DE3339186C1

DE3339186C1 - Pneumatisch schaltbare Überlast-Klauenkupplung mit automatischer Entkupplung bei Drehmomentüberschreitung

Info

Publication number: DE3339186C1
Application number: DE19833339186
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Bezler (Fh), 8900 Augsburg; Josef 8854 Asbach-Bäumenheim Hammer
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1985-03-14
Also published as: BE900914A; FR2554191A1

Description

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch schaltbare Überlast-Klauenkupplung mit automatischer Entkupplung bei Drehmomentüberschreitung, mit Merkmalen wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben.

Die Erfindung geht aus von einem Stand der Technik, betreffend Kupplungen, wie aus der DE-AS 11 79 426, der DE-PS 11 23 526, dem DE-Gm 18 88 458, der DE-PS 32 449 und der DE-PS 6 87 280, bekannt.

Die DE-AS 11 79 426 offenbart eine Klauenkupplung mit selbsttätiger Ausschaltung bei Drehmomentüberschreitung, wobei eine Kupplungshälfte durch hydraulischen oder pneumatischen Druck gegen eine andere Kupplungshälfte angedrückt wird. Beide Kupplungshälften werden somit durch eine definierte Kraft in Wirkverbindung gehalten. Bei Drehmomentüberschreitung jedoch rücken die beiden Kupplungshälften infolge der speziellen Gestaltung ihrer Klauenverzahnung voneinander ab, wobei dieses Abrücken von einem Detektor festgestellt und durch eine dann wirksam werdende Kraft beschleunigt wird. Bei dieser bekannten Kupplung sind hohe pneumatische Drücke und aufwendige Dichtungsmaßnahmen erforderlich, um die beiden Kupplungshälften in Wirkverbindung halten zu können; außerdem sind aufgrund der gegebenen Konstruktion enorme Axialkräfte in der Kupplung wirksam, was entsprechende Sicherungsmaßnahmen auf Seiten des Antriebs- und Abtriebsstranges erforderlich macht.

Aus der DE-PS 11 23526 ist es bekannt, bei einer Reibungskupplung zur Betätigung von Kupplungsscheiben gummielastische Hohlkörper zu verwenden, die an eine Druckluftversorgung anschließbar sind.
Aus dem DE-Gm 18 88 458 ist eine durch Druckmittel schaltbare, als Doppelkupplung ausgebildete Reibungskupplung bekannt. Ähnliche Verhältnisse liegen auch bei der aus der DE-PS 6 87 280 bekannten Reibungskupplung vor. Dort sind zwei elastische Hohlkörper vorgesehen, die mit Druckflüssigkeit oder Druckluft füllbar sind und dann Druck auf eine Scheibe ausüben, die ihrerseits an einer Lamelle anliegt und diese gegen einen Flansch eines mitzunehmenden Kupplungsteils drücken. Die Verbindung zwischen den beiden miteinander gekuppelten Kupplungsteilen erfolgt mithin ausschließlich über einen Reibschluß, für dessen Aufrechterhaltung hohe Axialkräfte notwendig sind. Da diese Axialkräfte über das in den beiden Hohlkörpern wirkende Medium aufgebracht werden müssen, wird ersichtlich, daß mit dieser Reibungskupplung nur begrenzt große Drehmomente übertragbar sind. Außerdem ist keine lagegenaue Verbindung zwischen den beiden Kupplungsteilen und damit zwischen Antriebs- und Abtriebsseite möglich.

