DE2453500C2 - Überlast-Sicherungseinrichtung - Google Patents

Description

stellung der Riegelstellung nicht die Kupplungselemente für sich allein in die Riegelstellung verbracht werden müssen, sondern auch die Kupplungshälfte, die jedoch von außen her nicht ohne weiteres zugänglich ist Aus diesem Grund und auch in Anbetracht des hierzu notwendigen Kraftaufwandes müssen die Rollkörper gemeinsam durch eine hierfür eigens vorgesehene Hebelvorrichtung wieder in die Riegelstellung hinter der Schulter verbracht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überlastkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, die praktisch als komplettes Bauteil gehandelt werden kann, so daß sie ohne wesentliche konstruktive Vorkehrungen an den Kupplungshälften daran eingesetzt werden kann und außerdem der Einstellbereich für das Überlastmoment beliebig vergrößerbar ist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe an einer Kupplung der eingangs genannter. Art gelöst durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Einer der wesentlichsten Vorteile der erfindungsgemäßen Überlastkupplung besteht darin, daß diese als handelsfähiges Bauelement hergestellt werden kann, weil alle wesentlichen Teile davon in einem Lagerteil zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise in einer einfachen Gewindebohrung das Lagerteil mit der ersten Kupplungshälfte zu verschrauben, so daß in der zweiten Kupplungshälfte, die damit gekoppelt werden soll, nur die Sitzfläche für das Ende des Kupplungselements ausgebildet werden muß. Die Überlastkupplung läßt sich daher in relativ großer Stückzahl und folglich billig serienmäßig herstellen. Ein weiterer bedeutsamer Vorteil bestehi darin, daß die Größe des Ansprechmomentes bei Überlastung durch die Anzahl solcher Kupplungseinheiten bestimmt werden kann, d. h. es bedarf bei einer Vergrößerung des Ansprechmomentes lediglich der Hinzufügung einer entsprechenden Anzahl solcher Kupplungseinheiten.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung gemäß dem Patentanspruch 3 ergibt eine im Durchmesser platzsparende Ausführung. Denn hierbei ist die den Rollkörper beaufschlagende Feder in axialer Richtung des Kupplungselements wirksam, wobei die den Rollkörper in Eingriff hinter der Schulter haltende Kraft als Komponente der Feder-Axialkraft durch die konischen Druckflächen erzeugt wird.

Andere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 4 bis 7.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überlastkupplung, und

F i g. 2 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Überlastkupplung mit ausführlicher Darstellung der Kupplungshälften.

Die in F i g. 1 dargestellte Überlastkupplung dient zur Verbindung zweier Kupplungshälften 31 und 32, die quer zu ihrer Stoßfläche in Richtung der Pfeile A relativbeweglich gelagert sind. Mit 33 ist dabei das Lagerteil der Überlastkupplung in der ersten Kupplungshälfte 31 und mit 4 das Gegenlagerteil in der zweiten Kupplungshälfte 32 bezeichnet. Das Lagerteil 33 ist als Gehäuse ausgebildet und in eine entsprechende Gewindebohrung eingeschraubt oder sonstwie daran befestigt, während das Gegenlagerteil 4 als in einer Lagerausnehmung der Kupplungshälfte 32 eingesetzter Lagerkörper aus einem geeigneten Werkstoff ausgebildet ist. Die Symmetrieachsen des Lagerteils 33 >ind des Gegenlagerteils 4 stehen wenigstens annähernd senkrecht auf der Stoßfläche bzw. der Richtung der Relativbewegung der beiden Kupplungshälften 31 und 32.

