DE4134919A1 - Rastanordnung fuer den schaltbolzen eines ueberlastelementes, insbesondere an einer ueberlastkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rastanordnung zur Verriege­ lung und überlastbedingten Entriegelung für den Schalt­ bolzen eines Überlastelementes, insbesondere an einer Überlastkupplung, wobei ein in der einen Kupplungshälfte verschiebbar angeordneter Schaltbolzen an seinem Vorder­ ende mit der anderen Kupplungshälfte in formschlüssigem, sich bei Überlast durch Axialverschiebung des Schaltbol­ zens von der anderen Kupplungshälfte fort lösenden Ein­ griff befindet, während er an seinem rückwärtigen in einem Gehäuse der einen Kupplungshälfte angeordneten Ende die Rastanordnung aufweist, die das rückwärtige Bolzen­ ende mit einer Federanordnung umgibt, welche einerseits mit ihrem der anderen Kupplungshälfte abgewandten Ende wenigstens teilweise an dem Gehäuse und andererseits an einem Bund des Schaltbolzens abgestützt ist, und wobei ein Ende der Federanordnung über einen Gleitring gegen mehrere über den Umfang des Schaltbolzens verteilt ange­ ordnete Verriegelungselemente abgestützt ist, die zwi­ schen Gleitring, einer Kegelmantelfläche des Schaltbol­ zens und einer im wesentlichen radial gerichteten Anlage­ fläche des Gehäuses eingefangen sind.

Derartige Rastanordnungen sind durch die EP-PS 1 56 993, die DE-PS 36 02 282 sowie die DE-OS 37 20 301 bekannt.

Dabei weist der Schaltbolzen für die auf der der anderen Kupplungshälfte zugewandten Seite der Federanordnung ge­ legenen Verriegelungselemente als Abstützung eine Kegel­ mantelfläche auf, die sich bezogen auf den Schaltbolzen nach radial außerhalb auf die andere Kupplungshälfte hin erstreckt. Diese Bauform führt dazu, daß bei überlastbe­ dingter Verschiebung des Schaltbolzens die Verriegelungs­ elemente gegen die Wirkung der Kraft der Federanordnung radial nach außen gequetscht werden so lange, bis der Schaltbolzen innerhalb der dann nach außen verschobenen Verriegelungselemente mit einer von der anderen Kupp­ lungshälfte fort gerichteten Bewegung durch diese hin­ durchtreten kann. Damit verbindet sich mit der bekannten Bauform ein verhältnismäßig großer sogenannter Ausschalt­ winkel zwischen den beiden Kupplungshälften, das heißt ein Verdrehwinkel, der zwischen dem Überlastzustand von Schaltbolzen und dessen Eingriff in die andere Kupplungs­ hälfte einerseits sowie der Reaktion im Sinne des Aus­ schaltens der Kupplung nach entsprechender Axialverschie­ bung des Schaltbolzens liegt. Das heißt also, daß im be­ kannten Falle die Kupplung nur relativ träge im Sinne eines Ausschaltens auf den Überlastzustand reagiert, wobei insbesondere die sich mit der zunehmenden Belastung des Federpaketes ergebenden Reibkräfte zwischen den Ver­ riegelungselementen und deren Anlage an dem Gleitring, der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens sowie der Ge­ häuseabstützung eine Rolle spielen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rastanordnung der ein­ gangs genannten Art dahingehend abzuwandeln bzw. anders zu gestalten, daß sie eine Verringerung des Ausschaltwin­ kels ermöglicht und damit auch eine Verkleinerung der Differenz zwischen Ansprechmoment und Ausschaltmoment bei einer Kupplung gegeben ist. Dies soll ohne zusätzlichen Platzaufwand im Rahmen der auch durch den bekannten Fall vorgegebenen Mittel ermöglicht werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist ausgehend von einer Rastanordnung der eingangs genannten Art erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Federanordnung in Richtung auf die andere Kupplungshälfte gegen eine radia­ le Schulter des Schaltbolzens abgestützt ist, daß der Schaltbolzen am rückwärtigen Ende eine radial nach außen sich von der anderen Kupplungshälfte fort erstreckende Kegelmantelfläche für die Verriegelungselemente aufweist, daß die Verriegelungselemente gegen die auf die andere Kupplungshälfte zu gerichtete Anlagefläche derart abge­ stützt sind, daß sie bei einem überlastbedingten Auswei­ chen des Schaltbolzens in Richtung auf die Bolzenachse verschiebbar sind, und daß die Verriegelungselemente bei auf die Bolzenachse zu verschobener Stellung innerhalb einer den Schaltbolzen umgebenden Bohrung des Gehäuses parallel zum Schaltbolzen über die Anlagefläche hinaus von der anderen Kupplungshälfte fort verschiebbar sind.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist die Konstruk­ tion für die Rastanordnung dahingehend geändert, daß nunmehr beim Ausschaltvorgang der Kupplung die Kegelman­ telfläche des Schaltbolzens von der Anlage gegen die Ver­ riegelungselemente fortgenommen wird, so daß die Verrie­ gelungselemente unter der Wirkung der Kraft des Federpa­ ketes nach radial innen auf den Schaltbolzen zu und dann mit dem Schaltbolzen innerhalb der Bohrung axial verscho­ ben werden. Damit ergibt sich an den Verriegelungselemen­ ten im Zuge des Ausschaltvorganges eine Entlastung, bzw. deren Freigabe im Sinne der vorstehend genannten Bewe­ gung, so daß sich mit dem Ausschaltvorgang nur eine ge­ ringe, vorübergehende Steigerung der Anpreßkräfte an den Verriegelungselementen ergibt. Damit ist eine vergleichs­ weise erhebliche Herabsetzung des Ausschaltwinkels bzw. des Ansprechmomentes der Rastanordnung im Sinne einer Ab­ schaltung der Kupplung erreicht, ohne daß es dazu ver­ gleichsweise - von der konstruktiven Gestaltung abgesehen - einer Änderung in der Zahl und Art der verwendeten Ele­ mente bedürfte.

