DE4240086A1 - Sicherheitsnabe mit fest eingestellter Drehmomentbegrenzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsnabe zum Verbinden einer Antriebsscheibe oder dergleichen mit einer Welle.

Man versteht darunter eine Sicherheitsnabe, die beim Überschreiten eines bestimmten Drehmomentwertes ausrückt, so daß die bei normalem Betrieb gegebene drehfeste Verbindung zwischen Antriebselement und Nabe aufgehoben wird.

Derartige bekannte Sicherheitsnaben besitzen üblicherweise einen Innenring, der in etwa die Form eines Zylinderrohres hat und dessen zentrale Bohrung zur Aufnahme der Welle dient. Die Welle kann dabei mittels einer üblichen Klemmverbindung oder einer Spannvorrichtung mit dem Innenring verbunden werden.

Der Innenring der bekannten Sicherheitsnaben besitzt in etwa axial mittig auf seiner Außenmantelfläche einen radial nach außen weisenden, mehrere, insbesondere gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte, axiale Sackloch- oder Stufenbohrungen aufweisenden Flansch. In diesen Sackloch- oder Stufenbohrungen sind jeweils eine Kugel gelagert, wobei alle Sackloch- oder Stufenbohrungen und alle Kugeln zweckmäßiger Weise die gleichen Abmessungen haben.

Der Innenring ist in die zentrale Bohrung der Antriebsscheibe eingesetzt, bei der es sich beispielsweise um eine Riemenscheibe oder um ein Kettenrad handeln kann. In der zentralen Bohrung der Antriebsscheibe befindet sich auch ein Außenring, der damit verbunden ist und durch dessen zentrale Bohrung sich der Innenring erstreckt. Der Außenring ist dabei an seiner flanschabgewandten Stirnseite über eine Tellerfeder einstellbar über eine Klemmnabe und zur Gegenseite über Kugeln, welche in Sackloch- oder Stufenbohrungen angeordnet sind, vorgespannt. Die über ein Außengewinde in den Innenring stufenlos eingeschraubte Klemmnabe kann dadurch zur stufenlosen Einstellung des Ausrückmomentes der Sicherheitsnabe benutzt werden. Damit dieses werkseitig eingestellte Moment nicht kundenseitig manipuliert oder verstellt werden kann, wird das Gewinde mit einem aushärtbaren Kleber bestrichen und nach dem Einstellvorgang ausgehärtet und dadurch unlösbar.

Das Anschlagelement der bekannten Sicherheitsnaben ist üblicherweise eine Einstellmutter, dessen Innengewinde mit einem auf der Außenmantelfläche des Innenringes vorhandenen Gewinde zusammenwirkt, oder ein Anschlag wie z. B. ein Sprengring oder Festanschlag, wie er in (DE 41 01 018) oder in der Patentschrift der Schweizerischen Eidgenossenschaft Nr. 370602 beschrieben ist. Da das Ausrückmoment der Tellerfeder sehr fein eingestellt werden muß, ist eine besondere Sorgfalt darauf zu legen, daß die Fügeteile zur Tellerfeder absolut plan zueinander ausgerichtet sind, denn der Arbeitspunkt der Tellerfeder muß in einem Einstellbereich von ca. 1/10 mm eingestellt werden.

Bei den bisher bekannten Sicherheitsnaben trat nun häufig das Problem auf, daß diese Sicherheitsnaben nach einer Demontage und einem erneuten Zusammenbau bzw. Aufsetzen auf eine Welle oder wie bei bisherigen Lösungen bei Einstellen über eine Bundschraube durch eine schraubenmäßige Verdrehsicherung schon sich seitliche Drift auf die Tellerfeder auswirkte. Dadurch konnte ein exaktes Ausrückmoment nie reproduzierbar gehandhabt werden, da auch häufig diese Einstellmutter kundenseitig noch verdreht wurde.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Sicherheitsnabe der beschriebenen Art beizustellen, bei der Fehlbedienungen bzw. falsche Einstellungen vermieden werden, dadurch fehlerhaft eingestellte Ausrückmomente durch den Monteur nicht vorkommen können. Ein nachträgliches Verstellen der Tellerfeder wird unmöglich.

Das Anschlagelement ist bei der vorliegenden Aufgabe als eine axial feststehende Position zu sehen und zudem noch multifunktionell als auslegbare Spanntechnik (seitliche Klemmnabe) auslegbar. Durch diese planparallel vorgegebene Montage wird erreicht, daß sich das gewünschte Ausrückmoment unproblematisch vom Monteur einstellen läßt und durch das unverrückbare Einkleben des Gewindes, eine nachträgliche Veränderung des bezugsmäßigen Anschlags absolut vermieden wird.