Schließlich ist aus der DE-PS 7 32 449 ebenfalls bereits bekannt, durch einen mit flüssigem Druckmittel beaufschlagbaren elastischen Hohlkörper eine fest auf einer Welle sitzende Kupplungsscheibe mit einer dieser gegenüber axial entgegen der Kraft einer zwischengeschalteten Druckfeder verschiebbaren Kupplungsscheibe in Wirkverbindung zu bringen. Beide Kupplungsscheiben besitzen Verzahnungen, die für einen formschlüssigen Verband sorgen. Zum Aufrechterhalten der Kupplungsverbindung sind hier relativ große Axialkräfte notwendig. Außerdem ist bei dieser Kupplung keine Überlastsicherung vorgesehen bzw. nichts über hierfür notwendige Mittel ausgesagt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine pneumatisch schaltbare Überlast-Klauenkupplung der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, daß große Drehmomente axialkraftfrei von der Antriebsseite zur Abtriebsseite übertragbar sind und außerdem diese Kupplungsverbindung sich bei Drehmomentüberschreitung selbsttätig und schnell löst.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine pneumatisch schaltbare Überlast-Klauenkupplung mit Merkmalen der im Anspruch 1 angegebenen Art gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Kupplung zeichnet sich durch eine einfache, übersichtliche Konstruktion mit leicht herstellbaren Einzelbauteilen aus. Die erfindungsgemäße Kupplung zeichnet sich außerdem durch eine sichere Funktion und die gewünschte axialkraftfreie Drehmomentübertragung aus. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Steuerschläuchen zur Betätigung der beiden äußeren Kupplungsscheiben ist in jedem Falle sichergestellt, daß am Ort der Betätigung immer der von der Druckluftversorgung bereitgestellte Druck wirksam werden kann.

Außerdem sind durch die Verwendung von Steuerschläuchen zwischen den axial bewegten Teilen keine aufwendigen Dichtungen erforderlich und auch die axial bewegten Teile selbst können mit einer Passung ineinandergreifen, die einfach herstellbar ist.

Nachstehend ist die erfindungsgemäße Überlast-Klauenkupplung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert In der

Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht einer Überlast-Klauenkupplung nach der Erfindung,

Fig.2 einen Querschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Überlast-Klauenkupplung entlang der Schnittlinie H-II, wobei die Teile der Überlast-Klauenkupplung oberhalb der strichpunktierten Kupplungsachse in eingekuppelter Stellung und unterhalb der Kupplungsachse in ausgekuppelter Stellung gezeigt sind,

Fig.3 einen Detailschnitt, aus dem vergrößert die Anordnung eines Schnellentlüftungsventils und dessen Anbindung an einen Steuerschlauch ersichtlich sind.

Die erfindungsgemäße Überlast-Klauenkupplung besteht aus drei koaxial nebeneinander und zur Kupplungsachse 1 angeordneten Kupplungsscheiben, nämlich einer mittleren Kupplungsscheibe 2 sowie zwei äußeren Kupplungsscheiben, von denen die links der mittleren gelegene mit 3 und die rechts der mittleren gelegene mit 4 bezeichnet sind»

Die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3,4 sind vorzugsweise spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet und in bezug auf die mittlere Kupplungsscheibe 2 angeordnet Die mittlere Kupplungsscheibe 2 besitzt an ihren beiden Stirnseiten je eine Klauenverzahnung 5 bzw. 6. Ebenso besitzen die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3,4 an ihren der mittleren Kupplungsscheibe zugewandten Stirnseiten jeweils eine Klauenverzahnung 7 bzw. 8, von denen jede mit der jeweils zugehörigen, an der mittleren Kupplungsscheibe 2 angeordneten Klauenverzahnung 5 bzw. 6 korrespondiert. Bei eingerückter Kupplung greifen einerseits die Zähne der Klauenverzahnungen 5 und 7, andererseits die der Klauenverzahnungen 6 und 8 ineinander. Die aneinanderliegenden Flanken der Zähne sind dabei derart geneigt, daß dadurch die bei der Übertragung des Drehmoments wirksame Umfangskraft in eine zur Wellenachse koaxiale Kraft gewandelt wird, die die jeweils äußere Kupplungsscheibe 3 bzw. 4 von der mittleren Kupplungsscheibe 2 abzurücken sucht. Für den Fall, daß die äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 in beliebiger Winkelstellung mit der mittleren Kupplungsscheibe in Eingriff gebracht werden können, also kein zwangssynchrones Einkuppeln erforderlich ist, können die Klauen der Klauenverzahnungen 5, 6, 7 und 8 gleichmäßig auf einem Teilkreis verteilt angeordnet sein. Für den Fall, daß eine zwangssynchrone Kupplung notwendig ist, d. h. die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 nur in einer einzigen Winkelstellung mit der mittleren Kupplungsscheibe in Eingriff kommen sollen, werden die Klauenverzahnungen 5,6, 7 und 8 so ausgebildet, daß die Verzahnungen nur in einer bestimmten Winkelstellung miteinander in Eingriff kommen können. Hierfür kann beispielsweise eine sogenannte »Hirth-Verzahnung« mit unregelmäßig verteilten Zähnen verwendet werden. Generell sind die Zähne der Klauenverzahnungen 5,6,7 und 8 so an den drei Kupplungsscheiben 2, 3 und 4 angeordnet, daß das Ein- und Entkuppeln der beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 mit der mittleren Kupplungsscheibe 2 immer winkelsynchron erfolgt.