Mit der erfindungsgemäßen Bauform verbindet sich der wei­ tere Vorteil, daß nunmehr die Verriegelungselemente an einem vergleichsweise größeren Umfang sich in Verriege­ lungsstellung befinden und sich von da ausgehend zur Ent­ riegelung in eine Stellung geringerem Umfanges begeben, wodurch die Belastbarkeit bzw. Tragfähigkeit oder ande­ rerseits die Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß gegen­ über der bekannten Anordnung verbessert, bei der die Ver­ riegelungselemente ihre eigentliche tragende Belastung auf einem kleineren Umfang erfahren, von dem aus sie dann zur Entriegelung auf einen größeren Umfang verschoben werden.

Nach der Erfindung ergeben sich verschiedene Bauformen als zweckmäßig.

So kann einmal vorgesehen sein, daß bei Verriegelungs­ stellung der Rastanordnung die Verriegelungselemente an einer radial gerichteten Ringfläche des Gleitringes sowie an einer Kegelmantelfläche des Gehäuses in Anlage sind, die entgegengesetzt der Kegelmantelfläche des Schaltbol­ zens geneigt ist.

Es ist jedoch auch möglich, daß bei Verriegelungsstellung der Rastanordnung die Verriegelungsselemente einerseits an einer Kegelmantelfläche des Gleitringes in Anlage sind, die entgegengesetzt der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens geneigt ist, sowie andererseits an einer Kegelmantelfläche des Gehäuses, die ebenfalls entgegenge­ setzt der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens geneigt ist, wobei die Neigung der Kegelmantelfläche des Gleit­ ringes gegenüber der Neigung der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens geringer ist als die Neigung der Kegelman­ telfläche des Gehäuses gegenüber der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens.

