DE2729545B2 - Drehmomentbegrenzungskupplung mit Freigang - Google Patents
Drehmomentbegrenzungskupplung mit FreigangInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentbegrenzungskupplung, bestehend aus einer treibenden und
einer getriebenen Kupplungshälfte, wobei zwischen beiden ein Schaltring zur Drehmomentübertragung
angeordnet ist, der axial verschiebbar und mit der einen Kupplungshälfte über Mitnahmeprofile in Eingriff
und durch Axialverschiebung bei Überschreitung eines bestimmten Drehmomentes außer Eingriff
bringbar ist, und bei der die als Kupplungsnabe ausgebildete Kupplungshälfte umfangsverteilte Bohrungen
aufweist, in denen federbclastete Wälzkörper angeordnet sind, die in Vertiefungen des Schaltringes
eingreifen, wobei die Vertiefungen als jeweils über einen Teil des Schaltringumfanges verlaufende Bahnen
ausgebildet sind, die jede wenigstens eine Drehmomentübertragungsposition und eine Freilaufposition
aufweisen.
Drehmomentbegrenzungskupplungen mit Freigang sind bekannt (DE-AS 2540489). Die bekannte Ausführung
beschreibt eine Drehmomentbegrenzungskupplung, die aus einem treibenden und einem getriebenen
Kupplungsteil besteht, zwischen denen ein Schaltring zur Drehmomentübertragung angeordnet
ist. Der Schaltring ist axial verschiebbar und mit Mitnahmeprofilen versehen, die mit dem einen Kupplungsteil
in Eingriff stehen. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes wird der Schaltring
außer Eingriff gebracht. Der Schaltvorgang wird dabei durch federbelastete Schaltstifte eingeleitet.
Nachteilig bei der bekannten Ausführung ist, daß eine zwischen dem einen Kupplungsteil und dem
Schaltring angeordnete Feder im Freigang an beiden Teilen anliegt, wodurch ein Reibmtment entsteht.
Hierdurch entsteht einmal eine unerwünschte Wärmewirkung,
zum anderen kann die Kupplung durch das auftretende Restmoment wieder in die eingerückte
Position schalten.
Durch die Anordnung federbelasteter Schpltstifte in der beVannten Drehmomentbegrenzungskupplung,
deren Federn gegen die zwischen dem Schaltring und dem einen Kupplungsteil angeordnete Feder arbeiten.
ist es notwendig, daß die Kräfte beider Federn in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Es
liegt auf der Hand, daß eine derartige Forderung in der Serienfertigung nur sehr schwer einzuhalten ist.
Während des Betriebes der bekannten Drehmomentbegrenzungskupplung
ist es nachteilig, daß nach dem Ausrücken der Schaltkupplung Lei Überschreiten eines vorgegebenen Drehmomentes die Kupplung
manuell wieder in die eingerückte Position gebracht werden muß. Hierzu ist der Schaltring an seinem äußeren
Umfang mit Schaltbohrungen versehen. In die Schaltbohrungen kann ein Stift eingesteckt werden
und die Kupplung durch Drehen des Schaltringes entgegengesetzt dem Drehsinn wieder in Eingriff gebracht
werden. Zu diesem Zweck muß der Schlepperfahrer von seinem Sitz absteigen bzw. das Wiedereinrücken
der Drehmomentbegrenzungskupplung muß durch einen zweiten Bedienungsmann erfolgen.
Des weiteren ist eine Überlastkupplung bekannt, die im wesentlichen als sogenannte Kugelratsche arbeitet
und im Überlastungsfall durch einen angebauten elektrischen Schaltkreis den Antrieb abschaltet
(DE-AS 2056962). Der Anwendungsbereich der beschriebenen Überlastkupplung ist daher auf elektrische
Antriebe eingeschränkt.
Bei einer weiteren bekannten Abschaltkupplung sind Wälzkörper in Bohrungen eines Flansches der
Kupplungsnabe gehalten und greifen in kegelige Ausnehmungen des Abtriebsflansches ein, wobei sie über
eine Druckplatte von der Kraft einer Feder beaufschlagt werden (US-PS 3 203 532). Nach Eintritt eines
Überlastungsfalles wird die beschriebene Abschaltkupplung durch zweite fliehkraftgesteuerte Wälzkörper
in der ausgerückten Position gehalten.
