DE3602282C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung der mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung, wie sie beispielsweise durch die US-PS 40 62 203 bekannt ist.

Derartige Überlastkupplungen sind zur Sicherung von Maschinen und Anlagen allgemein bekannt, um das Drehmoment an geeigneter Stelle des Antriebsstranges auf einen Wert zu begrenzen, bei dem noch kein Schaden eintritt. Dabei haben die genannten formschlüssigen Überlastkupplungen gegenüber Reibungskupplungen den Vorteil, daß der hinsichtlich seiner Größe verhältnismäßig unsichere Reibwert keinen besonderen Einfluß auf das maximal übertragbare Drehmoment ausübt.

Bei den erwähnten Überlastkupplungen werden die Stirnverzahnungen durch eine vorgegebene, ggf. einstellbare Axialkraft gegeneinander gepreßt, wobei das übertragene Drehmoment in Abhängigkeit vom Eingriffswinkel der Stirnverzahnung eine Axialkraft erzeugt, die die Verzahnung voneinander zu trennen sucht. Sobald daher die drehmomentabhängige Axialkraft die vorgegebene Maximalkraft überschreitet, bewegt sich die dazu im bekannten Falle axial verschiebbare Kupplungshälfte solange, bis die Verzahnung außer Eingriff kommt und die Kupplung durchdreht oder abschaltet.

Bei eingeschalteter Kupplung liegen unter dem Einfluß des übertragenen Drehmomentes benachbarte Flanken mit ihren ebenen Flächen aneinander. Nachteilig ist jedoch, daß die Flächenanlage im Bereich zwischen eingeschaltetem und ausgeschaltetem Zustand der Kupplung verlorengeht. Dies hat seine Ursache darin, daß bedingt durch den Flankenwinkel mit der Axialbewegung der schaltbaren Kupplungshälfte auch eine Drehbewegung einhergeht, die dazuführt, daß die einander zugeordneten Flanken gegeneinander verschwenkt werden. Das hat zur Folge, daß sich über den Schaltweg der Kupplung die Flanken nur noch an den Außenkanten der Verzahnung gegenseitig berühren, im Bereich des Schaltweges also die Berührung entlang einer Kontaktfläche in eine Kantenberührung übergeht. Dementsprechend tritt beim Schalten der Kupplung, welches ohnehin unter maximalen Belastungsbedingungen stattfindet, Kantenpressung zwischen den aufeinanderliegenden Flanken ein, die einen erheblichen Verschleiß der Stirnverzahnung zur Folge hat und die Lebensdauer der Kupplung, insbesondere bei häufig auftretenden Schaltvorgängen, herabsetzt.

Ein weiterer Nachteil besteht insbesondere bei Kupplungen für die Übertragung größter Drehmomente darin, daß für den Schaltvorgang eine der Kupplungshälften axial gegen die Rückstellkraft bewegt werden muß, wodurch der für hohe Drehmomente ohnehin erhebliche Bauraum der Kupplung noch vergrößert wird zusätzlich zu dem Umstand, daß ein entsprechend erheblicher Platzbedarf für die Erzeugung der Rückstellkraft, die in der Regel durch Anpreßfedern oder dergleichen dargestellt wird, besteht, wenn die Rückstellkraft durch von außen auf die axial verschiebbare Kupplungshälfte wirkende Teile aufzubringen ist.

Außerdem wirkt sich insbesondere bei sehr hoch belasteten Kupplungen der Umstand nachteilig aus, daß während des Ausschaltvorganges infolge von Fertigungstoleranzen etc. nicht alle Flanken der Verzahnung gleichmäßig tragen.

