DE4120207C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Sicherheitskupplungen, bei denen Mitnehmerkörper in Form von z. B. Kugeln oder Rollen in Ausnehmungen des einen Kupplungskörpers verschiebbar gelagert sind und meist mit Federvorspannung in Einrastvertiefungen des anderen Kupplungskörpers gepreßt werden, und damit ein Drehmoment begrenzt übertragen, sind schon seit langer Zeit bekannt.

Der NC-Maschinenbau stellt sehr hohe Anforderungen an Sicherheitskupplungen, die mit gängigen Lösungen nur unzu­ reichend, oder mit hohem Fertigungsaufwand zu verwirklich­ en sind.

Hauptanforderungen, die an solche Sicherheitssystem ge­ stellt werden, sind exakte Spielfreiheit, hohe Torsions­ steife, präzise Positioniergenauigkeit beim Wiederein­ kuppeln und kostengünstige Herstellung.

Bekannt sind z. B. Lösungen nach der DE-OS 37 32 753 A1, bei denen sich die Ausnehmungen, die als Führungen der Kupplungskörper dienen, von den Einrastvertiefungen um einen solchen Betrag unterscheiden, daß eine rotatorische Verspannung gegeneinander erreicht wird. An- und Abtriebseite dieser Kupplung müssen jedoch ge­ trennt voneinander gefertigt werden, was aufwendig und ungenau ist. Gleichmäßige Traganteile der Kupplungskörper können so nicht garantiert werden. Spielfreiheit wird bei dieser Lösung nur auf Kosten der Torsionssteife erreicht, da die Traganteile der Kupplungs­ körper ungleichmäßig und meist nur punktförmig erreicht werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitskupplung zu schaffen, die durch

• a) ein einfaches Herstellungsverfahren
• b) hohe Spielfreiheit und Torsionssteife bei
• c) winkelgetreuer Wiedereinrastung ermöglicht,
• d) hohe Traganteile und Systemsteifigkeit aufweist und
• e) bei Verschleiß selbstnachstellend wirkt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patenanspruches 1 gelöst.

In folgenden Wort- und Bildbeschreibungen wird die Er­ findungs beispielsweise erklärt:

Hierbei stellen dar:

Fig. 1 Schnittzeichnung der Sicherheitskupplung mit typischer Anbausituation

Fig. 2 Funktionsprinzip eingekuppelt

Fig. 3 Funktionsprinzip ausgekuppelt

Fig. 4 Herstellung der Ausnehmungen und Einrastvertief­ ungen. Abwicklung eines Stückes der Kreisbahn, auf der das Drehmoment übertragen wird.

Fig. 5 Spielfreie Verkeilung von Mitnahme und Kupplungs­ körper, durch einfaches Einstellen des Abstandes. Abwicklung eines Stückes der Kreisbahn

Wie bei allen Sicherheitskupplungen dieser Bauart ist der treibende Kupplungkörper mit axial angebrachten Aus­ nehmungen ausgeführt, in denen Mitnehmerkörper (in uns­ erem Beispiel Kugeln) verschiebbar gelagert sind. Die Mit­ nehmerkörper werden in die Einrastvertiefungen der ge­ triebenen Kupplungskörper z. B. mit Federkraft vorgespannt.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Ausnehmungen (1) [Fig. 4] des Kupplungskörpers (2) und die Einrastver­ tiefungen (6) des anderen Kupplungskörpers (5) in einer Aufspannung im vorgespanntem Zustand (12), z. B. durch Bohren oder Fräsen einer Nut so herzustellen, daß die Wirklinien der Mitnehmerköper winklig zur Mittelachse (8) ausgeführt sind.

Der Versatz zur Kupplungsmittelachse beträgt ca. 2-5°.

Bei der Montage der Kupplung entsteht konstruktionsbedingt ein Abstand (9) zwischen an- (2) und abtriebseitigem (5) Kupplungskörper. Der Abstand der paarweise angebrachten Einrastvertiefungen (6) zueinander verändert sich dabei nicht, wohl aber der Abstand der zwei Mitnehmerkörper, da diese in winklig zur Kupplungsmittelachse (8) angebrachten Ausnehmungen (1) gelagert sind und sich auch nur in diesem Winkel axial bewegen können.

Dieser Abstand wird um so größer, je größer der Abstand (9) von an- (2) und abtriebsseitigem (5) Kupplungskörper durch Positionierung des Axiallagers (13) eingestellt wird.

