DE3502666C1 - UEberlastkupplung - Google Patents

Description

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* hoben wird, so daß beim Einschalten der Kupplung kei- die Kupplung eingeschaltet ist, wenn also die Kupp-

** ne Verklemmung zwischen verschiebbarer Kupplungs- lungshälfte 2 gegenüber der zeichnerischen Darstellung

hälfte und dem sie tragenden Bauteil besteht. nach links gegen die Kupplungshälfte 1 geschoben ist.

Für die Erfindung ist es unwesentlich, ob die Flanken Diese Verschiebebewegung entsprechend dem Doppelder Stirnverzahnung als ebene Flächen oder Schrauben- 5 pfeil 8 zum Einschalten und Ausschalten der Kupplung

flächen ausgebildet sind und ob sich aneinanderliegende geschieht über einen bekannten und daher nicht darge-

Flanken der Verzahnung nur entlang einer Linie oder stellten Mechanismus, gegen den die Kupplungshälfte 2

flächenhaft berühren. Wesentlich ist vielmehr nur, daß über eine oder mehrere, ebenfalls nicht dargestellte Fe-

die Flanken derart ausgebildet und angeordnet sind, daß dem abgestützt ist, so daß ihre Verzahnung 7 bei Erreineben der Axialkraftkomponente auch die Radialkraft- 10 chen des maximal durch die Kupplung übertragbaren

komponente entsteht. Unter den gleichen Vorausset- Drehmomentes unter Überwindung dieser Federkraft

zungen gilt die Erfindung außerdem gleichermaßen für bei gleichzeitiger Verschiebung der Kupplungshälfte 2

im wesentlichen in Axialrichtung nebeneinander ange- nach rechts außer Eingriff gegenüber der Verzahnung 6

ordnete Kupplungshälften wie für solche Bauformen, der Kupplungshälfte 1 gelangen kann, womit die Kuppbei denen die Kupplungshälften bei eingeschaltetem 15 lung ausgerückt ist.

Zustand der Kupplung im wesentlichen koaxial ineinan- Zur Erzeugung dieser das Ausrücken der Kupplung

derstecken. Schließlich umfaßt das Merkmal der radia- bewirkenden Axialkraft sind die aneinanderliegenden

len Veränderbarkeit der axial verschiebbaren Kupp- Flanken 9,10 der Zähne 11,12 der Verzahnungen 6,7 in

lungshälfte sowohl eine Durchmesservergrößerung als Umfangsrichtung schräggestellt, wie dies am besten aus

auch eine Durchmesserverringerung, deren Notwendig- 20 den Stirnansichten der Kupplungshälften 1, 2 gemäß

keit jeweils im wesentlichen davon abhängt, ob die den F i g. 3 und 5 ersichtlich ist.

Kupplungshälfte auf oder in dem sie tragenden Bauteil Wie am besten aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind axial verschiebbar angeordnet ist. die Verzahnungen 6,7 außerdem gegenüber der Radial-AIs zweckmäßig hat es sich erwiesen, daß die Rück- richtung der Kupplungshälften 1, 2 schräggestellt, wostellkraft eine Federkraft ist. Diese Federkraft kann 25 durch bei Drehmomentübertragung zusätzlich eine Radurch die Elastizität des Materials der Kupplungshälfte dialkraftkomponente zwischen den Kupplungshälften 1 gegeben sein, was sich insbesondere für die Fälle anbie- und 2 entsteht. Diese Radialkraftkomponente wird dazu tet, wo die Kupplungshälfte aus Kunststoff od. dgl. her- herangezogen, die axial verschiebbare Kupplungshälfte gestellt sein kann. Darüber hinaus kann es vorteilhaft 2 während der Drehmomentübertragung radial aufzusein, daß die axial verschiebbare Kupplungshälfte we- 30 weiten, so daß sich ihre Außenverzahnung 3 spielfrei in nigstens einen radialen Trennschnitt aufweist. Ist ein der Kerbverzahnung 4 verklemmt. Hierzu weist, wie solcher Trennschnitt durchgehend ausgeführt, dann ist insbesondere aus F i g. 5 ersichtlich, die Kupplungshälfte die axial verschiebbare Kupplungshälfte nach Art eines 2 einen radialen Trennschnitt 13 auf, vermöge dessen die Sprengringes im Durchmesser nach außen oder nach Kupplungshälfte 2 ihren Durchmesser nach Art eines "I innen federnd veränderbar. Sind mehrere radiale Trenn- 35 Sprengringes unter der Wirkung der genannten Radialschnitte über den Umfang der Kupplungshälfte verteilt kraftkomponente vergrößern kann.
- nur zum Teil in Radialrichtung von innen und/oder au- Ist die Kupplung ausgeschaltet und fällt somit die ' ßen in das Material der Kupplungshälfte vorgetrieben, Radialkraftkomponente fort, so federt die Kupplungsso läßt sich beispielsweise für eine aus Kunststoff herge- hälfte 2 vermöge der Elastizität ihres Materials wieder stellte Kupplungshälfte eine für den Zweck der Erfin- 40 auf den in F i g. 5 gezeichneten Zustand zusammen, bei dung ausreichende Umfangselastizität herstellen. dem das fertigungsbedingte Spiel zwischen Außenver-Die Kupplungshälfte kann jedoch auch aus mehreren zahnung 3 und Kerbverzahnung 4 besteht, so daß die über den Umfang angeordneten Segmenten bestehen, Kupplungshälfte 2 zum Einschalten der Kupplung leicht wobei zweckmäßig hier wie auch bei den anderen ge- wieder bezogen auf F i g. 2 nach links geschoben wernannten Bauformen, soweit die Kupplungshälfte aus 45 den kann.