Andererseits besteht gerade bei den angesprochenen Fällen hoher Belastung das Bedürfnis, mit der Kupplung so nahe wie möglich an die gefährdete und durch die Kupplung zu schützende Stelle heranzukommen, also eine Kupplung zur Verfügung zu haben, die im Hinblick auf dieses Ziel von dem für sie erforderlichen Einbauvolumen her möglichst günstige Voraussetzungen bietet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Überlastkupplung der eingangs genannten Art insbesondere für Fälle größter Drehmomentbelastung zu schaffen, die einen vergleichsweise geringen Einbauraum benötigt, das gleichmäßige Tragen aller an der gegenseitigen Verzahnung der beiden Kupplungshälften beteiligten Flanken gewährleistet und auch sicherstellt, daß einander liegende Flanken insbesondere während des Ausrückvorganges in flächenhafter Anlage aneinander bleiben. Das hiermit gesteckte Ziel soll in konstruktiv einfacher Weise und ohne besonderen Kostenaufwand erreicht werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die DE-OS 34 02 860 ist es zwar bei ähnlichen Überlastkupplungen bekannt, drehbare, axial gegen Federdruck verschiebbare Bolzen zu verwenden. Diese Kupplungen betreffen jedoch eine vom Vorstehenden abweichende Gattung, da im bekannten Falle am Ende der Bolzen Kugeln sitzen, die in Eingriff mit entsprechenden Ausnehmungen der anderen Kupplungshälfte stehen. Diese Verwendung von Kugeln führt zu kleinen, theoretisch punktförmigen Kontaktflächen, so daß sich diese bekannten Kupplungen nicht zur Übertragung hoher Drehmomente eignen. Darüber hinaus tritt bei diesen Kupplungen die eingangs geschilderte Problematik beim Schalten der Kupplung aus Symmetriegründen nicht auf, so daß auch insoweit durch den Stand der Technik weder die Stellung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe angeregt noch deren Lösung durch die insgesamten Merkmale nach dem Kennzeichen des Anspruches 1 nahegelegt ist.

Andererseits zeigt die DE-PS 9 62 029 zwar axial gegen Federdruck verschiebbare Rastbolzen, die über eine halbkreisförmige oder dreieckige, stirnseitige Aussparung mit einem radial verschiebbaren Kupplungsbolzen zusammen wirken. Dabei sollen jedoch die Rastbolzen durch eine Paßfeder ausdrücklich gegen jegliche Verdrehung innerhalb der sie tragenden Kupplungshälfte gesichert sein, so daß auch dort die eingangs geschilderten Probleme auftreten. Im übrigen befaßt sich diese Druckschrift eigentlich mit ganz anderen Problemen, die hier nicht zur Diskussion stehen.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist zunächst einmal über die Drehbarkeit der Zähne oder der Zahnlücken sichergestellt, daß die Flanken der Kupplungsverzahnung auch während des Schaltvorganges in flächiger Anlage bleiben können, da nunmehr die betroffenen Flanken der Zähne bzw. der Zahnlücken beim Schaltvorgang mit der sich relativ zur gegenüberliegenden Kupplungshälfte drehenden Kupplungshälfte eine entsprechende Schwenkbewegung ausführen können. Dadurch ist auch während des Schaltvorganges eine Kantenpressung vermieden und hohe Belastbarkeit gewährleistet.

Durch die Begrenzung des Schwenkwinkels für das jeweils drehbare Teil ist dabei erreicht, daß dieses Teil nicht bei ausgerücktem Zustand der Kupplung eine solche Schwenklage einnehmen kann, die das Wiedereinkuppeln erschwert, indem hierfür beispielsweise die einzelnen drehbaren Teile zunächst wieder hinsichtlich des ihnen gegenüberliegenden Teiles ungefähr in Radialrichtung ausgerichtet werden müssen.

Ferner muß nun für den Schaltvorgang nicht mehr eine der Kupplungshälften axial bewegt werden, da dieser Schaltvorgang an jedem der Bolzen für sich stattfindet, so daß der im bekannten Falle für die Axialbewegbarkeit einer Kupplungshälfte erforderliche Platz gespart ist.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, können grundsätzlich die Axialverschiebbarkeit und die Drehbarkeit miteinander gepaarter Zähne und Zahnlücken auf diese beiden Teile aufgeteilt sein. In der Regel wird es aber zweckmäßig sein, wenn beide Bewegungsaufgaben von einem Teil, nämlich dem vom Bolzen getragenen Zahn bzw. der vom Bolzen getragenen Zahnlücke wahrgenommen werden.

