Fig. 5a: Coupling parts assembled in engagement,

Fig. 5b: Kupplungsteile in Art einer Explosionsdarstellung; Fig. 5b: Coupling parts in an exploded view;

Fig. 06: Kupplungsstück antriebsmotorseitig und spindelseitig; Fig. 07: Abwicklung der Kupplungsflächen (Seitansicht),Fig. 06: Coupling piece on the drive motor side and spindle side; Fig. 07: Development of the coupling surfaces (side view),

Fig. 7a: Kupplungsflächen eingerückt mit AndrückkraftFig. 7a: Clutch surfaces engaged with contact force

und (kleinerer) Gegenkraft,and (smaller) counterforce,

Fig. 7b: Kupplungsflächen ausgerückt mit AndrückkraftFig. 7b: Clutch surfaces disengaged with contact force

und (grösserer) Gegenkraft; Fig. 08: Axial bewegbares Kupplungsteil, Stirnansichtand (larger) counterforce; Fig. 08: Axially movable coupling part, front view

Fig. 8a: Mitnehmer als Ellipse,Fig. 8a: Driver as ellipse,

Fig. 8b: Mitnehmer als Feder-NutFig. 8b: Driver as spring groove

Fig. 8c: Mitnehmer als Mehrfach-Verzahnung,Fig. 8c: Driver as multiple toothing,

Fig. 8d: Mitnehmer als Polygon;Fig. 8d: Driver as polygon;

Die Figur 1 zeigt einen Antrieb mit seinem Gehäuse 1. In diesem Gehäuse ist der Antriebsmotor 3 angeordnet, der über eine den Kraftfluss vom Antriebsmotor 3 zur Spindel 30 unterbrechende Kupplung auf eine Spindel 30 wirkt, die ihrerseits über eine Mutter auf die Schubstange 35 mit Gabelkopf 36 wirkt. Diese Kupplung ist zwischen den Ringen 2 und 8, die beide über die Schrauben 2.1 bzw. 8.1 mit dem Gehäuse 1 fest verbunden sind, angeordnet und wird von zwei Kupplungsteilen 10 und 20 gebildet, die in Fig. 1 als im Eingriff befindlich dargestellt sind. Der (nicht geschnitten dargestellte) Antriebsmotor 3 ist mit dem mit den Schrauben 2.1 gehaltenen Ring 2 in seiner Lage im Gehäuse 1 fixiert. Die Abtriebswelle 4 des Antriebsmotors 3 weist einen Zapfen 4.1 auf, der in eine Ausnehmung einer Zapfenaufnahme in einer Übertragungswelle 7 verdrehungsgesichert eingreift, wobei die Übertragungswelle 7 ihrerseits verdrehungsgesichert mit dem Kupplungsteil 10 zusammenwirkt, so dass die Drehbewegung des Antriebsmotors 3 in das erste Kupplungsteil 10 eingeleitet werden kann.Figure 1 shows a drive with its housing 1. The drive motor 3 is arranged in this housing and acts on a spindle 30 via a coupling that interrupts the flow of power from the drive motor 3 to the spindle 30, which in turn acts on the push rod 35 with fork head 36 via a nut. This coupling is arranged between the rings 2 and 8, both of which are firmly connected to the housing 1 via the screws 2.1 and 8.1, respectively, and is formed by two coupling parts 10 and 20, which are shown in Fig. 1 as being in engagement. The drive motor 3 (not shown in section) is fixed in its position in the housing 1 by the ring 2 held by the screws 2.1. The output shaft 4 of the drive motor 3 has a pin 4.1 which engages in a recess of a pin receptacle in a transmission shaft 7 in a torsion-proof manner, wherein the transmission shaft 7 in turn cooperates with the coupling part 10 in a torsion-proof manner, so that the rotary movement of the drive motor 3 can be introduced into the first coupling part 10.