Eine weitere Möglichkeit muß darin gesehen werden, daß bei Verriegelungsstellung der Rastanordnung die Verriege­ lungselemente an einer radialen Anlagefläche des Gehäuses und an einer Kegelmantelfläche des Gleitringes in Anlage sind, die gleichsinnig mit der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens geneigt ist, jedoch gegenüber der Achse des Schaltbolzens einen größeren Winkel einschließt als die Kegelmantelfläche des Schaltbolzens.

Schließlich ist es auch möglich, daß bei Verriegelungs­ stellung der Rastanordnung die Verriegelungselemente einerseits an einer Kegelmantelfläche des Gehäuses in An­ lage sind, die entgegengesetzt der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens geneigt ist, sowie andererseits an einer Kegelmantelfläche des Gleitringes, die gleichsinnig mit der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens geneigt ist, je­ doch gegenüber der Achse des Schaltbolzens einen größeren Winkel einschließt als die Kegelmantelfläche des Schalt­ bolzens.

In allen Fällen, die sich je nach den Anforderungen des Einzelfalles aus konstruktiven Gründen als zweckmäßig er­ weisen können, ist es sichergestellt, daß die Verriege­ lungselemente bei überlastbedingter Ausweichbewegung der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens durch von der Feder­ anordnung verursachte Keilwirkung radial in Richtung auf den Schaltbolzen bewegt werden, um dann mit dem Schalt­ bolzen in der Bohrung innerhalb der Anlagefläche weiter­ zuwandern.

Was die Ausbildung der Verriegelungselemente betrifft, so können dies im einfachsten Falle mehrere über den Umfang des Schaltbolzens verteilt angeordnete Kugeln sein. Ins­ besondere für Fälle höherer Belastung kann es jedoch zweckmäßig sein, daß die Verriegelungselemente über den Umfang des Schaltbolzens verteilt angeordnete Ringsegmen­ te mit polygonalem Querschnitt sind, deren druckaufneh­ mende Seitenflächen parallel zu den Anlageflächen von Gleitring, Schaltbolzen und Gehäuse sind. Diese Ringseg­ mente müssen natürlich im Einschaltzustand derart mit ge­ genseitigem Abstand über den Umfang des Schaltbolzens verteilt angeordnet sein, daß sie sich bei der mit der Entriegelung der Rastanordnung ergebenden Verlagerung auf einen kleineren Durchmesser nicht gegenseitig im Wege stehen.

Gerade bei Verwendung von Verriegelungselementen in Form von Ringsegmenten mit polygonalem Querschnitt ist die Bauform zweckmäßig, bei der die Anlagefläche des Gehäuses bezogen auf die Bolzenachse radial gerichtet ist, da sich hier dann für die Verriegelungselemente keine Änderung der grundsätzlich ebenen, flächigen Paarung gegenüber der Anlagefläche im Zuge des Entriegelungsvorganges ergibt, wie dies der Fall wäre, wenn bei Verriegelungselementen in Form von Kreissegmenten mit polygonalem Querschnitt die Anlagefläche am Gehäuse als Kegelmantelfläche ausge­ bildet wäre.

In weiterer konstruktiver Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Gehäuse als mit der einen Kupplungshälfte verschraubbares Gehäuseteil ausgebildet ist, wodurch sich hinsichtlich der Montage erhebliche Erleichterungen ergeben.

Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Kegelman­ telfläche des Schaltbolzens durch eine Bolzenkappe gebil­ det ist, die am der anderen Kupplungshälfte abgewandten Ende auf den Schaltbolzen aufgesetzt und mit diesem ver­ schraubt ist. Hiermit ergibt sich insbesondere die Mög­ lichkeit, die Federanordnung bei der Montage über die zentrale Schraube für die Kappe vorzuspannen, wozu nur ein relativ kleines Anziehmoment benötigt wird.

Unter Zusammenfassung der beiden vor stehend genannten konstruktiven Einzelheiten kann es ferner zweckmäßig sein, daß die Bolzenkappe den Gleitring auf dessen der anderen Kupplungshälfte zugewandten Seite mit einem lösbaren Radialsteg in Form eines Sprengringes oder der­ gleichen hintergreift und daß die Bolzenkappe an ihrem der anderen Kupplungshälfte abgewandten Ende einen gege­ benenfalls lösbaren Radialsteg aufweist, der mit einer endständigen, die die Bolzenkappe aufnehmende Bohrung des Gehäuseteils erweiternden Ausnehmung des Gehäuseteils in Eingriff ist.