In diesem Zusammenhang ergibt sich außerdem, daß nunmehr auch hinsichtlich des Materials und des Herstellungsaufwandes für die betroffenen Bauteile die Anforderungen herabgesetzt werden können, da für die Verzahnung nicht mehr die Verwendung hochgehärteter Teile erforderlich ist, sondern mit vergütetem Stahl gearbeitet werden kann.

Ferner erfordert auch die Erzeugung der Rückstellkraft keinen zusätzlichen Platzbedarf mehr, da nunmehr die Bolzen einzeln durch die Rückstellkraft beaufschlagt werden können, die beispielsweise durch in der zugeordneten Kupplungshälfte und damit innerhalb eines ohnehin vorhandenen Bauteiles angeordnete Federn dargestellt sein können.

Schließlich verbindet sich hiermit, daß nunmehr ein gleichmäßiges Tragen aller Paarungen aus Zähnen und Zahnlücken gewährleistet ist, da jetzt über den Umfang der Kupplung gesehen jedes axial verschiebbare Teil vom anderen unabhängig verschiebbar und jedes drehbare Teil vom anderen unabhängig drehbar ist, also bezüglich belastungsbedingter Bewegungen keine zwangsweise Kopplung vorliegt. Dadurch können sich vorhandene Fertigungstoleranzen aufheben bzw. es kann bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kupplung mit geringeren Toleranzanforderungen gearbeitet werden, womit sich eine erhebliche Verbilligung verbinden kann.

Entsprechend der vorstehend angesprochenen Materialfrage können nunmehr die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 bis 4 ergriffen werden, womit sich die Möglichkeit einer erheblichen Verbilligung und vor allem auch des Ausschlusses einer Passungsrostbildung ergibt, deren Gefahr insbesondere bei hochbelasteten, beweglichen Teilen besteht und besonders unerwünscht ist.

Für die Erzeugung der Rückstellkraft ist es zweckmäßig, von den Merkmalen der Ansprüche 7 und 8 Gebrauch zu machen. Durch eine derartige Ausbildung besteht insbesondere über die Gestaltung des Winkels von konus- einerseits und kegelförmiger Erweiterung andererseits die Möglichkeit, das Ausschaltverhalten der einzelnen Bolzen genau den jeweils erforderlichen Gegebenheiten anzupassen, insbesondere auch unter Berücksichtigung der Schrägstellung der Verzahnungsflanken, die vom jeweiligen Einsatzfall der Kupplung abhängt. Andererseits ist aber auch durch die genannte Konstruktion die Möglichkeit gegeben, daß der Bolzen im ausgeschalteten Zustand der Kupplung nicht mehr in Richtung auf das Einschalten der Kupplung federbelastet ist, vielmehr im ausgeschalteten Zustand gehalten wird, so daß ein unbeabsichtigtes Wiedereinschalten der Kupplung nicht auftreten kann.

Mit dem Merkmal des Anspruches 9 ergibt sich, daß die kegelförmige Erweiterung bezogen auf den eingeschalteten Zustand der Kupplung den Konus koaxial außen umfaßt, so daß mit dem Ausschaltvorgang für die Kupplung sogleich die Stützteile radial nach außen bewegt werden.

Die mit diesem Vorgang einhergehende Reibung zwischen den Stützteilen einerseits sowie dem Konus und der kegelförmigen Erweiterung andererseits kann jedoch zu Beginn des Ausschaltvorganges unerwünscht sein. In diesem Falle ist die Anwendung der Merkmale des Anspruches 10 zweckmäßig, womit die auf den Bolzen wirkende Rückstellkraft zu Beginn des Ausschaltvorganges nur geringfügig durch Reibungswiderstände beeinflußt ist.

Zur Ausbildung der Stützteile kann nach den verschiedenen Merkmalen der Ansprüche 11 bis 14 verfahren werden.

