DE7437478U - Vorrichtung zur Durchlaufsicherung für mit Kupplung und Bremse versehene Exzenterpressen, Stanzen, Scheren oder ähnliche Arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Durchlaufsicherung für mit Kupplung und Bremse versehene Exzenterpressen, Stanzen, Scheren oder ähnliche Arbeitsmaschinen

N.

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchlaufsicherung für mit Kupplung und Bremse versehene Exzenterpressen, Stanzen, Scheren oder ähnliche Arbeitsmaschinen, bei denen die Exzenterwelle nach jeder Umdrehung durch die Bremse angehalten wird, mit einer auf der Exzenterwelle angeordneten Anschlagscheibe, in deren Bewegungsbahn ein Anschlag einschwenkt, der die Exzenterwelle schlagartig oder über einen kurzen Bewegungsbereich mittels Energievernichtung stillsetzt, wenn die Bremse versagt, wobei zusätzlich zu der mechanischen Vorrichtung zwecks Energievernichtung innerhalb des Antriebj:,ystems der Presse zwischen dem Schwungrad und der Exzenterwelle eine Vorrichtung zur Drehinomentbegrenzung, wie beispielsweise eine auf einen bestimmten Wert einstellbare Rutschkupplung, angeordnet ist.

Bei Arbeitsmaschinen der vorgenannten Art besteht die Gefahr, dass bei Versagen dor Steuerung, z.B. infolge eines Defektes an der Steuerung des Elektroventils, über das die Kupplungs- und Bremsdruokräuir.c mit Druckmittel beaufschlagbar¹ sind, während der Betriebsweise "Einzelhub",der Pressenstöcsel nicht im oberen Totpunkt seines Hubes stillgesetzt wird, sondern aass er einen oder mehrere weitere Arbeitshübe ausführt. Dieses sogenannte "Nachschlagen" bedeutet aber für die Bedienungsperson der Maschine eine erhebliche Gefahr, da sich deren Hände unter Umständen bereits zum Entnehmen des fertigen Werkstückes aus dem Werkzeu_faraum Im Gefahrenbereich des Stössels befinden können.

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Um hier Abhilfe zu schaffen, sind die verschiedenartigsten Sicherheitsvorrichtungen vorgeschlagen worden, die als "Sicherheits-Stillsetzungsvorrichtung", "Nachschlagsicherung" und "Durchlaufsicherung" in der Literatur bekannt geworden sind.

So ist bereits eine Zwangsentlüftung bekannt (DT-Gbm 6 752 O65), bei welcher ein als Hebel ausgebildetes Betätigungsglied in und aus der Bahn eines mit der Exzenterwelle synchron umlaufenden Nockens geschwenkt wird, bevor sich die Exzenterwelle in Bewegung se';zt.

Wird bei dieser Ausführung beispielsweise die Exzenterpresse nicht in ihrem vorbestimmten Punkt in der Nähe des oberen Totpunktes stillgesetzt, so wird über den Hebel eine Abschaltung der Maschine mittels einer angeschlossenen zusätzlichen Steuerung vorgenommen.

Diese Ausführung bedingt aber einen relativ umständlichen Mechanismus, um den Hebel nach der Anlaufperiode der Exzenterwelle, in welcher sich der Nocken am Hebel vorüberbewegt, wieder in die Bahn derselben zurückzuschwenken. Die hierfür benötigten Einzelteile sind teuer in der Herstellung, und es tritt trotz ölschmierung ein beträchtlicher Verschleiss auf, der bei nicht genügender Überwachung der Durchlaufsicherung zu Störungen im Arbeitsablauf führen kann. Ausserdem benötigt diese bekannte Zwangsentlüftung relauiv viel Platz, weswegen die Anbaumöglichkeiten gerade an kleinen Maschinen stark eingeschränkt sind und insbesondere ein nachträglicher Anbau nur mit grossen Aufwendungen oder zum Teil überhaupt nicht möglich ist.

