DE69816362T2 - Drehmoment-Bregrenzungs-Kupplung - Google Patents

Drehmoment-Bregrenzungs-Kupplung Download PDF

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Dante 40055 Villanova Di Castenaso Cavalli
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Cavalli Dante & Walter Omc
Omc SNC Di Dante Cavalli & C Villanova Di Castenaso
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebskupplung mit Begrenzung des Drehmomentes, das durch eine unter Druck stehende Betriebsflüssigkeit gesteuert übertragen werden kann.
  • Antriebskupplungen mit Drehbegrenzung des bekannten Typs bestehen aus einem Paar von koaxialen Naben, welche starr mit der Antriebswelle und der Antriebswelle verbunden werden können und Elemente zur Übertragung des Drehmomentes haben, sowie entsprechende Sitze an ihren sich gegenüberliegenden Flächen, das heisst den Kontaktflächen. Alternativ oder in Kombination mit den genannten Elementen zur Drehmomentübertragung können die beiden Naben ergänzende Zähne haben, welche die Elemente zur Drehmomentübertragung unterstützen oder ersetzen.
  • Die Naben werden durch die Betriebsflüssigkeit eine gegen die andere gehalten, welche die Elemente zur Drehmomentübertragung in den jeweiligen Sitzen hält.
  • Ein Beispiel dieser Kupplungen ist in dem Patent US-A-2 963 134 beschrieben.
  • Dieses Patent beschreibt eine Drehmomentbegrenzungskupplung, die durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit in dem eingerückten Zustand gehalten ist, welche auf einen Kolben wirkt, der zwei aktive Flächen hat. Diese Kupplung hat den Nachteil der Unmöglichkeit des Wiedereinrückens unter Verwendung der unter Druck stehenden Flüssigkeit und den einer komplexen Struktur und des hohen Verbrauchs von unter Druck stehender Flüssigkeit.
  • Ein anderes Beispiel dieser Kupplungen ist in EP-283424 gegeben, welches als der nächstliegende Stand der Technik betrachtet wird. Eine Überlastungskupplung hat einen axial beweglichen Ring mit Vertiefungen zur Aufnahme von Kugeln zur Übertragung des Drehmomentes, gehalten in den Sitzvertiefungen in einer Rillehalterung, wobei die Vertiefungen grösser sind als die Vertiefungen. Die Kugeln können in der Rillenhalterung entweder durch einen Käfig mit Kegelbohrungen oder durch einen Trägerring mit lichten Bohrungen und einer Halteplatte gehalten werden. Der Ring kann durch in einem Zylinder vorhandenen Flüssigkeitsdruck bewegt werden, wobei die Reaktion der Federn überwunden wird.
  • Es wurden daher Versuche unternommen, den Betrieb der bekannten Typen von Kupplungen zu verbessern, und zwar durch Herstellung einer Kupplung von einfacher Struktur, die mit Hilfe der unter Druck stehenden Flüssigkeit ausgerückt und wiedereingerückt werden kann.
  • Zu diesem Zweck ist eine Kupplung nach Anspruch 1 oder Anspruch 13 vorgesehen.
  • Da sie von einem einzeln wirkenden Typ ist, hat die lineare Antriebseinheit eine einfache Konstruktion. Die Federmittel oder die zweiten Druckmittel, welche sich der Wirkung der Antriebseinheit entgegensetzen, erlauben es der Antriebseinheit ebenfalls, sich in der entgegengesetzten Richtung zu bewegen.
  • Bei einer ersten Ausführung halten die Federmittel die Naben in der eingerückten Position und die Antriebseinheit erlaubt das Ausrücken der Naben. Das Ausrücken der Naben wird unterstützt durch die zweiten Druckmittel, die zwischen den beiden Naben angeordnet sind.
  • Bei einer zweiten Ausführung hält die lineare Antriebseinheit die Naben in dem eingerückten Zustand und die zweiten Druckmittel erlauben das Ausrücken der Naben. Bei letzterer Ausführung sind die an der linearen Antriebseinheit befestigten Federmittel nicht vorhanden, und die Aufgabe, sich der Wirkung der linearen Antriebsmittel entgegenzusetzen, wird direkt von den zweiten Druckmitteln übernommen.
  • Nach der Erfindung enthält die lineare Antriebseinheit eine Vorrichtung, welche eine Verstärkung der Kraft erlaubt, entwickelt durch die unter Druck stehende Flüssigkeit, mit welcher die lineare Antriebseinheit die Naben in eingerücktem Zustand hält.
  • Bei einer noch anderen Ausführung nach der Erfindung enthält die lineare Antriebseinheit eine Vorrichtung, welche eine Verstärkung der Kraft erlaubt, entwickelt durch die unter Druck stehende Flüssigkeit, mit welcher die lineare Antriebseinheit die Naben ausrückt.
  • Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung wird nachstehend im Detail beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, welche vorgezogene Ausführungen in Übereinstimmung mit der Erfindung und Ausführungen zum besseren Verstehen der Erfindung zeigen, ohne den Zweckbereich der Erfindung einzugrenzen, und von denen
  • 1 ein axialer Schnitt der offenbarten Drehmomentbegrenzungskupplung ist;
  • 2 ist ein axialer Schnitt einer Variante der Drehmomentbegrenzungskupplung aus 1;
  • 3 ist ein Querschnitt der Drehmomentbegrenzungskupplung entlang der Linie III-III in 2;
  • 4 ist ein axialer Schnitt einer alternativen Ausführung der Drehmomentbegrenzungskupplung;
  • 5 ist ein Querschnitt der Drehmomentbegrenzungskupplung entlang der Ebene S aus den 1 und 4, mit einigen Teilen entfernt, um andere besser darzustellen;
  • 6 ist ein axialer Schnitt einer Ausführung nach der Erfindung der Drehmomentbegrenzungskupplung, verse hen mit einer Vorrichtung, welche die Kraft der Druckmittel verstärkt; und
  • 7 und 8 sind schematische Darstellungen von weiteren zwei Ausführungen der Vorrichtung, welche die Kraft der Druckmittel verstärkt.
  • Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird die offenbarte Drehmomentbegrenzungskupplung durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit betätigt und besteht aus zwei Naben 1 und 2, welche auf die bekannte Weise auf zwei, hier nicht gezeigte koaxiale Wellen aufgezogen werden können. Die Naben 1 und 2 haben eine Anzahl von Elementen 3 zur Übertragung des Drehmomentes und entsprechende Sitze 4. Die Nabe 1 wird in Richtung der Trennebene S der beiden Naben 1 und 2 gedrückt, und zwar durch erste Druckmittel 6 und auf solche Weise, dass ein Antriebsmoment übertragen wird.
  • Die Elemente 3 zur Übertragung des Drehmomentes, die mit Hilfe eines Beispiels als Rollen 3 gezeigt sind, sind in jeweiligen Sitzen mit der Möglichkeit gelagert, nur eine Umdrehung im Leerlauf um ihre Achsen auszuführen, positioniert nach radial zu der Nabe verlaufenden Richtungen, welcher sie zugeordnet sind. Natürlich können die Rollen 3 gegen gleichwertige Elemente ausgetauscht werden, zum Beispiel einen Satz Kugellager mit entsprechendem Käfig. Ausserdem ist die radiale Anordnung der Elemente 3 im Verhältnis zu der Kupplung nicht begrenzend, da verschiedene schräge oder axiale Positionen möglich sind.
  • Die 5 zeigt ein Beispiel einer Kupplung, in welcher die Elemente 3 zur Übertragung des Drehmomentes und die entsprechenden Sitze 4 in verschiedenen Winkeln angeordnet sind, was bedeutet, dass die Elemente 3 und die Sitze 4 nur bei einem präzisen Wert der entsprechenden Umdrehung der beiden Naben 1 und 2 zueinander ausgerichtet sind. In dem in 5 gezeigten spezifischen Falle sind die Sitze 4 und die entsprechenden Positionen der Elemente 3 solche, dass sie ein Wiedereinrücken der Naben nur im Anschluss an eine vollständige Umdrehung entsprechend 360° erlauben.
  • Die Winkel in der Mitte zwischen den Achsen eines jeden Paares von aneinandergrenzenden Sitzen 4, ausgedrückt in sexagesimalen Graden, entsprechen aufeinanderfolgend: 10, 29, 94, 49, 69, 13.
  • Der Winkel in der Mitte entsprechend der Breite des Sitzes, gemessen am kleineren Durchmesser des Sitzes, beträgt zwischen 9 und 12 sexagesimalen Graden, abhängig von der Grösse der Kupplung, und ist nie grösser als 15 Grad. Diese besondere Auslegung erlaubt immer den optimalen Kontakt zwischen den beiden Naben 1 und 2, im Falle dass die Naben ausgerückt sind, wenn das zu übertragende Drehmoment überschritten ist, und wenn die Druckmittel 6 weiter auf die Naben wirken. In diesem Zustand haben die Naben immer Kontakt miteinander an wenigstens drei Punkten, das heisst an wenigstens drei Elementen 3 zur Übertragung des Drehmomentes.
  • Wie in 5 gezeigt ist, beträgt der maximale Winkel für den Kontakt zwischen zwei Elementen 3 zur Übertragung des Drehmomentes unter ungünstigen Umständen 143 sexagesimale Grade.
