DE3208182C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmoment-Begrenzungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to a torque limiting clutch according to the preamble of the claim.

Darin ist unter der in e) genannten Federkraft jede Kraft zu verstehen, die nicht starr ist, gleichgültig ob sie durch metall- oder gummi-elastische Elemente, Pneumatik, Hydrau­ lik, Magnetfelder usw. erzeugt wird.There is every force under the spring force mentioned in e) to understand that is not rigid, regardless of whether it is through metal or rubber elastic elements, pneumatic, hydraulic lik, magnetic fields, etc. is generated.

Kupplungen dieser Art rücken zwar bei Überschreiten der vorgegebenen oder vor-einstellbaren Grenzlast aus, sie rücken aber auch je nach Konstruktion mehrmals pro Umdrehung spätestens aber nach 360 Winkelgrad automatisch wieder ein, wenn dagegen nicht besondere Vorkehrungen getroffen sind. Diese Eigenschaft des ständigen Aus- und Einrückens wird meist mit dem Wort "Ratschen" charakterisiert.Couplings of this type move when the predetermined or pre-adjustable limit load, they Depending on the design, they also move several times per revolution at the latest automatically after 360 degrees if, on the other hand, no special precautions are taken are. This property of constant engagement and disengagement is usually characterized by the word "ratcheting".

Für eine Reihe von Anwendungsfällen ist es notwendig, daß die Kupplung im ausgerückten Zustand verbleibt, solange sich die Drehrichtung nicht ändert, und sie nicht durch absichtliche Einflußnahme von außen wieder eingerückt wird.For a number of applications, it is necessary that the clutch remains disengaged as long as the direction of rotation does not change and it does not change deliberate influence from outside is indented again.

Diese Aufgabe wird zum Beispiel bei der Kupplung nach DE 25 17 910 durch zusätzlich aufwendige Verriegelungs- und Wiedereinrückmechanismen gelöst.This task is performed, for example, with the clutch DE 25 17 910 through additional complex locking and re-engagement mechanisms solved.

Einen anderen Weg schlägt zum Beispiel DE 30 09 224 vor. Hiernach sollen im einen Kupplungskörper außer den Ausneh­ mungen noch sogenannte Taschen mit einem Scheitel ausge­ bildet werden, um die Mitnehmerkörper und damit die Kupplung im ausgerückten Zustand zu halten. Zum Wiedereinrücken durch Drehrichtungsumkehr sollen sogenannte buckelartige Erhöhungen auf dem anderen Kupplungskörper dienen. Der erforderliche Fertigungsaufwand für die Erzeugung der vorge­ schlagenen und notwendigen geometrischen Formen ist erheb­ lich.Another way, for example, DE 30 09 224 suggests. According to this, in a coupling body except the exception so-called pockets with a parting forms to the driver body and thus the clutch keep in disengaged condition. To re-engage by reversing the direction of rotation so-called hump-like Raises serve on the other coupling body. The required manufacturing costs for the generation of the pre striking and necessary geometric shapes is considerable Lich.

Der im folgenden beschriebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine fertigungstechnisch einfache und damit preis­ lich günstige Lösung zu schaffen, die trotzdem sicherstellt, daß die Kupplung einerseits nach dem Überlastfall in der ausgerückten Stellung verbleibt, solange die Ausrück-Dreh­ richtung beibehalten oder die Kupplung lediglich zum Still­ stand gebracht wird, daß jedoch andererseits die Kupplung entweder wieder einrückt, sobald man sie entgegen der Aus­ rück-Drehrichtung bewegt, oder daß sie durch äußere Kräfte wieder eingerückt werden kann.The object of the invention described below is to achieve this the basis, a technically simple and therefore price to create a cheap solution that still ensures that the clutch on the one hand after the overload in the disengaged position remains as long as the disengagement rotation Maintain direction or the clutch just to stand still was brought up, but that on the other hand the clutch either indent again as soon as you move them against the off reverse direction of rotation, or that it is caused by external forces can be indented again.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem die Formkörper in einem Käfig geführt werden, dessen Verdrehung gegenüber einem der beiden Kupplungskörper so begrenzt ist, daß er in seinen Endlagen die Formkörper auf den zwischen den Ausnehmungen verbleibenden Flächen jenes Kupplungskörpers hält, der seine Verdrehung begrenzt. Die Federkraft wirkt also über die Formkörper nur noch auf diesen Kupplungs­ körper.According to the invention, this is achieved by the shaped body be guided in a cage, its twist opposite one of the two coupling bodies is limited so that it  in its end positions, the molded body on the between the Recesses remaining areas of that coupling body holds, which limits its twist. The spring force works So over the molded body only on this coupling body.