Schließlich können zum Einrücken der Kupplung an ihr Schaltmittel in einer Ausbildung nach den Ansprüchen 15 und 16 verstellbar angeordnet sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsformen näher erläutert, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die seitliche Schnittansicht einer Überlastkupplung gemäß der Schnittlinie I-I in Fig. 3;

Fig. 2 einen Ausschnitt gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise Ansicht der Überlastkupplung gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine ausschnittweise Ansicht gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 eine Abwandlung einer Einzelheit aus Fig. 1 in ausschnittweise vergrößerter Darstellung und

Fig. 6 eine Abwandlung einer weiteren Einzelheit aus Fig. 1 auszugsweise in vergrößerter Schnittansicht.

Fig. 1 zeigt in seitlicher Schnittansicht eine Überlastkupplung mit einer Kupplungshälfte 1 und einer Kupplungshälfte 2, die zueinander koaxial und drehbar, nicht jedoch axial verschiebbar sind. Zur gegenseitigen Verdrehbarkeit ist die Kupplungshälfte 1 auf einem Vorsatzteil 3 der Kupplungshälfte 2 über Wälzlager 4, 5 drehbar angebracht.

Die Kupplungshälften 1 und 2 stehen sich mit Stirnflächen 6, 7 einander gegenüber, wobei die Stirnfläche 6 der Kupplungshälfte 1 durch einen vorgesetzten und mit Schrauben 8 befestigten Ring 9 gebildet ist. Der Ring 9 enthält gleichmäßig über den Umfang verteilt Zahnlücken in Form von V- förmigen, radial gerichteten Einschnitten 10, in die von der Kupplungshälfte 2 getragene Zähne 11 eingreifen, die passend zu den Zahnlücken vorne V-förmig ausgebildet sind und dadurch ebene Flanken 12, 13 aufweisen, die sich bei eingeschalteter Kupplung in Anlage an ebensolchen ebenen Flanken 14, 15 der Zahnlücken 10 befinden.

Die Zähne 11 befinden sich an der Kupplungshälfte 1 zugewandten Ende von Bolzen 16, die in der Kupplungshälfte 2 parallel zu deren Achse 17 drehbar und axial verschiebbar gelagert sind. Sowohl die Drehbarkeit als auch die axiale Verschiebbarkeit der Bolzen 16 ist begrenzt durch in der Kupplungshälfte 2 angebrachte Raststifte 18, die in Längsnuten 19 der Bolzen 16 eingreifen (siehe auch Fig. 2). Die Länge der Nuten 19 entspricht dem Axialweg, den die Bolzen 16 benötigen, damit die Zähne 11 aus dem Eingriff mit den Zahnlücken 10 gelangen können. In Umfangsrichtung der Bolzen 16 ist der Querschnitt der Nut 19 größer als der der Raststifte 18 so weit, daß die Bolzen 16 beim Ausrücken der Kupplung bezüglich der Anlage ihrer tragenden Zahnflanke an der tragenden Flanke der zugeordneten Zahnlücke die Schwenkbewegung ausführen können, die sich aus der gegenseitigen Verdrehung der beiden Kupplungshälften 1, 2 zueinander ergibt. Dadurch können die jeweils tragenden Flanken der Zahnlücken 10 und der Zähne 11 während des gesamten Ausrückvorganges der Kupplung in flächiger Anlage bleiben, so daß keine Kantenpressung entstehen kann, während sich andererseits aber die Bolzen 16 nicht so weit verdrehen können, daß die Richtung der Zähne 11 überhaupt nicht mehr zu der der Zahnlücken 10 paßt, was beim Wiedereinschalten der Kupplung zumindest hinderlich wäre.

