DE4005986C2 - Überlastkupplung - Google Patents

Überlastkupplung

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D7/00Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/06Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers
    • F16D7/08Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving axially between engagement and disengagement

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Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung, bei der Kugeln innerhalb durchgängiger, in einem Nabenabschnitt oder einer angetriebenen Platte ausgebildeter Ausschnitte gehalten und mittels einer Druckplatte gegen in dem anderen Teil, d. h. dem. Naben­ abschnitt oder der angetriebenen Platte ausgebildete Aussparungen gedrückt wer­ den, so daß ein Drehmoment übertragen werden kann und die Kugeln aus den Aus­ sparungen gegen eine Druckkraft austreten können, wobei die Druckplatte mit ge­ neigten Abschnitten versehen ist, um die Kugeln in eine Richtung zu drücken, die im wesentlichen eine Rotationsachse der Überlastkupplung schneidet, und wobei die Ausschnitte zur Aufnahme der Kugeln in axialer Richtung gesehen im wesentlichen V-förmig ausgebildet sind.
Die Erfindung bezieht sich dabei auf eine Überlastkupplung, bei der ein Drehmoment aufgehoben werden kann, wenn auf ein angetriebenes Teil eine Überlast einwirkt, wobei die Kugeln aus den Aussparungen austreten.
Üblicherweise werden Kugel- oder Rollenkupplungen als Sicherheitseinrichtung zwi­ schen einem antreibenden Teil und einem angetriebenen Teil eines Drehmoment­ übertragungsmechanismus vorgesehen, so daß sich das antreibende Teil im Leerlauf drehen kann, wenn auf das angetriebene Teil eine Überlast einwirkt. Auf diese Weise wird eine mögliche Beschädigung des Übertragungsmechanismus vermieden.
Aus dem Prospekt "EAS-NC", 6/87 der Firma Mayr ist eine Überlastkupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt. Die Aussparungen zur Aufnahme der Kugeln sind wellenförmig ausgebildet. Dies hat zur Folge, daß sowohl bei Beginn der Drehmomentübertragung aus der Ruhestellung als auch bei einem Drehrich­ tungswechsel stets eine Relativbewegung zwischen dem antreibenden und dem an­ getriebenen Teil auftritt. Insbesondere bei Präzisionsantrieben können durch diese Relativbewegung unerwünschte Dejustierungen und störende Ruckbewegungen ver­ ursacht werden.
Des weiteren ist aus den der Eintragung zugrunde liegenden Unterlagen des DE-GM 17 61 856 eine Überlastkupplung bekannt, deren Aussparungen als muldenförmige Vertiefungen ausgebildet sind. Auch bei dieser Überlastkupplung findet sowohl bei Beginn der Drehmomentübertragung aus der Ruhestellung als auch bei einem evtl. Drehrichtungswechsel eine Relativbewegung zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil statt. Das gleiche Problem tritt auch bei der aus der DE 29 34 164 A1 bekannten Überlastkupplung auf, bei der bogenförmige Aussparungen vorgese­ hen sind. Derartige bogenförmige Aussparungen sind auch bei der Überlastkupplung gemäß der DE 27 31 733 A1 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überlastkupplung zu schaffen, die einen Antriebsvorgang ohne störende Dejustierungen oder Ruckbe­ wegungen gewährleistet.
Die obige Aufgabe wird durch eine Überlastkupplung mit den Merkmalen des Patent­ anspruches 1 gelöst. Danach sind die Aussparungen zur Aufnahme der Kugeln als sich radial erstreckende Nuten mit einem V-förmigen Querschnitt ausgebildet.
In erfindungsgemäßer Weise werden die Kugeln mittels der geneigten Abschnitte in Richtung der V-förmigen Ausschnitte und der V-förmigen Aussparungen gedrückt, wobei sie während der Drehmomentübertragung mit beiden eine Zweipunktberüh­ rung bilden. Wenn eine Überlast auftritt können die Kugeln aus den V-förmigen Aus­ sparungen durch Überwinden der von dem geneigten Abschnitt aufgebrachten Druckkraft austreten und auf flachen Abschnitten der angetriebenen Platte laufen, so daß das antreibende Teil sich leer drehen kann.
Da die Kugeln eine Zweipunktberührung mit den V-förmigen Ausschnitten und Aus­ sparungen bilden und mittels dem geneigten Abschnitt gedrückt werden, wird kein Rütteln bzw. keine Relativbewegung verursacht.
Das bedeutet weiter, daß ebenfalls keine relative Versetzung bzw. Bewegung zwi­ schen der Nabe und der angetriebenen Platte auftritt. In ähnlicher Weise können die Kugeln, nachdem der Überlastzustand aufgehoben ist, wieder zurück in die V-förmi­ gen Aussparungen fallen, wodurch der erneute Eingriff des antreibenden Teils und des angetriebenen Teils sichergestellt werden kann.
Da die Form der V-förmigen Ausschnitte relativ rauh ausgebildet sein kann, ist die Bearbeitung derselben relativ einfach und die Herstellungskosten sind gering.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Überlastkupplung der oben genannten Art, bei der die angetriebene Platte mit den Ausschnitten zwischen der Nabe mit den Aussparungen und der Druckplatte mit entsprechend dazwischen aus­ gebildeten Spalten gehalten wird.
Entsprechend diesem Merkmal kann sich die angetriebene Platte mit den Ausschnit­ ten zur Aufnahme der Kugeln sowohl axial als auch geneigt bewegen (d. h. kippen), wodurch es möglich ist, mögliche Abstände und winklige Montagefehler zwischen den zwei zu verbindenden Wellen bei der Überlastkupplung selbst zu absorbieren. Zusätzliche Einrichtungen zur Absorption dieser Fehler sind nicht erforderlich. Die Gesamtfestigkeit hängt nicht von derartigen zusätzlichen Einrichtungen, um diese Fehler zu absorbieren, ab.
Die vorliegende Erfindung umfaßt weiter eine Überlastkupplung der oben beschrie­ benen Art, bei der flache Abschnitte zwischen den Aussparungen der Nabe mit ge­ neigten Stufenabschnitten versehen sind, die in der Nähe des Bodens der Aus­ schnitte von dem Teilungskreis der Kugeln angeordnet sind, wenn sie die Ausschnitte an zwei Punkten so berühren, daß der Neigungswinkel der Stufenabschnitte größer als der Neigungswinkel der geneigten Abschnitte der Druckplatte ist.
Wenn eine Überlast auftritt, laufen die Kugeln aus den Aussparungen auf die flachen Abschnitte. Die Kugeln werden mittels der geneigten Stufenabschnitte an den flachen Abschnitten so gedrückt, daß sie aus der Zweipunktberührung mit den Ausschnitten getrennt werden. Entsprechend werden die Kugeln durch drei Teile gehalten, nämlich die flachen Abschnitte, die geneigten Stufenabschnitte und den geneigten Abschnitt und werden aus der Zweipunktberührung mit den Ausschnitten gelöst. Somit können die Kugeln frei rollen.