Die Fähigkeit der Abschaltkupplung in der ausgerückten Position zu beharren, ist damit erst ab einer
bestimmten Drehzahl gegeben.
Es ist weiterhin bekannt, eine Hauptkupplung über eine sogenannte Kontrollkupplung zu steuern (GB-PS
173533). Die Steuerung wird im wesentlichen durch mit Schrägflächen versehene Mitnahmeflansche bewirkt,
wobei zwischen den Schrägungsflächen Rollen oder Kugeln gehalten sind, deren Stellung das zu
übertragende Drehmoment bestimmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentbegrenzungskupplung zu schaffen, die in der ausgerückten
Stellungohne jedes Restmoment arbeitet und die aus der ausgerückten Position heraus vom Schleppersitz
wieder eingeschaltet werden kann. Darüber hinaus soll die Kupplung durch Auswechseln eines
einzigen Bauteiles in beiden Drehrichtungen einsetzbar sein und das Lösen aus der eingerückten Position,
d. h. das Auseinanderziehen der Mitnahmeprofile soll zwangsläufig durch eine formschlüssige Steuerung erfolgen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
a) der Schaltring und die Kupplungsnabe innerhalb
eines diese gemeinsam umfassenden Steuerringes angeordnet sind,
b) am Außenumfang des Schaltringes Schaltstifte derart angeordnet sind, daß sie im Steuerring
vorgesehene Durchbrüche durchfassen.
c) mindestens eine Feder vorgesehen ist. die einerseits am Steuerring und andererseits am Sehaltring
oder an ortsfest mit diesen verbundenen Teilen abgestützt ist und beide in stabiler Lage
zueinander hält,
d) mindestens eine Kante der Duichbrüche des
Steuerringes als Steuerflache ausgebildet ist, die mit der Kupplungsachse zur Drehrichtung hin einen
Winkel bildet, der kleiner als 90° ist,
e) an der der Kupplungsnabe zugewandten Seite des Steuerringes sägezahnförmig ausgebildete
Ausnehmungen vorgesehen sind, in die auf dem Außenumfang der Kupplungsnabe angeordnete
Führungsstifte derart eingreifen, daß bei Anlage der Führungsstilie an den der Antriebsrichtung
abgewandten Anschlagflächen der Ausnehmungen die Kupplung eingerückt und bei Anlage der
Führungsstifte an den der Antriebsrichtung zugewandten Ansehlagflächen der Ausnehmungen
die Kupplung in der ausgerückten Position gehalten ist.
Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Drehmomentbegrenzungskupplung
ist, daß die in einem Winkel zur Achse der Kupplung verlaufende Steuerfläche ein zwangsläufiges Lösen
der Mitnahmeprofile voneinander bewirkt. Da die Überlastkupplung in der ausgerückten Position keine
unter Federkraft schleifend anliegenden Bauteile aufweist, ist es nicht notwendig, die Kupplung ständig
auf ihren Schaltzustand hin zu überwachen. Aus diesem Grunde ist ein Einsatz der Überlastkupplung auch
in Antriebssträngen möglich, die normalerweise nicht ständig überwacht werden.
In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung liegen die drehfest mit dem Schaltring verbundenen
Schaltstifte bei eingerückter Kupplung an der der getriebenen Kupplungshälfte zugewandten Seite der
Steuerflächen an.
Da die Schaltstifte hierdurch beim Ausrücken der Kupplung an der Steuerfläche entlanggleiten, wird die
formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaltring und dem Gabelflansch im Überlastungsfall zwangsläufig
getrennt.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist
a) die Steuerfläche an einem drehfest mit dem Steuerring verbundenen Abdeckring angeordnet
und sind
b) die sägezahnförmigen Ausnehmungen des Steuerringes mit den Steuerflächen des Abdeckringes
und diesen zugeordneten Verbindungsstegen zu einer zickzackförmig verlaufenden Führungsnut
zusammengefaßt, in der die drehfest mit der Kupplungsnabe verbundenen Führungsstifte bewegbar
sind.
Den obengenannten Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die auf dem Schaltring ausgeübte Rückstellkraft
ein vollständiges Freischalten der Drehmomentbegrenzungskupplung bewirkt. Die weiterdrehende
Kupplungsnabe kann kein Restmoment mehr auf dein getriebenen Kupplungsteil übertragen.
