Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überlastelement
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige
Überlastelemente sind etwa aus der DE 36 11 617 C1 der
Firma Ringspann Albrecht Maurer KG oder der DE
36 25 676 A1 der Fa. Chr. Mayr GmbH & Co. KG bekannt. Bei
diesen Axial-Überlastelementen zur Begrenzung von Zug-
und/oder Druckkräften wird der Riegelmechanismus von
Axialkräften in verriegelnder Stellung gehalten, die
vorzugsweise von einem einstellbar vorgespannten Teller
federpaket erzeugt werden. In der DE 36 11 617 C1 ist
aber auch in Sp. 4, Zeilen 57 bis 60 davon die Rede, daß
die axial wirkende Kraft hydraulisch oder pneumatisch
erzeugt werden kann, und daß diese Kraft durch Druckver
änderung einstellbar sein soll.The present invention relates to an overload element
according to the preamble of claim 1. Such
Overload elements are from DE 36 11 617 C1
Ringspann Albrecht Maurer KG or DE
36 25 676 A1 from Chr. Mayr GmbH & Co. KG. At
these axial overload elements to limit tensile
and / or pressure forces the locking mechanism of
Axial forces held in the locking position
preferably from an adjustable preloaded plate
spring pack are generated. In DE 36 11 617 C1
but also in column 4, lines 57 to 60, there is talk that
the axial force is hydraulic or pneumatic
can be generated, and that this force by Druckver
change should be adjustable.
Es ist also grundsätzlich wünschenswert, derartige
Axial-Überlastelemente auch "fernbedient" in ihrer
Auslösekraft einstellbar zu machen, wobei dies bei einer
pneumatischen oder hydraulischen Axialkrafterzeugung an
sich keine Schwierigkeiten bereitet. Dennoch haben sich
solche Lösungen auf dem Markt nicht durchsetzen können,
weil die pneumatische oder hydraulische Druckversorgung
und -erzeugung häufig als zu aufwendig und teilweise
auch zu sperrig angesehen wird. Vor allem aber besteht
bei derartigen Überlastelementen immer der Wunsch, diese
vom benötigten Bauvolumen her möglichst klein zu halten,
um sie an beliebigen Stellen einsetzen zu können.So it is generally desirable to have such
Axial overload elements also "remotely operated" in their
Make trigger force adjustable, this at a
pneumatic or hydraulic axial force generation
no problems. Still have
cannot implement such solutions on the market,
because the pneumatic or hydraulic pressure supply
and generation often as too complex and partial
is also considered too bulky. But above all, there is
with such overload elements, there is always a desire to do so
to keep the construction volume as small as possible,
to be able to use them anywhere.
Es wird hiernach als die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe angesehen, ein gattungsgemäßes Überlastelement
derart weiterzubilden, daß seine Auslösekraft fernbe
dient eingestellt werden kann, ohne daß trotz der benö
tigten, nicht unerheblichen Axialkraft zur Erzeugung der
Auslösekraft ein größeres Bauvolumen zugelassen werden
muß.It is hereinafter referred to as the one on which the invention is based
Viewed task, a generic overload element
to develop in such a way that its triggering force is remote
serves can be set without the need
not inconsiderable axial force to generate the
Triggering a larger construction volume
got to.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Überlast
element erfindungsgemäß durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst. Hierbei wird
die Axialkraft selbst vorzugsweise, aber nicht notwen
dig, durch eine Elektromagnetanordnung erzeugt, die über
die Spannung besonders einfach fernbedienbar einstellbar
ist. Dabei kann dann auch von einer mechanisch erzeugten
"Grundlast" der Axialkraft Gebrauch gemacht werden, die
am Überlastelement selbst einstellbar ist und sich zu
der elektromagnetisch erzeugten, fernbedienbar einstell
baren Axialkraft addiert.This task occurs in the event of a generic overload
element according to the invention by the features of the characteristic
Drawing part of claim 1 solved. Here will
the axial force itself is preferred, but not necessary
dig, generated by an electromagnet arrangement that over
the voltage is particularly easy to adjust by remote control
is. It can then also be generated mechanically
"Base load" of the axial force can be used
is adjustable on the overload element itself and too
the electromagnetically generated, remotely adjustable
axial force added.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes
nach Anspruch 1 ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous refinements of the subject
according to claim 1 result from the subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird
unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur beschrieben.
