DE2353475A1 - Kupplungsvorrichtung - Google Patents
KupplungsvorrichtungInfo
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Description
, Dipl. !■-.;, hl. Hauck ■ .-DiO^.
F.—β. VV. .Schmitz
Dipping. VV. VVehnert
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"Kuppliingsvorrlchtung'1
Es sind die verschiedensten Typen von Kupplungen und Wellenkupplern
bekannt, die mit Reibung, Federn, Klinken, magnetisch
oder Flüssigkeit arbeiten. Die vorliegende Erfindung macht
es möglich, eine Kupplung oder einen Wellenkuppler zu schaffen,
die oder der funktioneile oder betriebsmäßige Mangel
dieser bekannten Mechanismen beseitigt.
Die Erfindung befaßt sich mit der Schaffung einer neuen und
sehr praktischen Wellenkupplungsvorrichtung, die ruhig arbeitet und die als Drehkraftbegrenzungskupplung einsetzbar ist,
und zwar mit gleichem Nutzen sowohl innerhalb als auch außerhalb von Wasser, .
Mehr speziell ist es ein Merkmal der Erfindung, eine Kupplung
oder einen Wellenkupplungsmechanismus zu schaffen, der im Aufbau gedrungen ist, ruhig läuft, selbst einrückt und ein
neues Überdrehschlupfkupplungsmerkmal einschließt zur automatischen
Begrenzung oder Steuerung des Ausmaßes, um welches die von der Antriebswelle aufgegebenen Drehkräfte auf die angetriebene
Welle übertragen werden sollen.
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409840/0263
Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, eine Kupplungsvorrichtung
des zuvor beschriebenen Typs zu schaffen, die einen
neuen und sehr praktischen Aufbau von nachgiebigen •Balkengliedern
aufweist, welche zwischen ihren Enden durchgebogen werden, wenn die Drehkraft oder der Belastungswiderstand einen vorbestimmten
Wert erreichen.
Ein weiteres spezielles Merkmal der Erfindung ist es, eine
Kupplung oder eine Wellenkupplungsvorrichtung des zuvor beschriebenen Typs zu schaffen, in der eine Anzahl von wegbiegbaren
Balkengliedern vorgesehen ist, die mit einer An-
zahl/längs des Umfanges verteilten drehbaren Kupplungselementen, beispielsweise Rollen, zusammenwirkt, die innerhalb
einer Öffnung angeordnet sind, die sich innerhalb der
inneren Oberflächen der Balkenglieder befinden.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Äusführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer kompakten
Kupplung oder eines Kupplermechanismus nach der Erfindung,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Querschnittes der
Kupplung längs der Linie 2-2 nach Fig. 3»
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Kupplung längs der Linie
3-3 nach Fig. 2,
409840/026 3 ~3~
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Kupplung längs der Linie
4-4 nach Fig. 5, nachdem sich die Rollen um die gemeinsamen .Achsen der antreibenden und der angetriebenen Wellen gedreht haben um etwa 45° gegenüber der Stellung nach Fig. 2, ·
Fig. 5 einen Längsschnitt im wesentlichen längs der Linie
5-5 nach Fig. 4, . " / ;
Fig. 6 eine schaubildliche Explosionsansicht der Bestandteile
der Kupplung nach den Fig. 1 bis 5,
Fig. 7 einen Ausschnitt aus einem Schnitt ähnlich dem nach
Fig. 4 zur Darstellung einer abgewandelten Kupplung, in welcher
nur zwei einander gegenüber angeordnete Antriebsrollen
eingesetzt werden gegenüber den vier umfangsmäßig verteilten
Antriebsrollen nach den Fig. 2 und 4.
Bezugnehmend auf die Zeichnungen sei darauf hingewiesen, daß
ähnliche Teile In den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugsziffern
versehen sind und daß eine Ausführüngsform einer Wellenkupplung oder eines Kupplungsmechanlsmus in den Fig. 1
bis 6 allgemein mit 10 bezeichnet ist. Der Kupplungsmechanlsmus 10 enthält ein umlaufendes, Im allgemeinen zylindrisches
Befestigungsglied 12, welches an einer Abtriebswelle 14 befestigt ist und um deren Achse umläuft.