Bei den vielen möglichen Ausführungsformen der erfindungs­ gemäßen Käfige (nebst zugehörigen Anschlagelementen und Nuten) kann eine weitgehende geometrische Ähnlichkeit zu dem in DE 28 28 809 vorgeschlagenen Käfig entstehen. Der Zweck des letztgenannten ist jedoch ein gänzlich anderer. Er soll nämlich die Formkörper in Positionen führen (und dort halten), in denen sowohl sie als auch beide Kupplungs­ körper von der Federkraft völlig entlastet sind.In the many possible embodiments of the Invention appropriate cages (together with associated stop elements and Grooves) can have a largely geometric similarity the cage proposed in DE 28 28 809 arise. The However, the purpose of the latter is entirely different. It is supposed to guide the moldings into positions (and hold there) in which both they and both clutches body are completely relieved of the spring force.

Das Wiedereinrücken der erfindungsgemäßen Kupplung bei Drehrichtungsumkehr erfolgt dadurch, daß zwischen den Flächen (in die die Ausnehmungen eingearbeitet sind) der beiden Kupplungskörper in Richtung der Formkörper eine zwar geringe aber insoweit ausreichende Höhendifferenz ausgeführt wird, daß die Flächen des Kupplungskörpers, der nach dem Ausrücken von den Formkörpern und der Feder­ kraft entlastet ist, die Formkörper noch leicht berühren. Diese Reibung reicht aus, daß bei Drehrichtungsumkehr die Formkörper, und mit diesen auch der Käfig, in die Wiederein­ rückstellung verdreht werden, und auch automatisch ein­ rasten. Diese Höhendifferenz verursacht keine Kosten, da die Flächen ohnehin bearbeitet werden müssen; besondere Taschen, Scheitel, buckelartige Erhöhungen oder ähnlich aufwendige Formen müssen nicht hergestellt werden. Erfin­ dungsgemäße Käfige lassen sich als einfache Dreh- und Bohr­ teile ohne teure Toleranzanforderungen herstellen.The engagement of the clutch according to the invention at Reversal of the direction of rotation takes place in that between the Areas (in which the recesses are incorporated) of the two coupling body in the direction of the molded body small but sufficient height difference is carried out that the surfaces of the coupling body, that after disengaging the molded bodies and the spring is relieved of force, lightly touch the molded body. This friction is sufficient that when the direction of rotation is reversed Molded body, and with it also the cage, in the re-entry reset are twisted, and also automatically rest. This difference in height does not cause any costs because the surfaces have to be worked on anyway; special Pockets, crowns, hump-like ridges or the like elaborate forms do not have to be produced. Erfin Cages according to the invention can be used as simple turning and drilling Manufacture parts without expensive tolerance requirements.

Eine erfindungsgemäße Kupplung ohne diese Höhendifferenz rückt auch bei Drehrichtungsumkehr nicht automatisch wieder ein; es bedarf äußerer Kräfte.A clutch according to the invention without this height difference does not move automatically even when the direction of rotation is reversed a; external forces are required.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the present invention will hereinafter with reference to the drawings described. It shows

Fig. 1 den Schnitt einer Drehmoment-Begrenzungskupplung nach der Erfindung im eingerückten Zustand, Fig. 1 shows the section of a torque-limiting coupling according to the invention in the engaged state,

Fig. 2 den gleichen Schnitt, jedoch im ausgerückten Zustand. Fig. 2 shows the same section, but in the disengaged state.

Als Ausführungsbeispiel wurde der besonders übersichtliche Fall einer Drehmoment-Begrenzungskupplung gewählt, bei der in an sich bekannter Weise die Trennfuge zwischen den beiden Kupplungskörpern (1) und (2) ein Zylinder ist, die Ausnehmung (5) in den beiden Kupplungskörpern (1) und (2) gemeinsam einen Kegel bilden, und die Formkörper (3) Kugeln sind. The particularly clear case of a torque limiting clutch was chosen as an exemplary embodiment, in which the separating joint between the two coupling bodies ( 1 ) and ( 2 ) is a cylinder, the recess ( 5 ) in the two coupling bodies ( 1 ) and ( 2 ) together form a cone, and the shaped bodies ( 3 ) are balls.