In einer weiteren Ausgestaltung der ersten Ausführungsfoi
m sind die Durchbrüchc zu den sägezahnförmigen
Ausnehmungen hin offen
Durch diese Maßnahme ist ein leichtes Auswechseln des Steuerringes möglich, z. B. um die Antriebsrichtung
der Drehmomentbcgrenzungskupplung zu ändern.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet die der Antriebsrichtung zugewandte Anschlagfläche
der sägezahnförmigen Ausnehmung mit der Kupplungsachse einen Winkel, der kleiner als 90°
ist.
Hierdurch wird der Steuerring und mit ihm der Schaltring in der ausgerückten Position durch die Anlage
der Führungssiifie, an den der Antriebsrichlung
zugewandten Anschlagflächen der sägezahnförmigen Ausnehmungen, die ebenfalls in einem Winkel zur
Achse der Kupplung verlaufen, in einer derartigen Position gehalten, daß die Mitnahmeprofile frei aneinander
vorbeidrehen können.
In vorteilhafter Weise ist der Steuerring und der Abdeckring auswechselbar angeordnet, wobei die
Steuerflächen und die sägezahnförmigen Ausnehmungen zweier gegeneinander austauschbarer Steuerringe
und gegebenenfalls Abdeckringe spiegelbildlieh zur Längsachse der Kupplung angeordnet sind.
Der Anwendungsbereich der Drehmomentbegrenzungskupplung wird hierdurch erweitert, da diese
durch einfaches Auswechseln der Führungsringe gegeneinander in beiden Drehrichtungen wirksam werden
kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann am Außenumfang des Steuerringesein radial nach außen
weisender Betätigungsflansch angeordnet sein.
Durch Einwirken von z. B. einer Schaltgabel oder anderer hierzu geeigneter Mittel auf den Betätigungsflansch ist ein Wiedereinrücken der Drehmomentbegrenzungskupplung
in die eingerückte Position durch Fernbetätigung möglich.
in hosonderer Ausgestaltung der zweiten Ausführungsart
der erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzungskupplung sind die drehfest mit der Kupplungsnabe
verbundenen Führungsstifte bei eingerückter Kupplung in einer in der der Drehrichtung
entgegengesetzten Richtung an die sägezahnförmigen Ausnehmungen anschließenden sackförmigen Ausnehmungen
entgegengesetzt zur Drehrichtung bewegbar angeordnet.
Durch diese konstruktive Ausbildung der Drehmomentbegrenzungskupplung
wird dieser zusätzlich eine Freilauffunktion zugeordnet. Eine derartige Freilauffunktion
ist z. B. beim Antrieb schwerer Arbeitsgeräte wünschenswert, um eine Überlastung des Antriebsstranges durch rückdrehende Schwingungen bzw.
Voreilen des angetriebenen Gerätes zu vermeiden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 einen Teilschnitt einer Drehmomentbegrenzungskupplung mit geschlossenen Durchbrüchen,
Fig. la einen Teilschnitt durch eine Drehmomentbegrenzungskupplung
mit zu den sägezahnförmigen Ausnehmungen hin offenen Durchbrüchen,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schaltring mit der
Lage der eingerückteil und ausgerückten Positionen, Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Schaltring,
Fig. 4 eine Drehmomentbegrenzungskupplung mit
einem nach außen weisenden Betätigungsflansch und einer eine Fernbetätigung ermöglichenden Schaltgabel.
Fig. 5 den Schaltring mit verschiedenen Stellunger der Kugeln und Führungsstifte in den verschiedener
'> Schaltphasen,
Fig. (S, 7 und 8 die Bewegungen des Steuerringe*
und Schaltringes zueinander und die Bewegungen dei Schaltstifte und Führungsstifte zu ersteren beim Umschalten
von der eingerückten Position in die ausge-
i» rückte Position und dem anschließenden Wiedereinrücken
in die eingerückte Position,
Fig. 10, 1 1 und 12 die ausgerückte, die eingerückte
Position und das Wiedereinrücken der Ausführung der Drehmomentbegrenzungskupplung mit Abdeck-
i". ring,
Fig. 13 eine Ausführung der Drehmomentbegrenzungskupplung
mit Abdeckring und Freilauf.