Die erfindungsgemäße Überlastkupplung ist in der Riegelstellung dargestellt in welcher ein Teil eines Kupplungselements bildende Kugel 35 in eine durch eine angesenkte Bohrung des Gegenlagerteiles 4 gebildete Sitzfläche 34 eingreift Die Kugel 35 wird durch ein

ίο als Madenschraube ausgebildetes Andruckelement 38 eines Teil des Kupplungselements bildenden Druckstiftes 28 in die Sitzfläche 34 gedrückt; die das Andiuckelement 38 bildende Madenschraube weist zur Zentrierung gegenüber der Kugel 35 an ihrem Vorderende 36 eine mit ihren Rändern am Umfang der Kugel 35 anliegende Ansenkung auf. Der Druckstift 28 ist in einer Bohrung <ies als Gehäuse ausgebildeten Lagerteils 33 längsbeweglich gelagert und weist eine Schulter 29 auf, welche zu einem der Kugel 35 abgewandten hinteren Ende des Druckstiftes 28 mit einem verminderten Durchmesser 37 führt. An der Schulter 29 liegen in ringförmiger Anordnung eine Mehrzahl von als Kugeln ausgebildeten Rollkörpern 27 an, die gegen die Außenfläche des Druckstiftes 28 im Bereich der Schulter 29 durch zwei Druckringe 25 und 26 angepreßt sind. Der Druckring 26 ist mit einem Außengewinde versehen und in ein entsprechendes Innengewinde des Lagerteils 33 eingeschraubt.
Jede Kraft in Richtung der Pfeile A versucht, die Kugel 35 aus der Sitzfläche 34 auszuheben und gegen das Andruckelement 38 und den Druckstift 28 zu drücken; wenn dieser Druck einen gewissen Schwellenwert erreicht, werden die Rollkörper 27 durch die Schulter 29 radial nach außen gedrückt, wodurch die Druckringe 25 und 26 gegen die Kraft einer Druckfeder 39 auseinandergepreßt werden. Wenn die Schulter 29 die Rollkörper 27 ausgehoben hat, so liegen diese an der zylindrischen Außenfläche des Hauptteiles des Druckstiftes 28 an und üben keine Kräfte in dessen Längsrichtung aus.

Durch den plötzlichen Wegfall des Gegendruckes beim Auflaufen der Rollkörper 27 auf die Schulter 29 schnappt das durch die Kugel 35 und den Druckstift 28 gebildete Kupplungselement in der Darstellung gemäß Fig. I nach rechts und gibt so die zweite Kupplungshälfte 32 vollständig frei. In dieser Lösesteilung bleibt das Kupplungselement, bis der Druckstift 28 durch Druck auf sein rückwärtiges, im Beispielsfalle nunmehr aus dem Lagerteil 33 herausragendes Ende wieder nach vorne geschoben wird, so daß die Rollkörper 27 hinter der Schulter 29 erneut einrasten können. Der Schwellenwert der Kraft, welcher die Rollkörper 27 radial nach außen zwingt, kann durch Drehung des Druckringes 26 in der zugehörigen Gewindebohrung des Gehäuses eingestellt werden, wobei die damit einhergehende Längsbewegung des Druckstiftes 28 in der Riegelstellung durch entsprechende Einstellung des als Madenschraube ausgebildeten Andruckelementes 38 im Bedarfsfalle kompensiert werden kann.
Nach dem Ansprechen der Überlastkupplung genügt ein Druck auf das rückwärtige Ende des Druckstiftes 28, um die gegen Überlast gesicherte Verbindung zwischen den Kupplungshälften 31 und 32 wieder herzustellen.

Spiel zwischen der Kugel 35 und dem Gegenlagerteil ■ί sowie dem Andruckelement 38 kann durch Verstellen des Andruckelementes 38 gegenüber dem Druckstift 28 ausgeglichen werden; hierzu wird die das Andruckelement 38 bildende Madenschraube mittels eines von der Rückseite her in den Innenraum des Drucksliftes 28

einführbaren Werkzeuges gedreht.

Die Kupplungshälften 31 und 32 können beispielsweise kreisförmige oder eine andere Umrißform aufweisen und an einer Antriebs- bzw. einer Abtriebswelle gelagert sein. Eine Mehrzahl erfindungsgemäßer Überlastkupplungen kann um die gemeinsame Achse der Wellen herum angeordnet sein, um Drehmoment von einer Welle auf die andere zu übertragen und die beiden Wellen zu entkuppeln, wenn das Drehmoment einen vorbestimmten Maximalwert übersteigt.