Diese zeigt das über die Spannung einstellbare, elektro
magnetisch betätigte Überlastelement zur Begrenzung von
Zug- und/oder Druckkräften in der eingerasteten Stel
lung, allerdings ohne die nicht notwendige, beispiels
weise als Tellerfederpaket nach dem Stand der Technik
ausgebildete zusätzliche Einrichtung zur Erzeugung einer
Axialkraft-Grundlast.An embodiment of the present invention will
described with reference to the accompanying figure.
This shows the electro-adjustable voltage
magnetically operated overload element to limit
Tensile and / or compressive forces in the locked position
lung, but without the unnecessary, for example
as a disc spring package according to the state of the art
trained additional device for generating a
Axial force base load.
Das Überlastelement weist ein zentrales inneres Teil in
Form einer Zug/Druckstange 2 auf, die einen Abschnitt 4
reduzierten Durchmessers aufweist, wobei der Übergang
zwischen den unterschiedlichen Durchmessern in Form
zweier schräger Umfangsschultern 6, 6 A ausgebildet ist,
die unterschiedliche Neigung haben können, um eine
gleiche Auslösekraft bei Zug- bzw. Druckbelastung des
Überlastelementes zu erzielen. Auf dem kleinen Durchmes
ser des Abschnittes 4 ist in der in der Zeichnung
dargestellten, nicht ausgerasteten Stellung des Über
lastelementes ein aus mehreren Segmenten bestehender
ringförmiger Sperrkörper 12 angeordnet, der einen poly
gonalen Querschnitt aufweist und mit seinen Seitenflä
chen an den schrägen Umfangsschultern 6, 6 A der Zug/-
Druckstange 2 anliegt. Mit seiner inneren Umfangsfläche
verläuft der Sperrkörper 12 parallel zum Abschnitt 4
reduzierten Durchmessers. In der gezeichneten Verriege
lungsstellung liegen die Segmente des Sperrkörpers 12 an
einer schräg zur Rotationsachse verlaufenden Stirnfläche
eines festliegenden ringförmigen Stützkörpers 10 an,
welcher im becherförmigen Gehäuse 3 des Überlastelemen
tes an dessen Bodenwandung anliegend angeordnet ist. Auf
der vom ringförmigen Stützkörper 10 axial abgewandten
Seite des Sperrkörpers (Segmentringes) 12 liegt ein
weiterer ringförmiger Stützkörper 14 an, dessen dem
Sperrkörper 12 zugewandte Stirnfläche ebenfalls schräg
zur Rotationsachse verläuft. Die Neigung der einander
zugewandten Stirnflächen der ringförmigen Stützkörper 10
und 14 ist derart, daß die Sperrkörper 12, die auch als
Kugeln ausgebildet sein können, radial einwärts gedrückt
werden. Der ringförmige Stützkörper 14 wird in axialer
Richtung von einer Vorrichtung zur Erzeugung einer
Axialkraft 18, 20, 22 beaufschlagt, die im gezeigten
Ausführungbeispiel als Elektromagnetanordnung 18, 20, 22 ausgebil
det und um die Zug/Druckstange herum angeordnet ist.