Die Bolzen 16 sind an ihrem hinteren Teil 20, der einen geringeren Durchmesser aufweist als der vordere Teil 21, von einer Tellerfederanordnung 22 umgeben, die einerseits über einen Ring 23 und einen Sprengring 24 an der Kupplungshälfte 2 und andererseits über einen Zwischenring 25 und einen Stützring 26 am Bolzen 16 abgestützt ist. Letztere Abstützung erfolgt gegen einen Konus 27, der den Übergang zwischen den Teilen 20 und 21 des Bolzens 16 bildet und dessen Schrägung die entsprechende Vorderkante des Stützringes 26 angepaßt ist. Andererseits befindet sich der Stützring 26 über eine weitere Schrägfläche in Anlage an eine kegelförmige Erweiterung 28 der den jeweiligen Bolzen 16 aufnehmenden Bohrung 29 der Kupplungshälfte 2. Schließlich ist noch zu bemerken, daß der Stützring 26 in Radialrichtung aufweitbar ist, beispielsweise aus mehreren über den Umfang des Bolzens 16 verteilt angeordneten Segmenten besteht.

Diese Konstruktion bewirkt einmal, daß die Bolzen 16 durch die Feder 22 in Richtung auf die Kupplungshälfte 1 belastet sind, wodurch entsprechend der Einstellung der Kraft der Feder 22 die Zähne 11 in den Zahnlücken 10 gehalten werden, solange das durch die Kupplung begrenzte zulässige Drehmoment in der durch sie gebildeten Antriebsverbindung nicht überschritten wird. Wird dieses Drehmoment überschritten, so wird die Feder 22 überdrückt, und es wandern die im Eingriff befindlichen Flanken der Zähne 11 an den mit ihnen gepaarten Flanken der Zahnlücken 10 hoch. Die Gesetzmäßigkeit dieses Hochwanderns und damit der Drehmomentverlauf beim Ausrücken der Kupplung ist bestimmbar durch die Neigung des Konus 27 einerseits und der kegelförmigen Erweiterung 28 andererseits, an denen der Stützring 26 unter radialer Aufweitung beim Zusammendrücken der Feder 22 hochwandert. Ist schließlich bei diesem Hochwandern eine radiale Aufweitung des Stützringes 26 erreicht, bei der dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Teiles 21 entspricht, kann der Bolzen 16 noch bezogen auf Fig. 1 rechts mit seinem Teil 21 in den Stützring 26 hineinrutschen, wonach dann auf ihn nur noch eine radial nach innen gerichtete Klemmkraft des Stützringes 26 wirkt, jedoch keine durch die Feder 22 verursachte Axialkraft. Der Zeitpunkt, zu dem der Teil 21 des Bolzens 16 in den Stützring 26 hineinrutschen kann, entspricht dem Augenblick, bei dem der jeweilige Zahl 11 von der ihm zugeordneten Zahnlücke 10 freikommt.

Befindet sich die Kupplung in ausgerücktem Zustand, stehen die Bolzen 16 mit ihrem zahnabgewandten Ende über die Kupplungshälfte 2 vor. Um nun die Kupplung wieder einzurücken, wird ein auf der Kupplungshälfte 2 undrehbar, aber axial verschiebbar angeordneter Schaltring 30 mittels einer Handhabe 31 entsprechend axial verschoben, so daß sein Bund 32 die Bolzen 16 in Richtung auf die Kupplungshälfte 1 verschiebt. Dabei kann die Bewegung des Einschaltringes 30 gegen die Wirkung von Federn 33 erfolgen.

Um sicherzustellen, daß die dargestellte Kupplung nur dann wieder eingerückt werden kann, wenn zwischen den beiden Kupplungshälften 1 und 2 eine bestimmte gegenseitige Verdrehung erfolgte, beispielsweise eine gegenseitige Verdrehung von 180° oder aber auch von mehreren Umläufen, ist die nachfolgend beschriebene Einrücksicherung vorgesehen.

Die Einrücksicherung weist einen Schloßring 34 auf, der auf der Kupplungshälfte 2 drehbar, aber mittels eines Sprengringes 35 axial unverschiebbar gelagert ist. Im vorliegenden Falle weist der Schloßring 34 zwei diametral einander gegenüberliegende Bohrungen 36 auf, zu denen im positiven Falle, also im gewollten Fall der Einschaltmöglichkeit, zwei Schlüsselteile in Form von ebenfalls diametral einander gegenüberliegenden Stiften 37 passen, die im Einschaltring 30 auf den Schloßring 34 weisend befestigt sind.

