DE7243689U

DE7243689U - Sicherheitsrutschkupplung

Info

Publication number: DE7243689U
Application number: DE7243689U
Authority: DE
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Publication date: 1973-04-26

Description

TELDIX GmbH
6900 Heidelberg
Grenzhöfer Weg 36

Heidelberg, den 17. 11. E/Pt-Sch/Pr E-P71

Sicherheitsrutschkupplung

Die Neuerung betrifft eine Sicherheitsrutschkupplung, enthaltend mittels einer Feder aneinandergedrückte Reibflächen und zur Begrenzung des zu übertragenden Drehmomentes vorgesehene Rollkörper und Schräglaufflächen.

Stand der Technik:

Rutschkupplungen werden zur Begrenzung des au übertragenden Drehmomentes verwendet, wobei das Grenzdrehmoment wesentlich vom Reibungskoeffizienten zwischen den Reibflächen abhängt. Der Reibungskoeffizient wird jedoch bekanntlich insbesondere von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Verunreinigungen beeinflußt. Es sind daher bereits Sicherheitsrutschkupplungen vorgeschlagen worden, mit welchen vor allem der Einfluß der Reibwertänderungen verringert werden sollte, um so die Begrenzung des zu übertragenden Drehmomentes auf einen im wesentlich konstanten Wert zu erzielen.

/2

Eine derartige Sicherheitskupplung ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 284- 182 "bekannt. Diese Kupplung weist eine Feder auf, welche die Reibflächen zweier Lamellengruppen gegeneinanderpreßt. Dabei ist die eine Lamellenpiruppe gegenüber einem Gehäuse und die andere gegenüber einer im inneren des Gehäuses angeordneten Nabe axial verschiebbar gelagert. Es sind weiterhin als Kugeln ausgebildete Rollkörper awischen Schräglaufflächen der Nabe und einer Andrückplatte vorgesehen, wobei über die Andrückplatte die Kraft der.genannten Feder auf die Reibflächen wirksam wird. Überschreitet bei dieser Kupplung das zu übertragende Drehmoment einen bestimmten Wert (Grenzmoaient)_t welcher unter anderem von der Federkraft und den Winkeln der Schräglaufflächen abhängt, so laufen die Kugeln auf aen Schräglaufflächen hoch und die Andrückplatte wird in axialer Richtung entgegen der Federkraft verschoben. Dadurch wird die auf die Reibflächen wirkende Anpreßkraft reduziert und somit auch das Drehmoment begrenzt. Diese Sicherheitskupplung erweist sich jedoch in der Herstellung aufgrund der Vielzahl von verwendeten Bauelementen als sehr aufwendig und erfordert außerdem einen erheblichen Platzbedarf. Auch gestaltet sich die Einstellung des Grenzmomentes als schwierig.

Aufgabe und Lösung;

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine einfache Sicherheitskupplung zu schaffon, mit welcher eine exakte Begrenzung des zu übertragenden Drehmomentes möglich ist. Weiterhin soll eine leichte Einstellbarkeit des Grenzdrehraomentes ermöglicht werden. Diese Aufgabe wird durch das Kennzoichen des ersten Schutzanspruches gelöst.

Vorteile und Weiterbildungen:

Die Neuerung zeichnet sich vor allem durch einen kompakten Aufbau aus, wobei eine einfache und kosten-

/J

günstige Herstellung gewährleistet ist. Sehr wesentlich, ist dabei die Doppelfunktion der Schaltbuchse, welche einerseits die eine Lamellengruppe aufnimmt und andererseits über ihre Schräglaufflächen bzw. über die Rollkörper mit entsprechenden Schräglaufflächen am Gehäuseboden in der Weise verschiebbar ist, daß die auf die Reibflächen wirkende Federkraft in Abhängigkeit vom zu übertragenden Drehmoment geregelt werden kann.

Ein weiterer sehr bedeutender Vorteil wird auch dadurch erreicht, daß die Abstände der Rollkörper und der Reibflächen von der Drehachse relativ groß sind.Es kann somit zur Übertragung eines Drehmomentes mit einer kleineren Federkraft ausgekommen werden, im Vergleich mit einer Kupplung, bei welcher die Rollkörper und/oder die Reibflächen mit einem geringeren Abstand zur Drehachse angeordnet werden müssen.