Da der Rollkontakt, wie oben erwähnt, sichergestellt ist, wird der Wiedereingriff der Überlastkupplung nach der Aufhebung der Überlast vereinfacht; und da kein Schlupf bei den Kugeln auftritt, wird ein Fressen und ein Verschleiß verhindert.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine axiale Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Überlast­ kupplung;
Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1 der Überlastkupplung;
Fig. 3 eine Ansicht der angetriebenen Platte längs der Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 eine Teilansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch unter Überlastbedingung;
Fig. 6 eine axiale Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Überlast­ kupplung;
Fig. 7 eine vergrößerte Aufsicht des Ausschnitts in Fig. 6;
Fig. 8 eine axiale Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Überlast­ kupplung;
Fig. 9 eine Ansicht der rechten Seite in Fig. 8;
Fig. 10 eine Vorderansicht der angetriebenen Platte;
Fig. 11 eine Teilaufsicht des Kragens;
Fig. 12 eine Vorderansicht der Nabe;
Fig. 13 eine vergrößerte Teilansicht in axialer Richtung unter Überlastbedin­ gung;
Fig. 14 eine ähnliche Schnittansicht, bei einer axialen Bewegung der angetrie­ benen Platte;
Fig. 15 eine ähnliche Schnittansicht bei einer Neigung der angetriebenen Platte;
Fig. 16 eine axiale Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Überlast­ kupplung;
Fig. 17 eine Ansicht der angetriebenen Platte längs der Linie 17-17 in Fig. 16;
Fig. 18 eine Ansicht längs der Linie 18-18 in Fig. 17;
Fig. 19 eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht der angetriebenen Platte;
Fig. 20 eine Schnittansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen der Kugel und der Aussparung bei der Übertragung des Drehmoments;
Fig. 21 eine Schnittansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen der Kugel, einem flachen Abschnitt und einem geneigten Stufenabschnitt unter ei­ ner Überlastbedingung;
Fig. 22 eine Aufsicht der Kugel und des Ausschnitts bei Überlastbedingung;
Fig. 23 eine axiale Schnittansicht einer fünften Ausführungsform der Überlast­ kupplung;
Fig. 24 eine axiale Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform der Über­ lastkupplung;
Fig. 25 eine Ansicht der angetriebenen Platte von vorne;
Fig. 26 eine Aufsicht auf Fig. 25;
Fig. 27 eine Schnittansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen der Kugel und der Aussparung bei der Übertragung des Drehmoments;
Fig. 28 eine Frontansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen der Kugel und einem Ausschnitt bei der Übertragung eines Drehmoments;
Fig. 29 eine Schnittansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen der Kugel, einem flachen Abschnitt und einem geneigten Stufenabschnitt unter ei­ ner Überlastbedingung; und
Fig. 30 eine Frontansicht der Kugel und eines Ausschnitts unter Überlastbedin­ gung.
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte erste Ausführungsform der Überlastkupplung weist eine Nabe 10 mit einem Kragen 13 in der Mitte eines zylindrischen Hülsenteils 11 auf. Eine Stellschraube 12 ist in die Nabe 10 so eingeschraubt, daß sie gegen die Welle A1 anstößt und somit bewirkt, daß sich die Nabe 10 mit der Welle A1 dreht.
Wie man in Fig. 2 sieht, sind mehrere V-förmige Nuten (durchgängige Ausschnitte zur Aufnahme der Kugeln 15) 14 in den Kragen 13 in seiner radialen Richtung an un­ regelmäßigen winkligen Abständen ausgebildet, von denen sich jede in Richtung der Umfangswand des Kragens 13 erweitert. Der Grund für die unregelmäßige winklige Anordnung liegt in der Begrenzung des Drehmomentübertragungspunktes während einer Umdrehung auf lediglich einem Punkt. Es ist somit alternativ ebenfalls möglich, die Nuten an gleichen winkligen Abständen anzuordnen, wodurch sich die Drehmo­ mentübertragungspunkte während einer Umdrehung erhöhen.
Die Kugeln (Stahlkugeln) 15 können gegen den Boden 14a der Nuten 14 mittels einer im folgenden beschriebenen Anordnung gedrückt werden.
Benachbart zur linken Fläche des Kragens 13 ist eine scheibenförmige angetriebene Platte 17 vorgesehen, so daß sie mit einem Radiallager 16 zwischen dem zylindri­ schen Teil 11 und der angetriebenen Platte 17 drehbar ist.
Wie man in den Fig. 3 und 4 sieht, sind V-förmige Aussparungen 18 an der rechten Fläche 17a der angetriebenen Platte 17 dem Kragen 13 gegenüberliegend ausgebil­ det, in denen die Kugeln 15 gehalten werden, so daß sie den Nuten an den gleichen entsprechenden winkligen Stellungen gegenüberliegen. Die Abschnitte zwischen den Aussparungen 18 sind flache Oberflächenabschnitte 19. Zwischen der rechten Flä­ che 17a der angetriebenen Platte 17 und dem Kragen 13 ist ein Drucklager 20 vor­ gesehen.
An dem linken Teil des zylindrischen Teils 11 ist ein Gewinde 21 vorgesehen. Eine Feststellmutter 22 ist auf das Gewinde 21 aufgeschraubt. Eine Stellschraube 23 ist in die Feststellmutter 22 eingeschraubt und drückt eine Sperrhülse 24 so, daß sie mit dem Gewinde 21 in Eingriff tritt. Die Feststellmutter 22 ist somit gegen Lösen gesi­ chert. Zwischen der Befestigungsmutter 22 und der angetriebenen Platte 17 ist ein Drucklager 25 vorgesehen. Die Befestigungsmutter 22 dient zum Aufbringen einer Vorspannung auf die Drucklager 20, 25 und hält die angetriebene Platte 17 drehbar auf der Nabe 11.
Eine ringförmige Druckplatte 30 ist drehbar auf der rechten Seite des Kragens 13 auf das zylindrische Teil 11 der Nabe 10 aufgepaßt. Ein geneigter Abschnitt 31 ist in der Nähe des äußeren Randes der inneren axialen Endfläche 30a der Druckplatte aus­ gebildet, wobei die Fläche 30a dem Kragen 13 gegenüberliegt. Der geneigte Ab­ schnitt 31 ist als kegelstumpfförmige konische Fläche ausgebildet. Der geneigte Ab­ schnitt 31 drückt die Kugeln 15 in Richtung des Bodens 14a der Nuten 14 als auch in Richtung der Kugelaufnahmeaussparungen 18 mittels der Federn 34, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Die Nabe 10 ist an ihrem rechten Ende ebenfalls mit einem Gewinde 32 versehen. Eine Einstellmutter 33 ist auf das Gewinde 32 aufgeschraubt.
Zwischen der Einstellmutter 33 und der Druckplatte 30 sind über ein Drucklager 35 Schraubenfedern 34 vorgesehen. Die Einstellmutter 33 dient zum Einstellen der Kraft, mit der die Druckplatte 30 auf die Kugeln 15 drückt. Eine Sperrhülse 37 ist an der Innenseite einer Einstellschraube 36 angeordnet und drückt gegen das Gewinde 32, so daß die Einstellmutter 33 gegen Lösen gesichert ist.