In den Fig. 1 bis 8 ist eine erste Ausführungsari der Erfindung dargestellt.
-1» Die Gelenkgabel 1 ist über den Gabelflansch 2
durch die Schrauben 3 mit der Axialsicherung 4 verbunden. Die Axialsicherung 4 und der Gabelflansch 2
sind frei drehbar auf der Kupplungsnabe 10 angeordnet. In den Fig. 1 und la sind an den Enden dei
2) Schrauben 3 zylindrische Zapfen 5 angeordnet, die
aus der Axialsicherung 4 um einen bestimmten Betrag in Richtung zum Schaltring 14 hin vorstehen. Dei
Schaltring 14 ist dabei korrespondierend zu den zylindrischen Zapfen 5 mit umfangsverteilten Sackboh-
j» rungen versehen. Am Außenumfang des Schaltringci
14 sind Schaltstifte 7 angeordnet, die am Steuerring ί angeordnete Durchbrüche 21 durchgreifen. Die
Durchbrüche 2Ϊ sind mit einer Steuerfläche 17 versehen, die mit der Kupplungsachse zur Drehrichtung hit
j> einen Winkel bildet, der kleiner als 90° ist. Um der Steuerring 8 und den Schaltring 14 in einer stabiler
Lage zueinander zu halten, ist mindestens eine Fedei 16 vorgesehen, die einerseits am Steuerring 8 und andererseits
am Schaltring 14 oder an ortsfest mit dieser
4Ii verbundenen Teilen abgestützt ist.
Der Schaltring 14 ist an seiner der Kupplungsnabc 10 zugewandten Seite mit umfangsverteilten Vertiefungen
23. 24 versehen, die sich aus der in der Mitte einer jeden Ausnehmung angeordneten Freigangzonc
4", 24 als größte Vertiefung und den an beiden Seiter von dieser angeordneten Kugelteilkalotten 23, die als
Mitnahmepositionen dienen, zusammensetzen. Die einzelnen Vertiefungen 23, 24 sind durch Verbindungsbahnen
25 miteinander verbunden.
Vi Die Kupplungsnabe 10 ist mit einem bekannter
Kugelschnappverschluß auf der nicht dargestellter Zapfwelle des Schleppers gegen axiale Verschiebung
gesichert. In einem radial erweiterten Flansch dei Kupplungsnabe 10 sind umfangsverteilte axial angeordnete
Bohrungen 10' in der gleichen Anzahl unc Teilung wie die Vertiefungen 23, 24 des Schaltringe:
14 vorgesehen.
In den Bohrungen 10' sind Kugeln 11 angeordnet die durch Tellerfedern 12 in Richtung auf den Schalt
bo ring 14 beaufschlagt werden. An ihrem anderen Ende
stützen sich die Tellerfedern 12 an dem Endring 13 ab.
Am äußeren Umfang des radial erweiterten Flansches der Kupplungsnabe 10 sind Führungsstifte 9 an-
b5 geordnet, die in an der der Kugelnabe 10 zugewandter
Seite des Steuerringes 8 vorgesehene sägezahnförmij ausgebildete Ausnehmungen eingreifen.
Die folgende Beschreibung der Funktionsweise dei
Drehmomentbegrenzungskupplung bezieht sich auf eine, von der Zapfwelle des Schleppers her gesehen,
entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufende Antriebsrichtung.
In der Drehmomentübertragungsposition liegen die Kugeln 11 in der linksseitigen Kugelteilkalotte 23 in
eingerückter Position (Fig. 5). Die Führungsstifte 9 liegen an den der Drehrichtung entgegenliegenden
Anschlagflächen 20 an. Hierdurch wird der Steuerring 8 und mit ihm der Schaltring 14 gegen eine unge- i<
> wollte Verdrehung entgegengesetzt zur Antriebsrichtung, bezogen auf die Kupplungsnabe 10, verriegelt.
Es wird dadurch verhindert, daß z. B. durch Drehschwingungen oder Überholen des Antriebes ein
Rückspringen der Drehmomentbegrenzungskupp- is
lung in die ausgerückte Stellung stattfinden kann.