Die Überlastkupplung arbeitet in analoger Weise, wenn die Kupplungshälften 31 und 32 konzentrische Zylinder sind, wobei die Achsen der Druckstifte 28 im wesentlichen radial zur gemeinsamen Achse der zylindrischen Kupplungshälften angeordnet sind.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 überträgt eine als Buchse ausgebildete Kupplungshälfte 41 ein auf einen bestimmten Höchstwert begrenztes Drehmoment auf eine als Flansch ausgebildete Kupplungshälfte 42, wobei am Umfang der beiden Kupplungshälften 41 und 42 eine Reihe von Überlastkupplungen in der von Scherstiften bekannten Art angeordnet ist. Die als Flansch ausgebildete Kupplungshälfte 42 ist mit einer Abtriebswelle 43 verbunden. Die Buchse 41 trägt dabei einen Flansch 44, nahe an dessen Außenumfang die Überlastkupplungen angeordnet sind.

Jede Überlastkupplung weist ein an der Kupplungshälfte 41 vorgesehenes Lagerteil 45 auf, welches als Gehäuse mit den Gehäuseteilen 46 und 47 ausgebildet ist, die miteinander verschraubt sind. Der Gehäuseteil 47 ist nach Art einer Holzschraube ausgebildet und erstreckt sich durch eine öffnung des Flansches 44 hindurch. Gleitbeweglich in der Bohrung 49 der Hohlschraube ist eine Kugel 48 gelagert, die mit dem als Einsatzteil ausgebildeten Gegenlagerteil 50 in der anderen Kupplungshälfte 42 zusammenwirkt.

Die Kugel 48 wird in der Riegelstellung durch ein ebenfalls als Madenschraube ausgebildetes Andruckelement 51 in der Sitzfläche des Gegenlagerteiles 50 gehalten. Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist die analog ausgebildete, als Andruckelement 51 dienende Madenschraube im Innengewinde eines Druckstiftes 52 gehalten, der eine Schulter 53 aufweist, gegen die ein Satz von Rollkörpern 54 durch die geeigneten Flächen zweier Druckringe 55 und 56 gedrückt wird. Die Druckringe 55 und 56 sind beide durch die Rollkörper 54 radial frei beweglich und axial zwischen einem Einstellring 57, der in ein Ende des Gehäuseteiles 46 eingeschraubt ist, und einer Druckfeder 58 zwischen dem Druckring 56 und dem Ende des Gehäuseteiles 47 gespannt Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist die Druckfeder 39 bzw. 58 als Mehrfach-Tellerfeder ausgebildet

Die Arbeitsweise der Überlastkupplung gemäß F i g. 2 entspricht derjenigen gemäß F i g. 1. Wenn die an die Antriebswelle 43 angeschlossene Maschine blockieren sollte, so rastet jede der Überlastkupplungen aus und wird kein Drehmoment mehr zwischen den Kupplungshälften 41 und 42 übertragen.

Auch bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 kann die erneute Kupplung dadurch erfolgen, daß die Kupplungshälften 41 und 42 wieder in die richtige relative Drehlage gebracht werden und die Druckstifte 52 eingedrückt werden, so daß die Rollkörper 54 über die Schulter 53 wieder in den Abschnitt verminderten Durchmessers des Druckstiftes 52 einfallen und die Kugeln 48 in die Sitzflächen der Gegenlagerteile 50 gedrückt werden.

Bei der Einstellung der Überlastkupplung gemäß Fig.2 kann das einstellbare Andruckelement 51 zunächst in leichte Berührung mit der Kugel 48 gebracht werden, wenn diese die Sitzfläche im Gegenlagerteil 50 berührt, so daß keinerlei Spiel vorhanden ist. Die richtige Einstellung des Andruckelementes 51 kann durch ein Bremsmedium auf den Gewindegängen der als einstellbares Andruckelement 51 dienenden Madenschraube gesichert werden, beispielsweise Schellack oder ein anderes geeignetes Mittel, wie dies beispielsweise unter der Bezeichnung »LOCTITE« im Handel erhältlich ist. Eine Drehung des Druckstiftes 52 während der Einstellung entweder des Andruckelementes 51 oder der Federspannung mittels des Einstellringes 57 kann vermieden werden durch Aufsetzen einer Spann- oder Klemmvorrichtung auf den Absatz 59 am freien Ende des Druckstiftes 52. Die erzielte Einstellage des Einstellringes 57 kann ebenso wie bei der als Andruckelement 51 dienenden Madenschraube gesichert werden.