  • Die Elemente 3 zur Übertragung des Drehmomentes und die Sitze 4 können jedoch auch um gleiche Winkel getrennt sein, zum Beispiel mit sechs Elementen 3 um einen entsprechenden Winkel von 60 sexagesimalen Graden positioniert. Als Ergebnis kann die Kupplung nur nach einem Bruchteil einer entsprechenden Umdrehung der Naben 1 und 2 wiedereingerückt werden, entsprechend einem individuellen Winkel (in diesem Falle 60 Grad) zwischen den Elementen 3 und den Sitzen 4.
  • Die Nabe 2 ist in zwei Teile 2a, 2b getrennt, so dass sie an einem Flansch 51 an einer mittleren Halterung 5 befestigt werden kann. Die Nabe 2 ist axial feststehend, kann sich jedoch um die Achse A drehen, und zwar dank von zwei Drucklagern 21, 22 und einem radialen Lager 23, aufgezogen auf die mittlere Halterung 5.
  • Der mittlere Abschnitt der Halterung 5 hat einen verzahnten Abschnitt 52, auf welchem die Nabe 1 axial gleiten kann, wobei sie im gleichen Winkel angeordnet ist wie die mittlere Halterung 5. Die äussere Oberfläche der Nabe 1 weist eine Rille 11 auf, welche, wenn das zu übertragende Drehmoment überschritten ist und die Nabe ihre axiale Bewegung vervollständigt hat, die Aktivierung geeigneter Steuer- und Warnmittel auslöst.
  • Die ersten Druckmittel 6 sind an dem Ende der mittleren Halterung 5 angebracht, entgegengesetzt von dem Ende, an welchem die Nabe 2 montiert ist.
  • Bei einer ersten Ausführung, gezeigt in 1, enthalten die ersten Druckmittel 6 eine lineare Antriebseinheit 8 mit einem Zylinder 81, welcher axial auf der Halterung 5 gleitet, und zwar dank Reguliermitteln, bestehend aus einer Nutmutter 91, die sich auf einen Gewindeteil der Halterung 5 schraubt. Eine Schraube 92 erlaubt das Blockieren der Nutmutter 91 in einem Winkel. Im Inneren des Zylinders 81 gleitet axial ein ringförmiger Kolben 82, dessen Abdichtung durch zwei Dichtungen 83 gewährleistet ist.
  • Der Zylinder 81 und der Kolben 82 sind auf zwei Lagern 84 montiert, welche sich axial auf der Halterung 5 verschieben. Auf diese Weise ist die Halterung 5 frei, sich im Verhältnis zu dem Zylinder 81 und dem Kolben 82 zu drehen, welche feststehend sind und am Drehen gehindert werden. Zwischen dem Boden 811 des Zylinders 81 und dem Kolben 82 sind Federmittel 9 vorgesehen, welche in dem in den 1 und 2 gezeigten Beispiel aus einem Satz Tellerfedern 9a bestehen. Diese Tellerfedern 9a können durch andere geeignete Typen von Federn ersetzt werden, zum Beispiel durch eine Schneckenfeder, befestigt an der Halterung 5, oder durch einen Satz von Schneckenfedern, die mit ihren Achsen parallel zu der Achse A verlaufen und um die Halterung 5 positioniert sind.
  • Der ringförmige Kolben 82 weist einen ebenfalls ringförmigen Ansatz auf, an dessen Ende sich ein Ring aus reibfestem Material oder ein Rollenlager 821 befindet. Dieses Ende wirkt auf die Nabe 1 auf solche Weise, dass sie mit der Nabe 2 im Eingriff gehalten wird. Die axiale Bewegung des Zylinders 81 mit Hilfe der Nutmutter 91 erlaubt eine Veränderung der Vorspannkraft der Federn 9a und somit der Kraft, mit welcher der Kolben 82 auf die Nabe 1 wirkt. Das Drehmoment, dass durch die Kupplung übertragbar ist, kann durch Festziehen oder Lockern der Nutmutter 91 erhöht oder verringert werden.
  • An der Aussenseite des Zylinders 81 befindet sich eine mit Gewinde versehene Blindbohrung 86, die zur Befestigung dient, um die Umdrehung des Zylinders 81 zu verhindern, und an der Innenseite des Zylinders eine durchgehende Bohrung 85, die es der unter Druck stehenden Flüssigkeit erlaubt, auf den Kolben 82 zu wirken.
  • Bei der in 1 gezeigten Ausführung bewegt die Flüssigkeit den Kolben 82, wobei sie der Kraft der Federn 9a entgegenwirkt, so dass die Nabe 1 von der Nabe 2 freigegeben wird. Es muss bemerkt werden, dass das übertragbare Drehmoment nicht durch den Druck der Flüssigkeit beeinflusst wird.
