DE3412026C2 - Kupplung mit Lastmomentsperre - Google Patents

Abstract

Kupplung mit Lastmomentsperre zur Kraftübertragung eines Antriebs auf eine Abtriebswelle. Um bei guter Klemmwirkung die Verschleißerscheinungen zu reduzieren, weist die Abtriebswelle (2) einen Exzenter (8) auf, auf dem eine Exzenterscheibe (9) drehbar gelagert ist. Exzenter und Exzenterscheibe weisen die gleiche Exzentrizität auf, so daß für den Fall, daß sich ihre Exzentrizität gegenseitig aufhebt, die Lastmomentsperre frei läuft. Wird die Exzenterscheibe (9) gegenüber dem Exzenter (8) aus dieser Stellung herausgedreht, so kommt sie mit einer Gehäuseinnenwand (14) durch Reibung in Wirkungseingriff und sperrt damit die Drehbewegung.

Description

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her wurden die Stellantriebe entweder mit einem einen bestimmten Winkel λ (Fig.5), wodurch sich die

Schneckengetriebe oder mit einem Planetenexzenter- Exzentrizität von Exzenter und Exzenterscheibe nicht

getriebe selbsthemmend ausgeführt Dadurch sinkt je- mehr gegenseitig aufheben. Die Exzenterscheibe 9 be-

doch der Wirkungsgrad des Antriebs unter 50%. Eine wegt sich in diesem Falle vielmehr exzentrisch zu der andere Möglichkeit der Selbsthemmung besteht in der 5 Drehachse der Abtriebswelle 2 und kommt dabei mit

Verwendung einer Elektromagnetbremse. Dies führt je- der Innenwandung 14 des Gehäuses 5 in Reibungsein-

doch zu einer erheblichen Verteuerung des Antriebs, griff, was zu einer Sperrung des rückwirkenden Dreh-

wobei auch Probleme entstehen können, die durch zu momentes führt

frühes oder spätes Einfallen der Bremse entstehen. AU Damit die Lastmomentsperre in der beschriebenen diese Nachteile werden bei Verwendung der Lastmo- io Weise vom Freilauf in den Sperrzustand übergehen mentsperre in dem Stellantrieb vermieden. kann, muß bei Einwirkung eines rückwirkenden Dreh-Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteran- momentes auf die Abtriebswelle der Exzenter 8 gegensprüchen zu entnehmen. über der Exzenterscheibe 9 um den Winkel tx verdreht Das Wesen der Erfindung soll anhand eines Ausfüh- werden. Wenn die Lagerreibung zwischen der Exzenrungsbeispiels erläutert werden, das in den Figuren dar- 15 terscheibe und dem Exzenter genügend klein ist, kann gestellt ist In den Figuren sind gleiche Teile mit den sich der Exzenter in der Lagerbuchse der Exzentergleichen Bezugszeichen yexsehea Es zeigt scheibe verdrehen, ohne die Exzenterscheibe selbst mit-F i g. i einen Längsschnitt durch die Kupplung mit zunehmen. Um einen unverzüglichen und sicheren Lastmomentsperre, Übergang in den Sperrzustand sicherzustellen, ist ein . F i g. 2 den Schnitt AB der F i g. 1 in der Freilaufstel- 20 Fliehkrafthebel 15 (F i g. 4) vorgesehen, der über den an lung der Kupplung, der Exzenterscheibe 9 vorgesehenen Mitnehmerbolzen F i g. 3 den Schnitt CD der F i g. 1 in der Freilaufstel- 10,10' drehbar gelagert ist Bei Stillstand oder geringen [? lung der Kupplung, Drehzahlen wird die Bremsfläche 16 des Fliehkrafthe- % Fig.4den Schnitt£Fin Fig. 1, bels 15 durch die Druckfeder 17 gegen die Innenwan- ;i F i g. 5 den Schnitt AÄder F i g. 1 in der Sperrstellung, 25 dung 14 des Gehäuses 5 gedrückt (F i g. 6). Infolge des !<■ Fi g. 6 den Schnitt EFder F i g. 1 in der Sperrstellung dadurch bewirkten Reibungswiderstandes läßt sich der j; und Exzenter 8 ohne Mitnahme der Exzenterscheibe 9 in die $ Fig. 7 einen elektromechanischen Stellantrieb mit Sperrstellung der Lastmomentsperre verdrehen. In der f Lastmomentsperre zwischen dem Motor und dem me- Antriebsphase hebt der Fliehkrafthebel 15 bei erhöhter ^Lj chanischen Getriebe. 30 Drehzahl von der Innenwandung des Gehäuses ab, so ; Die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 2 sind über daß die Exzenterscheibe in dem Gehäuse ohne Reibung js Lager 3 und 4 in dem Gehäuse 5 zueinander koaxial frei umlaufen kann (F i g. 4).