Das Kupplungsteil 10 weist einen hülsenförmigen Ansatz 11 auf, in dem die Übertragungswelle 7 eingreift, wobei Übertragungswelle 7 und hül senförmiger Ansatz 11 mit Mitteln zum Formschluss versehen sind, so dass zum einen die Drehbewegung übertragen wird, zum anderen aber dem Kupplungsteil 10 eine axiale Bewegung möglich ist. Zur Kraftübertra-The coupling part 10 has a sleeve-shaped projection 11 in which the transmission shaft 7 engages, whereby the transmission shaft 7 and the sleeve-shaped projection 11 are provided with means for positive locking, so that on the one hand the rotary movement is transmitted, but on the other hand the coupling part 10 is able to move axially. For power transmission

gung sind die Kopfteile 12 bzw. 22 beider Kupplungsteile 10 und 20 mit jeweils zwei korrespondierenden radialen Zähnen 15 bzw. 25 (Fig. 4) vorgesehen, die formschlüssig ineinandergreifend die Übertragung der Drehbewegung sicherstellen. Da bei der Übertragung der Drehbewegung auch eine Drehmomentübertragung erfolgt, wirken auf die aneinander anliegenden Flanken 15.1 bzw. 25.1 (Fig. 4) der Zähne 15 bzw. 25 Kräfte, die notwendig auch eine axiale Komponente aufweisen, und die die beiden Kupplungsteile 10 bzw. 20 auseinander drückt. Diese Kraftkomponente ist abhängig vom übertragenen Drehmoment. Übersteigt dieses einen Grenzwert, löst sich das axial bewegbare Kupplungsteil 10 vom anderen Kupplungsteil 20, der Kraftfluss ist unterbrochen. Um Kraftfluss bis zu einem Maximal-Drehmoment sicherzustellen, übt das Federpaket 6 eine Gegenkraft aus, die das bewegbare Kupplungsteil 10 gegen die Wirkung der axialen Kraftkompomente an das andere Kupplungsteil 20 presst und die Kupplung solange im Eingriff hält, bis das zu übertragende Drehmoment den vorgebenen Maximalwert übersteigt. Um der Kupplung eine reibungsfreie Drehung im Gehäuse 1 zu ermöglichen, sind Lager 5 vorgesehen, die beidseits der Kupplung angeordnet, auch beide Kupplungteile 10 und 20 gegen das Gehäuse abstützen. For this purpose, the head parts 12 and 22 of both coupling parts 10 and 20 are each provided with two corresponding radial teeth 15 and 25 (Fig. 4), which mesh with one another to ensure the transmission of the rotary motion. Since torque is also transmitted when the rotary motion is transmitted, forces act on the flanks 15.1 and 25.1 (Fig. 4) of the teeth 15 and 25, which necessarily also have an axial component and which push the two coupling parts 10 and 20 apart. This force component depends on the torque transmitted. If this exceeds a limit value, the axially movable coupling part 10 detaches from the other coupling part 20 and the flow of force is interrupted. In order to ensure the flow of force up to a maximum torque, the spring assembly 6 exerts a counterforce that presses the movable coupling part 10 against the effect of the axial force component against the other coupling part 20 and keeps the coupling engaged until the torque to be transmitted exceeds the specified maximum value. In order to enable the coupling to rotate friction-free in the housing 1, bearings 5 are provided, which are arranged on both sides of the coupling and also support both coupling parts 10 and 20 against the housing.

Das andere Kupplungsteil 20 weist ebenfalls einen an das Kopfteil 22 angesetzten hülsenförmigen Ansatz 21 auf, der mit einer Aushöhlung versehen ist, in die ein hülsenförmiger Ansatz 31 der Spindel 30 eingesetzt ist, der seinerseits eine Aushöhlung 32 aufweist, in die ein stirnseitiger Führungszapfen 7.1 der Übertragungswelle 7 eingreift, der als Zentrierung keine Verdrehungssicherung aufweist, so dass das Kupplungsteil 20 von einer Drehung der Übertragungswelle 7 unabhängig durch den Führungszapfen 7.1 zentriert ist. Zur Übertragung der Drehbewegung von dem anderen Kupplungsteil 20 auf die Spindel 30 ist die Aussenseite des hülsenförmigen Ansatzes 31 der Spindel 30 mit Mitteln versehen, die einen Formschluss zwischen dem Kopfteil 22 und der Spindel 30 bewirken und den Kraftschluss zwischen beiden sicherstellen. Ein auf die Spindel 30 aufgesetzter, mitbewegter Ring 33 stützt die Spindel 30 gegen das Lager 5 ab. Es versteht sich dabei von selbst, dass die Kupplung auch so gebaut sein kann, dass das an-The other coupling part 20 also has a sleeve-shaped projection 21 attached to the head part 22, which is provided with a cavity into which a sleeve-shaped projection 31 of the spindle 30 is inserted, which in turn has a cavity 32 into which a front guide pin 7.1 of the transmission shaft 7 engages, which has no anti-twist lock as a centering device, so that the coupling part 20 is centered by the guide pin 7.1 independently of rotation of the transmission shaft 7. In order to transmit the rotary movement from the other coupling part 20 to the spindle 30, the outside of the sleeve-shaped projection 31 of the spindle 30 is provided with means which bring about a positive connection between the head part 22 and the spindle 30 and ensure the frictional connection between the two. A ring 33 placed on the spindle 30 and moving along with it supports the spindle 30 against the bearing 5. It goes without saying that the coupling can also be constructed in such a way that the