Generell sollten bei Sicherheitskupplungen, Sicherheitsnaben oder Sicherheitsrutschnaben Kippmomente oder seitliche Krafteinwirkungen auf das Maschinenelement vermieden werden. Man vermeidet dies in der beschriebenen Ausführung einer Sicherheitsnabe dadurch, daß die Auslegung des Innenrings mittels einer Passung ausgedreht wird und somit zur Abstützung der Antriebsscheibe dienlich wird. Da hier schon durch die Auslegung der Klemmnabe wie der Abstützung der Tellerfeder nur ein Konstruktionselement gegeben ist, kann man von einer hohen Fertigungspräzision ausgehen, die ein exaktes Ausrückmoment garantiert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Erfindung der beschriebenen Art bereitzustellen, bei der generell von einer Fehlbedienung oder falsche Einstellungen vermieden werden können und somit nachträgliche Tellerfederverstellungen nicht gegeben sind. Schon durch die Herstellung der Sicherheitsnabe, sowie in ihrer funktionellen Anwendung kann davon ausgegangen werden, daß sich das Ausrückverhalten gegenüber dem im Stand der Technik bekannten Sicherheitskupplungen, Rutsch- oder Sicherheitsnaben aufgrund der nur drei zu einander in Fügung gehaltener zu fertigender Teile wie Innenring, Außenring (verbunden mit beliebiger Antriebsscheibe) sowie der modifizierten Klemmnabe in einem exakten Arbeitspunkt verhalten muß.

Der Kern der Erfindung liegt somit darin, daß durch die geringe Eigenmasse der Sicherheitsnabe, durch die in der Auslegung begrenzte Auswahl von Funktionsteilen und der einstellbaren Klemmnabe, sowie das unmittelbare Einkleben der Klemmnabe ein unveränderbares Ausrückmoment garantiert ist. Durch diese Konstruktionsauslegung wird eine minimale seitliche Drift des Außenrings und somit auch eine seitliche Bewegung der Antriebsscheibe vorgegeben. Dieser Weg wird sich exakt in der Größenordnung des durch den Formschluß der Kugeln, also deren Eintauchtiefe in die im Außenteil aufgezeigten Durchgangs­ bohrungen beschränken und dadurch für die Funktion der Kupplung unkritisch.

Ein Driften der Tellerfeder wird durch die Auslegung der Klemmnabe, durch die radiale Einschlitzung stirnseitig zur Tellerfederführung vermieden, da durch diese Konstruktion das in der Auslegung des Gewindespiels der Klemmnabe gleichmäßige Anliegen der Tellerfeder präzise zur parallelen Lage in Bezug auf die Antriebsscheibe kompensiert wird.

Durch diese Anordnung und Auslegung der beschriebenen Sicherheitsnabe können generell die Kippmomente auf ein Minimum reduziert werden. Die von der Antriebsscheibe eingehenden Kräfte können in der Ideallinie des Kraftverlaufs gehandhabt werden und somit kann auf gemäß im Stand der Technik beschriebene Kugellager zur Stützung der Kippmomente notwendige Elemente verzichtet werden.

Claims (7)

1. Sicherheitsnabe zum Verbinden einer Antriebsscheibe (4) oder dergleichen mit einer Welle (10) aufgebaut aus einem Innenring (1), der eine zentrale Bohrung (12) zur Aufnahme der Welle (10) und einen radial nach außen weisenden, mehrere insbesondere gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilte, axiale Sackloch- oder Stufenbohrungen (14) aufweisenden Flansch besitzt, wobei in jeder Sackloch- oder Stufenbohrung (14) eine Kugel (2) gelagert ist, aus einem mit der Antriebsscheibe (4) verbundenen Außenring (3) erstreckt und der an seiner flanschabgewandten Stirnseite an einem auf der Außenmantelfläche der Klemmnabe (8) angebrachten Anschlagteil (13) abgestützt, sowie auf seiner zum Flansch zeigenden Stirnseite jeder Durchgangsbohrung axial gegenüberliegend mit einer Vertiefung (6) versehen ist, in die die in der jeweiligen Durchgangsbohrung (6) befindliche Kugel (2) mittels eines mit einer Tellerfeder (5) beaufschlagten, auf der axial gegenüberliegenden Seite des Flansches mittels verdrehbarer Klemmnabe (8) einstellbar beaufschlagten Moment dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagmoment radial exakt planparallel und stufenlos mit einem nach dem Stand der Technik bekannten Spannelement gleichzeitig funktionell als Anschlagelement einer Tellerfeder ausgelegt ist.

2. Sicherheitsnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Anschlagelement dienliche Klemmnabe (9) eine radial umlaufende Führungsnut oder Vertiefung (13) besitzt.

3. Sicherheitsnabe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Tellerfeder (5) zeigende Anschlagfläche der Klemmnabennut oder Vertiefung (13) senkrecht sowie quer zur Mittelachse der zentralen Bohrung (12) des Innenringes (1) angeordnet ist.

4. Sicherheitsnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Innenring (1) und Außenring (3) zentral im axialen Bereich der Antriebsscheibe liegen.

5. Sicherheitsnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Radialebene der Antriebsscheibe (4) und die Radialebene, auf der Kugel (2) liegen, in etwa im gleichen Zentrum platziert sind.

6. Sicherheitsnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Stand der Technik bekannte seitliche Klemmnabe (9) zur Einstellung mittels Montagebohrungen (11) oder dergleichen, sowie einer oder mehrerer radial angebrachter Schrauben (8) zum Festspannen der Antriebswelle (10) ausgelegt ist.

7. Sicherheitsnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einstellvorgang der Sicherheitsnabe eine Markierung (15) auf der Stirnseite des Außenringes (3) angebracht ist, welche nach der werksseitigen Einstellung des Lieferanten mit einer Bezugsmarkierung (15), sowie einer gegebenen Momentenkenn­ zeichnung (16) auf der in oben beschriebenen Klemmnabe (9) gekennzeichnet ist.