Die vorstehenden Nachteile treten auch bei einer weiteren bekannten Durchlaufsicherung (DT-Gbm 6 603 955) auf, bei welcher, ebenfalls vor dem Anlaufen der Exzenterwelle, ein Ausschwenken des hier als Winkelhebel mit Rolle ausgebildeten Betätigungsgliedes aus der Bewegungsbahn des sich mit der Exzenterwelle in Bewegung setzenden Nockens erfolgt, wobei nach einem gewissen Drehwinkel der Exzenterwelle eine entsprechende Einrastung über einen Ruckste11-Mechanismus vorgenommen wird.

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Bei dieser bekannten Ausführung w^:rd durch *äeri" von''der Bedie-" nungsperson der Presse gegebenen Startimpuls allerdings nicht das die Druckmittelquelle mit der Kupplung verbindende Pressenhauptventil umgesteuert, sondern ein Ventil, das die Druckmittelzufuhr zu einem Hubkolben freigibt, der lediglich das Betätigungsglied aus der Bahn des Nockens herausschwenkt. Erst nachdem dieses Ventil angesteuert ist, wird von einem zwangsläufig betätigten Schalter das zum öffnen des Pressenhauptventils und damit zum Einrücken der Kupplung erforderliche Signal geliefert. Das heisst, dass während der Anlaufphase der Exzenterwelle eine zusätzliche Steuerungsfunktion erforderlich ist, um ein Anlaufen des Nockens an das noch an seiner Bewegungsbahn befindliche Betätigungsglied zu verhindern, und dass das Einrücken der Presse nicht direkt durch das Betätigen der Einrücktaster der Presse erfolgt, sondern indirekt über eine Folgesteuerung, welche zwangsläufig eine Verzögerung des Anlaufens der Exzenterwelle bewirkt.

Alle diese bekannten Durchlaufricherungen arbeiten mit einer druckmittelbetätigten Reibungskupplung und -bremse, bei denen die Exzenterwelle nach je einer Umdrehung wieder angehalten wird und mit einem in die bzw. aus der Bahn eines Nockens einer mit der Exzenterwelle umlaufenden Nockenscheibe schwenkbaren Hebel, welcher in seiner Einschwenkstellung durch Anlaufen des Nockens an ihm ein zusätzliches zur normalen Stillsetzung der Exzenterwelle vorhandenes Entlüftungsventil für die Kupplungs- und Bremsdruckräume gegen Federkraft öffnet.

Diese vorbenannten Steuerungen, zu denen auch eine solche zählt, bei welcher das Ventil über eine zusätzliche Steuerleitung gelüftet werden kann (DT-AS 2 110 841), haben den Nachteil, dass sie aufwendig in ihrem Aufbau sind und umfangreiche zusätzliche Aggregate erfordern, die selber wiederum störanfällig sind. Darüberhinaus ist dann mit einem Versagen zu rechnen, wenn am eigent

liehen Steuerungsventil kein Fehler auftritt, dagegen aber beispielsweise die Kupplung aus irgendwelchen Gründen ausfällt.

Aus diesem Grunde hat man bereits vorgeschlagen, zusätzlich zu der normalen Kupplungs- und Bremseinneit der Pressen eine weitere Bremse vorzusehen (DT-OS 2 044 044), die ebenfalls über eine entsprechende Steuerung dann zur Wirkung kommt, wenn die normale Kuinplungs- und Bremseinrichtung ausfällt.

Da diese bekannte separate Sicherheits-Bremseinrichtung einen durch ihre zwei Steuerkreise bedingten grösseren steuerungstechnischen Aufwand erforderlich macht, hat man dann weiterhin vorgeschlagen (DT-OS 2 306 170), zur Vermeidung zweier Steuerkreise beide Bremsen über einen einzigen Steuerkreis zu betätigen und dabei die beiden Bremsen so auszulegen, dass bei Ausfall einer Bremse die andere Bremse no<~h ein solches Bremsmoment aufbringt, um den Stössel auf jeden Fall vor dem nächsten Aufschlagen des Oberwerkzeuges auf das Unterwerkzeug abzubremsen.

Darüberhinaus sind Reibungsklemmkupplungen bekannt, bei denen eine Kupplungsmutter unter Einwirkung einer in axialer Richtung wirkenden Kraft gegen die umlaufende treibende Kupplungshälfte geschoben und durch Reibung festgezogen wird.