Es wirkt sich positiv auf die Systemsteifigkeit aus, wenn die Ausnehmungen paarweise im Winkel gegenläufig ausge­ führt sind. Weiterhin wird dadurch die winkelgetreue Wiedereinrastung gewährleistet. Mit dieser Lösung sind außer rotatorisch, auch linear wirkende Sicherheitssysteme realsierbar (z. B. an Zug­ stangen und Linearführungen).

Durch die erfindungsgemäß ausgeführte Sicherheitskupplung werden folgende Verbesserungen bestehender Lösungen er­ reicht:

• 1. kostengünstige Fertigung durch einfaches Herstellungs­ verfahren.
• 2. Durch die Herstellungsmöglichkeit in einer Aufspannung ergeben sich höchste Tragzahlen der Mitnehmerkörper, was eine hohe Systemsteifigkeit ergibt.
• 3. Spielfreiheit ergibt sich systembedingt bei der Montage, wobei der Traganteil der Mitnehmerkörper, durch Verändern des Abstandes, einstellbar ist.
• 4. Die Mitnehmerkörper müssen nicht eng in den Führungen eingepaßt werden, sondern können leicht beweglich sein.
• 5. Durch paarweise winklig angebrachte Anordnung der Mitnehmer auf der Kreisbahn wird eine hohe winkelge­ treue Einrastposition erreicht.

Bezugszeichenliste

 1 Ausnehmungen
 2 antriebseitiger Kupplungskörper
 3 Mitnehmerkörper
 4 Vorspannung (Feder)
 5 abtriebseitiger Kupplungskörper
 6 abtriebseitige Einrastvertiefungen
 7 Mittelachse/Wirklinie des Mitnehmerkörpers
 8 Kupplungsmittelachse
 9 Abstand zwischen An- und Abtriebseite der Sicherheits­ kupplung
10 Verteilung der Flächenpressung
11 Versatz von Wirklinie der Mitnehmerkörper (7) zur Mittellinie der Einrastvertiefung (6) bei Abstand (9)
12 An- und Abtriebseite beim Bearbeiten im gespannten Zustand
13 Axiallager
14 Zahnriemenrad
15 Näherungsschalter für Not-Aus-Signal
16 Kugelrollspindel

Claims (4)

1. Sicherheitskupplung mit je einem treibenden und einem über diesen angetriebenen Kupplungskörper und einer Anzahl entlang einer koaxialen Kreisbahn in Abständen angeordneten Mitnehmerkörper, die in Ausnehmungen des einen Kupplungskörpers verschiebbar gelagert sind, und die zur Drehmomentübertragung mit pneumatischer, hydraulischer und mechanisch-federelastischer Kraft in Einrastvertiefungen vorgespannt sind, wobei die Ein­ rastvertiefungen so gearbeitet sind, daß bei Überlast die Mitnehmerkörper gegen die Vorspannkraft ausgehoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (1) des treibenden Kupplungskörpers (2) und die dazu­ gehörigen Ausrastvertiefungen (6) des getriebenen Kupplungskörpers (5) im zusammengespannten Zustand der beiden Teile (2, 5) exakt auf einer gemeinsamen Mittel­ achse (7), die winklig zur Mittelachse (8) der Sicher­ heitskupplung angebracht ist, angebracht werden und sich durch axiales Verschieben der treibenden (2) und getriebenen (5) Kupplungskörper ein paralleler Versatz (11) der Mittelachsen (7) von Ausnehmungen (1) und Aus­ rastvertiefungen (6) ergibt, der sich zu dem Abstand (9), von treibenden (2) und getriebenen (5) Kupplungskörper proportional vergrößert.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Mittelachsen (7) der Ausnehmungen (1) und der dazugehörigen Abrastvertiefungen (6) wind­ schief zur Mittelachse (8) der Kupplung ausgerichtet und die gemeinsame Mittelachse (7) zumindest einer Ausnehmung (1) und der dazugehörigen Ausrastvertiefung (6) windschief und entgegengesetzt winklig zu der benachbarten Mittelachse (7) bzw. zur Mittelachse (8) der Kupplung angeordnet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsamen Mittelachsen (7) von in Umfangsrichtung benachbarten Ausnehmungen (1) und Ausrastvertiefungen (6) paarweise windschief und entgegengesetzt winklig zur Mittelachse (8) der Kupplung ausgerichtet sind.

4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Winkel zwischen den gemeinsamen Mittelachsen (7) der Ausnehmungen (1) und der dazu­ gehörigen Ausrastvertiefungen (6) und der Mittelachse (8) der Kupplung 2 bis 5° beträgt.