Eine weitere sehr vorteilhafte Weiterbildung der Neuerung ist durch den zweiten Schutzanspruch gegeben. Aufgrund der angegebenen Anordnung von zwei Axiallagern ist die freie Drehbarkeit der Schaltbuchse gegenüber dem Gehäuse gewährleistet. Damit wird erreicht, daß das Drehmoment

nur über die Rollkörper bzw. Schräglaufflächen und weiterhin über die Reibflächen übertragen wird. Es ist somit eine exakte mechanische Reihenschaltung von Rollkörpern bzw. Schräglaufflächen und Reibflächen geschaffen. Es erfolgt keine Aufteilung des Drehmomentes über einen Parallelweg, der bei einer Gleitlagerung anstelle der Wälzlagerung gegeben wäre, sondern das Drehmoment wird voll und ganz über die Schräglaufflächen geleitet. Die geringe RoIIxeibung, verursacht durch die beiden Axiallager, kann dabei außer Acht bleiben.

Ausführungsbeispiel:

Die Neuerung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine Sicherheitsrutschkupplung dargestellt, welche ein topfförmiges Ge-

E^ 271

häuse 1 aufweist. Am äußeren Rand des Gehäusebodens 2 ist ein Käfig 3 angeordnet, welcher mittels Schrauben 4 mit dem Gehäuse 1 drehfest verbunden ist. Der Käfig 5 weist über den Umfang verteilt eine Anzahl von kegeligen Bohrungen 5 auf, in welchen Kugeln 6 angeordnet sind. Die Kugeln 6 greifen gleichzeitig in weitere kegelige Bohrungen 7 ein, welche an der hinteren Stirnfläche einer zylindrischen Schaltbuchse 8 sich befinden. Die Schaltbuchse 8 weist in dem vorderen Teil Längsnuten 9 auf, in welchen eine erste Gruppe von Lamellen 10 axial verschiebbar vorgesehen ist. Lamellen 11 einer zweiten Gruppe sind jeweils zwischen zwei Lamellen 10 angeordnet und greifen in Längsnuten 12 einer zylindrischen Lamellenbuohse 13· Die Lamsllen sind zwischen einer vorderen und einer hinteren Andrückplatte 14-, 1S angeordnet, wobei an der vorderen Stirnfläche der Andrückplatte 14 eine Feder 16 vorgesehen ist, welche die Lamellen mit den Reibflächen aneinanderdrückt. Die Andrückplatte 14 ist in einem geringen Abstand gegenüber der vorderen Stirnfläche 17 der Schaltbuchse 8 angeordnet. Die Feder 16 stützt sich über ein Achsiallager 18 an einem Stellring 20 ab, welcher über ein Gewinde 21 mit dem vorderen Ende des Gehäuses 1 drehbar verbunden ist. Der Stellring weist eine Nut 22 auf, so daß durch Anziehen einer Schraube 24 die derart

gebildeten Teile des Stellring-Gewindes über das Gewinde des Gehäuses gegeneinander vespannt werden können. Durch Drehen des Stellringes 20 ist sehr leicht die Vorspannkraft der Feder 16 und damit das Grenzdrehmoment zu beeinflussen. Mittels der Schraube 24 wird eine unbeabsichtigte Verdrehung des Stellringes verhindert. Die Andrückplatte 15 stützt sich über das hintere Achsiallager 26 auf dem Gehäuseboden 2 ab.

Gemäß Fig. 1 sind als Rollkörper Kugeln 6 verwendet, welche sich zwischen den Schräglaufflächen von kegeligen Bohrungen des Käfigs 3 bzw· der Schaltbuchse 8 befinden. Diese Anordnung kann nun derart sein, daß die Kugeln 6

/5

in zylindrischen Bohrungen des Käfigs oder Schaltbuchse sich befinden und daß die Schräglaufflächen sich jeweils nur auf der Schaltbuchse oder auf dem Käfig befinden.

Ebenfalls könnten anstelle der Kugeln sonstige, beispielsweise zylindrische oder kegelförmige Rollkörper verwendet werden, welche entsprechend zwischen Schräglaufflächen von keilförmigen Nuten der Schaltbuchse oder des Gehäuses angeordnet sind, wobei die Längsachsen der Nuten im wesentlichen radial verlaufen. Wesentlich ist in allen Fällen, mit zunehmendem Drehmoment eine der Kraft der Feder 16 entgegenwirkende Kraftkomponente in axialer Richtung zu erhalten.