Der Schaltring 14 und der Steuerring 8 werden in der eingerückten Stellung durch die Feder 16, die sich
an beiden abstützt, in stabiler Lage zueinander gehalten.
Beim Überschreiten des Nenndrehmomentes weichen die Kugeln 11 gegen die Kraft der Tellerfedern
12 so weit aus, daß sie die Verbindungsbahnen 25 überwinden und in die Freigangzonen 24 der linksseitig
benachbarten Vertiefungen einfallen. Gleichzeitig bewegen sich die Führungsstifte 9 zu den in Antriebsrichtung liegenden Anschlagflächen 18, der sägezahnförmigen
Ausnehmungen 19 hin, da die Kupplungsnabe 10 unvermindert weiter dreht und damit eine
Winkeldrehung zwischen dieser und den durch das Nennmoment abgebremsten Teilen der Drehmomentbegrenzungskupplung
hervorruft.
Dabei wird der Steuerring 8 in Antriebsrichtung von der Kupplungsnabe 10 über den Stift 9 mitgenommen.
Das auf die Schaltgabel 1 und den mit ihr formschlüssig verbundenen Schaltring 14 einwirkende
Hemmoment zwingt die Schaltstifte 7 dazu, an den schräg verlaufenden Steuerflächen 17 entlang zu gleiten,
wodurch die formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaltring 14 und den Zapfen 5 gelöst wird. Nach
dem Ausrückvorgang werden der Steuerring 8 und der Schaltring 14 durch das Zusammenwirken der
Anschlagfläche 18 mit dem Führungsstift 9 durch die weiterdrehende Nabe gemeinsam in einer nach rechts
versetzten Stellung gehalten (bezogen auf Fig. 1). Dadurch wird ein unbeabsichtigter Wiederaufbau des
Formschlusses zwischen dem Schaltring 14 und den Zapfen 5 vermieden. Die diese Zwangsauslösung bewirkende
Kraft ist dabei proportional der Größe des auftretenden Hemmomentes.
Zum Wiedereinschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung wird der Steuerring 8 durch eine auf
der Schaltgabel 22 einwirkende Kraft axial zur Antriebsseite gegen die Kraft der Feder 16 verschoben.
Durch die weiterdrehende Kupplungsnabe 10 setzt der Führungsstift 9 auf der Stirnseite des Führungsringes 8 auf und kann an dieser entlanggleiten.
Gleichzeitig nehmen die Kugeln 11 wieder die eingerückte Position in den linksseitig nächsten Kugelteilkalotten
23 ein. Die Führungsstifte 9 fallen gleich- μ zeitig unter Einwirkung der Feder 16 in die
nächstseitig linken sägezahnförmigen Ausnehmungen 19 ein und legen sich wieder an die der Antriebsrichtung
entgegengesetzten Anschlagflächen 20 an. Damit ist der Betriebszustand der Drehmomentbegrenzungskupplung
wiederhergestellt.
In Fig. 5 ist die Stellung der Kugeln 11 und der Führungsstifte 9 in den einzelnen Betriebszuständen
dargestellt. Die durchgezogenen Konturen der Kugeln 11 und der Stifte 9 zeigen die Betriebsstellung als
Ausgangsposition. Bei Überschreiten des vorgegebenen maximalen Drehmomentes überschreiten die Kugeln
11 die Verbindungsbahnen 25 und fallen in die Freigangpositionen 24 der linksseitig benachbarten
Vertiefungen ein, wie die strichpunktierte Kugel 11a zeigt. Gleichzeitig nimmt der Stift 9 die strichpunktierte
Stellung an der Anlagefläche 18 ein. Beim Wiedereinschalten der Drehmomentbegrenzungskupplung
nehmen die Kugeln 11 die gestrichelte Stellung 116 in der linksseitig nächsten Kugelkalotte als eingerückte
Position ein, und die Führungsstifte 9 nehmen die ebenfalls gestrichelt dargestellte Position an der
der Antriebsrichtung entgegengesetzten Anlagefläche 20 ein, die wieder der Ausgangsposition entspricht.
Die Fig. 6, 7 und 8 zeigen die Relativbewegungen der Kupplungsnabe 10, des Steuerringes 8 und des
Schaltringes 14 (an der Stellung der Schaltstifte 7 erkenntlich) zueinander in der eingerückten Position
(Fig. 6), in der ausgerückten Position (Fig. 7) und beim Übergang aus der ausgerückten Position in die
erneute eingerückte Position (Fig. 8).