Am Umfang ist der Schloßring 34 mit einer umlaufenden Verzahnung 38 versehen, mit der ein Ritzel 39 kämmt, das an der Kupplungshälfte zur Achse 17 parallel über eine Welle 40 drehbar gelagert ist. Am anderen Ende der Welle 40 ist ein Schaltrad 41 eines Schaltgetriebes angeordnet (siehe hierzu auch Fig. 4), mit dem ein Triebstock 42 zusammenwirkt, der am Ring 9 und damit an der Kupplungshälfte 1 befestigt ist. Die Wirkungsweise dieses schrittweise arbeitenden Schaltgetriebes ist bekannt und wird daher nicht näher erläutert.

Wie aus der Darstellung auch anhand der Fig. 3 ersichtlich, wird im vorliegenden Falle das Schaltrad 41 immer dann um eine Teilung, im vorliegenden Falle um einen Winkel von 72° weitergeschaltet, wenn die beiden Kupplungshälften 1 und 2 gegenseitig um einen Winkel von 360° verdreht worden sind. Da andererseits die Bohrungen 36 des Schloßringes 34 erst wieder das Einschalten der Kupplung ermöglichen, wenn der Schloßring um einen Winkel von 180° verdreht worden ist, läßt sich über eine entsprechende Bemessung der Verzahnung zwischen Schloßring 34 und Ritzel 39 festlegen, nach wievielen gegenseitigen Verdrehungen der beiden Kupplungshälften 1 und 2 wieder die Möglichkeit besteht, die Kupplung einzurücken. Dieses Einrücken setzt voraus, daß dann, wenn den Stiften 37 gerade die Bohrungen 36 gegenüberstehen, auch die Zähne 11 mit den Zahnlücken 10 übereinstimmen. Ist dies nicht der Fall, insbesondere bei bewußt über den Umfang der Kupplung unsymmetrischer Anordnung der Zähne und Zahnlücken, müssen die Kupplungshälften so lange gegeneinander weitergedreht werden, bis beide vorgenannten Bedingungen erfüllt sind. Die Zahl der hierzu notwendigen gegenseitigen Verdrehungen der Kupplungshälften läßt sich rechnerisch und konstruktiv auf das gewünschte Maß festlegen. Andererseits ist aber auch verhindert, daß die Kupplung nach unbeabsichtigter Überschreitung einer solchen passenden Situation alsbald wieder eingerückt werden kann, da diese Überschreitung eine entsprechende Mitbewegung des Schloßringes 34 bewirkt. Um dies beispielsweise schon nach kurzer Überschreitung der genannten passenden Situation sicherzustellen, kann in der vorgesehenen Drehrichtung dem Triebstock 42 unmittelbar ein weiterer Triebstock nachgeschaltet sein, der zwar rechnerisch berücksichtigt werden muß, der aber bei Überschreitung der genannten passenden Situation sofort wieder das Einschalten der Kupplung verhindert.

Sollte auf der anderen Seite eine passende Situation zwischen Schloßring 34 und Schlüsselstiften 37 eintreten, ohne daß die Zähne 11 zu den Zahnlücken 10 passen, ist auch hier ein Einschalten der Kupplung unmöglich, da die Bolzen und damit auch der Einschaltring 30 nicht in Richtung auf die Kupplungshälfte 1 bewegt werden können.

Fig. 5 zeigt noch eine gegenüber der Darstellung in Fig. 1 abgeänderte Konstruktion im Bereich des Bolzens 16 mit seinem Konus 27. Dabei sind gemäß Fig. 5 die dem Stützring 26 in Fig. 1 vergleichbaren Stützteile als Kugeln 43 ausgebildet. Was die der Kupplungshälfte 2 in Fig. 1 vergleichbare Kupplungshälfte 44 betrifft, so ist in dieser die kegelförmige Erweiterung 45 mit axialem Abstand gegenüber dem Ende der den Bolzen 16 aufnehmenden Bohrung 46 angeordnet. Die Kugeln 43 sind wieder über ein Tellerfederpaket 47 und einen Zwischenring 48 beaufschlagt.