In beiden beschriebenen Ausführungsformen kann es sich als zweckmäßig erweisen, die gegeneinander beweglichen Flächen der Überlastkupplung mit einem Schmiermittel zu verschen, welches Molybdändisulfid enthält.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 an den Rollkörper (54) selbsteinstellend gehalten Patentansprüche: sind.

1. Oberlastkupplung zur Verbindung zweier

Kupplungshälften mit einem in der ersten Kupp- 5

lungshälfte zwischen einer Riegelstellung und einer

Lösestellung verstellbaren Kupplungselement, das Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung zur

in der Riegelstellung mit einer Eingriffsfläche in eine Verbindung zweier Kupplungshälften mit den Merkma-

Sitzfläche der zweiten Kupplungshälfte eingreift len gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

und bei einer Relativdrehung der beiden Kupplungs- io Bei einer bekannten Überlastkupplung der vorste-

hälften aus der Sitzfläche ausgehoben und in die henden Art (US-PS 20 45 572) ist als Kupplungselement

Lösestellung verstellt wird, und mit mindestens ei- ein Stift vorgesehen, der in einer Bohrung einer die erste

nem federbelasteten, quer zur Längsachse des Kupplungshälfte bildenden Scheibe axial verschiebbar

Kupplungselements bewegbaren Rollkörper, der in angeordnet ist Der Stift weist an seinem Eingriffsende

der Riegelstellung eine von der Sitzfläche abge- 15 eine Konusfläche auf, mit der er in eine komplementär

wandte Schulter des Kupplungselements hinter- dazu konische Sitzfläche einer Riemenscheibe, die die

greift und sich an der ersten Kupplungshälite derart zweite Kupplungshälfte bildet, eingreifen kann. Zwi-

abstützt, daß er nur unter der Wirkung einer der sehen seinen beiden Ender, besitzt der Stift eine eine

Überlast entsprechenden Kraft gegen die Federwir- Schulter bildende Nut, in welche eine quer zur Längs-

kung aus dem Eingriff mit der Schulter aushebbar ist, 20 achse des Stiftes in einer weiteren Bohrung der Scheibe

dadurch gekennzeichnet, daß das Kupp- verstellbare federbelastete Kugel einrasten kann. In der

Iungselement(28,35;52,48),derdieSchulter(29,53) weiteren Bohrung der Scheibe ist die die Kugel bela-

des Kupplungselements hintergreifende Rollkörper. stende Feder angeordnet, deren Verspannung durch ei-

(27,54) und die den Rollkörper belastende Feder (39, ne von dem Rand der Scheibe her zugängliche Stell-

58) in einem mit der ersten Kupplungshälfte (31,41) 25 schraube verändert werden kann. Bei einer Überlast

verbindbaren Lagerteil (33,45) angeordnet sind, das bewirkt die zwischen der Sitzfläche der Riemenscheibe

eine Abstützfläche (26; 55, 57) für den Rollkörper und dem konischen Ende des Stiftes erzeugte axiale

(27, 54) bildet und durch das das Kupplungsele- Kraftkomponente ein Verschieben des Stiftes unter

ment (28,35; 48, 52) in der Lösestellung zugänglich gleichzeitiger Überwindung der durch die federbelaste-

ist. 30 te Kugel bewirkten Haltekraft. Dabei gleitet die Kugel

2. Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch aus der Nut heraus und sinkt in eine daneben angeordgekennzeichnet, daß das Kupplungselement durch nete flachere Nut ein, wodurch die Lösestellung des einen in die Sitzfläche (34, 50) der zweiten Kupp- Stiftes fixiert ist.