Wird beispielsweise über einen mit dem Gehäuse 1 verbundenen Zahnkranz ein Drehmoment, welches zunächst kleiner als das Grenzdrehmoment sein soll, um die Drehachse 25 in die Kupplung eingeleitet, so wird dieses Drehmoment mittels der Kugeln 6 und der Schräglaufflächen der Bohrungen 7 und 5 auf die Schaltbuchse 8 übertragen, die sich axial verschiebt, bis zur Anlage an die Andrückplatte Von der Schaltbuchse wird das Drehmoment in bekannter Weise über die Reibflächen der Lamellen 10, 11 auf die Lamellenbuchse 13 und auf eine mit der Lamellenbucta.se verbundene Welle (nicht dargestellt) übertragen. Der Kraftfluß kann natürlich auch in der entgegengesetzten Richtung erfolgen. Beim Erreichen des Grenzdrehmomentes, welches insbesondere von den Winkeln der kegeligen Bohrungen 5 und 6, dem Abstand der Kugeln 6 von der Drehachse, der Kraft der Feder 16, aber auch von der Anzahl der Lamellen 10, 11 und deren Reibungskoeffizienten abhängt, wird folgende Regelung wirksam. Aufgrund der über die Schräglaufflächen der Bohrungen 5 und 7 auf die Andrückplatte 14 wirkende axiale Kraftkomponente, welche der Kraft der Feder 16 entgegengerichtet ist, werden die Reibflächen der Lamellen 10, 11 entlastet, so daß diese durchrutschen. Zu beachten ist hierbei, daß Schaltbuchse 8 und Lamellen 10, 11 und Feder 16 gegenüber dem Gehäuse

724368928.4.73 ^/6

«I ti < I < <

• · I »III

• till « · I * * 1111 I < ·

• 1(1 · » I

Il Il Il .11

/6

über die Achsiallager 18 und 26 Im wesentlichen rei bungsfrei gelagert sind, so daß keine zusätzlichen Reibungsmomente auftreten.

-Schutzansprüche-

/7

Claims

E-271 /7 ~

Schutsansprüche

1. Sicherheitsrutschkupplung, enthaltend mittels einer Feder aneinandergedrückte Reibflächen und zur Begrenzung des zu übertragenden Drehmomentes vorgesehene Rollkörper und Schräglaufflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper zwischen dem Boden (2) eines topfförmigen Gehäuses (1) und der hinteren Stix-nf lache einer im wesentlichen zylindrischen Schaltbuchse (8) angeordnet sind, wobei der genannte Boden (2) und/oder die genannte Stirnfläche die Schräglaufflächen aufweisen, und daß gegenüber der vorderen Stirnfläche (17) der genannten Schaltbuchse (8) eine Andrückplatte vorgesehen (1A-) ist, an deren vorderen Stirnfläche die Feder (16) angeordnet ist.

2. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem vorderen Ende der Feder (16) und einem mit dem vorderen Ende des Gehäuses (1) drehbar verbundenen Stellring (20) ein erstes Achsiallager angeordnet ist und daß zwischen dem Gehäuseboden (2) und einer zweiten Andrückplatte (15) ein zweites Achsiallager (26) angeordnet ist.

5. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in am vorderen Teil der Schaltbuchse (8) vorgesehenen Nuten (9) eine erste Gruppe von Lamellen (10) axial verschiebbar angeordnet ist, daß eine zweite Gruppe von Lamellen (11) in Längsnuten einer zylindrischen Buchse (15) angeordnet sind, und laß die genannten Lamellen zwischen den Andrückplatten (14, 15) angeordnet sind.

/8

^{; :}·. ■, : V-271 /8 .

4·. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 2__oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellring (20) eine sich über einen Teil des Umfanges erstreckende Nut (22) aufweist, und daß im wesentlichen senkrecht zu der genannten Nut eine Schraube (24) vorgesehen istt

5· Sicherheitsrutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (6) vorzugsweise in einem ringförmigen Käfig (3) angeordnet sind, welcher mit dem Gehäuse (1) drehfest verbunden ist.

6. Sicherheitsrutschkupplung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglaufflächen als im wesentlichen axial angeordnete, kegelige Bohrungen (5) d.es Käfigs (3) ausgebildet sind.

7. Sicherheitsrutschkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglaufflächen der Schaltbuchse (8) als im wesentlichen axial angeordnete kegelige Bohrungen (7) ausgebildet sind.

8. Sicherheitsrutscnkupplung nach einem der Ansprüche 1 wobei die Rollkörper als kegelige Wälzkörper ausgebildet sind, deren Achse im wesentlichen radial verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schräglaufflächen als keil förmige Nuten mit im wesentlichen radialer Längsachse ausgebildet sind.

Heidelberg, den 17· November 1972
E/Pt-Sch/Pr E-271