Diese Elektromagnetanordnung wirkt in einer noch weiter
unten näher zu beschreibenden Weise über eine als Kraft
verstärkung wirkende Kraftumlenkvorrichtung auf den
axial verschieblichen ringförmigen Stützkörper 14. Es
liegt auf der Hand, daß die Vorrichtung zur Erzeugung
der Axialkraft, die hydraulisch, pneumatisch oder elek
tromagnetisch ausgebildet sein kann, die Beaufschlagung
des Stützkörpers 14 in weiten Grenzen einstellbar ge
stalten kann.The overload element has a central inner part in the form of a pull / push rod 2 , which has a section 4 of reduced diameter, the transition between the different diameters being in the form of two oblique circumferential shoulders 6 , 6 A , which can have different inclinations to achieve the same release force when the overload element is subjected to tensile or compressive loads. On the small diameter of the section 4 , in the drawing, not disengaged position of the overload element, a multi-segment annular locking body 12 is arranged, which has a polygonal cross-section and with its Seitenflä surfaces on the oblique circumferential shoulders 6 , 6th A the pull / push rod 2 rests. With its inner circumferential surface, the blocking body 12 runs parallel to the section 4 of reduced diameter. In the drawn locking position, the segments of the locking body 12 lie on an oblique to the axis of rotation end face of a fixed annular support body 10 which is arranged in the cup-shaped housing 3 of the Überlastelemen tes against the bottom wall thereof. On the side of the blocking body (segment ring) 12 axially facing away from the annular supporting body 10 there is a further annular supporting body 14 , the end face of which facing the blocking body 12 also extends obliquely to the axis of rotation. The inclination of the mutually facing end faces of the annular support bodies 10 and 14 is such that the locking bodies 12 , which can also be designed as balls, are pressed radially inwards. The annular support body 14 is acted upon in the axial direction by a device for generating an axial force 18 , 20 , 22 , which in the exemplary embodiment shown is configured as an electromagnet arrangement 18 , 20 , 22 and is arranged around the pull / push rod. This electromagnet arrangement acts on the axially displaceable annular support body 14 in a manner to be described in more detail below via a force deflection device acting as a force amplification. It is obvious that the device for generating the axial force, which can be designed hydraulically, pneumatically or elec tromagnetically, the loading of the support body 14 can be adjusted within wide limits.
Der an den schrägen Umfangsschultern 6, 6 A anliegende
ringförmige Sperrkörper 12 ist in Umfangsrichtung mehr
fach unterteilt, damit die einzelnen Segmente beim
Ausrasten des Überlastelementes, nämlich, wenn die
Zug/Druckstange 2 sich gegenüber der gezeichneten Stel
lung aufgrund einer Überlast nach rechts oder links
verschiebt, an einer der schrägen Schultern 6, 6 A zum
größeren Durchmesser der Zug/Druckstange 2 wandern können.
Zum Erreichen der ausgerasteten Stellung verschieben
sich also die einzelnen Segmente des ringförmigen Sperr
körpers 12 an einer der erwähnten Umfangsschultern 6, 6 A radial
nach außen und legen sich dann mit der radial einwärts
gerichteten Umfangsfläche am größeren Durchmesser der
Zug/Druckstange 2 an, d.h., diese ist dann nicht mehr in
axialer Richtung festgelegt, wenn man von den unvermeid
lichen geringen Reibungskräften absieht. Das Wiederein
rasten des Überlastelementes geschieht in einfacher
Weise dadurch, daß die Zug/Druckstange 2 in ihre Ausgangs
stellung zurückgedrückt wird, wobei die Sperrkörper 12
wieder in den Abschnitt 4 reduzierten Durchmessers
einfallen, wozu eine Hilfsfeder 29 beitragen kann, die
zwischen dem unbeweglichen Spulenkörper 18 und einer
Schulter axial eingespannt ist, die auf der Gleitbuchse
24 vorgesehen ist.The lying on the oblique circumferential shoulders 6 , 6 A annular locking body 12 is divided several times in the circumferential direction, so that the individual segments when disengaging the overload element, namely when the pull / push rod 2 compared to the drawn Stel development due to an overload to the right or left moves, on one of the sloping shoulders 6 , 6 A to the larger diameter of the pull / push rod 2 can hike. To reach the disengaged position, the individual segments of the annular locking body 12 on one of the mentioned circumferential shoulders 6 , 6 A move radially outward and then lie against the larger diameter of the pull / push rod 2 with the radially inward facing circumferential surface, ie this is then no longer defined in the axial direction, if one disregards the inevitable low frictional forces. The reinsertion of the overload element happens in a simple manner in that the pull / push rod 2 is pushed back into its starting position, the locking body 12 again falling into the section 4 of reduced diameter, to which an auxiliary spring 29 can contribute, which between the immovable bobbin 18th and axially clamped a shoulder provided on the slide bush 24 .