Das Lösen der Kupplungsmutter erfolgt bei einer dieser bekannten Reibungsklemmkupplung mittels eines Riegels, der nach dem Anlaufen der Welle in die Bahn einer oder mehrerer Raste.izähne der Kupplungsmutter hineingeschwenkt wird. Die Beanspruchung der Rasten ist beim Auftreffen auf den Riegel relativ hoch,·weshalb die Rasten entsprechend kräftig ausgelegt sein müssen. Aus diesem Grunde können im Umfang der Kupplungsmutter nur eine begrenzte Anzahl Rasten untergebracht werden, so dass ein Stillsetzen der Presse während des Arbeitshubes nur in relativ grossen Abständen erfolgen kann. Da der Riegel eine echte Steuerfunktion auszuüben hat, besteht bei einem Versagen der Riegelsteuerung darüberhinaus die Möglichkeit des Durchlaufens der Presse.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es weiterhin bekannt, (DT-OS 2 312 870), dass zum Lösen der Reibungsklemmkupplung eine an der Kuppluncsmutter angreifende Bremsvorrichtung an-

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geordnet isV. und zusätzlich dazu eine an sich bekannte, Kupplungsmittel· durch einen während des geschlossenen Zustande« der Reibungsklemmkupplung mittels Kurve mechanisch zwangsweise in die Bahn einer Raste der Kupplungsmutter einschwenkbaren Riegel gegen weitere Drehung der Welle festhaltende Stillsetzvorrichtung vorgesehen ist, die lediglich bei Versagen der Bremsvorrichtung anspricht. Die Bremsvorrichtung bei dieser Ausführung kann beispielsweise als eine am Umfang der Kupplungsmutter angreifende Backenbremse ausgebildet sein.

Bei Exzenterpressen sind auch bereits Drehmomentbegrenzer in Form einer Rutschkupplung vorgeschlagen worden (US-PSen 2 893 J> 099 17ü>, 1 403 ^58, FR-PS 497 753). Eine solche Drehmomentsicherung als Überlastschutz der drehenden Teile weist jedoch Schwierigkeiten auf.

Weiterhin ist es auch bereits bekannt (Zeitschrift techxiica 1967 Nr. 4, .„eite 6), die dort noch als Stillsetzvorrichtung bezeichnete Durchlaufsicherung dadurch zu gewährleisten, dass auf der Kurbelwelle praktisch ein fester Anschlag mitläuf t_y der bei einem Versagen der normal.en Bremse bzw. Kupplung gegen einen festen Anschlag anschlägt und dadurch die Kurbelwelle schlagartig stillsetzt. In dieser Hinsicht wird hier weiterhin vorgeschlagen, dass der feste Anschlag (Auffangdaumen) zur Verminderung des Aufschlages gegen Federkraft über eine bestimmte Anhaltestrecke wirksam sein kann, um Energie zu vernichten. Diese Anhaltestrecke ist jedoch durch den Anschlag sehr begrenzt.

Diese vorbekannte Ausführung ist einmal verhältnismässig av'wendig in ihrer Herstellung und insbesondere nachträglich nicht oder nur unter grossen Schwierigkeiten anbaubar.

Bei einer weiteren Vorrichtung dieser Art, die jedoch nicht vorbekannt ist, wird vorgeschlagen, bei der eingangs beschriebenen Durchlaufsicherung tangential zur Ancchlagscheibe eine längsverschiebbare und um ihre Längsachse drehbare Anschlagstange anzuordnen, die bei der Längsverschiebung auf ein energievernichtendes Element wirkt.

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Weiterhin ist eine Durchlaufsicherung für Pressen bekannt, bei denen die Exzenterwelle nach jeder Umdrehung durch die Bremse angehalten wird, mit einer auf der Exzenterwelle angeordneten Anschlagnase, in deren Bewegungsbahn ein tangential zur umlaufenden Anschlagnase längsverschiebbares Anschlagglied einschwenkt, welches die Exzenterwelle stillsetzt, wenn die Bremse versagt, indem das Anschlagglied bei der Längsverschiebung auf ein energie vernichtendes Element wirkt (CH-PSen 4-70 962, 480 169, DT-OS 2 155 864).