triebsmotorseitige Kupplungsteil 10 axial fixiert ist, während das spindelseitige Kupplungsteil axial bewegbar ist.The coupling part 10 on the drive motor side is axially fixed, while the coupling part on the spindle side is axially movable.

Die Figuren 2 zeigen den (geschnittenen) Kupplungsbereich eines Antriebs, der mit einem Schalter 27 mit einem radial nach innen gerichtet abstehenden Schaltfinger 28 versehen ist; dieser wirkt mit dem hülsenförmiger Ansatz 11 des axial verlagerbaren Kupplungsteiles 10 so zusammen, dass er bei eingerückter Kupplung (Fig. 2a) unberührt bleibt, während er bei ausgerückter Kupplung (Fig. 2b), wenn sich der hülsenförmige Ansatz 11 wegen eines überhöhtem Drehmomentes axial verschoben hat. von diesem umgelegt wird, so dass der Antriebsmotors abgeschaltet wird. Dieses Verschieben erfolgt gegen die Rückstellkräfte der elastischen Glieder, die in Fig. 2a als Tellerfederpaket 6 und in Fig. 2b als elastisches Kissen 6' dargestellt sind. Die Figur 3 zeigt eine Alternative: Hier ist die Übertragungswelle 7 im Bereich ihres antriebsmotorseitigen Endes mit einem Magnet 29.1 versehen, der mit einem in das Gehäuse 1 - etwa anstelle einer Schraube 2.1 - eingesetzten Magnetfühler 29 zusammenwirkt. Dieser Magnet 29.1 wirkt bei eingerückter Kupplung mit dem Magnetfühler 29 so zusammen, dass bei jeder Umdrehung ein Impuls abgegeben wird; wird die Kupplung durch axiale Verschiebung des Kupplungsteils 10 ausgerückt, unterbleibt diese Impulsabgabe, was eine angeschlossene Auswerteschaltung als Ausschalt-Befehl für den Antriebsmotor wertet. Ein zweiter Magnet 29.&Ggr;, angeordnet auf dem Ring 33 sowie ein zweiter, dazu passend angeordneter Magnetfühler 29' liefern ein Referenzsignal in Form von mit den Umdrehungen synchronen Impulsen, so dass auch andere Steuer- und Regel aufgaben lösbar sind.Figures 2 show the (sectioned) clutch area of a drive which is provided with a switch 27 with a switching finger 28 which projects radially inwards; this interacts with the sleeve-shaped projection 11 of the axially displaceable clutch part 10 in such a way that it remains untouched when the clutch is engaged (Fig. 2a), while when the clutch is disengaged (Fig. 2b), when the sleeve-shaped projection 11 has moved axially due to an excessive torque, it is folded over by the latter so that the drive motor is switched off. This displacement takes place against the restoring forces of the elastic members, which are shown in Fig. 2a as a disc spring assembly 6 and in Fig. 2b as an elastic cushion 6'. Figure 3 shows an alternative: Here, the transmission shaft 7 is provided with a magnet 29.1 in the area of its drive motor end, which interacts with a magnetic sensor 29 inserted into the housing 1 - for example, instead of a screw 2.1. When the clutch is engaged, this magnet 29.1 interacts with the magnetic sensor 29 in such a way that a pulse is emitted with each revolution; if the clutch is disengaged by axial displacement of the clutch part 10, this pulse is not emitted, which a connected evaluation circuit interprets as a switch-off command for the drive motor. A second magnet 29.Ggr;, arranged on the ring 33, and a second, appropriately arranged magnetic sensor 29', supply a reference signal in the form of pulses synchronized with the revolutions, so that other control and regulating tasks can also be solved.

