DE2729545C3

DE2729545C3 - Drehmomentbegrenzungskupplung mit Freigang

Info

Publication number: DE2729545C3
Application number: DE2729545A
Authority: DE
Inventors: Hubert 5204 Lohmar Geisthoff
Original assignee: Jean Walterscheid GmbH
Current assignee: Jean Walterscheid GmbH
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1977-06-30
Publication date: 1980-10-23
Also published as: US4226316A; DE2729545B2; JPS5413860A; GB2000559A; IT7805216A0; IT1103034B; FR2396206A1; DE2729545A1

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 federbelastete 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 Mitnahmeprofifen 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 fcderbelastcte 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 Reibmoment 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 Schaltstifte in der bekannten 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 bei 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 2056 9b2). 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 fliehkraftgesteuerSe 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 Schrägungsflächon Rollen oder Kugeln gehalten sind, deren Stellung das zu übertragende Drehmoment bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentbegrenzungskupplung zu schaffen, die i:i der ausgerückten Stellung ohne jedes Restmoment arbeitet und die aus der ausgerückten Position heraus vom Schleppersitz wieder eingeschraubt 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 Schaltring oder an ortsfest mit diesen verbundenen Teilen abgestützt ist und beide in stabiler Lage zueinander hält,

d) mindestens eine Kante der Durchbrüche des Steuerringes als Steuerfläche 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 Führungsstifte an den der Antriebsrichtung abgewandten Anschlagflächen der Ausnehmungen die Kupplung eingerückt und bei Anlage der Führungsstifte an den der Antriebsrichtung zugewandten Anschlagflächen 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 stündig 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 Kuppiungsnabe 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 dem getriebenen Kupplungsteil übertragen.

In einer weiteren Ausgestaltung der ersten Ausführungsform sind die Durchbrüche zu den sägezahnförmigen Ausnehmungen hin offen.

Durch diese Maßnahme ist ein leichtes Auswechseln des Steuerringes möglich, z. B. um die Antriebsrichtung der ; >rehmomentbegrenzungskupplung 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 Führursgsstifte, an den der Antriebsrichtung 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 spiegelbildlich 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 Steuerringes ein 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 besonderer Ausgestaltung der zweiten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Drehmomcntbcgrenzungskupplung 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 Drehmomentbcgrenzungskupplung 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 eingerückten und ausgerückten Positionen.

Fig. 3 einen Teilschnitt durch den Schaltring,

Fig. 4 eine Drehmomentbcgrenzungskupplung mit einem nach außen weisenden Betätigungsflansch und einer eine Fernbetätigung ermöglichenden Schaltgabel,

Fig. 5 den Schaltring mit verschiedenen Stellungen der Kugeln und Führungsstifte in den verschiedenen Schaltphasen,

Fig. 6, 7 und 8 die Bewegungen des Steuerringes und Schaltringes zueinander und die Bewegungen der Schaltstifte und Führungsstifte zu ersteren beim Umschalten von der eingerückten Position in die ausgerückte Position und dem anschließenden Wiedereinrücken in die eingerückte Position,

Fig. K), 11 und 12 die ausgerückte, die eingerückte Position und das Wiedereinrücken der Ausführung der Drehmomentbegrenzungskupplung mit Abdeckring,

Fig. 13 eine Ausführung der Drehmomentbegrenzungskupplung mit Abdeckring und Freilauf.

In den Fig. 1 bis 8 ist eine erste Ausführungsart der Erfindung dargestellt.

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 der Schrauben 3 zylindrische Zapfen 5 angeordnet, die aus der Axialsicherung 4 um einen bestimmten Betrag in Richtung zum Schaltring 14 hin vorstehen. Der Schaltring 14 ist dabei korrespondierend zu den zylindrischen Zapfen 5 mit umfangsverteilten Sackbohrungen versehen. Am Außenumfang des Schaltringes 14 sind Schaltstifte 7 angeordnet, die am Steuerring 8 angeordnete Durchbrüche 21 durchgreifen. Die Durchbrüche 21 sind mit einer Steuerfläche 17 versehen, die mit der Kupplungsachse zur Drehrichtung hin einen Winkel bildet, der kleiner als 90° ist. Um den Steuerring 8 und den Schaltring 14 in einer stabilen Lage zueinander zu halten, ist mindestens eine Feder 16 vorgesehen, die einerseits am Steuerring 8 und andererseits am Schaltring 14 oder an ortsfest mit diesen verbundenen Teilen abgestützt ist.

Der Schaltring 14 ist an seiner der Kupplungsnabe 10 zugewandten Seite mit umfangsverteilten Vertiefungen 23, 24 versehen, die sich aus der in der Mitte einer jeden Ausnehmung angeordneten Freigangzone 24 als größte Vertiefung und den an beiden Seiten von dieser angeordneten Kugelteilkalotten 23, die als Mitnahmepositionen dienen, zusammensetzen. Die einzelnen Vertiefungen 23, 24 sind durch Verbindungsbahnen 25 miteinander verbunden.

Die Kupplungsnabe 10 ist mit einem bekannten Kugelschnappverschluß auf der nicht dargestellten Zapfwelle des Schleppers gegen axiale Verschiebung gesichert. In einem radial erweiterten Flansch der Kupplungsnabe 10 sind umfangsverteilte axial angeordnete Bohrungen 10' in der gleichen Anzahl und Teilung wie die Vertiefungen 23, 24 des Schaltringes 14 vorgesehen.

In den Bohrungen 10' sind Kugeln 11 angeordnet, die durch Tellerfedern 12 in Richtung auf den Schaltring 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 angeordnet, die in an der der Kugel nabe 10 zugewandten Seite des Steuerringes 8 vorgesehene sägezahnförmig ausgebildete Ausnehmungen eingreifen.

Die folgende Beschreibung der Funktionsweise der

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- ι ο wollte Verdrehung entgegengesetzt zur Antriebsrichtung, bezogen auf die Kupplungsnabe 10, verriegelt. Es wird dadurch verhindert, daß z. B. durch Drehschwingurigcri oder Überholen des Antriebes ein Rückspringen der Drehmomentbegrenzungskupp- r> 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. 2(1

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 Antriebsrichtungliegenden 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). as 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- eo 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 Drehmomentbegren- bs zungskupplung 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 Ub 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 Wiedereinriickens zu erreichen, kann die Betätigung der Schaltgabel mechanisch oder (in der Zeichnung nicht dargestellt) elektromagnetisch, hydraulisch bzw. pneumatisch erfolgen.

In den Fi g. 9 bis 13 ist eine zweite vorteilhafte Ausführungsart der Erfindung dargestellt.

Die Ausfuhrung 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. Ais formschiüssige 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 Außenumfang der Kupplungsnabe 10 angeordneten Führungsstifte 9 derart, daß sein sich aus den Steuerflächen 17 und den Verbindungsstegen 26 zusammensetzender Rand 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 ^r' kung letztlich bis zum Schaltring 14 hin aufrechterhal-

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 Kugein ii liegen in den linksseitigen Kugeikaiot- 15 Kugelkaiotien 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 25 In Fi g. 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 io 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 35 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

Patentansprüche:

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 Wälzkörper angeordnet sind, die in Vertiefungen des Schaltringes eingreifen, wobei die Vertiefungen als jeweils über einen Tei! des Schaltringumfanges 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 Stcuerring (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 Anschlagflüchen (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 Kupplungshälftc (2) zugewandten SeUe 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 sägezahnförmigen Ausnehmungen (19) des Steuerringes (8) mit den Steuerflächen (17) des Abdeckringes (27) und diesen zugeordneten Verbindungsstegen (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.