Die mittlere (2) der drei Kupplungsscheiben 2,3,4 ist gegen Verdrehung gesichert und koaxial an einem mit einem Teil eines Antriebs- oder Abtriebsstranges verbindbaren Kupplungsträger angekoppelt, der insgesamt mit 9 bezeichnet ist. Die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 dagegen sind auf einer gemeinsamen, mit einem Teil des Abtriebs- oder Antriebsstranges verbindbaren Lagerhülse begrenzt axial verschiebbar, jedoch gegen Verdrehung gesichert, angeordnet; die Lagerhülse ist insgesamt mit 10 bezeichnet. Einzelheiten des Kupplungsträgers 9 und der Lagerhülse 10 sind weiter hinten näher erläutert.

Zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 erstrecken sich durch einen zentralen Durchbruch 11 der mittleren Kupplungsscheibe 2 hindurch vorgespannte Druckfedern 12. Diese Druckfedern 12 wirken in Achsrichtung und versuchen, die beiden äußeren Kupplungsscheiben

ίο 3,4 von der mittleren Kupplungsscheibe 2 abzurücken und damit die Klauenverzahnungen 5, 7 und 6,8 außer Eingriff zu bringen. Bei den Druckfedern 12 kann es sich um mehrere, auf einem Teilkreis gleichmäßig verteilt angeordnete Spiralfedern oder um ein Tellerfederpaket handeln. Die Druckfedern 12 greifen mit ihren axialen Endbereichen zu ihrer Lagesicherung in entsprechend geformte Vertiefungen 13, 14 in den beiden äußeren Kupplungsscheiben 3,4 ein.

Jede der beiden äußeren Kupplungsscheiben 3,4 besitzt auf ihrer, der mittleren Kupplungsscheibe 2 abgewandten Stirnseite einen koaxial vorspringenden Führungs- und Betätigungsring 15 bzw. 16, mit dem sie in eine entsprechend angepaßt ausgebildete Ringnut 17 bzw. 18 in der Lagerhülse 10 eingreift und so eine ringförmige Aufnahmekammer 19 bzw. 20 für einen darin eingeschlossenen, an eine Druckluftversorgung anschließbaren Steuerschlauch 21 bzw. 22 begrenzt.

Die aus mehreren Teilen zusammengesetzte Lagerhülse 10 ist auf einer Lagerwelle 23 befestigt, die über eine spezielle Lufteinspeisevorrichtung 24 an eine Druckluft-Versorgungseinrichtung 25 anschließbar ist. Die Lagerwelle 23 weist intern einen Druckluftkanal 26 auf, der sich aus einer zentralen Bohrung und zwei senkrecht davon abzweigenden, seitlich ausmündenden Bohrungen zusammensetzt, an welch letztere jeweils eine zu einem Steuerschlauch 21 bzw. 22 führende Druckluftleitung 27 bzw. 28 angeschlossen ist.

Die aus flexiblem Gummi- oder Kunststoffmaterial bestehenden Steuerschläuche 21,22 sind derart dimensioniert, daß sie in dem Fall, wenn sie durch Druckluft definierten Druckes vollständig aufgebläht sind, die äußeren Kupplungsscheiben 3, 4 in Verzahnungseingriff mit der mittleren Kupplungsscheibe 2 bringen und halten können, bzw. im anderen Fall, wenn Druckluft abgelassen wird, sich so weit zusammenziehen können, daß die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3,4 vollständig außer Verzahnungseingriff mit der mittleren Kupplungsscheibe 2 kommen können.
Nachstehend sind Einzelheiten der verschiedenen

so Kupplungsteile detailliert beschrieben.

