DE3241914A1 - Drehmomentbegrenzende kupplung - Google Patents

Drehmomentbegrenzende kupplung

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Description

32419H
COHAUSZ & FLORACK
ΡΛΤΕNTANWALTSBÜHO S(1HUMANNSTR-O? 13-4000 DÜSSELDORF 1
TelBlon:(09l1) 0Η33 4Θ ΤβΙ.·χ OtUiB tiS 13 cop il
PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ - Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Iiig. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER
Aran.: ATEC-Weiss KG, Von-SJemensstr. 1, 4426 Vreden
Drehmomentbegrenzende Kupplung
Die Erfindung bezieht sich auf eine drehmomentbegrenzende Kupplung mit einem aus zwei über eine federbelastete Rast in Eingriff gehaltenen Teilen bestehenden, im Kraftübertragungsweg angeordneten Rastgesperre.
Kupplungen dieser Art sind bekannt. Es sind aber auch Kupplungen bekannt, bei denen das Drehmoment durch Reib-Schluß begrenzt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine drehmomentbegrenzende Kupplung zu schaffen, die im überlastfall möglichst schnell anspricht und verschleißfrei arbeitet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der gegen die Kraft der Feder axial· verstellbare Teil des Rastgesperres drehfest mit einer Hälfte einer im Kraftübertragungsweg hinter dem Rastgesperre angeordneten Kupplung verbunden ist und daß eine der beiden Kupplungshälften durch den axial verstellbaren Teil des Rastgesperres gegen die Kraft einer weiteren axial wirkenden Feder außer Eingriff mit der anderen Kupplungshälfte bringbar ist.
K/Tn.- 36 2.54
27.10.82
32419U
Bei der Erfindung hat das Rastgesperre die Aufgabe, als Auslöseorgan im Überlastfall zu wirken. Hat das Rastgesperre die als Reibungskupplung oder stirnverzahnte Kupplung ausgebildete weitere Kupplung gelöst, dann kann sich der Antrieb gegenüber dem Abtrieb frei drehen. Im Vergleich zu herkömmlichen Reibungskupplungen, die auf ein bestimmtes Drehmoment eingestellt sind und im Eingriff bleiben, findet also bei der erfindungsgemäßen Kupplung kein Verschleiß nach Entkupplung statt.
Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung besteht die mit dem axial verstellbaren Teil des Rastgesperres drehfest verbundene Kupplungshälfte aus zwei die andere Kupplungshälfte mittels der Kraft der Feder zwischen sich einklemmenden Teilen, von denen ein Teil axial unverschieblich ist und als Widerlager für die das andere Teil abstützende Feder dient. Bei dieser Ausgestaltung wird, wie an sich bekannt, die Kraft einer Feder bzw. eines Federsatzes ausgenutzt, um eine Anpreßkraft an beiden gegenüberliegenden Seiten der anderen Kupplungshälfte zu erzeugen.
Damit gewährleistet ist, daß bei nicht gelüfteter Kupplung die andere Kupplungshälfte mit beiden gegenüberliegenden Seiten an der einen Kupplungshälfte anliegt und bei gelüfteter Bremse die andere Kupplungshälfte auch von dem axial feststehenden Teil der einen Kupplungshälfte, abgehoben wird, ist vorgesehen, daß auf die andere Kupplungshälfte eine weitere Feder in Lüftungsrichtung einwirkt, deren Federkraft kleiner als die Kraft der in Gegenrichtung wirkenden Feder der einen Kupplungshälfte ist. Darüber hinaus sollte die axiale Beweglichkeit der anderen Kupplungshälfte durch einen Anschlag auf ein Spiel begrenzt sein, das kleiner als das gesamte Lüftungsspiel zwischen den beiden Teilen der einen Kupp-
·; .:"- / 32419U
hälfte ist. Dadurch wird sichergestellt, daß bei gelüfteter Kupplung die andere Kupplungshälfte mit keiner ihrer beiden gegenüberliegenden Seiten schleift.