Unter der Annahme, daß die Welle A1 eine Antriebswelle ist, und daß die angetrie­ bene Platte 17 von ihr angetrieben wird, soll im folgenden die Arbeitsweise erläutert werden.
Wenn keine Überlast auftritt, werden die Kugeln 15 aufgrund der von dem geneigten Abschnitt 31 infolge der Federn 34 aufgebrachten Druckkraft nach links gedrückt. Die Druckkraft wird gleichzeitig in Richtung der Kugelaufnahmeaussparungen 18 infolge der seitlichen (axialen) Kraftkomponente P1 (Fig. 1) relativ zur Welle A1 und in Rich­ tung der Böden 14a der Nuten 14 infolge der senkrechten (radialen) Kraftkompo­ nente F1 relativ zur Welle A1. Entsprechend berührt jede Kugel 15 die Nabe 10 an zwei Punkten bzw. die angetriebene Platte 17 an zwei Punkten. Da die Kugeln 15 stabil in die V-förmigen Aussparungen 18 gedrückt werden, kann die Kugelkupplung sich als ein einstückiger Körper drehen. Das Drehmoment der Welle A1 wird somit auf ein geeignetes System (nicht dargestellt), wenn es mit der angetriebenen Platte 17 verbunden ist, übertragen.
Wenn an der angetriebenen Platte 17 eine Überlast auftritt, dreht sich die Welle A1 weiter, obwohl die angetriebene Platte 17 sich nicht dreht. Die Kugeln 15 bewegen sich dann in Fig. 1 nach rechts und werden mittels der Böden 14a gegen die Kraft­ komponente P1 geführt, lösen sich aus den Kugelaufnahmeaussparungen 18, laufen auf die flachen Flächenabschnitte 19 (Fig. 5) und werden zwischen die flachen Flä­ chenabschnitte 19 und die Böden 14a gedrückt und dort gehalten. In der Zwischen­ zeit wird die Druckplatte 30 von der angetriebenen Platte 17 mittels der Kugeln 15 entfernt gehalten.
Entsprechend wird die Nabe 10 zur Drehung frei, so daß sich die Welle A1 im Leer­ lauf drehen kann.
Wie oben beschrieben tritt bei der Überlastkupplung dieser Ausführungsform zwi­ schen der Nabe 10 und der angetriebenen Platte 17 kein Rütteln auf, da die Kugeln 15 durch den geneigten Abschnitt 31 in die Böden 14a der Nuten 14 und in die V- förmigen Aussparungen 18 gedrückt werden und mittels der Nabe 10 und der ange­ triebenen Platte 17 mit einer Zweipunktberührung gelagert werden, auch wenn die Drehrichtung der Nabe 10 umgekehrt wird.
Wenn weiter eine Überlastbedingung auftritt, können sich die Kugeln 15 in Fig. 1 un­ ter der Führung der Böden 14a mit einer Zweipunktberührung mit der Nabe 10 nach rechts bewegen. Nach Aufheben der Überlastbedingung fallen die Kugeln 15 in die Kugelaufnahmeaussparungen 18 wieder zurück und stellen einen erneuten Eingriff sicher, da sich die Kugeln 15 in Fig. 1 nach links bewegen können.
Da die Kugeln 15 die Nabe 10 unveränderbar sowohl bei einer Drehmomentübertra­ gungsbedingung und einer Überlastbedingung berühren, stellen sich die Kugeln 15 an vorbestimmten Lagen ein, unabhängig von der Bearbeitungsgenauigkeit der Nu­ ten 14. Entsprechend können die Nuten 14 mit niedrigeren Kosten hergestellt wer­ den, da eine Aufhebung der Spannung nach der Wärmebehandlung nicht erforderlich ist.
Die Nuten 14 können in irgendeiner Form ausgebildet werden, vorausgesetzt sie sind hohl und erweitern sich in Richtung radial zur äußeren Kante.
Fig. 6 und 7 zeigen eine zweite Ausführungsform der Überlastkupplung. Wie in die­ sen Figuren dargestellt, kann die Beziehung zwischen dem Kragen, der Nabe und der angetriebenen Platte gegenüber Fig. 1 umgekehrt werden. In diesem Fall sind die Kugelhalteraussparungen 52 im Kragen 51 einer Nabe 50 und die V-förmigen durch­ gängigen Ausschnitte 54 mit Böden 54a in einer angetriebenen Platte 53 ausgebildet. Ein Sprengring 55 dient zur Festlegung der Stellung der angetriebenen Platte 53. Bei dieser Ausführungsform sind die Ausschnitte 54 keine sich radial nach außen erwei­ ternden Nuten wie in Fig. 1, sondern Öffnungen. Es ist daher nicht erforderlich, eine Hülse an dem linken Ende der Druckplatte 30 vorzusehen, um ein Lösen der Kugeln aus den Ausschnitten 54 zu verhindern. Alternativ können die Nuten, die Ausschnitte 54 und die Kugelaufnahmeaussparungen 18, 52 in gleichen Abständen wie oben er­ wähnt angeordnet sein.
Fig. 8 bis 15 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Überlastkupplung 100 umfaßt eine Nabe 110 und eine angetriebene Platte 117, wie dies in Fig. 8 und 9 dargestellt ist.
Wie man in Fig. 10 sieht, sind mehrere V-förmige Nuten (durchgängige Ausschnitte zur Aufnahme der Kugeln 115) 114 radial in unregelmäßigen winkligen Abständen an der angetriebenen Platte 117 angeordnet, die sich in Richtung der radial inneren Wand der angetriebenen Platte 117 erweitert. Eine Kugel 115 ist am Boden 114a je­ der Nut 114 angeordnet.
Die angetriebene Platte 117 umfaßt eine Innenschraube 117b zur Befestigung eines Kupplungsflansches 140. Der Kupplungsflansch 140 ist an einer Welle B3 mittels ei­ nes zylindrischen Teils von ihm befestigt. Eine bekannte Einrichtung 144 wird zum Befestigen des Kupplungsflansches 114 und der Welle B3 verwendet. Der Kupp­ lungsflansch 114 und die Welle B3 werden mittels der Keilwirkung von Keilringen mittels eines Druckflansches 145 und Schrauben 146 befestigt.
In der Nabe 110 ist der Kragen 113 an einem Ende eines zylindrischen Teils 111, und ein Gewinde 132 ist auf der Außenfläche am anderen Ende des Teils 111 aus­ gebildet, wobei ein Stufenabschnitt 110a in der Innenfläche und ein Innengewinde 110b in der Endfläche am anderen Ende des zylindrischen Teils 111 ausgebildet sind. Eine am Stufenabschnitt 110a befestigte Befestigung 147 entspricht der Befe­ stigung 144 und legt die Nabe 110 und die Welle A3 mittels eines Druckflansches 148 und Schrauben 149 fest.