Die Durchbrüche 21 mit der Steuerfläche 17 können in einfachster Weise von sägezahnförmigen Ausnehmungen
19 getrennt im Führungsring 8 angebracht sein. Es ist jedoch von Vorteil, die Durchbrüche
21 zu den sägezahnförmigen Ausnehmungen 19 hin offen zu gestalten, da hierdurch die Montage des
Steuerringes 8 erleichtert wird. In diesem Fall kann nämlich der Steuerring 8 ohne Entfernen von Stiften
über die Drehmomentbegrenzungskupplung geschoben werden. Besonders vorteilhaft wirkt sich dieses
beim Austauschen von Steuerringen zum Wechseln der Drehrichtung aus.
Um eine Fernbedienung der Drehmomentbegrenzungskupplung zum Zwecke des Wiedereinrückens zu
erreichen, kann die Betätigung der Schaltgabel mechanisch oder (in der Zeichnung nicht dargestellt)
elektromagnetisch, hydraulisch bzw. pneumatisch erfolgen.
In den F i g. 9 bis 13 ist eine zweite vorteilhafte Ausführungsart
der Erfindung dargestellt.
Die Ausführung der Drehmomentbegrenzungskupplung gemäß Fig. 9 setzt sich im wesentlichen aus
denselben Bauteilen wie die gemäß Fig. 1 zusammen. Der mit der Gelenkgabel 1 einstückig verbundene
Gabelflansch 2 ist mit Schrauben 5 mit der Axialsicherung 4 verbunden. Die Axialsicherung 4 ihrerseits
ist in Richtung zu der Gelenkgabel 1 hin durch den Sprengring 4' axial festgelegt. Als formschlüssige Mitnahmeverbindung
zwischen dem Schaltring 14 und der Axialsicherung 4 ist eine radial in Eingriff bringbare
Klauenkupplung 30 vorgesehen. Die Ausbildung der Vertiefungen 23, 24 an der der Kupplungsnabe
10 zugewandten Seite des Schaltringes 14 ist wie oben beschrieben ausgeführt. Auch die Anordnung der Kugeln
11 in den Bohrungen 10' der Kupplungsnabe 10 und ihre Beaufschlagung durch die Tellerfedern 12
erfolgt in der bereits beschriebenen Art und Weise.
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsmöglichkeit ist der Steuerring 8 mit einem z. B. aus Kunststoff bestehenden
Abdeckring 27 fest verbunden. Der Abdeckring 27 umgreift die am AuBenumfang der Kupplungsnabe
10 angeordneten Führungsstifte 9 derart, daß sein sich aus den Steuerflächen 17 und den Verbindungsstegen
26 zusammensetzender Ra id mit dem zu letzteren hinweisenden Rand des Steuerringes 8
9 10
eine zickzackförmig verlaufende umlaufende Nut bil- momentbegrenzungskupplung verläuft, der derart
det, in der die Führungsstifte 9 sich beim Schalten der ausgebildet ist, daß sich die Führungsstifte 9 in der
Drehmomentbegrenzungskupplung bewegen. Die sägezahnförmigen Ausnehmung 19 an der Anlageflä-
Feder 28 stützt sich hier mit ihrem einen Ende an ehe 18 quasi aufhängen, bleibt die rückziehende Wir-
dem mit dem Steuerring 8 verbundenen Abdeckring 5 kung letztlich bis zum Schaltring 14 hin auf rech terhal-
27 ab und liegt mit ihrem anderen Ende an auf die ten, und die Kupplung bleibt in Freigangstellung. Die
Schaltstifte 7 aufgesteckte Federstützen 31 an. relative Axiallage des Steuerringes 8 in bezug auf den
Die Fig. 10 bis 12 zeigen die Bewegungsvorgänge Schaltring 14 ist in der eingerückten und der ausge-
der Drehmomentbegrenzungskupplung beim Durch- rückten Position dieselbe.