|{ gelagert An der Antriebswelle 1 ist ein Flansch 6 vorge- Die Verwendung der Lastmomentsperrc bei einem

: sehen, der auf der der Abtriebswelle zugewandten Seite elektromechanischen Antrieb, der aus einem Motor und

I zwei Mitnehmerldauen 7, T aufweist Mit der Abtriebs- 35 einem mechanischen Getriebe besteht, ist in F i g. 7 dar- K welle 2 ist ein Exzenter 8 mit der Exzentrizität (e) ver- gestellt Der Motor 19 ist über die Lastmomentsperre

: bunden. Auf dem Exzenter 8 ist eine Exzenterscheibe 9 mit der Antriebswelle 20 des Getriebes verbunden. Die

mit einer Lagerbuchse (18) drehbar gelagert Die Exzen- Abtriebswelle 2 der Lastmomentsperre geht in die An-

terscheibe 9 hat die gleiche Exzentrizität wie der Exzen- triebswelle 20 des Getriebes 21 über, dessen Abtriebs-

ter 8. Die Exzenterscheibe 9 weist auf ihrer dem Flansch 40 welle mit 22 bezeichnet ist Das Getriebe kann ein- oder

6 gegenüberliegenden Seite zwei um 180° gegeneinan- mehrstufig ausgebildet sein. Die Lastmomentsperre

der versetzte Mitnehmerbolzen 10, 10' auf. Auf .dem kann auch an einer anderen Stelle im Kraftfluß angeord-

; Exzenter 8 sind ferner zwei gegenüberliegende Mitneh- net sein, beispielsweise bei einem mehrstufigen Getrie-

merstifte 11,1Γ vorgesehen, und zwar in Richtung sei- be zwischen der ersten und zweiten Getriebestufe oder

;, ner größten Exzentrizität Die Mitnehmerstifte 11, 11' 45 auch auf der rechten Seite des Motors in F ig. 7.

j und die Mitnehmerbolzen 10, 10' sind derart angeord- Der Stator 23 des Motors 19 ist fest mit der Innen-

' net, daß die Mitnehmerstifte und die Mitnehmerbolzen wandung des Motorgehäuses 24 verbunden. Der Stator

von den Mitnehmerldauen 7, T gleichzeitig in Wir- 23 weist Statorwicklungen 25 auf. Der Rotor 26 ist dreh-

L kungseingriff gebracht werden können. bar auf der Achse 27 gelagert, die ihrerseits in einer

i; Bei der Kraftübertragung von der Antriebswelle 1 50 festen Verbindung mit dem Exzenter 8 steht. Der Rotor

'}. aus geht der Kraftfluß über die Mitnehmerldauen 7, T 26 entspricht der Antriebswelle 1 der Lastmomentsper-

I und die Mitnehmerstifte 11,11' auf die Abtriebswelle 2. re in den Fi g. 1 bis 6. Die Achse 27, der Rotor 8 und die

\ Die Mitnehmerstifte 11,11' sind auf dem Exzenter 8 und Abtriebswelle 2 sind, wie bereits erwähnt, fest miteinan-

i;j die Mitnehmerbolzen 10,10' auf der Exzenterscheibe 8 der verbunden und um die gleiche Achse drehbar. Die-

£ so angeordnet, daß bei ihrer fluchtenden Gegenüber- 55 ses System ist in den Lagern 4 und 3 gelagert In dem

I stellung (F i g. 2) die Exzentrizität des Exzenters 8 und Ausführungsbeispiel ist der Flansch 6 fest nut dem Ro- Ii der Exzenterscheibe 9 sich gegenseitig aufheben, so daß tor verbunden und überträgt über die Klauen 7, T das

■ξ die Exzenterscheibe mit Spiel in dem Gehäuse 5 umlau- Drehmoment auf die Lastmomentsperre.