Fig. 5 zeigt in der oberen Hälfte der Darstellung die Position des Bolzens 16 bei eingerückter Kupplung, während in der unteren Hälfte der ausgerückte Zustand ersichtlich ist. Wie danach zu ersehen ist, führt der axiale Abstand zwischen dem Ende der Bohrung 46 und der kegelförmigen Erweiterung 45 dazu, daß beim Ausschalten der Kupplung die Kugeln 43 zunächst entlang der so gebildeten zylindrischen Mantelfläche 49 bewegt werden, ohne daß sie eine radiale Verlagerung erfahren, insbesondere entlang dem Konus 27. Erst nach Zurücklegen eines über die Distanzierung der kegelförmigen Erweiterung 45 vorherbestimmbaren Weges können die Kugeln 43 an der kegelförmigen Erweiterung 45 radial nach außen in Richtung auf den in Fig. 5 unten gezeigten Ausschaltzustand wandern, so daß auch erst dann die wesentlich größeren Reibkräfte auftreten, die sich mit der Bewegung der Kugeln 43 entlang dem Konus 27 und der kegelförmigen Erweiterung 45 verbinden. Bis dahin ist die Bewegung entlang der Fläche 49 und auf dem Teil 20 des Bolzens 16 nur mit sehr geringem Reibwiderstand verbunden.

Schließlich zeigt Fig. 6 noch eine Variante zu den in Fig. 1 dargestellten Schaltmitteln. Gemäß Fig. 6 trägt der Bolzen 16 an seinem hinteren Ende einen Kolben 51, der in einem Zylinder 50 verschiebbar ist, den man sich an der Kupplungshälfte 2 befestigt oder einstückig aus dieser gebildet vorstellen kann entsprechend der vergleichsweisen Darstellung in Fig. 1. Auch die Tellerfedern 22 und der Ring 23 entsprechen der Darstellung und Funktion gemäß Fig. 1.

Ist nun die Kupplung ausgeschaltet, d. h. der Bolzen 16 bezogen auf Fig. 6 nach rechts verschoben, so kann durch Beaufschlagung des Zylinderraumes 52 mit einem über die Leitung 53 zugeführten Druckmittel die Verschiebung des Bolzens 16 nach links und damit die Wiedereinschaltung der Kupplung erfolgen.

Claims (16)

1. Überlastkupplung in Form einer bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes in Axialrichtung gegen eine Rückstellkraft ausrückenden Kupplung, bei der die einander zugewandten Stirnflächen zweier koaxialer, gegeneinander verdrehbarer gelagerter Kupplungshälften über eine aus Zahnlücken der einen und darin eingreifenden Zähnen der anderen gebildeten Verzahnung mit zur Kupplungsachse radialen, in Richtung der Kupplungsachse schräg verlaufenden, ebenen Flanken formschlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshälften (1, 2, 44) gegeneinander axial unverschiebbar sind, daß die Zähne (11) und/ oder die Zahnlücken einzeln am Ende von in der zugeordneten Kupplungshälfte (2, 44) parallel zur Kupplungsachse (17) axial verschiebbar gelagerten Bolzen (16 ) angeordnet sind, daß die Zähne (11) oder die Zahnlücken je um die Achse des zugeordneten Bolzens (16) bzw. eine damit zusammenfallende Achse in Grenzen bzw. über Anschlagmittel (18, 19) begrenzt drehbar sind, wobei der mögliche Drehwinkel geringfügig oberhalb des Winkels der gegenseitigen Verdrehung der Kupplungshälften (1, 2, 44) zwischen eingedrücktem und gerade ausgedrücktem Zustand der Kupplung liegt, und daß die Bolzen (16) wenigstens einer Kupplungshälfte (2) durch die Rückstellkraft in Richtung auf die gegenüberliegende Kupplungshälfte (1) beaufschlagt sind.

2. Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (16) aus einem anderen Werkstoff bestehen oder damit beschichtet sind als die mit ihnen in Berührung befindlichen Kupplungsteile.

3. Überlastkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Werkstoff Bronze oder Kunststoff ist.

4. Überlastkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Werkstoff phenolharzgetränktes Gewebe ist.

5. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (16) gleichmäßig über den Kupplungsumfang verteilt angeordnet sind.

6. Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel durch einen Raststift (18) der zugeordneten Kupplungshälfte (2, 44) gebildet sind, der in eine achsparallele Längsnut (19) des drehbaren Teiles (Bolzen 16) mit Spiel in Richtung dessen Umfanges eingreift, wobei bei drehbarem Bolzen (16) die Länge der Nut wenigstens der Axialbewegung des jeweiligen Bolzens zwischen eingerücktem und ausgerücktem Zustand der Kupplung entspricht.

7. Überlastkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft durch wenigstens eine jeden Bolzen (16) auf seinem dem Zahn (11) bzw. der Zahnlücke abgewandten Teil (20) seiner Länge erfassende und gegen die zugeordnete Kupplungshälfte (2, 44) sowie den Bolzen abgestützte Druckfeder (22, 47) gebildet ist.

8. Überlastkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (16) auf einem vom Zahn (11) bzw. der Zahnlücke abgewandten Teil (20) seiner Länge einen gegenüber seiner übrigen Länge (21) reduzierten Durchmesser aufweist, daß der Übergang zwischen den beiden Bolzendurchmessern konisch (27) ausgebildet ist, daß die zugeordnete Kupplungshälfte (2, 44) neben der Führung (29, 46) des Bolzenabschnittes (21) mit dem größeren Durchmesser eine kegelförmige Erweiterung (28, 45) aufweist, daß der Bolzenabschnitt (20) mit dem kleineren Durchmesser von Stützteilen (26, 43) umgeben ist, die bei eingerasteter Kupplung in Anlage an den Konus (27) sind, daß die Stützteile radial zumindest soweit bewegbar sind, bis der von ihnen eingeschlossene Innendurchmesser dem größeren Bolzendurchmesser entspricht, und daß die Druckfeder (22, 47) ggf. über einen geschlossenen, auf dem Bolzen verschieblichen Zwischenring (25, 48) gegen die Stützteile abgestützt ist.

9. Überlastkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (28) sich unmittelbar an die Führung (29) des Bolzenabschnittes (21) mit dem größeren Durchmesser anschließt.

10. Überlastkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (45) mit axialem Abstand neben der Führung (46) des Bolzenabschnittes (21) mit dem größeren Durchmesser angeordnet ist, und daß zwischen Führung (46) und Erweiterung (45) eine wenigstens dem Platzbedarf der Stützteile (43) entsprechende zylindrische oder prismatischen Mantelfläche (49) der Kupplungshälfte (44) angeordnet ist.

11. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützteile Kugeln (43) sind.

12. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützteile von einem radial aufweitbaren Stützring (26) gebildet sind und daß der Stützring kegelförmige Stirnflächen zur Anlage an den Konus (27) und die kegelförmige Erweiterung (28) aufweist.

13. Überlastkupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (26) eine radiale Aufschlitzung aufweist.

14. Überlastkupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (26) aus mehreren über den Bolzenumfang verteilten Segmenten besteht.

15. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kupplung Schaltmittel (30 bis 33; 50, 51) zu deren Einrücken verstellbar angeordnet sind und daß durch diese Schaltmittel die Bolzen (16) in Richtung auf die gegenüberliegende Kupplungshälfte (1) verschiebbar sind.

16. Überlastkupplung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (16) die zugeordnete Kupplungshälfte (2, 44) mit ihrem dem Zahn (11) bzw. der Zahnlücke abgewandten Ende zumindest bei ausgerückter Kupplung überragen, daß an dieser Kupplungshälfte ein Einschaltring (30) ggf. gegen eine Rückstellkraft (33) undrehbar, aber axial verschiebbar gelagert ist und daß der Einschaltring einen radial gerichteten Bund (32) zur Axialverschiebung der freien Bolzenenden aufweist.