Am Kupplungskörper (1) ist in den Fig. 1 und 2 ein Zahn­ rad (15) befestigt; der Kupplungskörper (2) ist mittels einer konischen Buchse (11) auf der Welle (14) befestigt. An- und Abtrieb können zwischen Welle (14) und Zahnrad (15) vertauscht werden. Die Formkörper (3) werden über die Druckscheibe (8) durch die Kraft der Tellerfeder (9) in die kegelförmige Ausnehmung (5) gepreßt. Die Federkraft ist mittels der Justiermutter (10) einstellbar. Die Kupplungskörper (1) und (2) sind also in bekannter Weise formschlüssig verbunden, solange die Formkörper (3) in den von beiden gemeinsam angebotenen Ausnehmungen (5) ruhen. In ebenfalls bekannter Weise werden die Formkörper (3) bei Überschreiten des eingestellten Ausrückmomentes aus den Ausnehmungen (5) herausgeschoben, und damit der Form­ schluß zwischen den Kupplungskörpern (1) und (2) aufge­ hoben.On the clutch body ( 1 ) in Figures 1 and 2, a toothed wheel ( 15 ) is attached; the coupling body ( 2 ) is fastened to the shaft ( 14 ) by means of a conical bushing ( 11 ). Input and output can be exchanged between shaft ( 14 ) and gear ( 15 ). The shaped bodies ( 3 ) are pressed into the conical recess ( 5 ) by the force of the plate spring ( 9 ) via the pressure disc ( 8 ). The spring force can be adjusted using the adjusting nut ( 10 ). The coupling bodies ( 1 ) and ( 2 ) are thus positively connected in a known manner, as long as the shaped bodies ( 3 ) rest in the recesses ( 5 ) offered jointly by both. In a known manner, the shaped bodies ( 3 ) are pushed out of the recesses ( 5 ) when the set disengagement torque is exceeded, and thus the form circuit between the coupling bodies ( 1 ) and ( 2 ) is lifted up.

Gemäß der Erfindung wird nun das unerwünschte Wiederein­ rücken bei gleichbleibender Drehrichtung auf die im folgen­ den beschriebene Weise verhindert.According to the invention, the undesirable re-occurrence will now occur move with the same direction of rotation to the following prevented the way described.

Der die Formkörper (3) führende Käfig (4) ist in seiner Winkeldrehung gegenüber dem Kupplungskörper (1) so begrenzt, daß die Formkörper (3) nach dem Ausrücken der Kupplung auf den Flächen (6) zwischen den Ausnehmungen (5) des Kupp­ lungskörpers (1) zum Stillstand kommen. Eine von vielen erfindungsgemäßen Möglichkeiten die Winkeldrehung des Käfigs (4) zu begrenzen zeigen die Fig. 1 und 2, bei denen am Käfig (4) ein Anschlagelement (12) angebracht ist, daß im eingerückten Zustand der Kupplung mittig zu den beiden Enden einer Nut (13) steht, deren Länge auf den Abstand der Formkörper (3) abgestimmt ist, und die in diesem Beispiel in den Umfang des Kupplungskörpers (1) eingebracht wurde. Nach dem Ausrücken der Kupplung verdrehen sich nicht nur die Kupplungskörper (1) und (2) gegeneinander sondern auch der Käfig (4) gegenüber beiden. Letzterer jedoch nur solange, bis sein Anschlagelement (12) das Ende der Nut (13) erreicht hat. Dann wird der Käfig (4) durch Formschluß vom Kupplungskörper (1) solange in dieser Stellung mitgenommen, bis die Drehrichtung umgekehrt wird. In beiden Endlagen hält der Käfig (4) die Formkörper (3) zwischen den in den Kupplungskörpern (1) eingebrachten Hälften der Ausnehmung (5), so daß die Formkörper (3) nicht in die Ausnehmung (5) eintauchen können, wenn die in den Kupplungskörpern (1) und (2) befindlichen Hälften zur Deckung kommen.The molded body ( 3 ) leading cage ( 4 ) is limited in its angular rotation with respect to the coupling body ( 1 ) that the molded body ( 3 ) after disengaging the clutch on the surfaces ( 6 ) between the recesses ( 5 ) of the hitch be body ( 1 ) come to a standstill. One to limit the angular rotation of the cage (4) of many inventive possibilities, FIGS. 1 and 2, in which a stop element (12) is attached to the cage (4), in that centrally in the engaged condition of the clutch for both ends of a groove ( 13 ), the length of which is matched to the distance between the shaped bodies ( 3 ), and which in this example has been introduced into the circumference of the coupling body ( 1 ). After disengaging the clutch, not only do the clutch bodies ( 1 ) and ( 2 ) turn against each other, but also the cage ( 4 ) against both. The latter, however, only until its stop element ( 12 ) has reached the end of the groove ( 13 ). Then the cage ( 4 ) is carried by the coupling body ( 1 ) in this position until the direction of rotation is reversed. In both end positions, the cage ( 4 ) holds the molded bodies ( 3 ) between the halves of the recess ( 5 ) introduced into the coupling bodies ( 1 ), so that the molded bodies ( 3 ) cannot dip into the recess ( 5 ) when the halves located on the coupling bodies ( 1 ) and ( 2 ) come to cover.