Der soweit beschriebene, zum Stand der Technik gehörende
Regelmechanismus zum lösbaren Festhalten der Zug/Druckstange
2 in der gewünschten Lage wird im Stand der Technik von
einem in seiner Vorspannung einstellbaren Tellerfederpaket
beaufschlagt, das axial auf den Stützkörper 14 wirkt, wobei
im Stand der Technik auch von hydraulisch oder pneumatisch
erzeugten Kräften die Rede ist, die durch Druckveränderung
einstellbar sind. Demgegenüber wird erfindungsgemäß vorge
schlagen, die Vorrichtung zur Erzeugung der Axialkraft mit
einer zur Verstärkung der Axialkraft dienenden Kraftumlenk
vorrichtung zu versehen, die von einem Elektromagneten
betätigt wird, dessen Magnetkraft besonders leicht über die
Spannung regelbar ist und der wegen der Kraftverstärkung nur
relativ klein dimensioniert zu sein braucht. Zu diesem Zweck
zeigt das Ausführungsbeipiel der Zeichnung einen am Gehäuse
3 befestigten zur Längsachse des Überlastelementes rota
tionssymmetrischen Spulenträger 18 mit einer darin angeord
neten Spule 20, die über einen Anker 22 die Axialkraft
erzeugt. Die vom Anker 22 aufgrund von Luftspalten zwischen
Anker 22 und Spulenträger 18 erzeugte Axialkraft wird von
einer mit dem Anker 22 verbundenen, die Zug/Druckstange 2
umfassenden und den Spulenträger 18 innen durchsetzenden
Gleitbuchse 24 zu den Druckübertragungskörpern 16 weiterge
leitet, die als in Umfangsrichtung mehrfach unterteilter
Ring mit polygonalem Querschnitt (wie gezeichnet) oder als
Kugelreihe ausgebildet sind. Die Funktion wird nachfolgend
näher beschrieben: An dem in der Zeichnung rechten
Ende der Gleitbuchse 24 ist eine schräg zur Längsachse
angeordnete Anlagefläche 28 für die Druckübertragungs
körper 16 vorgesehen, wodurch die Anlagefläche 28 axial
verschieblich ist. Auf dieser verschieblichen Anlageflä
che 28 stützen sich die Druckübertragungskörper 16 ab,
die gleichzeitig auf einer ebenfalls schräg zur Längs
achse des Überlastelementes verlaufenden feststehenden
Anlagefläche 26 anliegen, die etwa mit dem unbeweglichen
Spulenträger 18 oder mit dem Gehäuse 3 des Überlastele
mentes fest verbunden ist. Als dritte Anlagefläche für
die Druckübertragungskörper 16 dient die radial verlau
fende vom Sperrkörper 12 abgewandte axiale Stirnfläche
des ringförmigen Stützkörpers 14, auf die der Drucküber
tragungskörper 16 die vom Anker 22 erzeugte Axialkraft
in einer verstärkten Form überträgt. Das Maß der Ver
stärkung ist von der Neigung der Anlageflächen 26 und 28
zueinander und von den Reibungsverhältnissen abhängig.