  • Um die Freigabe der Nabe 1 von der Nabe 2 zu unterstützen, sind zweite Druckmittel 7 vorgesehen. Diese Mittel 7 bestehen aus einem Satz Federn 71, gehalten durch eine Federführung 72. Letztere besteht aus einer zylindrischen Muffe mit axialen Bohrungen 72a, in welchen die Federn 71 gleiten können.
  • Um die Vorspannung der Federn 71 zu verändern, sind Reguliermittel 75 vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführung sind diese unter Verwendung von wenigstens einem Ring 75 von geeigneter Stärke hergestellt. Der Ring hat Zapfen 75a parallel zu der Achse A, um welche die Federn 71 befestigt sind und welche zum Führen der Federn beitragen.
  • Ein Ende der axialen Bohrungen 72a hat eine Bohrung 72b mit einem kleineren Durchmesser für den Durchlass der Zapfen 75a, und um einen Halt für die Federn 71 zu bilden.
  • Bei der in den 2 und 3 gezeigten Ausführung ist die Gruppe Zylinder 81 und ringförmiger Kolben 82 durch eine Anzahl von Zylindern 82b und Kolben 82c mit entsprechenden Dichtungen 83 ersetzt. Die Achsen der Zylinder verlaufen parallel zu der Achse A, und die Zylinder sind eben falls um die Halterung 5 angeordnet. Die Kolben 82c wirken auf ein ringförmiges Element 82a, welches einen ringförmigen Ansatz mit einem reibfesten Ring 821 aufweist. Das ringförmige Element 82a wirkt auf die Nabe 1 in ähnlicher Weise wie der Kolben 82 in dem in 1 gezeigten Beispiel. Leitungen 85a sind im Inneren des Körpers des Zylinders 81 vorgesehen, um die unter Druck stehende Flüssigkeit auf die Zylinder 82b zu verteilen.
  • Alle anderen Merkmale des Betriebes dieser Ausführung sind identisch mit jenen der in 1 gezeigten Ausführung.
  • Bei der in 4 gezeigten Ausführung wirken die ringförmigen Kolben mit Hilfe des Lagers 84 auf die Nabe 1. In diesem Falle hält die durch die Wirkung der unter Druck stehenden Flüssigkeit entwickelte Kraft die Nabe 1 im Kontakt mit der Nabe 2, wobei die Übertragung des Antriebsmomentes erlaubt ist. Anders als bei der in 1 gezeigten Ausführung ist das Antriebsmoment, das durch die Kupplung übertragen werden kann, daher eine Funktion des Druckes der Flüssigkeit, welche auf den Kolben 82 wirkt. Wenn die Kupplung ausgerückt werden muss, kann die Zufuhr von unter Druck stehender Flüssigkeit einfach angehalten werden, wobei die Wirkung des Kolbens 82 auf die Nabe 1 unterbrochen wird. Im Anschluss an diesen Vorgang holen die Federmittel 9, die aus den Federn 9a bestehen, den Kol ben 82 in die Freigabeposition zurück. Die zweiten Druckmittel 7 bewegen ebenfalls die Nabe 1 in einen Zustand, in welchem sie im wesentlichen von der Nabe 2 freigegeben und somit die Übertragung der Bewegung unterbrochen ist. Um sich den verschiedenen Druckwerten der Flüssigkeit anzupassen und die Ansprechgeschwindigkeit zu verändern, wenn die Kupplung ausgerückt ist, kann die Vorspannkraft der Federn 9a unter Verwendung einer mit Gewinde versehenen Nutmutter 95 eingestellt werden.
  • Bei einer anderen, hier nicht gezeigten Ausführung fehlen die Federmittel 9 und deren Aufgabe wird von den zweiten Druckmitteln 7 übernommen. Da die Wirkung der Federmittel 9 dieselbe ist wie die der zweiten Druckmittel 7, führen letztere den Kolben 82 mit Hilfe der Nabe 1 in den Zustand der ausgerückten Kupplung zurück.
  • Wiederum bei letzterer Ausführung, wie auch in der in 4 gezeigten, kann der ringförmige Zylinder 82 durch einen Satz von kleineren Zylindern ersetzt werden, deren Achsen parallel zu der Achse A verlaufen, und zwar nach einer hier nicht gezeigten Ausführung, im wesentlichen ähnlich der in den 2 und 3 gezeigten. In diesem Falle, im Gegensatz zu dem in den oben erwähnten 2 und 3 gezeigten Falle, bewegt die Wirkung der unter Druck stehenden Flüssigkeit auf die kleinen Zylinder die Nabe 1 in den Zustand, in welchem sie mit der Nabe 2 im Eingriff ist.
  • Die 6 zeigt eine Variante der Drehmomentbegrenzungskupplung nach der Erfindung, mit einigen Teilen ähnlich wie die der bis hierher beschriebenen Kupplungen. Daher bleiben die Bezugnummern zum Bezeichnen der bereits beschriebenen Elemente die gleichen, während neue oder geänderte Elemente mit neuen Nummern bezeichnet werden.