Aus Fig. 11 und 12 sieht man, daß an der rechten Fläche des Kragens 113 radial V- förmige Aussparungen (Aussparung zur Aufnahme der Kugeln 115) an unregelmäßig winkligen Abständen längs des Umfangs ausgebildet sind.
Eine Druckplatte 130 ist drehbar mit einem Spiel an ihrer Innenfläche mittels des zy­ lindrischen Teils 111 der Nabe 110 gelagert. Die Endfläche der Druckplatte 130, ge­ genüber dem Kragen 113, weist einen geneigten Abschnitt 131 auf, so daß eine ko­ nische Fläche mit einer Neigung ausgebildet wird, die den Böden 114a der Nuten 114 der angetriebenen Platte 117 gegenüberliegt. Der geneigte Abschnitt 131 dient dazu, die Kugeln 115 in Richtung der Böden 114a und 118a der V-förmigen Ausspa­ rungen 118 mittels der Schraubenfedern 134 zu drücken, wie dies weiter unten be­ schrieben wird.
Eine Einstellmutter 133 ist auf das Gewinde 132 der Nabe 110 geschraubt. Zwischen der Einstellmutter 133 und der Druckplatte 130 sind mehrere Schraubenfedern 134, eine scheibenförmige Fühlerplatte 138 und ein Drucklager 135 angeordnet. Die Ein­ stellmutter 133 dient zum Einstellen der Druckkraft, mit der die Druckplatte 130 auf die Kugeln 115 drückt. In die Einstellmutter 133 ist eine Stellschraube 136 einge­ schraubt, die mit einer Sperrhülse 143 am Ende der Stellschraube unmittelbar nach Einstellen der Druckkraft in Eingriff tritt, so daß ein Lösen der Einstellmutter 133 vom Gewinde 132 verhindert wird. Die entsprechenden Schraubenfedern 134 dienen zum Andrücken der Druckplatte 130.
Die Dicke des Kugelhalteausschnitts der angetriebenen Platte 117 ist bei dieser Ausführungsform geringer als der Durchmesser der Kugeln 115. Die angetriebene Platte 117 wird somit mit einem Spalt C2 relativ zur Druckplatte 130 und mit einem Spalt C3 relativ zum Kragen 113 angeordnet. Die von der Druckplatte 130 auf die Kugeln 115 ausgeübte Druckkraft bewirkt, daß die Kugeln die Böden 114a der Nuten 114 der angetriebenen Platte 117 in Richtung F3 und die Böden 118a der V-förmigen Aussparungen 118 in Richtung P3 (siehe Fig. 13 und 14) an zwei Punkten berühren.
Die radiale Lage der angetriebenen Platte 117 relativ zur Druckplatte 130 kann posi­ tiv durch die Druckkraft F3 bestimmt werden, wohingegen die angetriebene Platte 117 relativ zur Nabe 110 schwimmt. Die angetriebene Platte 117 kann sich frei in axialer Richtung innerhalb des Bereiches des Spalts bewegen. Ebenfalls nimmt die Druckplatte 130 eine schwimmende Beziehung relativ zu der Nabe 110 ein. Trotz der schwimmenden Lage entsteht kein Rütteln, da die Kugeln 115 die Nuten 114 der an­ getriebenen Platte 117 bzw. die V-förmigen Aussparungen 118 des Kragens 117 an zwei Punkten berühren.
Wie oben ausgeführt, ist bei dieser Ausführungsform die angetriebene Platte 117 re­ lativ zur Nabe 110 und zur Druckplatte 130 mit Spalten dazwischen versehen. Somit kann die angetriebene Platte 117 sich relativ zur Nabe 110 in axialer Richtung bewe­ gen, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist, auch wenn irgendeine abstandsmäßige Fehl­ ausrichtung M3 auftritt, wenn die Nabe 110 an der Welle A3 befestigt wird, und wenn die angetriebene Platte 117 und der Kupplungsflansch 140 an der Welle B3 befestigt werden. Die angetriebene Platte 117 kann sich weiter neigen oder kippen, um den Fehler, wie in Fig. 15 dargestellt, aufzunehmen, auch wenn irgendeine winklige Fehl­ ausrichtung M3' zwischen den Wellen A3 und B3 besteht.
Da die Kugeln 115 eine stabile Lage durch die Berührung der Nuten 114 der ange­ triebenen Platte 117 an zwei Punkten durch Berühren der V-förmigen Aussparungen 118 des Kragens 113 der Nabe 110 an zwei Punkten aufgrund der von der Druck­ platte 130 aufgebrachten Druckkraft einnehmen, wenn keine Überlastbedingung wäh­ rend einer Drehmomentübertragungsbedingung auftritt, drehen sich die Wellen A3 und B3 integral als eine Einheit. Wie oben erwähnt, ist die Überlastkupplung 100 in der Lage, diese Fehlausrichtungen zu absorbieren, auch wenn eine winklige Fehlaus­ richtung und/oder eine axiale Fehlausrichtung während der Drehung auftritt. Es erüb­ rigt sich festzustellen, daß kein Rütteln auftritt.
Wenn an der angetriebenen Platte 117 eine Überlast auftritt, dreht sich die Welle A3 weiter, obwohl sich die angetriebene Platte 117 nicht drehen kann. Die Kugeln 115 bewegen sich dann in Fig. 8 nach rechts, wobei sie durch die Böden 114a entgegen der Kraftkomponente P3 geführt werden, wobei sich die Kugeln aus den Kugelauf­ nahmeaussparungen 118 lösen und auf den flachen Abschnitten 119 rollen (Fig. 12 und 13) und zwischen den flachen Abschnitten 119 und den Böden 114a gedrückt und gehalten werden. Dabei wird die Druckplatte 130 von der angetriebenen Platte 117 durch die Kugeln 115 ferngehalten.
Die Fühlerplatte 138 ist in axialer Richtung längs der Druckplatte 130 bewegbar. Ein Grenzschalter, ein Näherungsschalter oder eine ähnliche Einrichtung, erfaßt die Be­ wegung, wodurch die Überlastbedingung erfaßt wird.
Wie oben beschrieben, tritt zwischen der Nabe 110 und der angetriebenen Platte 117 kein Rütteln auf, da die Kugeln 115 durch den geneigten Flächenabschnitt 131 zwi­ schen den Böden 114a der Nuten 114 und den V-förmigen Aussparungen 118 ge­ drückt werden und sowohl durch die Nabe 110 und die angetriebene Platte 117 an zwei Punkten gelagert werden, auch wenn sich die Drehrichtung der Nabe 110 um­ kehrt.
Wenn weiter eine Überlast auftritt, werden die Kugeln 115 durch Bewegen in Fig. 8 nach rechts freigegeben, wobei sie durch die Böden 114a geführt werden, so daß die Zweipunktberührung mit der angetriebenen Platte 117 beibehalten wird. Da sich die Kugeln 115, wenn die Überlastbedingung aufgehoben ist, wieder nach links in Fig. 8 bewegen können, gelangen die Kugeln 115 erneut in Eingriff mit den V-förmigen Aussparungen 118, wodurch ein erneuter Eingriff der Überlastkupplung sichergestellt ist.