Die mittlere Kupplungsscheibe 2 besitzt an ihrem Umfang eine Geradverzahnung 29, mit der sie in eine hierzu korrespondierende Innenverzahnung 30 am Kupplungsträger 9 eingreift; auf diese Weise ist die mittlere Kupplungsscheibe 2 verdrehungsgesichert in bezug auf den Kupplungsträger angeordnet. Für eine axiale Lagesicherung der mittleren Kupplungsscheibe 2 in bezug auf den Kupplungsträger 9 ist eine Sicherungsschraube vorgesehen, die in F i g. 2 durch eine strich- punktierte Linie 31 symbolisiert ist.

Der Kupplungsträger 9 ist durch ein topfartiges Teil gebildet, das aus einer sich senkrecht zur Kupplungsachse 1 erstreckenden Frontplatte 32 und einer verdrehungsgesichert mit dieser verbundenen Hülse 33 zusammengesetzt ist; letztere besitzt eine solche Länge, daß sie wenigstens die mittlere Kupplungsscheibe 2 und die eine (3) der beiden äußeren Kupplungsscheiben 3, 4 überdeckt. Die Hülse 33 trägt an ihrem der Frontplatte

32 abgewandten Endbereich die bereits erwähnte Innenverzahnung 30. Um eine koaxiale Zuordnung zwischen Hülse 33 und Prontplatte 32 zu gewährleisten, besitzt letztere eine zylindrische Zentrierfläche 34. Die Hülse 33 und die Frontplatte 32 sind durch gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnete Schrauben miteinander verbunden, die in F i g. 2 durch eine strichpunktierte Linie 35 angedeutet sind. Darüber hinaus besitzt der Kupplungsträger 9 an seiner Frontplatte 32 ein Lagerauge 36, in dessen zentral durchgehender Bohrung 37 die Lagerwelle 23 einenendes mit einem angeformten Lagerbolzen 38 drehbar gelagert ist. Die Bohrung 37 kann erforderlichenfalls durch in das Lagerauge 36 eingepreßte Lagerschalen 39 begrenzt sein. Schließlich weist der Kupplungsträger 9 an der Außenseite seiner Frontplatte 32 einen koaxialen, kreiszylindrischen Zentrierungsbund 40 auf, der zur Zentrierung des anzukoppelnden Teils des Antriebs- bzw. Abtriebsstranges dient.

Die Lagerhülse 10 ist aus vier konzentrisch zueinander angeordneten, miteinander verschraubten Drehteilen zusammengesetzt. Dabei besitzt das erste, mit 41 bezeichnete Lagerhülsenteil eine senkrecht zur Kupplungsachse 1 angeordnete Stirnwand 42, in die die bereits weiter vorn erwähnte Ringnut 18 eingeformt ist. An dieser Stirnwand 42 schließt sich ein zylindrisches Teil 43 an, an dessen äußerem Ende sich wiederum ein Führungsring 44 anschließt. Letzterer besitzt eine zentral durchgehende Führungsbohrung 45, mit der sich das erste Lagerhülsenteil 41 konzentrisch an der Lagerwelle 23 abstützt. An der Außenseite des Führungsringes 44 ist eine kreiszylindrische Führungsfläche 46 angeformt, auf der ein zweites Lagerhülsenteil 47 mit seiner Äufnahmebohrung 48 zentriert ist. Das zweite Lagerhülsenteil 47 liegt mit dem senkrecht zur Kupplungsachse 1 stehenden Boden seiner Aufnahmebohrung 48 an der Außenseite des Führungsringes 44 am ersten Lagerhülsenteil 21 an und ist in diesem Bereich mit letzterem verschraubt; diese Verschraubungen sind in Fig.2 durch strichpunktierte Linien 49 symbolisiert. In das scheibenförmige zweite Lagerhülsenteil 47 ist die bereits weiter vorn erwähnte Ringnut 17 eingeformt, die zu jener Ringnut 18 im ersten Lagerhülsenteil 41 fluchtet. Das dritte Lagerhülsenteil ist durch eine Klemmhülse 50 gebildet, die einen Führungsbund 51 aufweist, auf den das erste Lagerhülsenteil 41 mit einer in ihrer Stirnwand 42 eingeformten Zentrierbohrung aufgesteckt ist. Darüber hinaus besitzt die Klemmhülse 50 eine zentrale Durchgangsbohrung 53, mit der sie auf der Lagerwelle 23 zentriert ist. Außerdem weist die Klemmhülse 50 einen Befestigungsflansch 54 auf, mit dem sie an der äußeren Stirnseite des ersten Lagerhülsenteiles 41 anliegt und in dessen Bereich an letzterem festgeschraubt ist. Die zugehörigen Befestigungsschrauben sind mit 55 angezogen. Schließlich besitzt die Klemmhülse 50 noch einen außen angeformten Spannkonus 56, auf dem eine das vierte Lagerhülsenteil bildende Spannscheibe 57 mit einer korrespondierend angeformten Kegelbohrung 58 sitzt.