schalten. Die Bewegungen der Kugeln 11 und der io Zum Wiedereinrücken der Drehmomentbegren-
Schaltstifte 7 bzw. Führungsstifte 9 sind dabei in ge- zungskupplung wird der Abdeckring 27 und mit ihm
streckter Darstellung nebeneinanderliegend abgebil- der Steuerring 8 gegen die Kraft der Feder 28 zur Ab-
det. triebsseite hin bewegt. Hierdurch baut sich wieder ein
In Fig. 10 ist die eingerückte Position dargestellt. Moment auf, das die Kugeln 11 in die linksseitigen
Die Kugeln 11 liegen in den linksseitigen Kugelkalot- 15 Kugelkalotten 23 in die eingerückte Position zwingt,
ten 23 und können das Drehmoment in einer Richtung Die Schaltstifte 7 bewegen sich dabei relativ zum
nach links von der Zeichnung her übertragen. Die Steuerring 8 und legen sich an der anderen Seite des
Führungsstifte 9 liegen an den den der Drehrichtung Durchbruches 21 an. Die Führungsstifte 9 können
abgewandten Anlageflächen 20 der sägezahnförmigen sich am äußeren Rand des Steuerringes 8 entlang be-
Ausnehmungen 19 des Steuerringes 8 an. Der Steuer- 20 wegen, bis sie in die linksseitig nächste sägezahnför-
ring 8 und der Schaltring 14 werden durch die Federn mige Ausnehmung 19 des Schaltringes 8 einfallen und
28 über den Abdeckring 27 einerseits und die Schalt- sich an die dem Antrieb abgewandte Anlagefläche 20
stifte 7 andererseits gegeneinander abgestützt. anlegen. Die eingerückte Position ist damit wieder-
Bei Überschreiten des Nenndrehmomentes über- hergestellt.
winden die Kugeln 11 die Verbindungsbahnen 25 und -'>
In Fig. 13 ist eine Drehmomentbegrenzungskuppfallen in die linksseitig benachbarte Freigangzone 24 lung mit zusätzlichem Freilauf dargestellt. Die sägeein.
Gleichzeitig laufen die drehkonform mit der zahnförmige Ausnehmung 19 weist an ihrem dem An-Kupplungsnabe
10 verbundenen Führungsstifte 9 an trieb abgewandten Ende eine sackförmige Ausnehdie
Steuerflächen 17 an und ziehen den Abdeckring mung 29 auf, in der der Führungsstift 9 beweglich
27 zur Antriebsseite hin zurück. Dabei wird der fest 10 geführt ist. Bei einer Voreilung des angetriebenen
mit dem Abdeckring 27 verbundene Steuerring 8 zu- Gerätes gegenüber dem Antrieb, können die Kugeln
rückgezogen, der wiederum über die Schaltstifte 7 den 11 in die rechtsseitig gelegenen Freigangpositionen 24
Schaltring 14 einnimmt und dabei die Mitnahmepro- ausweichen. Die Führungsstifte 9 bewegen sich dabei
file 30 zwangsläufig auseinanderzieht. Die Führungs- in der sackförmigen Ausnehmung 29 bis zum Anstifte
9 legen sich aufgrund der weiterdrehenden r> schlag. Die Schaltstifte 7 bewegen sich entsprechend
Kupplungsnabe 10 an die in Antriebsrichtung liegen- in der Ausnehmung 21 entlang der antriebsseitigen
den Anlageflächen 18 der sägezahnförmigen Ausneh- Schrägfläche, wodurch die Feder 28 stärker gespannt
mungen an. wird. Die Mitnahmeprofile 30 werden dadurch in Ein-
Aufgrund der Eigenreibung des Schaltringes 14 und griff gehalten. Wenn der Antrieb die Voreilung wieder
der Axialsicherung 4 auf der Kupplungsnabe 10 wird w aufgeholt hat, fallen die Kugeln 11 wieder in die Ku-
ein gewisses Moment auf den Steuerring übertragen. gelkalotten 23 ein, und die Drehmomentbegren-
Da die Anlagefläche 18 der sägezahnförmigen Aus- zungskupplung ist wieder in der eingerückten Posi-
nehmungen 19 in einem Winkel zur Achse der Dreh- tion.