I fen kann. Bei der Kraftübertragung von der Antriebs-

|> welle 1 aus stehen die Mitnehmerklauen 7, T je nach eo Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

I Drehrichtung entweder in der Position 12 oder 13 und

I'; wirken gleichzeitig auf die Mitnehmerbolzen und die
% Mitnehmerstifte ein, so daß die Abtriebswelle 2 und die
k Exzenterscheibe 9 gemeinsam gedreht werden.
j Geht bei stehender Antriebswelle andererseits der 65

I ■ Kraftfluß von der Abtriebswelle 2 aus, liegt also ein
[,; rückwirkendes Drehmoment vor, so dreht sich der Ex-
\\ zenter 8 in der Lagerbuchse der Exzenterscheibe 9 um

Claims (3)

1 2 die einen ungehinderten Antrieb eines Maschinenteils in Patentansprüche: beiden Drehrichtungen ermöglicht, während rückwir kende Drehmomente des getriebenen Teils auf den Am

1. Kupplung mit Lastmomentsperre zur Kraft- trieb in beiden Drehrichtungen gesperrt werden. Die übertragung von der Antriebswelle eines Antriebs 5 Lastmomentsperre ist dabei in die Kupplung zwischen auf eine Abtriebswelle, wobei die Lastmomentsper- dem Antrieb und dem Abtriebsteil integriert und in eire in einem zur Abtriebswelle konzentrischen Ge- nem konzentrischen Gehäuse angeordneU-Die Speirhäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeich- wirkung wird durch zwei Klemmrollen bewirkt, die in net, daß die Abtriebswelle (2) einen Exzenter (8) der Antriebsphase außer Eingriff stehen,
aufweist, auf dem eine Exzenterscheibe (9) drehbar io Bei Auftreten eines rückwirkenden Drehmomentes gelagert ist, daß der Exzenter die gleiche Exzentrizi- wird in Abhängigkeit von der Drehrichtung jeweils eine tat (e) wie die Exzenterscheibe aufweist, daß bei der der beiden Rollen gegen die Innenwandung des Gehäu-Kraftübertragung von der Antriebswelle (ll) auf die ses geklemmt und verhindert somit eine Drehung des Abtriebswelle in beiden Drehrichtungen der Exzen- Antriebs über die Abtriebswelle,
ter und die Exzenterscheibe derart zueinander fi- 15 Aus der DE-PS 7 16 868 ist ein Klemmschaltwerk mit xiert sind, daß sich ihre Exzentrizität gegenseitig auf- exzentrisch ineinanderliegenden, mit dem treibenden hebt und die Exzenterscheibe mit freiem Spiel im und dem getriebenen Teil verbundenen Kupplungsflä-Gehäuse (5) umläuft, während bei stehender An- chen bekannt Die Sperr- bzw. Dämmwirkung erfolgt triebswelle und einem äußeren, auf die Abtriebswel- durch kugel- oder rollenförmige Klemmkörper, die sich Ie einwirkenden Drehmoment der Exzenter und die 20 im Zwischenraum zwischen der Außenfläche eines Exzenterscheibe eine sich mit zunehmenden Dreh- Rings und der Innenfläche einer Hülse befinden. Bei winkel vergrößernde Exzentrizität zueinander ein- entgegengesetztem Drehsinn rollen die Klemmkörper nehmen, so daß die Exzenterscheibe an ihrem Um- gegenüber dem Ring und der Hülse,
fang mit der Gehäuseinnenwandung (14) durch Rei- Ein Nachteil der bekannten Lastmomentsperre bebung in Wirkungseingriff kommt und die Drehbewe- 25 steht darin, daß die KJemmrolle nur längs einer Linie mit gung dadurch gesperrt wird. der Innenwandung des Gehäuses in Eingriff gelangt,

2. Kupplung nach Anspruch 1, bei der die Kraft- wodurch eine nur unzureichende Klemmwirkung beübertragung über Mitnehmerklauen und Mitneh- dingt ist Andererseite sind die Klemmrollen einer ermerbolzen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die heblichen Verschleißwirkung ausgesetzt, da sie wäh-Antriebswelle (1) an ihrem freien Ende einen Flansch 30 rend der Antriebsphase noch bewegt werden.