Die Spannscheibe 58 ist durch Spannschrauben 59, die in F i g. 2 nur durch strichpunktierte Linien dargestellt sind, in Richtung Befestigungsflansch der Klemmhülse gezogen; hierdurch wird eine radiale Kraft von der Kegelbohrung 57 auf den Spannkonus 56 der Klemmhülse übertragen, so daß letztere und damit die Lagerhülse 10 insgesamt mit Reibschluß auf der Lagerwelle 23 festgespannt ist. Auf dem ersten Lagerhülsenteil 41 ist die eine (4) der beiden äußeren Kupplungsscheiben 3,4, auf dem zweiten Lagerhülsenteil 47 dagegen die andere (3) der beiden äußeren Kupplungsscheiben 3, 4 axial verschieblich gelagert. Jedes der beiden Lagerhülsenteile 41 und 47 weist an seinem Umfang eine Geradverzahnung 60 bzw. 61 auf, in die die jeweils getragene äußere Kupplungsscheibe 3 bzw. 4 zur Verdrehungssicherung mit einer korrespondierenden Innenverzahnung 62 bzw. 63 eingreift; dabei ist jede dieser Innenverzahnungen 62 bzw. 63 an einer Kupplungsscheibe 3 bzw. 4 an den Innenseiten eines Ringbundes 64 bzw. 65 angeformt, der durchmessergrößer als der jeweilige Führungs- und Betätigungsring 15 bzw. 16 ist und letzteren axial wenigstens um die Länge der Innenverzahnung 62 bzw. 63 überragt.

Wie gut aus Fig.2 und im Detail besser noch aus F i g. 3 ersichtlich, ist jeder der beiden Steuerschläuche 21 bzw. 22 am Boden 66 bzw. 67 der Ringnut 17 bzw. 18 in der Lagerhülse 10 festgelegt, und zwar mittels eines Anschlußgewinderohres 68 bzw. 69, das eine Bohrung in der den Boden der Ringnut 17 bzw. 18 umfassenden Wand der Lagerhülse 10 durchdringt und mit einem an der Außenseite dieser Wand befestigten Schnellentlüftungsventil 70 bzw. 71 verbunden ist. Jedes dieser beiden je einem Steuerschlauch zugeordneten Schnellentlüftungsventile 70 bzw. 71 ist dabei mittels eines Halters 72 bzw. 73 an der Außenseite der besagten Wand befestigt und in eine der beiden Druckluftleitungen 27 bzw. 28 eingeschaltet. Jede Druckluftleitung 27 bzw. 28 ist mittels eines Anschlußnippels 74 (in F i g. 2 um 90° versetzt gezeichnet) bzw. 75 an einen der beiden Seitenzweige des lagerwelleninternen Druckluftkanals 26 angeschlossen, wobei die Druckluftleitung 27 vom Anschlußnippel 74 weg zum Steuerschlauch 22, die Druckluftleitung 28 dagegen vom Anschlußnippel 75 weg zum Steuerschlauch 21 führt. Die beiden Druckluftleitungen 27 und 28 sind dabei in geeigneter Weise an der Lagerhülse 10 verlegt und dort wo erforderlich durch Halter 76,77 festgelegt.