  • Die Kupplung in 6 enthält eine erste Nabe 101, welche axial im Verhältnis zu einer mittleren Halterung 105 gleitet, und eine zweite Nabe 102. Zwischen den ersten und zweiten Naben 101, 102 ist eine Anzahl von Elementen 3 zur Übertragung des Drehmomentes vorhanden sowie die entsprechenden Sitze 4. Die Nabe 101 wird durch erste Druckmittel 106 in Richtung der Trennebene S der beiden Naben 101 und 102 gedrückt.
  • Wie bei den vorangegangenen Ausführungen ist die Nabe 101 auf solche Weise auf einer mittleren Halterung 105 montiert, dass sie sich nicht drehen kann, aber frei ist, sich axial im Verhältnis zu der mittleren Halterung 105 zu bewegen, zum Beispiel mit Hilfe eines verzahnten Abschnittes.
  • Die Nabe 102 ist in einem Stück und ist axial feststehend, obwohl sie frei ist, sich im Verhältnis zu der mittleren Halterung 105 um die Achse A zu drehen. Die Gruppe der Naben 101 und 102 ist auf zwei Kegelrollenlagern 184 montiert, welche wiederum an der mittleren Halterung 105 liegen und an letzterer durch elastische Sicherheitsringe 191 befestigt sind (zum Beispiel Sprengringe). Die Lager 184 können auch die Aufgabe des axialen Drucklagers für die Nabe 102 und für die ersten Druckmittel 106 übernehmen. Die Lager 184 sind wiederum vor atmosphärischen Einwirkungen durch zwei Ringe 185 geschützt, befestigt mit Federringen 187 und versehen mit Dichtungen 186.
  • Die äussere Oberfläche der Nabe 101 weist eine Rille 11 auf, welche, wenn das zu übertragende Drehmoment überschritten ist und die Nabe ihre axiale Bewegung vervollständigt hat, die Aktivierung geeigneter Steuer- und Warnmittel erlaubt.
  • Bei einer ersten Variante nach der Erfindung, gezeigt in 6, enthalten die ersten Druckmittel 106 eine lineare Antriebseinheit 108 und eine Vorrichtung 200, welche die durch die lineare Antriebseinheit 108 gelieferte Kraft verstärkt.
  • Die Einheit 108 enthält einen Zylinder 81, in welchem ein ringförmiger Kolben 82 axial mit einer Dichtung 83 gleitet. Eine unter Druck stehende Flüssigkeit läuft durch die Zuführleitung 85 und drückt auf den ringförmigen Kolben 82. Letzterer hat ein Lager 188, welches über eine Vorrichtung 200 zur Verstärkung der Kraft auf die Nabe 101 wirkt, wobei es diese in dem Zustand hält, in welchem sie mit der Nabe 102 im Eingriff ist und die Übertragung des Antriebsmomen tes erlaubt.
  • Die Vorrichtung 200, welche die Kraft verstärkt, enthält eine Glocke 201 und wenigstens eine Hebelvorrichtung 202. Die Glocke 201 hat einen verzahnten Abschnitt, welcher mit dem verzahnten Abschnitt der mittleren Halterung 105 zusammenpasst, so dass sie sich zusammen mit der Halterung 105 drehen und axial zu dieser gleiten kann, wie es bei der Nabe 101 der Fall ist.
  • Die Hebelvorrichtung 202 enthält einen Hebel 203, vorzugsweise wenigstens zwei Hebel 203, angeordnet radial im Inneren der Glocke 201 auf solche Weise, dass sie sich um ihre eigenen abgerundeten Enden 205 drehen können, welche in einem Sitz 110 in der mittleren Halterung 105 liegen.
  • Der Hebel 203 enthält ebenfalls einen Vorsprung 206 an dem entgegengesetzten Ende zu dem genannten Ende 205, sowie einen dazwischen liegenden Vorsprung 204. Der Vorsprung 206 ist im Kontakt mit der inneren Wand der Glocke 201, während sich der Vorsprung 204 mit der Nabe 101 im Kontakt befindet.
  • Die abgerundeten Enden 205 und die beiden Vorsprünge 204 und 206 sind auf solche Weise angeordnet, dass sie in dem Hebel 203 einen sogenannten Hebel zweiten Grades erzeugen.
  • Tatsächlich ist der Vorsprung 204 in einem kürzeren Abstand d von dem Drehpunkt angeordnet, der als in der Mitte C des abgerundeten Endes 205 liegend betrachtet wird, verglichen mit dem Abstand D des Vorsprungs 206 von dem Drehpunkt. Auf diese Weise wird die auf den Vorsprung 206 ausgeübte Kraft entsprechend dem Verhältnis zwischen den Abständen D und d verstärkt.