Da weiter die Kugeln 115 die angetriebene Platte 117 unveränderbar an zwei Punk­ ten berühren, gleichgültig ob ein Drehmoment übertragen wird oder nicht, können die Kugeln 115 wieder an ihren entsprechenden ursprünglichen Stellen angeordnet wer­ den. Hierdurch können die Nuten 114 relativ grob bei geringen Kosten ausgebildet werden.
Die Überlastkupplungen entsprechend der ersten, zweiten und dritten Ausführungs­ form schließen ein Rütteln aufgrund der Tatsache aus, daß die Kugeln unveränder­ bar mit den Nuten an zwei Punkten in Berührung stehen. Bei Überlastbedingung können sich jedoch die Kugeln nicht drehen, da die Kugeln fest zwischen den Böden und den Nuten durch die Druckplatte während der relativen Drehung zwischen der Nabe und der angetriebenen Platte eingepreßt werden, so daß ein Schlupf zwischen den Kugeln und der Nabe auftritt. Aufgrund dieses Schlupfes wird ein sog. "Schleppmoment" auf die angetriebene Platte übertragen, auch wenn die Überlast­ bedingung aufgehoben ist. Die angetriebene Platte neigt daher dazu, sich integral mit der Nabe zu drehen. Im schlimmsten Fall wird ein Fressen und/oder ein Verschleiß bewirkt. Mit den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen soll diesbezüglich eine Verbesserung erreicht werden.
Die Fig. 16 bis 22 zeigen eine vierte Ausführungsform der Überlastkupplung. Die Konstruktion dieser Überlastkupplung ist der der ersten Ausführungsform ähnlich.
Bei der in Fig. 16 dargestellten Überlastkupplung weist eine Nabe 210 einen Kragen 213 an der Mitte eines zylindrischen Hülsenteils 211 auf. Eine Stellschraube 212 ist in die Nabe 210 so eingeschraubt, daß sie von einer Innenfläche der Nabe 210 vor­ steht. Somit kann sich die Nabe 210 mit einer Welle A4 drehen.
Wie oben in Verbindung mit der ersten Ausführungsform ausgeführt, sind mehrere V- förmige Aussparungen 214 (durchgängige Ausschnitte zur Aufnahme von Kugeln 215) radial an unregelmäßigen winkligen Abständen im Kragen 213 ausgebildet, die sich radial nach außen durch den Außenumfang des Kragens 213 erweitern. Eine Kugel 215 (Stahlkugel) ist im Boden 214a jeder Nut 214 angeordnet.
Wie man in Fig. 16 sieht, ist eine scheibenförmige angetriebene Platte 217 vorgese­ hen, die von der linken Endfläche des Kragens 213 getrennt ist, und die über ein ra­ diales Lager 216, das am zylindrischen Teil 211 befestigt ist, drehbar ist.
Wie in den Fig. 17 bis 19 dargestellt, sind V-förmige Aussparungen 218, in denen Kugeln 215 angeordnet sind, radial an der rechten Endfläche 217a der angetriebenen Platte 217 benachbart zum Kragen 213 so angeordnet, daß sie den Nuten 214 an entsprechenden Stellen gegenüberliegen. Zwischen den benachbarten Kugelauf­ nahmeaussparungen 218 sind flache Oberflächenabschnitte 219 ausgebildet. Auf diesen flachen Oberflächenabschnitten 219 sind benachbart zu ihrem radial inneren Ende geneigte Stufenabschnitte 219a ausgebildet, die sich axial in Richtung des Kragens 213 erstrecken. Die geneigten Stufenabschnitte 219a beginnen an einem Durchmesser D2, der kleiner als der Teilkreisdurchmesser D1 der umfangsmäßig angeordneten Kugeln 215 ist, und neigen sich axial und radial nach außen in Rich­ tung der Kugelaufnahmeaussparungen 218 und treffen auf die flachen Abschnitte 219. Der Durchmesser D1 ist ein Durchmesser, den man durch Verbinden der mit den Nuten 214 an zwei Punkten in Verbindung stehenden Kugeln 215 erhält, wie oben beschrieben. Die geneigte Richtung der geneigten Stufenabschnitte 219a ist die gleiche wie die einer Druckplatte 230, wie weiter unten ausgeführt. Der Neigungswin­ kel ϕ 4 (als Maß relativ zu einer nach außen gerichteten radialen Richtung) des ge­ neigten Stufenabschnitts 219a ist größer als der Neigungswinkel θ 4 der Druckplatte (Fig. 16). Weiter fluchtet der Rand 219c der geneigten Fläche 219b mit den Ku­ gelaufnahmeaussparungen 218, so daß die Kugeln 215 glatt auf der geneigten Flä­ che 219b beim Auftreten einer Überlast laufen. Weiter ist ein Drucklager 220 zwi­ schen der rechten Endfläche 217a der angetriebenen Platte 217 und dem Kragen 213 vorgesehen.
Am zylindrischen Teil 211 ist am linken Ende ein Gewinde 221 vorgesehen. Eine Befestigungsmutter 222 ist auf das Gewinde 211 aufgeschraubt. Die Befestigungs­ mutter 222 hält die angetriebene Platte 217 über das Drucklager 220 fest gegen den Kragen 213. In die Feststellmutter 222 ist eine Stellschraube 223 eingeschraubt, die eine Sperrhülse 224 gegen das Gewinde 221 drückt. Die Befestigungsmutter 222 ist somit gegen Lösen gesichert. Weiter ist ein Drucklager 225 zwischen der Befesti­ gungsmutter 222 und der angetriebenen Platte 217 vorgesehen.
Die Druckplatte 230 ist drehbar auf der rechten Seite des Kragens 213 auf das zylin­ drische Teil 211 der Nabe 210 aufgepaßt. Eine geneigte Ringfläche 231 ist in der Nähe des radial äußeren Randes der Endfläche 230a der Druckplatte 230 ausgebil­ det, so daß sie dem Kragen 213 gegenüberliegt. Die geneigte Ringfläche 231 hat die Form eines Kegelstumpfes und einen in Richtung der Welle A4 abfallenden Gradi­ enten. Die geneigte Ringfläche 231 drückt die Kugeln 215 radial in Richtung der Bö­ den 214a der Nuten 214 nach innen und axial in die Kugelaufnahmeaussparungen 218 infolge des Drucks der Federn 234, wie weiter unten beschrieben.
Die Nabe 210 ist am rechten Ende mit einem Gewinde 232 versehen. Eine Einstell­ mutter 233 steht mit dem Gewinde 232 in Eingriff.
Zwischen der Einstellmutter 233 und der Druckplatte 230 sind über ein Drucklager 235 Schraubenfedern 234 vorgesehen. Die Einstellmutter 233 dient zum Einstellen der Kraft, mit der die Druckplatte 230 gegen die Kugeln 215 drückt. Eine Sperrhülse 237 ist an der Innenseite der Einstellschraube 236 vorgesehen und drückt gegen das Gewinde 232, so daß ein Lösen der Einstellmutter 233 verhindert wird.