Bei der Lufteinspeisevorrichtung 24 handelt es sich um eine als sogenannte »Dreheinführung« bekannte Baugruppe, die ein feststehendes Luftaufnahmegehäuse 78 umfaßt, das mittels eines Anschlußnippels 79 mit der Lagerwelle 23 verbunden ist. Der Anschlußnippel 79 greift dabei einenendes in den zentralen Teil des Druckluftkanales 26 ein; anderenendes taucht er in das Luftaufnahmegehäuse 78 ein. Der zusammen mit der Lagerwelle 23 rotierende Anschlußnippel 79 ist innerhalb des Luftaufnahmegehäuses 78 drehbar gelagert und nach außen hin zur Vermeidung von Druckluftverlusten durch entsprechende Dichtungen abgedichtet.

Die elastischen Steuerschläuche 21 und 22 sind so konzipiert, daß sie zumindest im druckluftunbeaufschlagten Zustand eine Spezialform besitzen, beispielsweise dergestalt, wie aus F i g. 2 in der unteren Hälfte ersichtlich. In diese Form rollen sich die Steuerschläuche (21, 22) nach Druckentlastung selbsttätig ein. Als Detektor, der bei Überschreiten eines Grenzmoments das Abrücken der äußeren Kupplungsscheiben 3,4 von der mittleren Kupplungsscheibe 2 feststellt, kann an sich jede sich hierfür anbietende Vorrichtung verwendet werden, z. B. ein induktive Signale abgebender Näherungsindikator oder ein pneumatisch arbeitendes Staudruckventil. Eine Meldeplatte 80, die dem mit 81 bezeichneten Detektor zugeordnet ist, ist mit geringem Abstand vor letzterem an der äußeren Kupplungsscheibe 4 durch Schrauben 82 befestigt. Der Detektor 81 selbst ist ortsfest in einem Halter 83 festgelegt; außerdem ist der Detektor 81 an eine Steuereinrichtung angeschlossen, die unter anderem die Druckluftversorgung

der Steuerschläuche 21,22 steuert. Im Betrieb arbeitet der Detektor 81 in Verbindung mit den anderen Teilen der Überlast-Klauenkupplung wie folgt:

Beim Abrücken der äußeren Kupplungsscheiben 3,4 von der mittleren Kupplungsscheibe 2 bei Drehmomentüberschreitung rückt auch die Meldeplatte 80 vom Detektor 81 ab, so daß sich ein Signal ergibt, das an die Steuereinrichtung weitergeleitet wird und dort bewirkt, daß die Schnellentlüftungsventile 70, 71 aktiviert werden; dies hat zur Folge, daß die Steuerschläuche 21,22 entlüftet werden und dann das Abrücken der beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 von der mittleren Kupplungsscheibe 2 durch den dann alleinwirksamen Druck der Druckfedern 12 beschleunigt wird. Die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 bleiben dann solange in ausgerückter Stellung, bis ein entsprechender Befehl zu deren Wiedereinrücken abgegeben wird. Dieses Wiedereinrücken der beiden äußeren Kupplungsscheiben erfolgt über die beiden Steuerschläuche 21 und 22, denen hierzu Druckluft entsprechend hohen Drukkes zugeführt wird, so daß sie sich aufblähen und dabei die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 axial in Richtung der mittleren Kupplungsscheibe 2 verschieben, solange, bis die Klauenverzahnungen 5 und 7 bzw. 6 und 8 vollständig und in richtiger Lage in Eingriff sind. Über die Höhe des pneumatischen Druckes, der über die Steuerschläuche 21 und 22 auf die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 ausgeübt wird, ist letztendlich auch das Grenzdrehmoment bestimmt, bei dem die beiden äußeren Kupplungsscheiben 3 und 4 wieder außer Eingriff mit der mittleren Kupplungsscheibe 2 kommen sollen. Es ist in diesem Zusammenhang ersichtlich, daß das Grenzdrehmoment in sehr weiten Grenzen variabel durch entsprechende Steuerung des pneumatischen Druckes eingestellt werden kann. Die Bereitstellung des erforderlichen pneumatischen Druckes kann durch ein Steuergerät 84 erfolgen, das einer Druckluftquelle 85 nachgeschaltet und ebenso wie letztere Teil der Druckluftversorgungseinrichtung 25 ist.