  • Wie in der 6 gezeigt ist, kann man erkennen, dass der Hebel 203 an dem Vorsprung 206 von der Glocke 201 die Kraft entsprechend dem Zylinder 81 aufnimmt und die verstärkte Kraft mit Hilfe des Vorsprungs 204 an die Nabe 101 zurück gibt.
  • Es sind verschiedene Verhältnisse zwischen den Abständen D und d möglich, welche alle im Zweckbereich des erfinderischen Konzeptes liegen.
  • Bei einer vorgezogenen Ausführung beträgt das Verhältnis zwischen des Abständen D und d drei, weshalb die von dem Zylinder 81 entwickelte Kraft verdreifacht ist.
  • Als Ergebnis ist auch die axiale Verschiebung des Kolbens 82 des Zylinders 81 verdreifacht. Dies erzeugt keine besonderen Probleme, da die axiale Bewegung der Nabe 101, notwendig zum Ausrücken der Kupplung, sehr begrenzt ist, weshalb auch die axiale Bewegung des Kolbens 82 begrenzt bleibt.
  • Diese Vorrichtung zum Verstärken der Kraft macht es somit möglich, das Problem der Übertragung hoher Drehmomente zu lösen, auch wenn der Druck der Betriebsflüssigkeit, wel che den Zylinder 81 steuert, niedrig ist. Der Zylinder 81 kann folglich kompakter sein und die Kupplung als ein Ganzes ist kleiner als ähnliche Kupplungen, die in der Lage sind, das gleiche Niveau von Antriebsmomenten zu übertragen.
  • Es muss bemerkt werden, dass die Hebelvorrichtung 202, welche die Kraft verstärkt, nur ein Beispiel einer Ausführung nach der Erfindung ist, und dass andere mechanische und hydraulische Ausführungen zum besseren Verständnis der Erfindung beschrieben werden.
  • Wie zum Beispiel schematisch in der 7 gezeigt ist, können die Hebel 203 durch einen Mechanismus 210 ersetzt werden, welcher zwei Ritzel mit unterschiedlichen Durchmessern hat, die auf solche Weise auf entsprechende Zahnstangen wirken, dass die von der Glocke 201 kommende Kraft an der Nabe 101 um einen Grad verstärkt ist, welcher dem Verhältnis zwischen den Durchmessern der Ritzen entspricht.
  • In dem schematisch in 8 gezeigten Beispiel, besteht die Vorrichtung, welche die Kraft verstärkt, aus einer hydraulischen Vorrichtung 220, die nach dem Prinzip einer Hydraulikpresse arbeitet. In diesem Falle wirkt die Glocke 201 auf einen Hydraulikkolben, dessen Durchmesser geringer ist als der Durchmesser eines Hydraulikkolbens, welcher auf die Nabe 101 wirkt.
  • Die beiden Kolben sind hydraulisch miteinander verbunden, so dass die Bewegung auf lineare Weise übertragen wird. Der Wert des Verhältnisses zwischen der Druckfläche des Kolbens mit dem grösseren Durchmesser und der Druckfläche des Kolbens mit dem kleineren Durchmesser entspricht dem Wert, um welchen die Kraft der Glocke 201 auf die Nabe 101 verstärkt ist.
  • Um das Ansprechen der linearen Antriebseinheit 108 schneller zu machen, können Federmittel 9 vorgesehen werden, die in 6 nicht gezeigt, jedoch im wesentlichen den in 4 gezeigten ähnlich sind, und zwar bestehend aus Federn 9a, welche den Kolben 82 in den ausgerückten Zustand zurückführen.
  • Wenn die Federmittel 9 fehlen, wie in 6 gezeigt ist, können auch die zweiten Druckmittel 7 die Aufgabe der Federn 9 übernehmen, das heisst sie bewegen den Kolben 82 in die Ausrückposition der Kupplung.
  • Auch bei dieser Ausführung kann der ringförmige Zylinder 82 durch einen Satz von kleinen Zylindern mit Achsen parallel zu der Achse A ersetzt werden.
  • Bei einer anderen, hier nicht dargestellten Variante nach der Erfindung wird die Kupplung durch einstellbare Federmittel in dem eingerückten Zustand gehalten, so wie die in den 1 und 2 gezeigten Tellerfedern 9a, und ist mit einer linearen Antriebsvorrichtung versehen, zum Beispiel einem ringförmigen Zylinder (wie in 1 gezeigt) o der einem Satz von kleinen, um die Achse A angeordneten Zylindern (wie in 2 gezeigt).