Bei den in der Zeichnung gezeigten Neigungen der Anlage
flächen 26 und 28 läßt sich eine Axialkraftverstärkung
etwa im Verhältnis von 1 : 4 erreichen. Die Anlageflächen
26 und 28 sind derart schräg zur Längsachse angeordnet,
daß sie in Richtung auf die ihnen zugewandte Stirnfläche
des ringförmigen Stützkörpers 14 divergieren. Es liegt
auf der Hand, daß die Druckübertragungskörper 16 nicht,
wie eingezeichnet, als segmentierter Ring mit polygona
lem Querschnitt ausgebildet sein müssen, sondern es
können auch hier analog zum Sperrkörper 12 auf den
Umfang verteilte Kugeln verwendet werden.The control mechanism for detachably holding the pull / push rod 2 in the desired position described so far in the prior art is acted upon in the prior art by a plate spring assembly which can be preloaded and which acts axially on the support body 14 , in the prior art also of hydraulically or pneumatically generated forces that can be adjusted by changing the pressure. In contrast, according to the invention, the device for generating the axial force is provided with a force deflecting device which serves to amplify the axial force and is actuated by an electromagnet, the magnetic force of which can be regulated particularly easily via the voltage and which is only of relatively small dimensions because of the force amplification needs to be. For this purpose, the exemplary embodiment of the drawing shows a rotation-symmetrical coil carrier 18 attached to the housing 3 to the longitudinal axis of the overload element with a coil 20 arranged therein, which generates the axial force via an armature 22 . The axial force generated by the armature 22 due to air gaps between the armature 22 and the coil carrier 18 is forwarded by a slide bushing 24 connected to the armature 22 , comprising the pull / push rod 2 and the coil carrier 18 penetrating the inside to the pressure transmission bodies 16 , which is repeated several times in the circumferential direction subdivided ring with a polygonal cross-section (as drawn) or a row of balls. The function is described in more detail below: At the right end of the sliding bush 24 in the drawing, an abutment surface 28 arranged obliquely to the longitudinal axis is provided for the pressure transmission body 16 , whereby the abutment surface 28 is axially displaceable. On this slidable contact surface 28 , the pressure transmission body 16 is supported , which at the same time abuts on a fixed contact surface 26 which also extends obliquely to the longitudinal axis of the overload element and which is firmly connected to the immovable coil carrier 18 or to the housing 3 of the overload element. The third contact surface for the pressure transmission body 16 is the radial end of the locking body 12 facing away from the axial end face of the annular support body 14 , to which the pressure transmission body 16 transmits the axial force generated by the armature 22 in a reinforced form. The extent of the reinforcement depends on the inclination of the contact surfaces 26 and 28 to one another and on the friction conditions. In the inclinations of the system surfaces 26 and 28 shown in the drawing, an axial force amplification can be achieved approximately in a ratio of 1: 4. The contact surfaces 26 and 28 are arranged obliquely to the longitudinal axis such that they diverge in the direction of the end face of the annular support body 14 facing them. It is obvious that the pressure transmission body 16 does not have to be designed as a segmented ring with a polygonal cross-section, as shown, but it can also be used here analogously to the locking body 12 balls distributed on the circumference.
Im Fall der Überlastung wandern die Sperrkörper 12
radial nach außen, so daß die Stützkörper 14 in der
Zeichnung nach links verschoben werden, was zu einer
gleichgerichteten Verschiebung der Gleitbuchse 24 und
des damit fest verbundenen Ankers 22 führt, der gleich
zeitig als rotationssymmetrisches Gehäuse für die Spule
20 und den Spulenträger 18 ausgebildet ist. Diese axiale
Verschiebung des Ankers 22 gegenüber dem Spulenträger 18
im Überlastfall kann durch einen geeigneten Schalter,
z.B. einen Näherungsschalter abgefühlt werden und dann
zur Stillsetzung der Vorrichtung verwendet werden, die
durch das erfindungsgemäße Überlastelement gesichert
wird.In the event of overload, the locking body 12 move radially outward, so that the support body 14 are moved to the left in the drawing, which leads to a rectified displacement of the slide bush 24 and the armature 22 firmly connected thereto, which at the same time as a rotationally symmetrical housing for the Coil 20 and the coil support 18 is formed. This axial displacement of the armature 22 relative to the coil carrier 18 in the event of an overload can be sensed by a suitable switch, for example a proximity switch, and then used to shut down the device which is secured by the overload element according to the invention.