DE3503749C2

DE3503749C2 -

Info

Publication number: DE3503749C2
Application number: DE19853503749
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. Weiss; Rudolf Ing.(Grad.) 4426 Vreden De Weiss
Original assignee: ATEC-WEISS KG 4426 VREDEN DE
Current assignee: ATEC-WEISS KG 4426 VREDEN DE
Priority date: 1985-02-05
Filing date: 1985-02-05
Publication date: 1988-05-19
Also published as: DE3503749A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung zum Übertragen von Drehmomenten, deren beide über eine formschlüssige durch Überlast lösbare Verbindung, wie Verzahnung, miteinander gekuppelte Kupplungshälften von einer Feder mit einer vom Verdrehwinkel der Kupplungshälften abhängigen ansteigenden Federkennlinie im eingerückten Zustand gehalten werden, wobei die Feder zur Übertragung von Drehmomenten eingerichtet ist und mit ihrem einen Ende drehfest mit der einen Kupplungshälfte und mit ihrem anderen beweglichen Ende den bei Überlast ausrückbaren Teil der Verbindung drehfest hält.The invention relates to an overload clutch for transmission of torques, both of which have a positive through Overload releasable connection, such as gearing, with each other coupled coupling halves of a spring with one of the Angle of rotation of the coupling halves depending increasing Spring characteristics are kept in the engaged state, the spring for the transmission of torques is set up and with one end rotatably with the a coupling half and with its other movable end the part of the connection that can be disengaged in the event of overload holds.

Eine solche Überlastkupplung ist aus dem Stand der Technik (GB-PS 13 25 679) bekannt. Bei dieser bekannten Kupplung steht das ausrückbare Teil aufgrund der Federwirkung unter Vorspannung, so daß es bei Normallast mit einem verzahnten Teil in Eingriff steht, so daß das Drehmoment vom antreibenden Kupplungsteil auf die anzutreibende Welle übertragen wird. Erreicht das Drehmoment den Grenzwert für die Überlast, rückt das ausrückbare Teil entgegen der Richtung der Vorspannung aus, so daß das antreibende Kupplungsteil, in das das eine Ende der Feder über Zapfen und Buchsen eingreift, axial verschoben wird und somit kein Drehmoment mehr auf die Welle übertragen werden kann. Bei dieser bekannten Kupplung wird das ausrückbare Teil nicht alleine durch die Feder, sondern vor allem durch einen zylindrischen Führungskörper gehaltert, so daß es im ausgerückten Zustand auf der Zylinderfläche gleitet. Durch die hierbei auftretende Reibung ist die bekannte Kupplung im ausgerückten Zustand einem Verschleiß unterworfen.Such an overload clutch is from the prior art (GB-PS 13 25 679) known. In this known clutch the disengageable part is under due to the spring action Preload so that it is toothed at normal load Part is engaged so that the torque from driving coupling part on the shaft to be driven is transmitted. If the torque reaches the limit for the overload, the disengageable part moves against the Direction of the bias so that the driving Coupling part, in which one end of the spring via pin and sockets engages, is axially displaced and therefore no Torque can be transferred to the shaft. At this known clutch is not the disengageable part solely by the spring, but above all by one cylindrical guide body, so that it is in disengaged state slides on the cylinder surface. By the friction occurring here is the known clutch subject to wear when disengaged.

Darüber hinaus weist die bekannte Überlastkupplung die Eigenschaft auf, daß das eine Ende der Feder zwar drehfest, nicht aber axial mit dem antreibenden Kupplungsteil verbunden ist. Unter der Annahme, daß die Feder eine Umschnappwirkung aufweist, bedeutet dies die Gefahr einer Fehlfunktion, da die Verbindung der Zapfen der Feder und der Buchsen in der antreibenden Kupplungshälfte axial nicht gesichert ist. Hierdurch entsteht gerade in dem Betriebszustand, in dem die Kupplung aufgrund der Überlast sicher trennen soll, eine undefinierte Lage für das Kupplungsteil, da es im Bereich der Zylinderflächen axial verschieblich ist. Somit trennt die bekannte Kupplung nicht zuverlässig.In addition, the known overload clutch Property that one end of the spring is non-rotatable, but not axially with the driving coupling part connected is. Assuming that the spring is a Has snap action, this means the risk of Malfunction because of the connection of the pin of the spring and the sockets in the driving coupling half axially not is secured. This creates in the Operating state in which the clutch due to the overload should separate safely, an undefined location for that Coupling part because it is axial in the area of the cylinder surfaces is movable. Thus, the known clutch does not separate reliable.