Innerhalb des Teiles 12 und drehbar als eine Einheit mit dem
1 "..--. · ■ — 4 —
4Q9840/0263
ßefestigungsteil ist ein polygonal geformtes oder nicht
kreisförmiges Kupplungselement vorgesehen, welches mit 16 bezeichnet ist. Das" Kupplungselement 1.6 besteht aus geeignetem
elastischem oder nachgebendem Material und ist versehen mit vier gleichen Balken 18, deren innere Oberflächen 20
gleichmäßig orientiert sind in bezug auf den Umfang und gleich weit entfernt sind von der Achse der Abtriebswelle
Diese inneren Oberflächen 20 des Bauteiles bilden eine nicht kreisförmige oder allgemein polygonale öffnung zur Aufnahme
umlaufender Kupplungsglieder oder Rollen 22, die rings um die Achse der Welle 14 in gleichem Abstand von ihr angeordnet
sind.
Es sei bemerkt, daß die äußeren Eckenflächen der Kupplungsglieder 16 gegen die innere Oberfläche des zylindrischen
Gliedes 12 tragend stoßen und daß vier in Längsrichtung angeordnete Stifte 24 dazu dienen, das Glied 16 als eine Einheit
mit dem Glied 12 !umlaufen zu lassen. In gleicher Weise
sind die Rollen 22 alle drehbar angeordnet auf sich in Längsrichtung erstreckenden komplementären Stiften 26. Wenn die
Rollen 26 eine Stellung gegenüber den Gliedern 16 einnehmen,
wie es aus Fig. 2 zu ersehen ist, dann wird jede der Rollen eine komplementäre innere gebogene Eckoberfläche berühren,
die sich in der Nähe der Zusammensetzungssteilen von jeweils
zwei ßalkenpaaren 18 befinden.
Es sei bemerkt, daß die linken Enden der Stifte 26, wie es
- 5 409840/0263
aus den Fig. 3 und 5 zu ersehen ist, in einem Ring oder
Scheibenglied 28 befestigt sind, das mit dem Ende der Antriebswelle 30 verbunden ist. Die gegenüberliegenden Enden der
Stifte 26, die aus den gegenüberliegenden Seiten der Rollen 26
herausstehen, sind montiert innerhalb einer Scheibe oder eines
Plattengliedes 32. Auf diese Weise wird deutlich, daß die
Rollen 22 dazu dienen, als Einheit bewegt zu werden mit der
Antriebswelle 30 und kreisen um die Achse dieser Antriebswelle
ebenso gut wie um die mit dieser fluchtenden Antriebswelle 1.4.
Die linken Enden dei* Stifte 24 erstrecken sich, wie die Fig. 3
und 5 zeigen, innerhalb komplementärer öffnungen, die in einem
Schließglied oder einer Deckplatte 34 vorgesehen sind. Aus dem.
