SE524647C2

SE524647C2 - Överbelastningsslirkoppling

Info

Publication number: SE524647C2
Application number: SE0202383A
Authority: SE
Inventors: Uwe Krause
Original assignee: Renk Ag
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2002-08-08
Publication date: 2004-09-14
Also published as: SE0202383D0; DE10139576A1; SE0202383L

Abstract

An overload slipping clutch comprises a first coupling part (2) that is surrounded by a further coupling part (5) to form at least one annular pressure chamber (3) containing highly pressurized hydraulic fluid that is connected to an interrupt valve (4). A pressure measurement arrangement (7, 8, 10, 11) is provided for determining the pressure difference between the rotation bearings of the two couplings and the difference value is compared in a controller (9) to a reference value that opens the interrupt valve accordingly.

Description

ff* 25 ='II= 30 en w "ß c\ .1 .äs w 2 önskvärd åtskiljning skulle ske. För att förhindra detta, är skjuvanordningen vid så- dana kopplingar försedd med en centrifugalkraftsreglerad mekanism, som gör att anordningen återställs i en nollställning vid varje vanlig inbromsning av maskinen och därigenom står vid nästa start hela den givna slirsträckan till förfogande. En för- ändring av den tillåtna slirsträckan kan endast ske genom utbyte av delar hos den mekaniska skjuvanordningen. ff * 25 = 'II = 30 a w "ß c \ .1 .äs w 2 desirable separation would take place. zeroing during each normal braking of the machine and thus at the next start the entire given slip distance is available.A change of the permissible slip distance can only take place by replacing parts of the mechanical shear device.

Syftet med den föreliggande uppfinningen är att med enkla medel vidareutveckla en sådan säkerhetskoppling på så sätt, att laståtskiljandet sker beroende på en förutbe- stämbar slirsträcka, varvid denna på ett enkelt sätt kan ändras, utan utbyte av delar.The object of the present invention is to further develop such a safety coupling by simple means in such a way that the load separation takes place depending on a predeterminable slip distance, whereby this can be changed in a simple manner, without replacement of parts.

Detta syfte uppnås uppﬁnningsenligt genom de kännetecknande särdragen enligt krav 1.This object is achieved according to the characterizing features of claim 1.

Med en uppfinningsenlig överbelastningsslirkoppling kan man på fördelaktigt vis ställa in respektive förändra maximalvridmomentet såväl som slirsträckan på plats, individuellt för varje maskin eller anläggning.With an overload slip coupling according to the invention, it is advantageous to set or change the maximum torque as well as the slip distance in place, individually for each machine or plant.

Den elektroniska regleringen av en uppﬁnningsenlig överbelastningsslirkoppling är lätt att integrera med totalregleringen av en maskin eller en anläggning.The electronic control of an easy-to-use overload slip coupling is easy to integrate with the total control of a machine or plant.

Driftdata hos en uppﬁnningsenlig koppling är på ett särskilt fördelaktigt enkelt sätt lätta att övervaka, registrera och analysera. Därtill kan man på ett enkelt sätt mäta om slimingar har skett. På ett enkelt sätt kan antalet slimingar såväl som tidpunkten och den tillhörande slirsträckan registreras. På ett fördelaktigt enkelt sätt kan total- slirsträckan för alla slirningarna eller den genomsnittliga slirsträckan såväl som tid- punkten för en kopplingsåtskiljning fastställas. Genom en enkel jämförelse eller analys i samband med ytterligare driftdata för en anläggning, kan slutsatser dras gällande totalanläggningens driftsparametrar. 10 15 20 :'f= 25 (fl PJ -lï> G\ Ja. vi a ...- 3 Ytterligare särdrag och fördelar framgår av underkraven i samband med beskriv- ningen.Operating data of an inventive connection is in a particularly advantageously simple manner easy to monitor, register and analyze. In addition, you can easily measure if slimming has occurred. In a simple way, the number of slims as well as the time and the associated slip distance can be registered. In an advantageously simple manner, the total slip distance for all the slips or the average slip distance as well as the time for a coupling separation can be determined. Through a simple comparison or analysis in connection with additional operating data for a plant, conclusions can be drawn regarding the total plant's operating parameters. 10 15 20: 'f = 25 (fl PJ -lï> G \ Ja. Vi a ...- 3 Further features and advantages appear from the subclaims in connection with the description.