  • Die Kupplung der letzteren Variante ist ebenfalls mit einer Vorrichtung zum Verstärken der Kraft versehen, wie sie in 6 mit 200 bezeichnet ist. Das zu lösende Problem bei dieser Kupplung ist ähnlich wie das durch die Kupplung in 6 gelöste.
  • Um hohe Drehmomente zu übertragen, muss die durch die Federmittel, das heisst durch die Tellerfedern entwickelte Kraft entsprechend hoch sein. Es ist daher schwer, die Kupplung mit Hilfe des Zylinders auszurücken, der durch die Flüssigkeit betätigt wird, wenn der Flüssigkeitsdruck reduziert ist.
  • Die Vorrichtung zum Verstärken der Kraft, wie die in 6 mit 200 bezeichnete, erlaubt es, die Ausrückkraft des durch die Flüssigkeit betätigten Zylinders zu verstärken, so dass die Wirkung der Federmittel überwunden werden kann. Auch in diesem Falle sind die Gesamtabmessungen der Kupplung kleiner als jene von ähnlichen Kupplungen, in der Lage, dasselbe Niveau von Drehmomenten zu übertragen, jedoch nicht versehen mit der Vorrichtung zum Verstärken der Kraft.

Claims (17)

  1. Drehmomentbegrenzungskupplung, betätigt durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit, mit einer ersten eingerückten Betriebsposition und einer zweiten, sich frei drehenden Betriebsposition, enthaltend eine Antriebsnabe und eine angetriebene Nabe (1, 2; 101, 102), wobei diese auf einer mittleren Halterung (105) auf solche Weise angeordnet sind, dass sie sich zusammen um dieselbe Achse (A) drehen und auf solche Weise gegeneinander gehalten werden, dass sie mit Hilfe von Elementen (3) zur Übertragung eines Drehmomentes ein Antriebsmoment übertragen, wobei die genannten Elemente (3) von einer der beiden Naben (1, 2; 101, 102) getragen sind und in Richtung der Trennebene (S) der beiden Naben gedrückt werden, und zwar durch erste Druckmittel (6; 106) in entsprechende Sitze (4) in der anderen Nabe (2; 1; 102; 101), wobei die ersten Druckmittel (6; 106) eine einzeln wirkende lineare Antriebseinheit (8; 108) enthalten, letztere betätigt durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit und eine Kraft proportional zu dem Druck der Flüssigkeit entwickelnd, sowie Federmittel (9), die im Betrieb der genannten linearen Antriebseinheit (8) auf solche Weise zugeordnet sind, dass sie sich der Wirkung letzterer entgegensetzen können, wobei die Kupplung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Vorrichtung (200) zum Verstärken der durch die Antriebseinheit (108) entwickelten Kraft enthält, wobei die Vorrichtung (200) eine Glocke (201) enthält, die axial auf der mittleren Halterung (105) gleitbar ist, zugeordnet der Antriebseinheit (108), wenigstens einen Hebel (203), drehbar um eine Mitte oder einen Drehpunkt (C), beschrieben durch eins seiner Enden (205), das in einem Sitz (110) in der mittleren Halterung (105) angeordnet ist, wobei letztere im Verhältnis zu der Nabe (101) und der Glocke (201) feststehend ist, und dadurch, dass das Ende entgegengesetzt zu dem Ende (205) einen Vorsprung (206) aufweist, wobei dieser Vorsprung (206) im Betrieb der Glocke (201) zugeordnet ist, und dass ein dazwischen liegender und im betrieblich der Nabe (101) zugeordneter Vorsprung (204) vorhanden ist.
  2. Kupplung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Hebels (203) und der dazwischen liegende Vorsprung (204) abgerundet sind.
  3. Kupplung nach den Patentansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zweite Druckmittel (7) enthält, wobei diese zwischen den Naben (1, 2; 101, 102) auf solche Weise angeordnet sind, dass sie die Naben in einem im wesentlichen ausgerückten Zustand halten.
  4. Kupplung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung der linearen Antriebseinheit (8; 108) das Ausrücken der Naben (1, 2; 101, 102) bewirkt.
  5. Kupplung nach einem der vorstehenden Patentansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslösung der linearen Antriebseinheit (8; 108) das Einrücken der Naben (1, 2; 101, 102) bewirkt.
  6. Kupplung nach einem der vorstehenden Patentansprüche von 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Antriebseinheit (8; 108) wenigstens einen Zylinder (81) und einen Kolben (82) enthält.
  7. Kupplung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Antriebseinheit (8; 108) einen ringförmigen Zylinder (81) enthält, in welchem ein entsprechender ringförmiger Kolben (82) gleitet.
  8. Kupplung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die lineare Antriebseinheit (8; 108) eine Anzahl von Zylindern (82b) enthält, in welchen entsprechende Kolben (82c) gleiten.