vorher Beschriebenen ist zu verstehen, daß dann, wenn die
Rollen 22 die Eckstellungen der inneren Oberflächen 20 des
nachgebenden Kupplungsgliedes 22 einnehmen, eine Drehung der
Antriebswelle 30 eine Drehung des zylindrischen Befestigungsgliedes 12 und der Abtriebswelle 14 verursacht wird. Damit
die Rollen 22 die Drehung des nachgebenden Kupplungsgliedes
16 mitmachen und dementsprechend die Antriebswelle 14 antreiben, ist es notwendig, daß die Drehbelastung einen vorbestimmten
Pegel nicht überschreitet. Überschreitet die Drehkraft, die zum Drehen der Welle 14 erforderlich ist, jedoch
einen vorbestimmten oder festgesetzten Wert, dann werden sich die Rollen 22 innerhalb des Gliedes 16 so verschieben, wie es
in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn diese Verschiebung eintritt,
dann veranlassen die Rollen die mittleren Teile jedes Balkens
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nach außen, gedehnt zu werden, womit die Antriebswirkung der
Rollen begrenzt wird. Sinkt die zum Drehen der Abtriebswelle 14 benötigte Antriebskraft auf ein zuvor erwähntes Niveau ab,
dann werden die Rollen 22 selbsttätig zurückgeführt, und sie werden wieder ihre normalen Antriebs Stellungen entsprechend
Fig. 2 einnehmen. Bei dem Arbeiten unter, den zuvor erwähnten
Bedingungen arbeitet der Kupplungsmechanismus 10 als eine Drehkraftbegrenzungskupplungsvorrichtnng. Es ist auch zu
sehen, daß die Welle 14 in beiden Drehrichtungen angetrieben
werden kann, ohne daß irgendwelche bauliche Veränderungen der WellenJaipplungsvorriclrtung erforderlich werden.
In Fig. 7 ist eine ein wenig veränderte Ausführungsform des
Kupplungsmechanismus wiedergegeben, die mit 10a bezeichnet ist. Zusammengesetzte Teile des Mechanismus 10a, die den
Teilen des Mechanismus 10 ähnlich sind, sind durch gleiche
Ziffern gekennzeichnet, die einen Index a tragen. Der einzige wesentliche, strukturelle Unterschied zwischen dem vorbeschriebenen
Mechanismus 10 und dem Mechanismus 10a besteht in der Vorsehung von zwei diametral einander gegenüber angeordneten
umlaufenden Kupplungsgliedern oder Rollen 22a, wodurch sich die Anordnung von der zuvor beschriebenen mit
vier Rollen 22 unterscheidet. In Fig. 7 ist mit durchgezogenen Linien die Stellung der Rollen 22a in einer Weise dargestellt,
in welcher die Rollen ein Wegdrücken der mittleren Abschnitte von diametral gegenüberliegenden Balken 18a ver-
- 7 409840/0263
Ursachen, wobei die Balkenwegbiegung der in Fig. 4 dargestellten entspricht. Die gestrichelte Stellung der Rollen 22a
zeigt die Rollen in diametral gegenüberliegenden Eckteilen der inneren Oberfläche 22a,.was den Stellungen der vier Rollen
22 in Fig. 2 entspricht. —
Aus dem Vorbeschriebenen ergibt es sich, das die Erfindung eine
Wellenkupplungsvorrichtung oder eine Kupplung schafft, die geräuschlos arbeitet und außerordentlich einfach und stabil aufgebaut ist. Die Kupplungsvorrichtung besteht aus einer relativ
geringen ZaüL von Bauteilen und läßt sich wirtschaftlich herstellen. Der statische Durchschnittsbetrieb und die Zurücksetzdrehkräfte
sind einander ungefähr gleich, und die Vorrichtung kann in beiden Richtungen; arbeiten. Falls es gewünscht ist,
das Ausmaß der Schlupfdrehkraft in den beiden Drehrichtungen
unterschiedlich voneinanderzu machen, dann läßt sich dies
verwirklichen durch eine Änderung des Anstellwinkels zwischen
den Rollen und den mit ihnen zusammenwirkenden komplementären
Balkenoberflächen. Durch einen solchen Aufbau des Mechanismus wird erreicht, daß· Fehlausrichtungen der Wellen innerhalb
gegebener Grenzen betriebsmäßig keine Wirkung hervorrufen.