Selbstverständlich können Formkörper (3) und Käfig (4) auch einstückig ausgeführt werden.Of course, molded body ( 3 ) and cage ( 4 ) can also be made in one piece.

Claims (2)

Drehmoment-Begrenzungskupplung

• a) mit je einem treibenden und einem von diesem angetriebenen Kupplungskörper,
• b) bei der die beiden Kupplungskörper so angeordnet sind, daß zwischen ihnen eine zylinder-, kegel- oder scheibenför­ mige Trennfuge entsteht,
• c) mit einer Anzahl von Mitnehmerkörpern, die in Abständen entlang eines Kreises angeordnet sind,
• d) bei der die unter c) genannten Mitnehmerkörper die Trennfuge überbrücken,
• e) bei der die unter c) genannten Mitnehmerkörper durch Feder­ kraft in Ausnehmungen einbringbar sind,
• f) bei der die Ausnehmung in die beidseitig der Trennfuge befindlichen Arbeitflächen der Kupplungskörper gegenüber­ liegend eingebracht sind,
• g) bei der die den Mitnehmerkörpern angebotenen Kontaktflächen der Ausnehmung mindestens eines der Kupplungskörper an den Berührungsstellen so geneigt sind, daß sie bei Auftreten eines zu übertragenden Drehmomentes eine der Federkraft entgegengerichtete Kraftkomponente bewirken, die beim Über­ schreiten der Grenzlast der Drehmoment-Begrenzungskupplung größer als die Federkraft wird,
• h) bei der die Mitnehmerkörper in Richtung der Trennfugen- Ebene statt senkrecht zu dieser in die Ausnehmung beider Kupplungskörper vorgespannt sind und
• i) bei der die Mitnehmerkörper in einem Käfig geführt sind

Torque limit clutch

• a) with one driving and one driven by this coupling body,
• b) in which the two coupling bodies are arranged so that a cylindrical, conical or disc-shaped parting line is formed between them,
• c) with a number of driver bodies, which are arranged at intervals along a circle,
• d) where the driver bodies mentioned under c) bridge the parting line,
• e) in which the driver bodies mentioned under c) can be introduced into recesses by spring force,
• f) in which the recess in the working surfaces of the coupling bodies located on both sides of the joint are placed opposite one another,
• g) in which the contact surfaces of the recess offered to the driver bodies of at least one of the coupling bodies are inclined at the contact points so that when a torque to be transmitted occurs, they cause a force component which is opposite to the spring force and which exceeds the limit load of the torque limiting clutch greater than that Spring force will
• h) in which the driver bodies are biased in the direction of the parting plane instead of perpendicular to the recess in both coupling bodies and
• i) in which the driver bodies are guided in a cage

dadurch gekennzeichnet, daß

• j) dieser Käfig (4) in seiner Relativbewegung zu einem der beiden Kupplungskörper (1) oder (2) in beiden Drehrichtungen begrenzt ist,
• k) in den Endlagen des Käfigs (4) die Mitnehmerkörper (3) auf den Arbeitsflächen (6) oder (7) zwischen den Ausneh­ mungen (5) eines der Kupplungskörper (1) oder (2) verbleiben und in dieser Lage die Federkraft auffangen.

characterized in that

• j) this cage ( 4 ) is limited in both directions of rotation in its relative movement to one of the two coupling bodies ( 1 ) or ( 2 ),
• k) in the end positions of the cage ( 4 ) the driver body ( 3 ) on the work surfaces ( 6 ) or ( 7 ) between the recesses ( 5 ) one of the coupling body ( 1 ) or ( 2 ) remain and in this position absorb the spring force .