40

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Pneumatisch schaltbare Überlast-Klauenkupplung mit automatischer Entkupplung bei Drehmomentüberschreitung, bei der ein mit einem Antriebsstrang verbundenes Kupplungsteil mit seiner Klauenverzahnung in jene eines anderen, mit dem Abtriebsstrang gekoppelten Kupplungsteiles eingreift und durch eine pneumatische Kraft in Wirkverbindung - gehalten ist, jedoch: bei Drehmomentüberschreitüiig'wieder von dem" zweiten Kupplungsteil abrückt;*wöbei dieses Abrücken von einem Detektor feststellbar und durch eine dann wirksam werdende Kraft beschleunigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) drei koaxial nebeneinander und zur Kupplungsachse (1) angeordneten Kupplungsscheiben (2, 3j 4) vorgesehen sind,

b) die mittlere (2) der drei Kupplungsscheiben (2, 3j 4) an ihren beiden Stirnseiten je eine Klauenverzahnung (5,6) aufweist,

c) die beiden äußeren Kupplungsscheiben (3, 4) jeweils eine Klauenverzahnung (7,8) aufweisen, die« mit jener zugehörigen, an der mittleren Kupplungsscheibe (2) angeordneten Klauenverzahnung (5 bzw. 6) korrespondiert,

d) die mittlere (2) der drei Kupplungsscheiben (2,

3,4) verdrehungsgesichert und koaxial an einem mit einem Teil eines Antriebs- oder Abtriebsstranges verbindbaren Kupplungsträger (9) angeordnet ist,

e) die beiden äußeren Kupplungsscheiben (3, 4) auf einer gemeinsamen, mit einem Teil des Abtriebs- oder Antriebsstranges verbindbaren Lagerhülse (10) begrenzt axial verschiebbar, jedoch verdrehungsgesichert angeordnet sind,

f) zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der beiden äußeren Kupplungsscheiben (3, 4) sich durch einen zentralen Durchbruch (11) der mittleren Kupplungsscheibe (2) hindurch erstreckende vorgespannte Druckfedern (12) vorgesehen sind, die, in Achsrichtung wirkend, die beiden äußeren Kupplungsscheiben (3, 4) von der mittleren Kupplungsscheibe (2) abzudrücken und damit die Klauenverzahnungen (5 und 7 bzw. 6 und 8) außer Eingriff zu bringen suchen,

g) jede der beiden äußeren Kupplungsscheiben (3, 4) auf der der mittleren Kupplungsscheibe (2) abgewandten Stirnseite einen koaxial vorspringenden Führungs- und Betätigungsring (15,16) besitzt, mit dem sie in eine Ringnut (17 bzw. 18) in der Lagerhülse (10) eingreift und so eine ringförmige Aufnahmekammer (19 bzw. 20) für einen darin eingeschlossenen, an eine Druckluftversorgung (25) anschließbaren Steuerschlauch (21 bzw. 22) begrenzt,

h) die aus mehreren Teilen zusammengesetzte Lagerhülse (10) auf einer Lagerwelle (23) befestigt ist, die über eine spezielle Lufteinspeisevorrichtung (24) an die Druckluftversorgung (25) anschließbar ist und intern einen Druckluftkanal (26) aufweist, der sich in zwei Äste verzweigt, an welch jeden eine zu einem Steuerschlauch (21 bzw. 22) führende Druckluftleitung (27 bzw. 28) angeschlossen ist,

i) die Steuerschläuche (21,22) so ausgebildet und dimensioniert sind, daß sie, wenn durch Druckluft definierten Druckes vollständig aufgebläht, die äußeren Kupplungsscheiben (3, 4) in Verzahnungseingriff mit der mittleren Kupplungsscheibe (2) bringen und halten können, bzw. wenn Druckluft abgelassen wird, sich so weit selbsttätig einrollen können, daß sie von den beiden äußeren Kupplungsscheiben (3,4) abheben und letzte somit vollständig außer Verzahnungseingriff mit der mittleren Kupplungsscheibe (2) kommen können.

2. Überlast-Klauenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Kupplungsscheibe (2) am Umfang eine Geradverzahnung (29) aufweist und mit dieser in eine hierzu korrespondierende Innenverzahnung (30) am Kupplungsträger (9) eingreift.