Da das Rastgesperre und die Kupplung hintereinandergeschaltet im Kraftübertragungsweg zwischen Antrieb und Abtrieb liegen und das Rastgesperre nur als Auslöseorgan der Kupplung wirkt, ist es nicht erforderlich, daß die beiden Teile des Rastgesperres sich nach Ansprechen des Rastgesperres frei gegeneinander verdrehen können,.viel-. mehr ist vorzugsweise der gegenseitige Verdrehwinkel der beiden Teile des Rastgesperres durch Anschläge begrenzt. Bei dieser Ausgestaltung braucht der eine Teil nur geringfügig zurückgedreht zu werden, um wieder die Raststellung einzunehmen. Für das Einschalten des Rastgesperres ist vorzugsweise ein Schaltring unverdrehbar und axial verschieblich auf einem Teil des Rastgesperres .angeordnet und weist eine Weiche auf, die mit einerNase am anderen Teil des Rastgesperres derart zusammenwirkt, daß das ausgerastete andere Teil durch Axialverstellung des Schaltringes in die Raststellung zurückgeführt wird.
Die Ansprechschnelligkeit und Ansprechempfindlichkeit läßt sich dadurch beeinflussen, daß dem Sperrer des Rastgesperres eine Steigkurve zugeordnet ist, deren Steilheit, ausgehend von der Rastlage, auf einem ersten Abchnitt größer als auf einem sich daran anschließenden zweiten Abschnitt ist. Mit diesen Merkmalen wird der Tatsache Rechnung getragen, daß auf dem ersten Abschnitt nur die Kraft der Feder des Rastgesperres, im zweiten Abschnitt aber auch die Feder der Kupplung überwunden werden muß. Vorzugsweise ist die Steilheit eines jeden der Abschnitte derart bestimmt, daß die Drehmomente zum gegenseitigen Verdrehen der beiden Teile unter Berücksichtigung der auf dem ersten Abschnitt allein zu überwinden-
den Kraft der das Rastgesperre beaufschlagenden Feder und auf dem zweiten Abschnitt die Summe der zu überwindenden Kräfte dieser Feder und der auf die Kupplung einwirkenden Feder im wesentlichen gleich ist.
Um das Auslösen des Rastgesperres von Reibungseinflüssen weitgehend frei .zu halten, sollte der Sperrer eine frei drehbar gelagerte Kugel oder Rolle sein.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen
Fig. 1 eine drehmomentbegrenzende Kupplung im · halben Axialschnitt,
Fig. 2 einen Axialschnitt der Kupplung gemäß
Fig. 1 im Bereich des Rastgesperres,
Fig. 3 u. 4 alternative Ausführungen des Rastgesperres im Axialschnitt,
Fig. 5 eine Einschaltvorrichtung für das Rastgesperre im Axialschnitt/ 25
Fig. 6 die Einschaltvorrichtung gemäß Fig. 5
im Schnitt nach der Linie I - I und
Fi9» 7 einen Teil des Rastgesperres gemäß Fig. im Schnitt nach der Linie II - II.
Einstückig mit einer Nabe 1, die an einen Antrieb kuppelbar ist, ist eine beispielsweise als Ring ausgebildete Scheibe 2 ausgeführt. Auf der Nabe 1 ist mittels Kugellager 3, 4 drehbar, aber axial unverschieblich, eine Hülse 5 gelagert. Mit der Hülse 5 ist ein Flansch 6 fest verbunden, an dem über kranzförmig angeordnete FederIaschen-Lamellenpakete 7 ein weiterer Flansch 8 drehfest
aber axial beweglich befestigt ist.
Der Flansch 8 und die Scheibe 2 bilden Teile eines Rastgesperres. Zu diesem Rastgesperre -gehört als Sperrer eine Kugel 9, die in einer Kunststofflagerung 10 in der Scheibe 2 gehalten ist. Mehrere solcher Sperrer 9 sind am Umfang des Flansches 8 vorgesehen. Jeder dieser Kugeln ist in der Scheibe 2 als Rast eine Vertiefung 11 zugeordnet. Durch Federkraft wird der Sperrer 9 in dieser Rast 11 gehalten. Die Federkraft wird von einer Feder aufgebracht, die sich an einem Stellring 13 abstützt und den Flansch 8 in Richtung der Scheibe 2 druckbeaufschlagt. Die Federkraft dieser Feder 12 läßt sich durch in der Hülse 5 angeordnete, auf den Stellring 13 einwirkende Stellschrauben/einstellen. Die nach Auslösen des Rastgesperres mögliche gegenseitige Verdrehung der beiden Teile 2, 3 wird durch einen Anschlag begrenzt, der von einer in eine Ausnehmung 15 des Flansches 8 mit Spiel eingreifenden Bolzens 16 gebildet wird.