Eine andere Kupplungsanordnung ist aus der US 34 93 089 bekannt. Bei dieser Überlastkupplung sind die ausrückbaren Teile axial auf einer Hülse geführt. Diese Führung geht auch nicht bei einer Überführung der ausrückbaren Teile aus dem eingerückten in den ausgerückten Zustand verloren. Die hier zwei stabile Lagen des ausrückbaren Teils bestimmende Feder ist parallel zu den beiden die Verbindung darstellenden Teilen angeordnet. Dies führt dazu, daß eine Verdrehung zwischen der Feder und einem dieser Teile möglich sein muß, so daß die Feder nicht für die Übertragung von Drehmomenten eingerichtet sein kann.Another coupling arrangement is from US 34 93 089 known. With this overload clutch, the disengageable ones Parts guided axially on a sleeve. This tour goes not even with a transfer of the disengageable parts lost from the indented to the disengaged state. The two stable layers of the disengageable part the determining spring is parallel to the two the connection representing parts arranged. This leads to a Twisting between the spring and one of these parts possible must be so that the spring is not for the transfer of Torques can be set up.

Auch die GB-PS 9 76 039 zeigt eine Überlastkupplung, deren beide Kupplungshälften mittels Tellerfedern miteinander gekoppelt sind. Aber auch bei dieser Kupplung bewegt sich bei Überlast das ausrückbare Teil relativ zur Abtriebswelle, so daß die Führung durch die Welle auch noch im ausgerückten Zustand verbunden mit dem Nachteil der erhöhten Reibung besteht. Die Verbindung zur Übertragung des Drehmomentes zwischen dem ausrückbaren Teil und der Welle erfolgt über Keilnuten, so daß auch bei dieser bekannten Kupplung kein nennenswertes Drehmoment übertragen werden muß.GB-PS 9 76 039 also shows an overload clutch, the both coupling halves together using disc springs are coupled. But this clutch also moves in the event of overload, the disengageable part relative to Output shaft, so that the guide through the shaft also in the disengaged state combined with the disadvantage of there is increased friction. The connection to the transmission the torque between the disengageable part and the Shaft takes place via keyways, so that this too known clutch no significant torque transmitted must become.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überlastkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei Überlast sicher im ausgerückten Zustand verbleibt und im Aufbau einfach ist.The invention is therefore based on the object To create an overload clutch of the type mentioned at the outset, which remains safely disengaged in the event of an overload and is simple to set up.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das eine Ende der Feder zusätzlich mit der einen Kupplungshälfte axial fest verbunden ist, daß die Feder unter Verzicht auf weitere Führungsflächen die alleinige Halterung des ausrückbaren Teils darstellt und daß sich an den zunächst ansteigenden Abschnitt der Federkennlinie ein abfallender Abschnitt anschließt.This object is achieved in that the one end of the spring additionally with one coupling half is axially fixed that the spring waiving further guide surfaces the sole holder of the represents disengageable part and that the first rising section of the spring characteristic a falling Section joins.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Feder einerseits das gesamte Drehmoment überträgt und andererseits eine Umschnappfunktion aufweist. Darüber hinaus dient sie auch als die alleinige Halterung für das ausrückbare Teil, so daß sie bei Überlast im ausgerückten Zustand verbleibt, insbesondere deswegen, weil das eine Ende der Feder axial gesichert mit der einen Kupplungshälfte verbunden ist. Durch diese Mehrfachfunktion ergibt sich ein konstruktiv einfacher Aufbau. Dadurch, daß die Feder beim Erreichen des Überlastmomentes überspringt, kann sich die Eigenschaft, daß das ausrückbare Teil allein von der Feder getragen wird, insofern vorteilhaft auswirken, als ein vollkommen reibungsfreier, d. h. verschleißfreier Zustand, im ausgerückten Betrieb erreicht wird.The invention is characterized in that the spring on the one hand transmits the entire torque and on the other hand has a snap function. About that it also serves as the sole bracket for the disengageable part, so that when overloaded in disengaged State remains, especially because one thing End of the spring axially secured with one Coupling half is connected. Through this multiple function the construction is simple. As a result of that the spring jumps over when the overload torque is reached, can the property that the disengageable part alone is borne by the spring, so advantageous impact as a completely smooth, d. H. wear-free condition, reached when disengaged becomes.