Metall besteht, die Teile der Kupplungshälfte an den In Abwandlung der in den F i g. 2 und 5 dargestellten

Trennstellen untereinander eine Gummi-Metallverbin- Bauform der Kupplungshälfte 2 können über deren Um-

dung aufweisen können. fang verteilt auch mehrere Trennschnitte 13 vorgesehen

Die Erfindung ist nachfolgend anhand einer Ausfüh- werden, so daß die Kupplungshälfte in mehrere Seg-

rungsform näher erläutert, die auf der Zeichnung darge- 50 mente aufgeteilt ist, die dann an den Trennschnitten 13

stellt ist. In der Zeichnung zeigt durch gummielastische Elemente miteinander zu ver-

F i g. 1 und 2 zwei koaxial einander zugeordnete binden sind. In anderen Fällen, bei denen das Material

Kupplungshälften im Radialschnitt; der Kupplungshälfte 2 genügend Eigenelastizität auf-

F i g. 3 die Ansicht III-III der Kupplungshälfte gemäß weist, kann jedoch auch ganz auf einen oder mehrere

F i g. 1; 55 Trennschnitte 13 verzichtet werden.

F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt der Ansicht IV Die Zeichnung zeigt ein Beispiel dafür, daß die Kuppgemäß F i g. 3 und lungshälfte 2 durch eine nach außen gerichtete Radial-F i g. 5 die Ansicht V-V der Kupplungshälfte gemäß kraftkomponente der Verzahnung 6, 7 unter Drehmo-F i g. 2. mentbelastung aufgeweitet wird. In gleicher Weise ist Die F i g. 1 und 2 zeigen zwei koaxial zueinander an- 60 natürlich bei einer entsprechend anders ausgebildeten geordnete Kupplungshälften 1 und 2 im Radialschnitt, Bauform eine Durchmesserreduzierung erreichbar, von denen die Kupplungshälfte 1 drehbar, aber axial wenn die Kupplungshälfte 2 beispielsweise auf der feststehend ist, während die Kupplungshälfte 2 über ei- Kerbverzahnung einer sie tragenden Welle axial verne Außenverzahnung 3 in einer Kerbverzahnung 4 eines schiebbar ist.

nur ausschnittweise dargestellten, sie tragenden Bautei- 65

les 5 axial verschiebbar ist. Die Kupplungshälften 1 und Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

2 weisen auf den aufeinander zu gerichteten Seiten

.«. Stirnverzahnungen 6,7 auf, die ineinandergreifen, wenn

- Leerseite -

Claims (6)

1 2 ser Kupplung ein, bei denen die Zähne einer Kupplungs-Patentansprüche: hälfte oder formschlüssig mit den Verzahnungen beider Kupplungshälften in Eingriff befindliche Übertragungs-

1. Überlastkupplung mit koaxial angeordneten elemente als Wälzkörper ausgebildet sind. Kupplungshälften, von denen zumindest die eine 5 Eine Überlastkupplung der eingangs genannten Gataxial verschiebbar und durch Federkraft mit der an- tung ist durch die CH-PS 2 37 460 bekannt. Sie unterderen in formschlüssigem Eingriff gehalten ist, und scheidet sich von den vorbeschriebenen Bauformen daeiner an deren einander zugewandten Flächen ange- durch, daß die Flanken der Stirnverzahnung als Schrauordneten Stirnverzahnung für den formschlüssigen benflächen ausgebildet sind, wobei auch solche Anord-Eingriff, wobei die bei Übertragung eines Drehmo- io nungen der Schraubenflächen eingeschlossen sind, die mentes aneinanderliegenden Flanken der Verzah- zusätzlich zu einer Axialkraftkomponente auch die einnung eine in Ausrückrichtung wirkende Axialkraft- gangs genannte Radialkraftkomponente erzeugen. Dakomponente und eine Radialkraftkomponente er- bei dient die Ausbildung der Flanken als Schraubenfläzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die chen der Beseitigung des ansonsten bei Überlastkupp* axial verschiebbare Kupplungshälfte (2) entgegen 15 lungen der hier in Rede stehenden Art vorhandenen einer Rückstellkraft radial veränderbar ausgebildet Umstandes, daß die bei eingeschalteter Kupplung vorist, handene Linien- oder Flächenberührung aneinanderlie-

2. Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gender Flanken während des Ausrückens der Kupplung gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft eine Feder- und damit gerade unter Maximalbelastung an eine kraft ist. 20 punktförmige oder Kantenberührung verlorengeht, was

3. Überlastkupplung nach Anspruch 2, dadurch seine Ursache darin hat, daß durch die Schrägstellung gekennzeichnet, daß die Federkraft durch die Elasti- der Flanken mit der Axialbewegung der schaltbaren zität des Materials der Kupplungshälfte (2) gegeben Kupplungshälfte auch eine Drehbewegung einhergeht, ist. die dazu führt, daß die einander zugeordneten Flanken

4. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 1 25 gegeneinander verschwenkt werden.