Hierzu 9 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Drehmomentbegrenzungskupplung, bestehend aus einer treibenden und einer getriebenen
Kupplungshälfte, wobei zwischen beiden ein Schaltring zur Drehmomentübertragung angeordnet
ist, der axial verschiebbar und mit der einen Kupplungshälfte über Mitnahmeprofile in Eingriff
und durch Axialverschiebung bei Überschreitung eines bestimmten Drehmomentes außer Eingriff
bringbar ist, und bei der die als Kupplungsnabe ausgebildete Kupplungshälfte umfangsverteilte
Bohrungen aufweist, in denen federbelastete Wälzköiper angeordnet sind, die in Vertiefungen
des Schaltringes eingreifen, wobei die Vertiefungen als jeweils über einen Teil des Schaitringumfanges
verlaufende Bahnen ausgebildet sind, die jede wenigstens eine Drehmomentübertragungsposition
und eine Freigangsposition aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß
a) der Schaltring (14) und die Kupplungsnabe (10) innerhalb eines diese gemeinsam umfassenden
Steuerringes (8) angeordnet sind,
b) am Außenumfang des Schaltringes (14) Schaltstifte (7) derart angeordnet sind, daß
sie im Steuerring (8) vorgesehene Durchbrüche (21) durchfassen,
c) mindestens eine Feder (16 oder 28) vorgesehen ist, die einerseits am Steuerring (8) und
andererseits am Schaltring (14) oder an ortsfest mit diesen verbundenen Teilen abgestützt
ist und beide in stabiler Lage zueinander hält,
d) mindestens eine Kante der Durchbrüche (21) des Steuerringes (8) als Steuerfläche (17)
ausgebildet ist, die mit der Kupplungsachse zur Drehrichtung hin einen Winkel bildet,
der kleiner als 90° ist,
e) an der der Kupplungsnabe (10) zugewandten Seite des Steuerringes (8) sägezahnförmig
ausgebildete Ausnehmungen (19) vorgesehen sind, in die auf dem Außenumfang der Kupplungsnabe (10) angeordnete Führungsstifte (9) derart eingreifen, daß bei Anlage
der Führungsstifte (9) an den der Antriebsrichtung abgewandten Anschlagfläche (20)
der Ausnehmungen (19) die Kupplung eingerückt und bei Anlage der Führungsstifte (9) an den der Antriebsrichtung zugewandten
Anschlagflächen (18) der Ausnehmungen (19) die Kupplung in der Freigangsposition
gehalten ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfest mit dem Schaltring
(14) verbundenen Schaltstifte (7) bei eingerückter Kupplung an der der getriebenen Kupplungshälfte
(2) zugewandten Seite der Steuerfläche (17) anliegen.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Steuerfläche (17) an einem drehfest mit dem Steuerring (8) verbundenen Abdeckring
(27) angeordnet ist. und
b) die sügezahnförmigen Ausnehmungen (19)
des Steuerringes (8) mit den Steuerflächen (17) des Abdeckringes (27) und diesen zugeordneten
Verbindungssteßen (26) zu einer
zickzackförmig verlaufenden Führungsnut
(34) zusammengefaßt sind, in der die drehfest mit der Kupplungsnabe (10) verbundenen
Führungsstifte (9) bewegbar sind.
4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (21) zu den
sägezahnförmigen Ausnehmungen (19) hin offen sind.
5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Antriebsrichtung zugewandte
Anschlagfläche (18) der sägezahnförmigen Ausnehmung (19) mit der Kupplungsachse einen Winkel bildet, der kleiner als 90° ist.
6. Kupplung nach den Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (8) und
der Abdeckring (27) auswechselbar angeordnet und die Steuerflächen (17) und die sägezahnförmigen
Ausnehmungen (19) zweier gegeneinander austauschbarer Steuerringe und Abdeckringe (27)
spiegelbildlich zur Längsachse der Kupplung angeordnet sind.
7. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß am Außenumfang des Steuerringes (8) ein radial nach außen weisender Betätigungsflansch
(6) angeordnet ist.
8. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehfest mit der Kupplungsnabe
(10) verbundenen Führungsstifte (9) bei eingerückter Kupplung in einer in der der
Drehrichtung entgegengesetzten Richtung an die sägezahnförmige Ausnehmung (19) anschließenden
sackförmigen Ausnehmungen (29) entgegengesetzt zur Drehrichtung bewegbar angeordnet
sind.
Priority Applications (6)
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