Uppﬁnningen kommer nedan att beskrivas närmare med hjälp av den tillhörande, schematiska ritningen. Figuren visar ett exempel på en uppﬁnningsenligt utformad kopplingsanordning. Den första kopplingsdelen 2 är vridfast förbunden med en axel l och den andra kopplingsdelen 5 med en andra axel 6. Denna anordning fungerar oavsett vid vilken av axlarna 1, 6 som drivmotorn respektive arbetsmaskinen är an- ordnade.The invention will be described in more detail below with the aid of the accompanying schematic drawing. The figure shows an example of a coupling device designed according to the invention. The first coupling part 2 is rotatably connected to a shaft 1 and the second coupling part 5 to a second shaft 6. This device functions regardless of which of the shafts 1, 6 the drive motor and the working machine, respectively, are arranged.

Den första kopplingsdelen 2 är axelformig och är exempelvis vridbart anordnad i den andra, ringformiga kopplingsdelen 5 medelst rullningslager. I den andra kopp- lingsdelen 5 finns i det radiellt inre området, alltså i den mot den andra kopplings- delen 2 vända sidan företrädesvis anordnat en ringfonnig tryckkammare 3, vilken kan fyllas med en tryckvätska via en pumpanslutning 14 och en kanal. Genom fyll- andet med tryckvätska pumpas tryckkammaren 3 upp och de mot varandra anlig- gande yttoma hos de båda kopplingsdelarna 2, 5 bildar en kraftslutande förbindning, varvid den av norrnalkraften förorsakade friktionskraften mellan kopplingsdelarna 2, 5 bestämmer det överförbara vridmomentet hos kopplingen. Detta kan vid sådana kopplingar på känt sätt ställas in medelst vätsketrycket. Därför ansluts företrädesvis en högtryckspump till pumpanslutningen 14 och tryck bildas. Efter tillslutning av tryckkammaren 3 medelst avbrytarventilen 4 avlägsnas pumpen och kopplingen är driftsduglig.The first coupling part 2 is shaft-shaped and is for instance rotatably arranged in the second, annular coupling part 5 by means of rolling bearings. In the second coupling part 5, in the radially inner area, i.e. in the side facing the second coupling part 2, an annular pressure chamber 3 is preferably arranged, which can be filled with a pressure fluid via a pump connection 14 and a channel. By filling with pressure fluid, the pressure chamber 3 is pumped up and the abutting surfaces of the two coupling parts 2, 5 form a force-fitting connection, the frictional force caused by the normal force between the coupling parts 2, 5 determining the transferable torque of the coupling. In the case of such couplings, this can be set in a known manner by means of the liquid pressure. Therefore, a high pressure pump is preferably connected to the pump connection 14 and pressure is formed. After closing the pressure chamber 3 by means of the shut-off valve 4, the pump is removed and the coupling is operable.

Förutom kanalema till tryckkammaren 3 kan det i den navformiga kopplingsdelen 5 ﬁnnas ytterligare kanaler för smörjningssyften. Likaså kan också andra säkerhets- element, verkande enligt samma hydrauliska princip, vara anordnade mellan de båda kopplingsdelarna 2, 5. 10 15 20 25 30 524 64-7 4 I den visade utföringsfonnen är i de båda kopplingsdelarna 2, 5 mätspår 7, 11 an- ordnade, vid vilka de båda kopplingsdelamas 2, 5 rotationsvinkellägen mäts medelst sensorer 8, 10. Signalema från sensorema 8, 10 vidarebefordras till en reglerapparat 9, som fastställer om relativrörelser, s k sliming, har skett mellan kopplingsdelama 2, 5. I reglerapparaten 9 kan en inställbar, maximal slirsträcka vara förutbestämd, vilken exempelvis inte får överskridas under en viss tidsperiod. Det är också möjligt att på förhand ange olika slirsträckor och tidsperioder för olika varvtalsområden, varvid dessa parametrar kan ändras.In addition to the channels to the pressure chamber 3, additional channels for lubrication purposes can be found in the hub-shaped coupling part 5. Likewise, other safety elements, operating according to the same hydraulic principle, can also be arranged between the two coupling parts 2, 5. In the embodiment shown in the two coupling parts 2, 5 there are measuring grooves 7, 11. arranged, in which the rotation angular positions of the two coupling parts 2, 5 are measured by means of sensors 8, 10. The signals from the sensors 8, 10 are transmitted to a control device 9, which determines whether relative movements, so-called slimming, have taken place between the coupling parts 2, 5. In the control device 9, an adjustable, maximum slip distance can be predetermined, which, for example, must not be exceeded during a certain period of time. It is also possible to specify in advance different slip distances and time periods for different speed ranges, whereby these parameters can be changed.