lungshälfte (32, 42) eingreifenden Wälzkörper (Ku- Nachteilig an dieser bekannten Überlastkupplung ist,

gel 35, 48) und einen die Schulter (29, 53) aufwei- 35 daß sie stets eine individuelle Anpassung der entspre-

senden Druckstift (28,52) gebildet ist. chenden miteinander zu verbindenden Bauteile erfor-

3. Überlastkupplung nach Anspruch 2, dadurch dert Hierzu ist eine angepaßte Ausgestaltung der den gekennzeichnet, daß der vorzugsweise als Kugel Kupplungsstift aufnehmenden Scheibe erforderlich, um ausgebildete Rollkörper (27, 53) zwischen zwei ge- darin die einzelnen Komponenten (Kupplungsstift, Kugeneinander in Achsrichtung des Druckstiftes (28, 40 gel, Feder, Sielischraube) unterzubringen. Daraus folgt 52) durch die Feder (39,58) belasteten Druckflächen weiterhin, daß auch der Einstellbereich für das Überlast-(25, 26; 55, 56) gehalten ist, von denen mindestens moment auf den Stellbereich der vorhandenen Feder eine Druckfläche zur Längsachse des Druckstifts und die Belastbarkeit der einzelnen Komponenten bederart geneigt ist, daß der Rollkörptr durch die Fe- schränkt ist und beispielsweise eine Vergrößerung des der in Eingriff mit der Schulter (29,53) und der Ab- 45 Überlastmomentes über diesen Bereich hinaus nur Stützfläche (26; 55, 57) des Lagerteils (33, 45) ge- durch eine konstruktive Änderung der Kupplung und drückt wird. der Kupplungshälften möglich ist. Eine solche Ande-

4. Überlastkupplung nach Anspruch 3, dadurch rung ist aber wegen der Gestaltung der Kupplungshälfgekennzeichnet, daß die Abstützfläche an einem im ten häufig nicht durchführbar und wird wegen des damit Lagerteil (33, 45) verstellbaren Druckring (26, 55) 50 verbundenen Aufwandes auch in der Regel nicht ausgeausgebildet ist und zugleich eine der Druckflächen führt.

bildet. Es ist auch bereits eine nicht zur eingangs genannten

5. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 2 Gattung zählende Überlastkupplung bekannt geworden bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an die (US-PS 30 80 029), bei der der Eingriff von als Kugeln Schulter (29, 53) anschließende Anlagefläche des 55 ausgebildeten Kupplungselementen zwischen Kupp-Druckstiftes (28, 52) für den Rollkörper (27, 54) zy- lungshälften dadurch aufrecht erhalten ist, daß in den lindrisch ist. Kraftfluß zwischen den entsprechenden Elementen fe-

6. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 2 derbelastete Rollkörper eingeschaltet sind. Diese RoIlbis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift körper sind beim Auftreten einer Überlastkraft quer zur (28, 52) hohl ist und ein einstellbares Andruckele- 60 Ausrückrichtung verstellbar, wobei der zuvor von den ment (38,51) zur Überbrückung von Spiel zwischen Rollkörpern eingenommene Raum dann für den Lösedem Wälzkörper (Kugel 35, 48) und der Sitzfläche hub frei wird. Für den Lösehub sind nicht nur die Kupp-(34,50) aufweist. lungselemente selbst, sondern zusätzlich auch eine

7. Überlastkupplung nach einem der Ansprüche 3 Kupplungshälfte verstellbar. Diese weist die Schulter bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckflächen 65 auf, die von den Rollkörpern hintergriffen wird und diean zwei Druckringen (55, 56) ausgebildet sind und se bei Auftreten einer Überlastkraft aus dem Eingriff die Druckringe (55, 56) quer zur Achse des Druck- mit der Schulter nach außen drängt.

Stiftes (52) frei beweglich und damit in ihrer Anlage Aus dieser Bauweise ergibt sich, daß zur Wiederher-