Eine Veränderung der Kupplungskapazität läßt sich auf einfache Weise herbeiführen durch das Austauschen eines Satzes von
nachgiebigen Balken gegen einen Satz mit einem unterschiedlichen
Flexibilitätsgrad. Wie schon zuvor beschrieben wurde, arbeitet
die Kupplungsvorrichtung mit der gleichen Effektivität inner-
: ■■-. ■■" : .--■"" :-: ■■-■'■■■■.: V :: -:■■ .""■ - Q 409840/0263
halb oder außerhalb von Wasser, und es hat sich gezeigt, daß wesentliche Umgebungseinflüsse die Übertragungsfähigkeit
nicht beeinflussen. Die Erfindung bezieht sich auch auf die Benutzung von sphärischen Rollen, die ähnlich den oben beschriebenen
Rollen arbeiten. Unter der Bezeichnung Rollen sind deshalb in bezug auf das Ausführungsbeispiel sowohl
sphärische als auch normale Rollen zu verstehen.
Wenn in der vorliegenden Beschreibung auch nur baumäßige Details wiedergegeben sind, so versteht es sich, daß sich die Erfindung
auch auf abgewandelte Ausführungsformen bezieht, solange diese das Wesen der Erfindung nicht -verändern.
Patentansprüche:
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Claims (11)
- Patentansprüche:Λ J Kupplungsvorrichtung mit Drehkraftbegrenzung, gekennzeichnet durch eine Antriebswelle und eine angetriebene Welle, durch eine Anzahl von nachgiebigen Balkengliedern, die dazu dienen, getragen zu werden und umzulaufen mit einer der Wellen, durch innere Oberflächen an den Balkengliedern, welche gleichmäßig orientiert umfangsmäßig verteilt und von der Achse der tragenden Welle auf Abstand vorgesehen sind, um eine nicht ringförmige Öffnung zu schaffen zum Aufnehmen einer Anzahl umlaufender Kupplungsglieder, durch eine Anzahl umfangsmäßig auf Abstand angeordneter umlaufender Kupplungsglieder, die innerhalb der Öffnung angeordnet sind, und durch Befestigungsmittel, die drehbar sind als Einheit mit der besagten anderen Welle zum Tragen der besagten drehbaren Kupplungsglieder und zum Halten der besagten drehbaren Kupplungsglieder in Berührung mit den inneren Oberflächenbereichen der nachgiebigen Balkenglieder, wodurch eine flexible Kupplung zwischen den Wellen erreicht wird.
- 2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden benachbarter Balkenglieder miteinander verbunden sind zur Bildung einer Anzahl von Rollen aufnehmenden Eckbereichen. · .
- 3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Balkenglieder eine Rollen aufnehmende öffnung bilden,— 10 —40 98 4 0/026 3welche eine polygonale Form aufweist.
- 4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Balkenglieder gleiche Längen aufweisen und innerhalb der Vorrichtung ein Polygon bilden.
- 5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen von der Antriebswelle und die Balkenglieder von der angetriebenen Welle getragen werden.
- 6. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche1 bis 5 zum Kuppeln einer Antriebswelle mit einer angetriebenen ¥elle, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Oberflächen der Balkenglieder in der Nähe benachbarter Enden bogenförmig ausgebildet sind mit einer Kurvenform, die ungefähr den sphärischen Oberflächen der umlaufenden Kupplungsglieder entsprechen.
- 7« Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse, um welche die Balkenglieder gleichmäßig orientiert längs des Umfangs verteilt sind, im wesentlichen zusammenfällt mit der Montageachse der umlaufenden Kupplungsglieder.
- 8. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelteile der Balkenglieder seitlich wegbiegbar sind nach Maßgabe einer- 11 409840/0263vorbestimmten Kraft, die;auf sie übertragen wird mit Hilfe der umlaufenden Kupplungsglieder.
- 9. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der nachgiebigen jöalkenglieder in der Nähe ihrer benachbarten Enden gegen radiale Versetzung gesichert sind und daß die mittleren Teile der Balkenglieder seitlich wegbiegbar sind.
- 10. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusemittel die umlaufenden Kupplungsglieder und die nachgiebigen Balkenglieder einschließen.
- 11.. Kupplungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch.gekennzeichnet,daß die umlauf enden Kupplungsglieder die Form von Rollen aufweisen und daß Mittel vorgesehen sind, diese Glieder drehbar zu tragen.0984070263
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