3. Überlast-Klauenkupplung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsträger (9) durch ein topfartiges Teil gebildet ist, das aus einer sich senkrecht zur Kupplungsachse (1) erstreckenden Frontplatte (32) und einer verdrehungsgesichert mit dieser verbundenen Hülse (33) zusammengesetzt ist, welch letztere wenigstens die mittlere (2) und eine der beiden äußeren Kupplungsscheiben (3,4) überdeckt.

4. Überlast-Klauenkupplung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsträger (9) an seiner Frontplatte (32) ein Lagerauge (36), erforderlichenfalls mit eingepreßten Lagerschalen (39), aufweist, in dessen zentral durchgehender Bohrung (37) die Lagerwelle (23) mit einem an ihr angeformten Lagerbolzen (38) drehbar gelagert ist.

5. Überlast-Klauenkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsträger (9) zur Zentrierung des anzukoppelnden Teils des Antriebs- bzw. Abtriebsstranges an der Außenseite seiner Frontplatte (32) einen koaxialen, kreiszylindrischen Zentrierungsbund (40) aufweist.

6. Überlast-Klauenkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (10) aus vier konzentrisch zueinander angeordneten, miteinander verschraubten Drehteilen zusammengesetzt ist, wobei auf dem ersten Lagerhülsenteil (41) die eine (4) der beiden äußeren Kupplungsscheiben (3, 4), auf dem zweiten Lagerhülsenteil (47) die andere (3) der beiden äußeren Kupplungsscheiben (3, 4) axial verschieblich gelagert sind, wobei ferner das erste Lagerhülsenteil (41) im Bereich seines einen axialen Endes sich innen mit einer Führungsbohrung (45) konzentrisch auf der Lagerwelle (23) abstützt, außen auf einer kreiszylindrischen Führungsfläche (46) das zweite Lagerhülsenteil (47) trägt und im Bereich seines anderen axialen Endes mit einer Zentrierbohrung (52) auf einem Führungsbund (51) einer das dritte Lagerhülsenteil bildenden Klemmhülse (50) aufgesteckt ist, die wiederum mit einer Durchgangsbohrung (53) auf der Lagerwelle (23) zentriert ist, ferner auf einem außen angeformten Spannkonus (56) eine das vierte Lagerhülsenteil bildende Spunnscheibe (58) trägt und über diese auf der Lagerwclle (23) festgeklemmt ist.

7. Überlast-Klauenkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite

Lagerhülsenteil (41 bzw. 47) jeweils an ihren äußeren Umfangsflächen eine Geradverzahnung (60 bzw. 61) aufweisen, in die die jeweils getragene äußere Kupplungsscheibe (3, 4) zur Verdrehungssicherung mit einer korrespondierenden Innenverzahnung (62 bzw. 63) eingreift, die jeweils an einem Ringbund (64 bzw. 65) angeformt ist, der im Durchmesser größer als der Führungs- und Betätigungsring (15 bzw. 16) ist und letzteren axial jeweils wenigstens um die Länge der Innenverzahnung (62 bzw. 63) überragt.

8. Überlast-Klauenkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerschlauch (21, 22) am Boden (66 bzw. 67) der Ringnut (17 bzw. 18) in der Lagerhülse (10) mittels eines Anschlußgewinderohres (68 bzw. 69) festgelegt ist, das eine Bohrung in der den Boden der Ringnut (17 bzw. 18) umfassenden Wand der Lagerhülse (10) durchdringt und mit einem an der Außenseite dieser Wand befestigten, in eine Druckluftleitung (27 bzw. 28) eingeschalteten Schnellentlüftungsventil (70 bzw. 71) verbunden ist.

9. Überlast-Klauenkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schnellentlüftungsventil (70 bzw. 71) mittels eines Halters (72 bzw. 73) an der Außenseite der Lagerhülse (10) befestigt ist, daß ferner jede Druckluftleitung (27 bzw. 28) mittels eines Anschlußnippels (74 bzw. 75) an einen der seitlich ausmündenden Äste des lagerwelleninternen Druckluftkanales (26) angeschlossen, außerdem an geeigneten Stellen an der Lagerhülse (10) verlegt und durch Halter (76,77) festgelegt ist.

10. Überlast-Klauenkupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschläuche (21,22) im unbeaufschlagten Zustand eine geringervolumige Grundform besitzen, die sich nach Druckentlastung selbständig durch Einrollen einstellt.