Auf dem Flansch 8 ist drehfest, aber axial verschieblich, ein Stellring 17 mit einer Weiche 18 angeordnet, der auf der Scheibe 2 eine Nase 19 zugeordnet ist. Die Weiche hat eine solche öffnung, daß sie den maximal möglichen Verdrehweg der beiden Teile 2, 8 erfaßt. Mittels einer den Stellring 17 erfassenden Gabel 20 läßt sich der Stellring 17 bei jeder Drehstellung axial verschieben.
Der Flansch 6 trägt einen Reibungskupplungsbelag 21 und bildet einen Teil einer Kupplungshälfte. Der andere Teil dieser Kupplungshälfte wird von einem Flansch 22 gebildet, der ebenfalls einen Kupplungsbelag 23 trägt. Dieser letztgenannte Teil 22 wird von einer Schraubenfeder 24, die mittels eines Schraubenbolzens 25 an dem anderen Teil 6 derselben Kupplungshälfte gehalten ist,
druckbeaufschlagt. Zwischen den beiden Teilen 6,21,22,23 ist als andere Kupplungshälfte eine Scheibe 26 angeordnet, die einstückig mit einem nabenförmigen Abtriebsteil 27 ausgeführt ist. Dieses Abtriebsteil 27 ist über Kugellager 28, 29 auf einer-einstückig mit dem Flansch verbundenen Nabe 30 drehbar und beschränkt axial verschieblich gelagert. Die axiale Beweglichkeit wird durch Anschläge 31, 32, 33 auf den Naben 27, 30 begrenzt'. Eine Tellerfeder 34 zwischen den beiden Lagern 28, 29 druckbeaufschlagt die Nabe·27 in. entgegengesetzter Richtung zur Druckrichtung der Feder 24.
An Stelle der Ausbildung des Sperrers als Kugel 9 kann der Sperrer auch als Rolle, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, ausgeführt sein.
Die beschriebene drehiuomentbegrenzende Kupplung arbeitet auf folgende Art und Weise: . ·
Im überlastfall verdreht sich die am Antrieb gekuppelte Nabe 1 mit der Scheibe 2 gegenüber dem Flansch 8. Auf dem ersten Abschnitt a einer in der Scheibe 2 ausgebildeten Steigkurve (vgl. Fig. 7) braucht der Flansch 8 nur gegen die Kraft der Feder 12 verschoben zu werden, weil ein am Flansch 8 angesetzter Topf 35 mit seinem Rand 36 noch nicht zur Anlage an einem Kragen 3-7 gekommen ist. Im zweiten Abschnitt b dagegen muß auch die Kraft der Feder 24 überwunden werden. Damit keine größeren Kräfte nötig sind, ist die Steilheit im zweiten Abschnitt b kleiner gewählt. Auf diesem zweiten Abschnitt b erfolgt die Lüftung der Kupplung 6, 21 bis 23, 26. Sobald die Kupplung 6, 21 bis 23, 26 gelüftet ist, kann sich die Nabe 1 frei gegenüber dem Abriebsteil 27 drehen. Die Verdrehung der Teile 2, 8 des Rastgesperres nach erfolgter Lüftumy wird begrenzt durch den Anschlag 15, 16.
32419U
-ιοί Sobald die Kupplung 6, 21 bis 23, 2 6 gelüftet wird, wird nicht nur der Flansch 22 mit seinem Belag 23 von der Scheibe 26 abgehoben, sondern es wird auch die Scheibe 26 vom Belag 21 des anderen Flansches 6 der Kupplungshälfte abgehoben, und zwar dadurch, daß die Tellerfeder 34 die Nabe
27 zusammen mit der Scheibe 26 bis zur Anlage des Lagers
28 am Anschlag 31 verschiebt.
Soll nun die Kupplung wieder eingeschaltet werden, dann braucht lediglich der Stellring 17 axial verschoben zu werden. Die Nase 19 wird von der Weiche 18 erfaßt und bei weiterer Verschiebung wird der Teil 2 gegenüber dem Teil 8 zurückgedreht, so daß der Sperrer 9 wieder einrasten kann. Die damit verbundene Axialverschiebung des Flansches 8 unter der Wirkung der Schraubenfeder 12 hat zur Folge, daß auch die Kupplung 6, 20 bis 23, 26 unter der Wirkung der Schraubenfeder 24 wieder eingeschaltet wird.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß im Überlastfall die Kupplung sehr schnell anspricht. Da das Rastgesperre als Auslöseorgan wirkt, die Kupplung aber eine Reibungs- oder stirnverzahnte Kupplung ist, die nach Auslösen voll entkuppelt ist, sind beim Auslösen nur geringe Reibungskräfte zu überwinden und nach Auslösen läuft die Überlastkupplung beliebig lange, ohne daß damit ein Verschleiß oder eine andersartige Belastung der Kupplung verbunden ist. Auch läßt sich die Kupplung von außen leicht und schnell wieder einschalten.