Diese Lösung ist jedoch nur bis zu einer gewissen Maschinengrösse einsetzbar, d.h. nur bei solchen Maschinen, bei denen das energie vernichtende Element ausreicht, die auftretenden Schwungmassen auch tatsächlich abzubremsen.

Hier setzt nun die vorliegende Neuerung ein und hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so auszxibilden, dass sie auch bei grossen Maschinen mit gros sen Schwungmassen erfolgreich eingesetzt werden kann.

Gemäss der Neuerung wird diese Aufgabe bei einer solchen Vorrichtung dadurch gelöst, dass bei Anordnung der Kupplung auf einer VorgelegewelLe das zwischen dem Schwungrad und der Exzenterwelle angeordnete Antriebsrad mittels einer auf der Exzenterwelle befestigten Nabe und einem Zahnkranz zweiteilig ausgebildet und bei de Teile so niteinander verbunden sind, dass sie sich bei Auftreten eines bestimmten einstellbaren Drehmomentes in der Art einer Rutschkupplung gegeneinander verdrehen.

Die Vorrichtung zur Drehmonientbegrenzung ist dabei so eingestellt dass sie zur Wirkung kommt, wenn die mechanische Vorrichtung zur Energievernichtung einen entsprechenden Anteil der Schwungenergie bereits vernichtet hat.

Eine weitere Ausbildungsmöglichkeit nach der Neuerung wird dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung des Schwungrades auf der Exzenterwelle der Schwungkranz mit einem auf der Exzenterwelle fest verbundenen Kupplungsteil reibungsschlüssig verbunden ist.

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Die Neuerung wird anhand einer Zeichnung, die zum Teil schematisch einige beliebige Ausführungsbeispiele darstellt, häher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 bis 3

Fig. 4 und 5

In schematischer Darstellung verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der neuen Vorrichtung und

in zwei Schnittansichten das Beispiel der mechanischen Vorrichtung zur Energievernichtung

Bei der in Fig. 1 dargestellten Durchlaufsieherung sitzt das Schwungrad 3 auf einer Vorgelegewelle 4 und wird von einem Motor über einen Riementrieb 2 angetrieben. Mit 6 und. 7 sind zwei Lagerstellen der Vorgelegewelle 4 im Pressengehäuse angedeutet. Mit 5 ist die eigentliche Kupplungs- und Bremseinheit bezeichnet. Es kann sich hierbei um eine formschlüssige Kupplung handeln. Es wäre aber ebenfalls möglich, auch eine kraftschlüssige Kupplungs- und Bremseinheit zu verwenden.

Auf der Vorgelegewelle 4 ist das Antriebsritzel 8 für das eigentliche Antriebsrad für die Exzenterwelle 15 angeordnet. Das Antriebsrad besteht dabei aus einem Zahnkranz 9, welcher getrennt von seiner Nabe 10 hergestellt ist. Während die Nabe 10 fest auf der Exzenterwelle 15 angeordnet ist, besteht zwischen der Nabe 10 und dem Zahnkranz 9 eine Reibverbindung. Zu diesem Zweck sind beispielsweise Reibbeläge 13 und 14 angedeutet. Das Verspannen erfolgt über Bolzen 12, Federn 11 und Gegenlager 22.

Hierbei handelt es sich praktisch um die sogenannte Drehmomentbegrenzung, die so eingestellt wird, dass sie zur Wirkung kommt, wenn die allgemein mit 24 bezeichnete mechanische Vorrichtung zur Energievernichtung bereits einen Teil der Schwungenergie vernichtet hat. Die Vorrichtung 24 wird später noch als Beispiel anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert.

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Mit l6, 17j 18 und 25 sind Lagers,eilen der Exzenterwelle 15 bezeichnet, während der Exzenter mit 19, die Exzenterbuchse mit 23, das Pleuel mit 20 und der Stössel mit 21 angedeutet sind.