Reglerapparaten 9 fastställer från signalema från sensorerna 8, 10 en differens mel- lan kopplingsdelamas 2, 5 rotationsvinkellägen och jämför denna differens med det förutbestämda värdet. Om detta förutbestämda värde har uppnåtts eller har överskri- dits, då aktiverar reglerapparaten 9 en lyftmagnet, som placerar en slid i avbrytar- ventilens 4 väg. Vid nästa passage av avbrytarventilen 4 slås dess huvud av och kopplingen frikopplas, d v s tryckkamrnaren 3 töms, så att kraﬁöverföringen mellan kopplingsdelama 2, 5 upphör. De båda kopplingsdelarna 2, 5 kan då rotera fritt rela- tivt varandra.The control device 9 determines from the signals from the sensors 8, 10 a difference between the rotation angle positions of the coupling parts 2, 5 and compares this difference with the predetermined value. If this predetermined value has been reached or has been exceeded, then the control device 9 activates a lifting magnet, which places a slide in the path of the switch valve 4. At the next passage of the shut-off valve 4, its head is switched off and the coupling is disengaged, i.e. the pressure chamber 3 is emptied, so that the force transfer between the coupling parts 2, 5 ceases. The two coupling parts 2, 5 can then rotate freely relative to each other.

Sliden 13 kan också manövreras manuellt via en strömställare på reglerapparaten 9 eller direkt på lyﬂmagneten 12. Självklart kan andra reglerbara apparater vara an- ordnade för avskjuvning av avbrytarventilen.The slide 13 can also be operated manually via a switch on the control device 9 or directly on the ly magnet 12. Of course, other adjustable devices can be arranged for shearing the switch valve.

Reglerapparaten 9 hos en uppñnningsenlig kopplingsanordning är särskilt enkel att integrera i totalregleringen av en maskin eller en anordning, så att motsvarande driftdata kan utbytas.The control apparatus 9 of an inventive coupling device is particularly simple to integrate in the overall control of a machine or a device, so that the corresponding operating data can be exchanged.

Med kännedom om en drivmotors rotationsvinkelläge kan reglerapparaten 9 också, medelst endast sensom 8 eller 10 hos en kopplingsdel 2, 5, fastställa slirsträckan mellan kopplingsdelama 2, 5. 10 15 20 'iﬁ ÜÉ3o 524 647 5 En särskild fördel med en uppﬁnningsenligt utformad överbelastningsslirkoppling relativt en mekanisk lösning består däri, att förutbestämda, maximalt tillåtna slirvår- den för varje sliming hos kopplingen också kan användas fullt ut i olika varvtalsom- råden, d v s de förutbestämda, tillåtna slirsträckorna kan alltid erhållas vid ett slir- förlopp.With knowledge of the rotational angular position of a drive motor, the control device 9 can also, by means of only the sensor 8 or 10 of a coupling part 2, 5, determine the slip distance between the coupling parts 2, 5. A special advantage of an inventively designed overload coil a mechanical solution consists in that predetermined, maximum permissible slip values for each slimming of the coupling can also be used in full in different speed ranges, ie the predetermined, permissible slip distances can always be obtained during a slip process.