Nach einer Ausgestaltung kann die Feder nach Art einer Tellerfeder ausgebildet sein. Sie kann mit dem ausrückbaren Teil und mit ihrem Anschraubflansch an der einen Kupplungshälfte als einstückiges Bauteil ausgeführt sein. Sollen dagegen herkömmliche Tellerfedern zum Einsatz kommen, müssen ihre Anschlußringe außen und innen mit Elementen, wie Nutfederverbindungen drehfest an der einen Kupplungshälfte und dem beweglichen Teil der Verbindung angeschlossen werden.According to one embodiment, the spring can be of the type Belleville washer. You can use the disengageable Part and with its screw-on flange on one Coupling half can be designed as a one-piece component. On the other hand, conventional disc springs should be used come, their connection rings must be on the outside and inside Elements, like tongue and groove connections on one side Coupling half and the moving part of the Connection.

Die Vorspannkraft der Feder läßt sich auf einfache Weise dadurch einstellen, daß die das andere Teil der Verbindung tragende Kupplungshälfte in ihrem Abstand gegenüber der die Feder mit dem beweglichen Teil der Verbindung tragenden Kupplungshälfte einstellbar ist. Bei einer Teller feder erfolgt die Einstellung im Bereich des hinter dem Scheitelpunkt liegenden fallenden Teils der Federkennlinie.The biasing force of the spring can be easily Adjust the way by making the other Part of the coupling half carrying the connection in their distance from the spring with the movable part of the connection Coupling half is adjustable. With a plate the spring is adjusted in the area of the rear the falling part of the Spring characteristic.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel im Axialschnitt darstellenden Zeichnung näher erläutert.In the following the invention is based on a Exemplary embodiment in axial section Drawing explained in more detail.

Von den beiden Kupplungshälften 1, 2 der Überlast kupplung weist die Kupplungshälfte 1 einen Anschraubflansch 3 und die Kupplungshälfte 2 eine Anschlußnabe 4 auf. Auf der Anschlußnabe 4 sitzt ein Kugellager 5, dessen axiale Lage durch Sichern einer Schulter 6 der Nabe 4 ab stützende Distanzringe 7 bestimmt wird. Das Kugel lager 5 trägt die Kupplungshälfte 1.Of the two coupling halves 1, 2 of the overload clutch, the coupling half 1 has a screw-on flange 3 and the coupling half 2 has a connecting hub 4 . On the connecting hub 4 sits a ball bearing 5 , the axial position of which is determined by securing a shoulder 6 of the hub 4 from supporting spacer rings 7 . The ball bearing 5 carries the coupling half 1 .

Die eine Kupplungshälfte 2 ist mit der anderen Kupplungshälfte 1 über eine als Stirnverzahnung ausgebildeten Verbindung 8 drehfest verbunden. Der eine Teil der Verzahnung wird von der Kupp lungshälfte 1 im Bereich des Anschlußflansches 3 getragen, während der andere Teil der Ver zahnung 8 vom Außenrand einer federnd ausge bildeten, konischen Membrane 9 getragen wird, die mit ihrem Innenrand an einem Anschraubflansch 10 der Nabe 4 drehfest befestigt ist. Die Stirnver zahnung 8 ist als Keilverzahnung ausgebildet.One coupling half 2 is non-rotatably connected to the other coupling half 1 via a connection 8 designed as spur gear teeth. One part of the toothing is supported by the coupling half 1 in the area of the connecting flange 3 , while the other part of the toothing 8 is carried from the outer edge of a resiliently formed conical membrane 9 , which has an inner edge on a screw-on flange 10 of the hub 4 is rotatably attached. The Stirnver toothing 8 is designed as a spline.

Die Funktion dieser Überlastkupplung ist folgende:The function of this overload clutch is as follows:

In der dargestellten Stellung hält die federnde Membrane 9 die Verzahnung 8 im Eingriff. Beide Kupplungshälften 1, 2 sind deshalb drehfest mit einander verbunden. Das Drehmoment wird von der Kupplungshälfte 1 über die Verzahnung 8, die zur Übertragung von Drehmomenten eingerichtete federnde Membrane 9 auf die Nabe 4 übertragen. Wächst nun das Drehmoment bis auf die vorgegebene Überlast an, bei der die Kupplung ausrücken soll, dann findet eine gegenseitige Verdrehung der beiden Kupplungshälften 1, 2 statt, dabei wird wegen der keilförmigen Verzahnung der Ver bindung 8 das bewegliche Teil 11 der Verbindung von dem festen Teil 12 der Verbindung 8 in Achs richtung entfernt. Sobald der Scheitelpunkt der Federkennlinie des federnden Elementes 9 erreicht wird, springt das federnde Element 9 in die andere stabile Lage um, bei der die Verbindung 8 ganz außer Eingriff ist. Die Kupplungshälfte 1 kann sich dann gegenüber der Kupplungs hälfte 2 frei drehen.In the position shown, the resilient membrane 9 holds the toothing 8 in engagement. Both coupling halves 1, 2 are therefore connected to one another in a rotationally fixed manner. The torque is transmitted from the coupling half 1 to the hub 4 via the toothing 8 , the resilient membrane 9 set up for the transmission of torques. Now grows the torque to the predetermined overload at which the clutch should disengage, then there is a mutual rotation of the two coupling halves 1, 2 , because of the wedge-shaped toothing of the Ver connection 8, the movable part 11 of the connection of the fixed Part 12 of the connection 8 removed in the axial direction. As soon as the apex of the spring characteristic of the resilient element 9 is reached, the resilient element 9 jumps to the other stable position in which the connection 8 is completely disengaged. The coupling half 1 can then rotate freely relative to the coupling half 2 .

Um die beiden Kupplungshälften 1, 2 wieder mitein ander drehfest zu verbinden, braucht durch äußeren Krafteingriff das bewegliche Teil 11 lediglich wieder in die in der Zeichnung dargestellte Lage zurückgebracht werden. Auch in diesem Fall springt die federnde Membrane 9 bei Erreichen des Scheitel punkts der Federkennlinie über.In order to connect the two coupling halves 1, 2 rotatably again with one another, the movable part 11 only needs to be brought back into the position shown in the drawing by external force intervention. In this case, too, the resilient diaphragm 9 jumps over the spring characteristic when the apex is reached.

Wie bereits erwähnt, können anstelle der Membrane 9, die ein einstückiges Bauteil mit dem beweg lichen Teil 11 der Verbindung 8 und dem inneren Anschraubflansch 13 bildet, auch herkömmliche Tellerfedern vorgesehen sein, deren Außen- und Innenringe dann drehfest mit den beweglichen Teil 1 zum Beispiel über Federnutverbindungen oder Schraubverbindungen verbunden sind.As already mentioned, instead of the membrane 9 , which forms a one-piece component with the movable part 11 of the connection 8 and the inner screw-on flange 13 , conventional disc springs can also be provided, the outer and inner rings of which are then rotationally fixed to the movable part 1, for example are connected via spring groove connections or screw connections.

Die beiden Teile 11, 12 der Verbindung 8 können alternativ zu dem Ausführungsbeispiel auch in Ausnehmungen gehaltene Rollen oder Kugeln als formschlüssige Verbindung aufweisen. Allein ent scheidend ist, daß die Verbindung bei einem un zulässig großen Drehmoment eine Kraftkomponente in Axialrichtung erzeugt, die die Feder 9 über springen läßt.As an alternative to the exemplary embodiment, the two parts 11, 12 of the connection 8 can also have rollers or balls held in recesses as a positive connection. The only thing that matters is that the connection generates a force component in the axial direction at an unacceptably large torque, which allows the spring 9 to jump over.

Claims

1.Overload clutch for transmitting torques, both of which are coupled together by a spring with an increasing spring characteristic curve which is dependent on the angle of rotation of the coupling halves and which are coupled to one another via a positive connection which can be released by overload, such as a toothing, the spring being set up for the transmission of torques and with its one end rotatably with one coupling half and with its other movable end holds the part of the connection which can be disengaged in the event of overload, characterized in that one end of the spring ( 9 ) is additionally axially fixedly connected to the one coupling half ( 2 ) is that the spring ( 9 ) is the sole holder of the disengageable part ( 11 ) without additional guide surfaces and that a falling section follows the initially rising section of the spring characteristic.

2. Overload clutch according to claim 1, characterized in that the spring ( 9 ) is designed in the manner of a plate spring.

3. Overload clutch according to claim 1 or 2, characterized in that the other part ( 12 ) of the connection bearing coupling half ( 1 ) in their distance from the spring ( 9 ) with the movable part ( 11 ) of the connection ( 8 ) bearing Coupling half ( 2 ) is adjustable.