ΛΑ
L e θ r s e i t e

Claims (1)

  1. 324191A
    COHAUSZ & FLORACK
    PATENTANWALTSBÜRO
    SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1
    Telefon: (0211) 68 33 46 Telex: 0858 6513 cop d
    PATENTANWÄLTE:
    DipL-lng. W. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER
    10. November 1982 Ansprüche:
    Drehmomentbegrenzende Kupplung mit einem aus zwei über eine federbelastete Rast in Eingriff gehaltenen Teilen bestehenden, im Kraftübertragungsweg angeordneten Rastgesperre,
    dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die Kraft der Feder (12) axial verstellbare Teil (8) des Rastgesperres (2,8,9,11,12) drehfest mit einer Hälfte (6,21-26) einer im Kraftübertragungsweg hinter dem Rastgesperre (2,8,9,11,12) angeordneten Kupplung (6,21-26) verbunden ist, und daß eine der beiden Kupplungshälften (22,23) durch den axial verstellbaren Teil (8) des Rastgesperres (2,8,9,11,12) gegen die Kraft einer weiteren, axial wirkenden Feder (24) außer Eingriff mit der anderen Kupplungshälfte (26) bringbar ist.
    2· Kupplung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem axial verstellbaren. Teil (8) des Rastgesperres (2,8,9,11,12) drehfest verbundene Kupplungshälfte (6,21-25) aus zwei die andere Kupplungshälfte (26) mittels der Kraft der Feder (24) zwischen sich einklemmenden Teilen (6,21-23) besteht, von denen ein Teil (6,21) axial unverschieblich ist und als Widerlager für die das andere Teil (22,23) abstützende Feder (24) dient.
    K/Tn.- 36 254
    27.10.82
    Ι .Χ'/ 32419U
    3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf die andere Kupplungshälfte (22) eine weitere Feder (34) in Lüftungsrichtung einwirkt, deren Federkraft kleiner als die Kraft der in Gegenrichtung wirkenden Feder (24) der einen Kupplungshälfte (6,21-25) ist.
    4. Kupplung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Beweglichkeit der anderen Kupplungshälfte (26) durch einen Anschlag (32) auf ein Spiel begrenzt ist, das kleiner als das gesamte Lüftungsspiel zwischen den beiden Teilen (6,21-23) der anderen Kupplungshälfte ist.
    5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Verdrehwinkel der beiden Teile (2, 8) des Rastgesperres (2,8,9,11,12) durch einen Anschlag (15,16) begrenzt ist.
    6. Kupplung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltring (17) unverdrehbar und axial verschieblich auf einem Teil (8) des Rastgesperres (2,8,9,11,12) angeordnet ist und eine Weiche (22)' aufweist, die mit einer Nase (19) am anderen Teil (2) "des Rastgesperres (2,8,9,11,12) derart zusammenwirkt, daß das ausgerastete andere Teil (2) durch Axialverschiebung des Schaltringes (17) in die Raststellung zurückgeführt wird.
    : '\ .;~\'y 32419U
    7. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet/ daß dem Sperrer (9) des Rastgesperres (2,8,9,11,12) eine Steigkurve .zugeordnet ist, deren Steilheit, ausgehend von der Rastlage, auf einem ersten Abschnitt
    (a) größer als auf einem sich daran anschließenden zweiten Abschnitt (b) ist.
    8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steilheit eines jeden der Abschnitte (a,b) derart bestimmt ist, daß die Drehmomente zum gegenseitigen Verdrehen der beiden Teile (2,8), unter Berücksichtigung der auf dem ersten Abschnitt (a) allein zu über-
    Ί5 windenden Kraft der das Rastgesperre (2,8,9,11,12) beaufschlagenden Feder (12) und auf dem zweiten Abschnitt (b) der Summe der zu überwindenden Kräfte dieser Feder (12) und der auf die Kupplung (6,21-26) einwirkenden Feder (24) im wesentlichen gleich ist.
    9. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrer des Rastgesperres (2,8,9,11,12) eine oder mehrere frei drehbare Kugeln (9) oder Rollen sind.
DE3241914A 1982-11-12 1982-11-12 Mechanisch bei Überlast ausrückbare Reibscheiben-Kupplung Expired DE3241914C2 (de)

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