Reglerapparaten 9 kan spara, analysera, indikera och/eller till en totalregulator vida- rebefordra samtliga driftdata för överbelastningsslirkopplingen, såsom differensvår- dena mellan kopplingsdelamas 2, 5 rotationsvinkellägen (slirlångder), antalet slir- ningar, antalet utlösningar av kopplingen med eller utan tidsuppgifter. På så sätt kan exempelvis totalslirsträckan för alla slimingama eller slirsträckans genomsnittsvärde under en driftsfas fastställas. Genom att analysera dessa driftdata i totalregleringen, kan viktiga kunskaper om en anläggnings driftsparametrar erhållas.The control device 9 can save, analyze, indicate and / or forward to a total controller all operating data for the overload slip clutch, such as the difference values between the coupling parts 2, 5 rotation angle positions (slip lengths), the number of slips, the number of trips of the clutch with or without time data. In this way, for example, the total slip distance for all the slimings or the average slip distance during an operating phase can be determined. By analyzing these operating data in the total regulation, important knowledge about a plant's operating parameters can be obtained.

Reglerapparaten 9 är förslagsvis konstruerad såsom en programmerbar, logisk re- gulator (SPS). Andra regulatortyper år självklart också möjliga. 10 15 524 64-7 Hänvisningsbeteckningslista Axel Kopplingsdel Ríngspalt Avbrytarventil Kopplingsdel Axel Mätspår Sensor §°9°.\'9*$^:>':'°!°!" Regulator 1 0. Sensor 1 1. Mätspår 1 2. Lyftmagnet 1 3 . Slid 14. PumpanslutningThe control device 9 is proposed to be designed as a programmable, logic controller (SPS). Other types of regulators are of course also possible. 10 15 524 64-7 Reference reference list Shaft Coupling part Ring gap Switch valve Coupling part Shaft Measuring groove Sensor § ° 9 °. \ '9 * $ ^:>': '°! °! "Regulator 1 0. Sensor 1 1. Measuring groove 1 2. Lifting magnet 1 3. Slide 14. Pump connection

Claims

10 15 20 25 524 647 Patent claims

An overload slip coupling with a first coupling part (2), which is annularly enclosed by a further coupling part (5), in which at least one pressure arm (3) is formed, which can be filled with a liquid under high pressure and can be closed by means of a switch valve ( 4), so that the annular wall of the second coupling part (5) forms a force-fitting connection with the cylindrical outer surface of the first coupling part (2), whereby the two coupling parts (2, 5) are rotatably connected to each other, and wherein there are means for opening the shut-off valve (4) and the emptying of the pressure chamber (3), whereby the torsional connection is releasable when a predetermined relative movement, slip distance, between the two coupling parts (2, 5) is achieved, characterized in that a measuring device (8, 10, 7, 11) for determining a difference value between the rotation angular positions of the two coupling parts (2, 5) are arranged, and that this difference value can be compared with predetermined values in a reg. clay apparatus (9), wherein an apparatus (12) arranged to open the switch valve (4) can be controlled as a function of the comparison.

Overload slip coupling according to Claim 1, characterized in that at least one measuring groove (7, 11) is provided, which cooperates with a sensor (8, 10), on the basis of which signals the difference value between the rotation angular positions of the two coupling parts (2, 5) can be determined in the control device (9).

Overload slip clutch according to one of the preceding claims, characterized in that the predeterminable values of the difference between the rotational angle positions of the coupling parts (2, 5) are adjustable in the control device (9).

Overload slip coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined value of the difference between the angular angles of the coupling parts (2, 5) is completely usable in each slimming. 10 15 524 64-7 8

Overload slip coupling according to one of the preceding claims, characterized in that all operating data for the overload slip coupling, such as the difference values of the rotational angular positions of the coupling parts (2, 5) or the number of trips of the coupling in the control device (9), can be stored and analyzed with or without time indications.

Overload slip coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the apparatus for opening the shut-off valve (4) is an electromagnetic ﬁ trigger trigger device, consisting of a lyre magnet (12) by means of which a slide (13) is guided in the path of movement of the switch valve (4). is ﬂ superficial.

7. Overload slip coupling according to Claim 6, characterized in: that the slide (13) can be operated manually.

Overload slip coupling according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (9) is a programmable logic controller (SPS) and can be arranged in the total control device for a machine or plant.