Jedes der beiden Kupplungsteile 10 und 20 der Kupplung mit den beiden Kupplungsteilen 10 und 20 weist ein Kopfteil 12 bzw. 22 auf, das jeweils mit zwei einander gegenüber liegenden Zähnen 15 bzw. 25 versehen ist, mit zwischen diesen liegenden Tälern 16 bzw. 26, wobei die Zahnflanken 15.1 bzw. 25.1 Zähne 15 bzw. 23 und Täler 16 bzw. 26 verbinden (Fig. 4, 5 und 6). In dem Hohlraum 13 im Zentrum des antriebsmotorseitigen Kupplungsteils 10 ist die mit einer Aussenverzahnung 9 der Übertragungswelle 7 zusammenwirkende Innenverzahnung 14 zu er-Each of the two coupling parts 10 and 20 of the coupling with the two coupling parts 10 and 20 has a head part 12 or 22, which is provided with two opposing teeth 15 or 25, with valleys 16 or 26 between them, whereby the tooth flanks 15.1 or 25.1 connect teeth 15 or 23 and valleys 16 or 26 (Fig. 4, 5 and 6). The internal toothing 14, which interacts with an external toothing 9 of the transmission shaft 7, is to be found in the cavity 13 in the center of the drive motor-side coupling part 10.

kennen, die deren Formschluss bewirkt und so die axiale Verlagerbarkeit dieses Kupplungsteils bei gesicherter Drehmomentübertragung ermöglicht. Die durch die Übertragung eines Drehmomentes entstehende Kraft "F" wirkt über die unter dem Winkel "a" geneigten Zahnflanken 15.1 bzw. 25.1 (Fig. 7), wodurch eine axial gerichtete Kraftkomponente F_a entsteht, die die beiden Kupplungsteile 10 und 20 auseinanderdrängt. Winkel "a" und Federkonstande des Federpaketes werden nun so eingerichtet, dass diese Axial-Komponente bei Maximal-Kraft der durch das Federpaket 6 gegebenen Gegenkraft Ff bei Verlagerung des axial bewegbaren Kupplungsteils 10 um die Weglänge "s" gerade das Gleichgewicht hält, so dass beim Übersteigen des Grenzwertes für das zu übertragende Drehmoment die Verlagerung des axial bewegbaren Kupplungsteils grosser wird und das Zusammenwirken beider Kupplungsteile 10 und 20 aufgehoben ist. Um den zum Ausrücken notwendigen Weg zu begrenzen, werden die Spitzen der Zähne 15 bzw. 25 eines der Kupplungsteile 10 bzw. 20 - in Fig. 7 des Kupplungsteils 10 - gekappt, so dass Flächen 15.2 entstehen, auf denen die Spitze der Gegenzähne 25 gleiten; dabei ist es selbstverständlich, dass sowohl die Spitzen der Zähne 25 als auch die der Zähne 15 gekappt sein können.which causes their positive locking and thus enables the axial displacement of this coupling part with secure torque transmission. The force "F" created by the transmission of a torque acts via the tooth flanks 15.1 or 25.1 inclined at the angle "a" (Fig. 7), whereby an axially directed force component F _a is created which pushes the two coupling parts 10 and 20 apart. The angle "a" and spring constant of the spring assembly are now set up in such a way that this axial component maintains equilibrium at the maximum force of the counterforce Ff given by the spring assembly 6 when the axially movable coupling part 10 is displaced by the distance "s", so that when the limit value for the torque to be transmitted is exceeded, the displacement of the axially movable coupling part becomes greater and the interaction of both coupling parts 10 and 20 is canceled. In order to limit the distance required for disengagement, the tips of the teeth 15 or 25 of one of the coupling parts 10 or 20 - in Fig. 7 of the coupling part 10 - are capped, so that surfaces 15.2 are formed on which the tips of the counter teeth 25 slide; it goes without saying that both the tips of the teeth 25 and those of the teeth 15 can be capped.