Die Wirkungsweise der neuen Vorrichtung zur Durchlaufsicherung ist wie folgt:

Wenn aus irgendwelchen Gründen, sei es durch Versagen der Kupplungs- und Bremseinheit 5,der Stössel in seinem oberen Totpunkt nicht in seiner vorgeschriebenen Stellung angehalten wird, sondern durchläuft, tritt zunächst die mechanische Vorrichtung zur Energievernichtung 2h in Tätigkeit. Nachdem hier ein bestimmtes Schwun^noment vernichtet worden ist, tritt dann praktisch die Drehmomentbegrenzung zv·"sehen dem Zahnkranz 9 und der Nabe 10 in Wirkung, die dann in der Art einer Rutschkupplung das noch verbleibende Schwungmoment vernichtet.

Bei der Ausführung gemäss Fig. 2 sitzt das Schwungrad 3 direkt auf der Exzente welle 15 und besteht hierbei aus einem Schwungkranz, welcher mit einem auf der Exzenterwelle 15 fest verbundenen Kupplungsteil 36 reibsuhlüssig verbunden ist. Fällt hier beispielsweise die formschlüssig dargestellte Kupplung 5 aus, so wird wiederum zunächst die mechanische Vorrichtung zur Energievernichtung 24 in Tätigkeit treten, und anschliessend wird dann ein Verdrehen des Schwungkranzes des Schwungrades 3 gegenüber dem Kupplungsteil 26 erfolgen. Auch hier sind die entsprechenden Reibbeläge wie auch die entsprechenden Einstellmittel mit den gleichen Bezugszeichen wie Fig. 1 bezeichnet.

Eine weitere Möglichkeit besteht, wie Fig. 3 zeigt, auch darin, dass man beispielsweise, wenn das Schwungrad 3 auf der Exzenterwelle 15 läuft, als Drehmomentbegrenzung eine kraftschlüssige Kupplung 5 vorsi it, die auf den entsprechenden Wert eingestellt wird. Insbesondere bei den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsmöglichkeiten können anstelle von kraftschlüssigen Kupplungen auch formschlüssig Kupplungen, wie Klauenkupplungen, Bolzenkupplung eingesetzt werden, ohne dass bei Versagen der Kupplung ein Durchlaufen des Stössels erfolgt.

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Die praktisch bei einem Durchlaufe·] des Stösuels zuerst wirksam werdende mechanische Vorrichtung :;■}<,' Energievernichtung 24 wird nunmehr in ihrer Wirkungsweise anhand der Fig. 4 und 5 näher beschrieben.

Auf der mit i>, angedeuteten Exzenterwelle ist eine Anschlpgschei-· be 27 gelagert, die einen Anschlag 28 aufweist. Tangential zur Anschlagscheibe 27 ist die eigentliche Anschlags tarige 29 mit Anschlag 30 innerhalb eines Rohres 31 l'ängsverschiebbar und um ihre Längsachse 32 drehbar angeordnet. Die Anschlagstange 29 weist eine Ausnehmung 33 auf, die sich aus zwei um 90° gegeneinander versetzte Fireisabschnitte 34 und 35 zusammensetzt, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel, in der sogenannten "Wächter-Ste""lung", der Kreisabschnitt 35 praktisch den Anschlag 30 für den Anschlag 28 der Anschlagscheibe 27 bildet. Das Rohr 3I, in welchem die Anschlagstange 29 gelagert ist, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in Ständerwänden des Pressenkörpers befestigt. Im linken Endbereich (Fig. 5) des Rohres 3I ist dabei das energievernichtende Element 36 angeordnet, auf das die Anschlagstan^e 29 bei ihrer Längsverschiebung einwirkt, wofür im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Rohrprofil vorgesehen ist.

Der das energievernichtende Element 36 aufnehmende Endbereich des Rohres 3I wird von einer Lagerkappe 37 abgedeckt, die beispielsweise mittels Schrauben 38 und 39 an der Ständerwand des Pressenkorpers befestigt ist. Bei einem unkontrollierten Durchlaufen df" Exzenterwelle I5, beispielsweise bei Versagen der Kupplung, würue in der dargestellten "Wächter-Stellung" der Anschlag 2& ler Anschlagscheibe 27 gegen den Anschlag 30 der Anschlagstange 29 stossen und die Anschlagstange 29 nach links gegen das energievernich^ende Element 36 drücken, wodurch das als Rohrstück ausgebildete energievernichtende Element, 36 durch Verformung einen Teil der von der Exzenterwelle I5 übertragenden Energie vernichtet

Beim Einrücken der Presse wird die Anschlagstange 29 um 90⁰ gegenüber der dargestellten Stellung verdreht, so dass der Anschlag 28 der Anschlagscheibe 27 ungehindert vom Anschlag 30 frei durchlaufen kann.