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs- Alle Überlastkupplungen der vorbeschriebenen Art

hälfte (2) wenigstens einen radialen Trennschnitt (13) haben gemeinsam, daß die schaltbare Kupplungshälfte

aufweist. mit den sie tragenden bzw. an sie anschließenden Bau-

5. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch teilen in axial verschiebbarer Weise drehverbunden ist, gekennzeichnet, daß die Kuppiungshälfte aus meh- 30 was beispielsweise durch eine Kerbverzahnung geschereren über den Umfang angeordneten Segmenten hen kann, auf die auch nachfolgend ohne Einschränkung besteht. bezüglich anderer Bauformen axial verschiebbarer

6. Überlastkupplung nach Anspruch 4 oder 5, da- Drehverbindungen der Einfachheit halber Bezug gedurch gekennzeichnet, daß die Teile der Kupplungs- nommen wird. Diese Kerbverzahnung bedingt allein hälfte an den Trennstellen untereinander eine Gum- 35 fertigungstechnisch, daß die schaltbare Kupplungshälfte mi-Metallverbindung aufweisen. gegenüber dem sie tragenden Bauteil Spiel hat, beson-

ders auch in eingeschaltetem Zustand der Kupplung, so

daß eine hohen Anforderungen genügende Winkelgenauigkeit der durch die Kupplung übertragenen Dreh-40 bewegung nicht möglich ist. Diese Winkelgenauigkeit

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung mit ko- erlangt jedoch zunehmend Bedeutung z. B. bei Antrieaxial angeordneten Kupplungshälften, von denen zu- ben mit Schrittschaltmotoren für numerisch gesteuerte mindest die eine axial verschiebbar und durch Feder- Maschinen.

kraft mit der anderen in formschlüssigem Eingriff gehal- Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Überlast-

ten ist, und einer an deren einander zugewandten Flä- 45 kupplung der eingangs genannten Art mit einfachen chen angeordneten Stirnverzahnung für den form- Mitteln derart weiter auszubilden, daß Spielfreiheit zwischlüssigen Eingriff, wobei die bei Übertragung eines sehen axial verschiebbarer Kupplungshälfte und den sie Drehmomentes aneinanderliegenden Flanken der Ver- tragenden Bauteilen während des drehmomentübertrazahnung eine in Ausrückrichtung wirkende Axialkraft- genden Zustandes der Kupplung sichergestellt ist. komponente und eine Radialkraftkomponente erzeu- 50 Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, gen. daß die axial verschiebbare Kupplungshälfte entgegen

Solche Überlastkupplungen, wie sie beispielsweise einer Rückstellkraft radial veränderbar ausgebildet ist. durch die DE-OS 27 44 908 bekannt sind, dienen der Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist beSicherung von Maschinen und Anlagen, um das Dreh- wirkt, daß die axial verschiebbare Kupplungshälfte unmoment an geeigneter Stelle des Antriebstranges auf 55 ter dem Einfluß der Radialkraftkomponente ihren einen Wert zu begrenzen, bei dem noch kein Schaden Durchmesser verändern und sich mit der Kerbverzaheintreten kann. Dabei werden die Stirnverzahnungen nung bzw. dem sie tragenden Bauteil zu einer spielfreien durch eine vorgegebene, ggf. einstellbare Axialkraft ge- Drehverbindung hin verspannen kann, solange eine geneinander gepreßt, wobei das übertragene Drehmo- Drehmomentübertragung stattfindet. Dabei kann durch ment in Abhängigkeit vom Eingriffswinkel der Stirnver- 60 entsprechende Ausbildung der Stirnverzahnung die zahnung die Axialkraftkomponente erzeugt, die die Größe der Radialkraftkomponente genau bestimmt Verzahnung voneinander zu trennen sucht. Sobald da- werden so, daß der im übrigen unter maximaler Axialher die drehmomentabhängige Axialkraft die vorgege- kraftbelastung stattfindende Ausrückvorgang der bene Maximalkraft überschreitet, bewegt sich die ver- Kupplung in gewünschter Weise bzw. beim vorgeseheschiebbare Kupplungshälfte axial solange, bis die Ver- 65 nen Maximalmoment stattfinden kann. Die genannte zahnung außer Eingriff kommt und die Kupplung Rückstellkraft trägt auf der anderen Seite dafür Sorge, durchdreht oder abschaltet. Die Erfindung schließt aber daß bei ausgeschalteter Kupplung die Radialänderung auch solche gleichwirkenden bekannten Bauformen die- der axial verschiebbaren Kupplungshälfte wieder aufge-