(6) mit zwei Mitnehmerklauen (7, 7') aufweist, daß Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lastauf dem Exzenter (8) radial gegenüberliegend in momentsperre verfügbar zu machen, die bei einer rela-Richtung seiner Exzentrizität (e) zwei Mitnehmer- tiv großen Angriffsfläche für die Klemmwirkung nur stifte (11, 11') vorgesehen sind, daß die Exzenter- geringe Verschleißerscheinungen zeigt
scheibe (9) auf der dem Flansch gegenüberliegenden 35 Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Seite in Richtung ihrer Exzentrizität (e) zwei gegen- Kupplung mit Lastsperre der eingangs genannten Art überliegende Mitnehmerbolzen (10, 10') aufweist dadurch gelöst daß die Abtriebswelle einen Exzenter und daß die Mitnehmerklauen, die Mitnehrnerstifte aufweist, auf dem eine Exzenterscheibe drehbar gela- und die Mitnehmerbolzeii so ausgebildet bzw. ange- gert ist, daß der Exzenter die gleiche Exzentrizität wie ordnet sind, daß die Mitnehmerklauen in beiden 40 die Exzenterscheibe aufweist, daß bei der Kraftübertra-Drehrichtungen gleichzeitig mit den Mitnehmerstif- gung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle in ten und den Mitnehmerbolzen in Wirkungseingriff beiden Drehrichtungen der Exzenter und die Exzentergebracht werden, scheibe derart zueinander fixiert sind, daß sich ihre Ex-

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- zentrizität gegenseitig aufhebt und die Exzenterscheibe kennzeichnet, daß an der Exzenterscheibe.(9) minde- 45 mit freiem Spiel im Gehäuse umläuft während bei stestens ein Fliehkrafthebel (15) vorgesehen ist, der bei hender Antriebswelle und einem äußeren, auf die AbStillstand oder geringer Drehzahl gegen die Innen- triebswelle einwirkenden Drehmoment der Exzenter wandung (14) des Gehäuses (5) gedrückt wird und und die Exzenterscheibe eine sich mit zunehmendem bei höherer Drehzahl infolge der einwirkenden Drehwinkel vergrößernde Exzentrizität zueinander ein^ Fliehkraft von der Innenwandung abhebt 50 nehmen, so daß die Exzenterscheibe an ihrem Umfang

mit der Gehäuseinnenwandung durch Reibung in Wir-

kungseingriff kommt und die Drehbewegung dadurch

gesperrt wird.

Bei der Verwendung eines Exzenters mit Exzenter-

Die Erfindung betrifft eine Kupplung mit Lastmo- 55 scheibe wird die Sperrkraft in einfacher Weise durch mentsperre zur Kraftübertragung von der Antriebswel- den Exzenter selbst aufgebracht, wobei die Reibung der Ie eines Antriebs auf eine Abtriebswelle, wobei die Last- Exzenterscheibe über einen relativ großen Umfang mit momentsperre in einem zur Abtriebswelle konzentri- der Innenwandung des Gehäuses zu einer starken Reischen Gehäuse angeordnet ist. bung und damit guten Sperrwirkung führt Da im An-Eine Lastmomentsperre dient dazu, die Übertragung 60 triebsfall die Exzenterscheibe mit freiem Spiel im Geeines Drehmoments von einer Abtriebswelle auf den häuse umläuft, treten auch keinerlei Verschleißerscheii| Antrieb zu verhindern, d. h. zu sperren. Andererseits ist nungen auf.

[•f dafür Sorge getragen, daß die gewünschte Kraftüber- Die Lastmomentsperre läßt sich besonders vorteil-

'ä tragung von dem Antrieb auf die Abtriebswelle nicht haft bei einem elektromechanischen Stellantrieb mit ei-

]i beeinträchtigt wird. Eine Lastmomentsperre kann im ■ 65 nem Motor und einem mechanischen Getriebe verwen-

;| erweiterten Sinne auch als Freilauf aufgefaßt werden. den. Durch die Ausrüstung des Stellantriebs mit einer

!J Aus der Druckschrift »RINGSPANN SIAM Lastmo- Lastmomentsperre wird eine Selbsthemmung des An-

i'i mentsperre«, 1979, ist eine Lastmomentsperre bekannt, triebs bewirkt, die in vielen Fällen erforderlich ist Bis-