Unter der Annahme, daß die Welle A4 die Antriebsseite und die angetriebene Platte 217 die Abtriebsseite darstellt, soll im folgenden die Arbeitsweise beschrieben wer­ den.
Wenn keine Überlast auftritt, werden die Kugeln 215 durch die von dem geneigten Abschnitt 231 aufgebrachte Kraft belastet. Die Kraft wird gleichzeitig in Richtung der Kugelhalteaussparungen 218 infolge der axialen Kraftkomponente P4 (Fig. 16) relativ zur Welle A4 und in Richtung der Böden 214a der Nuten 214 infolge der senkrechten (d. h. radialen) Kraftkomponente F4 relativ zur Welle A4. Jede Kugel 215 berührt den Boden 214a der entsprechenden Nut 214 an zwei Punkten, berührt die entspre­ chende Kugelhaltenut 218 der angetriebenen Platte 217 an zwei Punkten und berührt den geneigten Abschnitt 231 der Druckplatte 230 an einem Punkt. Somit hat die Ku­ gel 215 insgesamt fünf Berührungspunkte. Entsprechend werden die Kugeln 215 in die V-förmige Kugelhalteaussparung 218 gedrückt und festgehalten und die Kugel­ kupplung dreht sich als integraler Körper. Das Drehmoment der Welle A4 kann somit auf einen mit der angetriebenen Platte 217 verbundenen geeigneten Mechanismus (nicht dargestellt) übertragen werden.
Wenn an der angetriebenen Platte 217 eine Überlast auftritt, dreht sich die Welle A4 weiter, obwohl die angetriebene Platte 217 an einer Drehung gehindert wird. Die Ku­ geln 215 bewegen sich dann unter der Führung der Böden 214a in Fig. 16 nach rechts in entgegengesetzter Richtung zur Kraftkomponente P4 und treten aus den Kugelhalteaussparungen 218 aus, so daß sie auf den flachen Abschnitten 219 rollen. Dieses Rollen wird bewirkt, wenn die Kugeln 215 sich über die Grenzkante 218b be­ wegen, wo die Aussparung 218 auf den flachen Abschnitt 219 trifft (siehe Fig. 19) und bewegen sich axial um die Länge L4, wie in Fig. 21 gezeigt. Die Kugeln 215 laufen dann glatt auf den geneigten Flächen 219b, wobei sie durch die Kante 219c geführt werden. Das Bezugszeichen D3 bezeichnet den Teilkreisdurchmesser der Kugeln 215, nachdem sie sich wie erwähnt bewegt haben.
Die Kugeln 215 können so auf der geneigten Fläche 219b des Stufenabschnitts 219a laufen. Dann werden die Kugeln 215 um eine Strecke H4 unter dem Einfluß der ra­ dialen Kraftkomponente, wie in Fig. 21 dargestellt, nach außen bewegt, da der Nei­ gungswinkel ϕ4 der geneigten Fläche 219b größer als der Neigungswinkel θ4 der Druckplatte 230 ist. Entsprechend werden die Kugeln 215 durch drei Teile gelagert, nämlich die Druckplatte 230, die flachen Abschnitte 219 und die geneigten Stufenab­ schnitte 219a.
Die Fig. 21 und 22 zeigen die Bewegung der Kugeln 215 und die Beziehung zwi­ schen den Kugeln 215 und den Nuten 214, wenn die Kugeln 215 auf die geneigten Stufenabschnitte 219a laufen. Die Kugeln 215, die sich radial um eine Strecke H4 bewegt haben, sind von der Keilwirkung frei, mit der die Druckplatte 230 die Kugeln 215 fest in die Nuten 214 drückt. Entsprechend werden die Kugeln 215 mit drei Tei­ len gelagert, nämlich der Druckplatte 230, den flachen Abschnitten 219 und den ge­ neigten Stufenabschnitten 219a und können frei abrollen. Da zwischen den Kugeln 215 und den Nuten 214 der Spalt C4 besteht, wenn die Kugeln 215 rollen, wird die Drehung der Kugeln 215 nicht behindert.
Hierdurch kann sich die Nabe 210 leer drehen, so daß die Antriebswelle A4 sich leer drehen kann.
Wie oben beschrieben, tritt, wenn sich die Kugelkupplung in dem Drehmomentüber­ tragungszustand befindet, zwischen der Nabe 210 und der angetriebenen Platte 217 kein Rütteln auf, da die Kugel 215 durch den geneigten Abschnitt 231 zwischen den Böden 214a der Nuten 214 und den V-förmigen Aussparungen 218 gedrückt werden und durch die Nabe 210 und die angetriebene Platte 217 mit entsprechenden Zwei­ punktberührungen gelagert werden, und zwar auch, wenn sich die Drehrichtung der Nabe 210 umkehrt.
In einem Überlastzustand bewegen sich die Kugeln 215 unter der Führung der Böden 214a axial nach rechts. Wie oben erwähnt, werden die Kugeln 215 durch die Druck­ platte 230, die flachen Abschnitte 219 und die geneigten Stufenabschnitte 219a gela­ gert, wenn die Kugeln 215 auf den flachen Abschnitten 219 laufen und sind aus der Zweipunktberührung mit den Nuten 214 gelöst und können somit frei abrollen.
Wenn der Überlastzustand aufgehoben ist und die Kugeln 215 in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren, fallen die Kugeln 215 in die Kugelhalteaussparungen 218 der angetriebenen Platte 217 und berühren erneut die Böden 214a an zwei Punkten. Die Kugeln 215 kommen erneut mit den Böden 214a ohne Rütteln in Eingriff.
Da die Kugeln 215 die Nabe 210 infolge der Keilwirkung während der Drehmoment­ übertragung an zwei Punkten berühren, können die Kugeln 215 die vorbestimmten Lagen unabhängig von der Bearbeitungsgenauigkeit der Nuten 214 einnehmen. Ent­ sprechend können die Nuten 214 mit geringeren Herstellungskosten ausgebildet werden.
Fig. 23 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Überlastkupplung. Man sieht, daß die Beziehung zwischen dem Kragen der Nabe und der angetriebenen Platte gegenüber Fig. 16 umgekehrt ist. In diesem Fall sind die Kugelhalteaussparungen 252 in einem Kragenabschnitt 251 der Nabe 250 ausgebildet, und die V-förmigen durchgängigen Ausschnitte 254 mit den Böden 254a sind in einer angetriebenen Platte 253 ausge­ bildet. Ein Sprengring 255 dient zur Feststellung der Lage der angetriebenen Platte 253. Ein Sprengring 255 dient zur Sicherung der Lage der angetriebenen Platte 253. Bei dieser Ausführungsform sind die Ausschnitte 254 "Öffnungen" und keine radial offenen Nuten. Es ist daher nicht erforderlich auf dem linken Ende der Druckplatte 230 einen Hülsenabschnitt vorzusehen, um ein Herausfallen der Kugeln aus den Ausschnitten 254 zu verhindern.