Eine verdrehungsgesicherte Verbindung kann mit unterschiedlichen Ausformungen der Übertragungswelle 7 sowie der zentralen Höhlung 13 des axial bewegbaren Kupplungsteils 10 - s. Fig. 8 - erreicht werden. So kann eine unrunde, formschlüssig in die entsprechend ausgebildete Höhlung 13 eingesetzte Wellenform (Fig. 8a) diese Verdrehungsicherung bewirken. In gleicher Weise ist dies mit der Nut/Feder-Verbindung (Fig. 8b) möglich, die auch mehrfach (Fig. 8c) als Zahnwelle mit einer korrespondierenden Aushöhlung zusammenwirkend ausgebildet die Verdrehungssicherung bildet. Schließlich ist auch eine polygone Wellenform möglich (Fig. 8d).A torsion-proof connection can be achieved with different shapes of the transmission shaft 7 and the central cavity 13 of the axially movable coupling part 10 - see Fig. 8. For example, a non-circular wave shape (Fig. 8a) inserted in a form-fitting manner into the correspondingly designed cavity 13 can provide this torsion-proof connection. This is also possible in the same way with the tongue and groove connection (Fig. 8b), which can also be designed multiple times (Fig. 8c) as a toothed shaft that interacts with a corresponding cavity to form the torsion-proof connection. Finally, a polygonal wave shape is also possible (Fig. 8d).

Claims

1. Drive with a drive motor and a spindle provided with a feed nut and with a coupling arranged between the two with a first coupling part that interacts with the drive motor and with a second coupling part that interacts with the spindle, both with correspondingly designed, positively and non-positively interacting front surfaces, wherein the first coupling part on the output spindle of the drive motor is axially displaceable against the force of an elastic member and the second coupling part on the spindle that interacts with the nut is secured against axial displacement, characterized in that the front surfaces of both coupling parts ( 10 , 20 ) are provided with one or two axially extending teeth ( 15 ; 25 ) with a wedge-shaped cross section, the flanks ( 15.1 , 25.1 ) of which lie flat against one another when engaged, and that the coupling formed by the two coupling elements ( 10 , 20 ) is connected by means of two Bearing ( 5 ) is supported on the drive motor and spindle side against the housing ( 1 ) of the drive such that one of the coupling parts ( 10 ; 20 ) is axially displaceable.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the tips of the teeth ( 15 ; 25 ) of a coupling part ( 10 ; 20 ) have a flattened portion ( 15.2 ; 25.2 ).

3. Drive according to claim 1, characterized in that the tips of the teeth ( 15 , 25 ) in the coupling parts ( 10 , 20 ) have a flattened area ( 15.2 , 25.2 ).

4. Drive according to claim 1, 2 or 3, characterized in that a spring element which cooperates with the axially displaceable coupling part ( 10 ; 20 ) and is preferably designed as a helical spring or a disc spring package ( 6 ) is provided as the elastic element.

5. Drive according to claim 1, 2 or 3, characterized in that an elastic cushion ( 6 ') cooperating with the axially displaceable coupling part ( 10 ; 20 ) is provided as the elastic element.

6. Drive according to one of claims 1 to 5, characterized in that the spring element ( 6 ; 6 ') is fixed on the motor side by means of a ring ( 2 ) inserted into the housing ( 1 ) and on the clutch side acts on the bearing ( 5 ) arranged axially displaceably in the housing ( 1 ) and supports it, wherein preferably smooth-running plain or ball bearings are provided as bearings.

7. Drive according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the axially movable coupling part ( 10 ; 20 ) cooperates with a switch preferably designed as a limit switch.

8. Drive according to claim 7, characterized in that a pushbutton switch ( 27 ) with a radially projecting switching finger ( 28 ) is provided as the switch, which is arranged in the housing ( 1 ) of the drive, with its switching finger ( 28 ) interacting with the sleeve-shaped projection ( 11 ; 21 ) of the axially displaceable one of the clutch parts ( 10 ; 20 ) in such a way that the drive motor ( 3 ) is switched off when the clutch is disengaged.

9. Drive according to claim 7, characterized in that a magnetic switch ( 29 ) is designed as the switch, which interacts with a switching magnet ( 29.1 ) provided on the sleeve-shaped projection ( 11 ) of the coupling part ( 10 ), wherein the rotating magnet ( 29.1 ) supplies switching pulses, the absence of which after axial displacement when disengaging the clutch causes switching off via a connected electronics.

10. Drive according to claim 9, characterized in that on the side of the axially non-displaceable coupling part ( 10 ; 20 ) a further magnetic switch ( 29 ') is provided which, in cooperation with a co-rotating magnet ( 29 '), emits pulses depending on the rotation, which are received by the connected electronics and converted for measuring, control, setting or regulating purposes.