  9. Kupplung nach einem oder mehreren der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (206) von dem Drehpunkt (C) in einem Abstand D angeordnet ist, und der Vorsprung (204) von dem Drehpunkt (C) in einem Abstand d angeordnet ist, und dass der Abstand D grösser ist als der Abstand d.
  10. Kupplung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand D des Vorsprunges (206) von dem Drehpunkt (C) dreimal den Abstand d beträgt, welcher den Vorsprung (204) von dem Drehpunkt (C) trennt.
  11. Kupplung nach den Patentansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federmittel (9) aus wenigstens einer direkt auf die Kolben (82; 82c) wirkenden Feder (9a) bestehen.
  12. Kupplung nach Patentanspruch 3 oder nach einem der Patentansprüche von 4 bis 10, wenn die Ansprüche von 4 bis 10 von dem Patentanspruch 3 abhängen, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Druckmittel (7) aus wenigstens einer Feder (71) bestehen, die in eine Federführung (72) eingesetzt ist.
  13. Drehmomentbegrenzungskupplung, betätigt durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit, mit einer ersten eingerückten Betriebsposition und einer zweiten, sich frei drehenden Betriebsposition, enthaltend eine Antriebsnabe und eine angetriebene Nabe (1, 2; 101, 102), wobei diese auf einer mittleren Halterung (105) auf solche Weise angeordnet sind, dass sie sich zusammen um dieselbe Achse (A) drehen und auf solche Weise gegeneinander gehalten werden, dass sie mit Hilfe von Elementen (3) zur Übertragung eines Drehmomentes ein Antriebsmoment übertragen, wobei die genannten Elemente (3) von einer der beiden Naben (1, 2; 101, 102) getragen sind und in Richtung der Trennebene (S) der beiden Naben gedrückt wer den, und zwar durch erste Druckmittel (6; 106) in entsprechende Sitze (4) in der anderen Nabe (2; 1; 102; 101), wobei die ersten Druckmittel (6; 106) eine einzeln wirkende lineare Antriebseinheit (8; 108) enthalten, letztere betätigt durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit und eine Kraft proportional zu dem Druck der Flüssigkeit entwickelnd, sowie zweite Druckmittel (7), angeordnet zwischen den Naben (1, 2; 101, 102) auf solche Weise, dass sie die Naben in einem im wesentlichen ausgerückten Zustand halten und in entgegengesetzter Richtung zu der Wirkung der linearen Antriebseinheit (8; 108) arbeiten, wobei die Kupplung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Vorrichtung (200) zum Verstärken der durch die Antriebseinheit (108) entwickelten Kraft enthält, wobei die Vorrichtung (200) eine Glocke (201) enthält, die axial auf der mittleren Halterung (105) gleitbar ist, zugeordnet der Antriebseinheit (108), wenigstens einen Hebel (203), drehbar um eine Mitte oder einen Drehpunkt (C), beschrieben durch eins seiner Enden (205), das in einem Sitz (110) in der mittleren Halterung (105) angeordnet ist, wobei letztere im Verhältnis zu der Nabe (101) und der Glocke (201) feststehend ist, und dadurch, dass das Ende entgegengesetzt zu dem Ende (205) einen Vorsprung (206) aufweist, wobei dieser Vorsprung (206) im Betrieb der Glocke (201) zugeordnet ist, und dass ein dazwischen liegender und im Betrieb der Nabe (101) zugeordneter Vorsprung (204) vorhanden ist.
  14. Kupplung nach einem der Patentansprüche von 1 bis 3 oder von 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkung der Federmittel (9) sich über die Nabe (1; 101) der Wirkung der linearen Antriebseinheit (8; 108) entgegensetzt.
  15. Kupplung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Druckmittel (6; 106) Reguliermittel (91, 92; 95) haben, um die Vorspannkraft der Federmittel (9) zu verändern.
  16. Kupplung nach Patentanspruch 3 oder nach einem der Patentansprüche von 4 bis 10, wenn die Ansprüche von 4 bis 10 von dem Patentanspruch 3 abhängen, oder nach den Patentansprüchen 13 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Druckmittel (7) Reguliermittel (75) haben, um ihre eigene Druckkraft zu verändern.
  17. Kupplung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (3) zur Übertragung des Drehmomentes und die entsprechenden Sitze (4) auf solche Weise angeordnet sind, dass die Winkel in der Mitte, ausgedrückt in Graden, zwischen den Achsen eines jeden Paares von aneinandergrenzenden Elementen (3) oder Sitzen (4) aufeinanderfolgend 106, 29, 94, 49, 69, 13 entsprechen, wobei die Grösse des Winkels an der Mitte der Sitze (4), gemessen an dem kleineren Durchmesser, weniger als 15 Grad beträgt und vorzugsweise zwischen 9 und 12 Graden liegen.
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