Alternativ können die Nuten 214, die Ausschnitte 254 und die Kugelhalteaussparun­ gen 218, 252 in gleichen winkligen Abständen angeordnet werden.
Schließlich zeigen die Fig. 24 bis 30 eine sechste Ausführungsform der Überlast­ kupplung.
Die Konstruktion der Überlastkupplung gemäß dieser Ausführungsform ist der der dritten Ausführungsform (Fig. 8 bis 15) ähnlich. Es werden somit die gleichen Be­ zugszeichen wie in Fig. 8 bis 15 für gleiche Elemente in den Fig. 24 bis 30 ver­ wendet. Der Hauptunterschied liegt in der unterschiedlichen Form des Kragens der Nabe.
Wie in Fig. 25 dargestellt, sind in dem Kragen 313 etwas längliche V-förmige Ausspa­ rungen 318 in entsprechender Beziehung zu den Nuten 114 ausgebildet. Die Ab­ schnitte zwischen den V-förmigen Aussparungen 318 sind flache Abschnitte 319.
An diesen flachen Abschnitten 319 sind geneigte Stufenabschnitte 319a ausgebildet, die an der radial äußeren Kante der flachen Abschnitte 319 liegen und sich axial in Richtung der Druckplatte 130 erstrecken. Die geneigten Stufenabschnitte 319a be­ ginnen mit einem Durchmesser D5, der größer als der Teilkreisdurchmesser D4 der umfangsmäßig angeordneten Kugeln 115 ist, neigen sich axial und radial nach innen in Richtung der V-förmigen Aussparungen 318 und treffen auf die flachen Abschnitte 319. Der Durchmesser D4 ist ein Durchmesser, den man durch verbinden der Mittel­ punkte der Kugeln 115 erhält, die die V-förmigen Nuten 114 an zwei Punkten berüh­ ren. Die Neigungsrichtung der geneigten Stufenabschnitte 319a ist die gleiche wie die der Druckplatte 130 (siehe Fig. 27), wie weiter unten erläutert. Der Neigungswin­ kel der geneigten Stufenabschnitte 319a ϕ 6 ist größer als der Neigungswinkel der Druckplatte 130 θ 6. Die Kante der geneigten Fläche 319b fluchtet mit den V-förmi­ gen Aussparungen 318, so daß die Kugeln 115 glatt auf der geneigten Fläche 319b laufen können, wenn ein Überlastzustand auftritt. Ansonsten entspricht diese Ausfüh­ rungsform der dritten Ausführungsform.
Diese Laufwirkung wird bewirkt, wenn die Kugeln 115 über den Grenzabschnitt der flachen Abschnitte 319 aus den V-förmigen Aussparungen 318 laufen und sich axial um die Strecke L6 bewegen, wie dies in Fig. 29 dargestellt ist. Die Kugeln können auf der geneigten Fläche 319b unter der Führung der Kante der geneigten Fläche 319b laufen.
Die Kugeln 115 können so auf der geneigten Fläche 319b des geneigten Stufenab­ schnitts 319a laufen. Da der Neigungswinkel ϕ 6 der geneigten Fläche 319b größer als der Neigungswinkel θ 6 der Druckplatte 130 ist, bewegen sich dann die Kugeln 115 um eine Strecke H6 radial nach innen, wie dies in den Fig. 29 und 30 dargestellt ist. Entsprechend werden die Kugeln 115 durch drei Teile gelagert, nämlich die Druckplatte 130, die flachen Abschnitte 319 und die geneigten Stufenabschnitte 319a.
Die Kugeln 115, die sich radial um die Strecke H6 bewegt haben, sind von der Keil­ wirkung der Druckplatte 130 frei, die die Kugeln 115 fest in die Nuten 319 drückt. Unter dieser Bedingung werden die Kugeln 115 durch drei Teile gelagert, nämlich die Druckplatte 115, die flachen Abschnitte 319 und die geneigten Stufenabschnitte 319a und können frei rollen. Da zwischen den Kugeln 115 und den Nuten 319 ein Spalt C6 besteht, wenn sich die Kugeln 115 drehen, können sich die Kugeln 115 frei drehen.
Wenn eine Überlast auftritt, bewegen sich die Kugeln 115 unter der Führung der Bö­ den 314a. Wie oben erwähnt, werden die Kugeln 115 durch die Druckplatte 130, die flachen Abschnitte 319 und die geneigten Stufenabschnitte 319a gelagert, wenn die Kugeln 115 auf den flachen Abschnitten 319 der Nabe 310 laufen, und sind von der Zweipunktberührung mit den Nuten 114 gelöst und können somit frei rollen.
Wenn der Überlastzustand aufgehoben ist und die Kugeln 115 wieder ihre ursprüng­ liche Lage eingenommen haben, fallen die Kugeln 115 exakt in die V-förmigen Aus­ sparungen 318 der angetriebenen Platte 117 und berühren die Böden 114a an zwei Punkten. Die Kugeln 115 treten mit den Böden 114a ohne Rütteln in Eingriff.
Es ist zu bemerken, daß die Richtung der Erweiterung der Nuten 114 wie bei den vorherigen Ausführungsformen radial umgekehrt werden kann. Ebenfalls können die Nuten 114 und Aussparungen 118, 318 in gleichen winkligen Abständen angeordnet sein.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im einzelnen zur Darstellung beschrieben wurde, ist es verständlich, daß Abänderungen und Änderungen der be­ schriebenen Vorrichtung einschließlich der Wiederanordnung der Teile im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims (13)

1. Überlastkupplung (100, 300), bei der Kugeln (15, 115, 215) innerhalb durch­ gängiger, in einem Nabenabschnitt (13, 213) oder einer angetriebenen Platte (53, 117, 253) ausgebildeter Ausschnitte (14, 114, 214, 254) gehalten und mittels einer Druckplatte (30, 130, 230) gegen in dem anderen Teil, d. h. dem Nabenabschnitt (51, 113, 251, 313) oder der angetriebenen Platte (17, 217) ausgebildete Aussparungen (18, 52, 118, 218, 252, 318) gedrückt werden, so daß ein Drehmoment übertragen werden kann und die Kugeln (15, 115, 215) aus den Aussparungen (18, 52, 118, 218, 252, 318) gegen eine Druckkraft austreten können, wobei die Druckplatte (30, 130, 230) mit geneigten Abschnitten (31, 131, 231) versehen ist, um die Kugeln (15, 115, 215) in eine Richtung zu drücken, die im wesentlichen eine Rotationsachse der Überlastkupplung (100, 300) schneidet, und wobei die Ausschnitte (14, 54, 114, 214, 254) zur Aufnahme der Kugeln (15, 115, 215) in axialer Richtung gesehen im wesentlichen V-förmig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (18, 52, 118, 218, 252, 318) zur Aufnahme der Kugeln (15, 115, 215) als sich radial erstreckende Nuten mit einem V-förmigen Querschnitt ausgebildet sind.