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Zur Verdrehung der Anschlagstange 29 besitzt diese eine Verzahnung 40, die mit einer der Einfachheit nicht dargestellten Zahnstange eines 3etätigungsorganes 41 zusammenwirkt, welches beispielsweise als beidseitig beaufschlagbares Kolbensystem ausgebildet sein kann.

Nachdem der Anschlag 28 die Ausnehmung 33 durchlaufen hat, wird über den Nocken 42 und den Endschalter 43 das Ventil (Betätigungsorgan 41) angesteuert und die Schaltstange 29 nimmt die zeichnerisch dargestellte Stellung wieder ein.

Ausserdem kann kein weiterer Hub ausgelöst werden, wenn der Anschlag 28 die Anschlagstange 29 in Längsrichtung verschoben hat und dadurch ein weiterer Endschalter 44 betätigt ist.

Im freien Endbereich der Anschlags^J:ange 29 ist ein aufgefrästes Schaltstück 4;5 (Fig. 5) angeordnet.

Auf der Stirnseite des Betätigungsorganes 41 sind Endschalter 46, 44 und 47 angeordnet, die die verschiedenen Endstellungen der Anschlagstärke 29 hinsichtlich ihrer Verdrehung und Längsverschiebung abtasten und damit überwachen. Darüberhinaus ist auf der Exzenterwelle 15 eine Referenzkurve 48 (Fig. 4) angeordnet, die mit einem weiteren Endschalter 49 zusammenwirkt, der das Schaltsignal I des Endschalters 46 (Fig. 5) für die "Wächter-Stellung" vergleicht

Wenn der Signalvergleich zwischen den Endschaltern 46 und 49 nicht klarstellt, dass die Anschlagstange 29 in ihrer "Wächter-Stellung" rechtzeitig angekommen ist, kann kein neuer Hub ausgelöst werden.

Selbstverständlich können anstelle der als Beispiel dargestellten Vorrichtung auch andere energievernichtende Vorrichtungen eingesetzt wenden, ohne jedoch den Gedanken der vorliegenden Neuerung zu verlassen.

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Claims (2)

1. Vorrichtung zur Durchlaufsicherung für mit Kupplung und Bremse versehene Exzenterpressen, Stanzen, Scheren oder ähnliche Arbeitsmaschinen, bei denen die Exzenterwelle nach jeder Umdrehung durch die Bremse angehalten wird, mit einer auf der Exzenterwelle angeordneten Anschlagsoheibe, in deren Bewegungsbahn ein Anschlag einschwenkt, der die Exzenterwelle schlagartig oder über einen kurzen Bewegungsbereich mittels Energievernichtung stillsetzt, wenn die Bremse versagt, wobei zusätzlich zu der mechanischen Vorrichtung zwecks Energievernichtung innerhalb ues Antixebssystems der Presse zwischen dem Schwungrad und der Exzenterwelle eine Vorrichtung zur Drehmomentbegrenzung, wie beispielsweise eine auf einen bestimmten Wert einstellbare Rutschkupplung, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung der Kupplung (5) auf einer Vorgelegewelle (4) das zwischen dem Schwungrad (3) und der Exzenterwelle (15) angeordnete Antriebsrad mittels einer auf der Exzenterwelle (I5) befestigten Nabe (10) und einem Zahnkranz (9) zweiteilig ausgebildet und beide Teile (9, 10) so miteinander verbunden sind, dass sie sich bei Auftreten eines bestimmten einstellbaren Drehmomentes in der Art einer Rutschkupplung gegeneinander verdrehen.

2. Durchlaufsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anordnung des Schwungrades (3) auf der Exzenterwelle (15) der Schwungkranz mit einem auf der Exzenterwelle (15) fest verbundenen Kupplungsteil (26) reibungsschlüssig verbunden ist.