2. Überlastkupplung (100, 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Platte (117) zwischen der Nabe (113, 313) und der Druckplatte (130) mit entsprechenden Spielspalten (C3, C4) zwischengelagert ist.
3. Überlastkupplung (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Teil (217, 251, 313) zwischen den Aussparungen (218, 252, 318) flache Ab­ schnitte (219, 319) und geneigte Stufenabschnitte (219a, 319a) aufweist, die in der Nähe der Böden (254a, 114a) der Ausschnitte (214, 254, 114) von dem Teilkreis der Kugeln (215, 115) angeordnet sind, wenn sie die Ausschnitte (214, 254, 114) an zwei Punkten so berühren, daß der Neigungswinkel (ϕ4, ϕ6) der Stufenabschnitte (219a, 319a) größer als der Neigungswinkel (θ4, θ6) der geneigten Abschnitte (231, 131) der Druckplatte (230, 130) ist.
4. Überlastkupplung (100, 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschnitte (14, 54, 114, 214, 254) im allgemeinen radial bezüglich des Naben­ abschnitts (13, 213) bzw. der angetriebenen Platte (53, 117, 253) verlängert sind.
5. Überlastkupplung (100, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ausschnitte (14, 54, 114, 214, 254) umfangsmäßig beabstan­ det sind,
daß die Aussparungen (18, 52, 118, 218, 252, 318) umfangsmäßig beab­ standet an Stellen entsprechend dem lagemäßigen Abstand der Ausschnitte (14, 54, 114, 214, 254) angeordnet sind,
daß die Druckplatte (30, 130, 230) eine ringförmige Endfläche (31, 131, 231) aufweist, die normalerweise mit den Kugeln (15, 115, 215) in Berührung steht,
daß Mittel (34, 134, 234) vorgesehen sind, um die Druckplatte (30, 130, 230) und das andere Teil (17, 51, 113, 217, 251, 313) relativ axial aufeinander zuzu­ drücken, um die Kugeln (15, 115, 215) normalerweise in Eingriff mit den Aussparun­ gen (18, 52, 118, 218, 252, 318) zu halten,
daß die ringförmige Endfläche (31, 131, 231) der Druckplatte (30, 130, 230) eine kegelstumpfförmige konische Form aufweist, die sich in einer Neigung relativ zu einer radialen Richtung erstreckt, so daß die Druckplatte (30, 130, 230) nor­ malerweise die Kugeln (15, 115, 215) radial aus den Ausschnitten (14, 54, 114, 214, 254) drückt,
daß die Druckplatte (30, 130, 230) normalerweise die Kugeln (15, 115, 215) in die Richtung drückt, in die die gegenüberliegenden Seitenwände der Ausschnitte (14, 54, 114, 214, 254) konvergieren, so daß die Kugeln (15, 115, 215) normalerweise mit jeder der gegenüberliegenden Seitenwände der entsprechenden Ausschnitte (14, 54, 114, 214, 254) in Berührung gehalten werden, und daß die Aussparungen (18, 52, 118, 218, 252, 318) als kanalähnliche Nuten ausgebildet sind.
6. Überlastkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen­ überliegenden Seitenwände der entsprechenden Ausschnitte (14, 214) in Bezug auf­ einander in radialer Richtung nach innen konvergieren, die Ausschnitte (14, 214) sich nach außen durch eine umgebende äußere Umfangsfläche des einen Teils (13, 213) erstrecken, und wobei die kegelstumpfförmig konische Oberfläche (31, 231) eine In­ nenfläche ist, die radial nach außen geneigt ist, so daß sie sich axial in Richtung des anderen Teils (17, 217) erstreckt.
7. Überlastkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druck­ platte (30, 230) einen ringförmigen Hülsenabschnitt aufweist, der radial außerhalb der konischen Fläche (31, 231) angeordnet ist, und der sich zur äußeren Umfangsfläche des einen Teils (13, 213) umgebend in axialer Richtung erstreckt, um die Kugeln (15, 215) radial innerhalb der Ausschnitte (14, 214) aufzunehmen.
8. Überlastkupplung (100, 300) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil (117) ringförmig mit einer mittleren Bohrung ausgebildet ist, die das an­ dere Teil (113, 213) radial außen umgibt und eine innere, im wesentlichen zylindri­ sche Umfangsfläche bildet, und wobei die kegelstumpfförmige konische Fläche (131) eine Außenfläche ist, die radial nach innen geneigt ist, so daß sie sich axial in Rich­ tung des anderen Teils (113, 313) erstreckt.
9. Überlastkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Teil (113, 313) einen koaxialen Nabenteil (111) umfaßt, der sich durch die mittlere Bohrung erstreckt, um die Kugeln (115) innerhalb der Ausschnitte (114) zu begren­ zen.
10. Überlastkupplung (300) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die flachen Abschnitte (219, 319) als erste ringförmige Endfläche (219, 319) ausgebildet sind, die sich im allgemeinen in radialer Richtung erstreckt, und die an einer radialen Kante auf eine zweite ringförmige Endfläche (219b, 319b) trifft, die sich axial von der ersten Endfläche (219, 319) in axialer Richtung allgemein in Richtung des einen Teils (213, 253, 117) erstreckt, wobei die zweite ringförmige Endfläche (219b, 319b) eine kegelstumpfförmige konische Form aufweist, die relativ zur Kupplungsachse geneigt ist, wobei die Neigungsrichtung der zweiten Ringfläche (219b, 319b) im allgemeinen die gleiche wie die Neigungsrichtung der kegelstumpfförmigen konischen Fläche (231, 131) an der Druckplatte (230, 130) ist, und wobei die Kugeln (215, 115) die zweite Ringfläche (219b, 319b) während einer Überlastbedingung rollend berühren.
11. Überlastkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ge­ genüberliegenden Wände der Ausschnitte (214, 254) relativ zueinander in radialer Richtung nach innen konvergieren und die zweite Ringfläche (219b) an der radial in­ neren Kante der ersten Ringfläche (219) gebildet wird und daß die zweite Ringfläche (219b) eine begrenzte radiale Versetzung der Kugeln (215) nach außen innerhalb der entsprechenden Ausschnitte (214, 254) während einer Überlastbedingung bewirkt.
12. Überlastkupplung (300) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Seitenwände der Ausschnitte (114) relativ zueinander in radialer Richtung nach außen konvergieren und die zweite Ringfläche (319b) an der radial äußeren Kante der ersten Ringfläche (319) gebildet wird und daß die zweite Ringflä­ che (319b) eine begrenzte radiale Versetzung der Kugeln (115) nach innen innerhalb der entsprechenden Ausschnitte (114) während einer Überlastbedingung bewirkt.
13. Überlastkupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die kegel­ stumpfförmige konische Fläche (231) und die zweite Ringfläche (219b) unterschiedli­ che Neigungen relativ zur Kupplungsachse aufweisen.
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Prospekt Fa. Mayr "EAS-NC Novum", 4/93 *
Prospekt Fa. Mayr "EAS-NC", 6/87 *

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DE4005986A1 (de) 1990-08-30

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