Durch diese Bauform werden Bolzenkappe, Verriegelungsele­ mente, Gleitring und Gehäuseteil zu einer unverlierbaren Einheit miteinander vereinigt, die für Änderungen inner­ halb der Federanordnung im Hinblick auf eine Änderung des Überlastmomentes der Rastanordnung leicht insgesamt abge­ schraubt bzw. abgenommen werden kann, um die Federanord­ nung zugänglich zu machen. Hier besteht dann auch in be­ sonders einfacher Weise die Möglichkeit, zwischen Gleit­ ring und Federanordnung oder Federanordnung und Schulter des Schaltbolzens Beilegscheiben einzusetzen, um in be­ sonders feinfühliger Weise die Stärke der Federanordnung zu steuern.

Insbesondere dann, wenn zum Wiedereinschalten die Schalt­ bolzen an ihrem der zweiten Kupplungshälfte abgewandten Ende durch ein Zylinder-Kolben-Aggregat oder dergleichen beaufschlagbar sein sollen, so daß an diesem Ende kon­ struktiv eine geschlossene Einheit gebildet ist, ist es schließlich zweckmäßig, daß der Schaltbolzen zweiteilig ausgebildet ist, derart, daß der die Federanordnung aufnehmende Bolzenschaft mit dem die Schulter endständig bildenden, der anderen Kupplungshälfte zugewandten Teil des Bolzens durch Schrauben oder dergleichen lösbar ver­ bunden ist. Hier können dann für den Fall, daß an der Stärke der Federanordnung etwas geändert werden soll, die beiden Teile des Bolzens voneinander gelöst werden bzw. es kann der die Schulter endständig bildende Bolzenteil abgeschraubt werden, so daß das dortige Ende der Federan­ ordnung zugänglich wird, um entweder an der Feder selbst, die üblicherweise durch ein Paket von Tellerfederscheiben gebildet ist, etwas zu variieren oder aber an auf dieser Seite angeordneten Beilegscheiben eine feinfühlige Ände­ rung vorzunehmen.

Weitere Merkmale und Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die auf der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Rastanordnung im eingeschalte­ ten und ausgeschalteten Zustand;

Fig. 3 und 4 eine zweite Ausführungsform der Rastanord­ nung in eingeschaltetem und ausgeschaltetem Zustand;

Fig. 5 bis 10 eine dritte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Rastanordnung unter Darstellung von Einzelheiten und der sich mit dem Entriege­ lungsvorgang einstellenden Verhältnisse;

Fig. 11 eine Ausführungsform gemäß den Fig. 5 bis 10 unter Ergänzung durch weitere Einzelhei­ ten;

Fig. 12 eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Rast­ anordnung in Verbindung mit einer doppelt wirkenden Überlastkupplung;

Fig. 13 eine Ausbildung der erfindungsgemäßen Rast­ anordnung gemäß Fig. 12 in abgewandelter Bauform und

Fig. 14 eine Ausführung gemäß Fig. 11 in geänderter Art.

Fig. 1 zeigt im teilweisen Axialschnitt eine Überlast­ kupplung mit einer Kupplungshälfte 1 und einer Kupplungs­ hälfte 2, die zueinander koaxial und drehbar, nicht je­ doch axial verschiebbar sind.

Die Kupplungshälften 1 und 2 stehen mit ihren Stirnflä­ chen 3 und 4 einander gegenüber. Dabei enthält die Kupp­ lungshälfte 2 gleichmäßig über den Umfang verteilt einge­ steckte und durch Schrauben 5 befestigte Einsätze 6, die der Kupplungshälfte 1 zugewandte Mulden 7 aufweisen. In jede Mulde 7 greift bei eingeschalteter Kupplung eine von der Kupplungshälfte 1 getragene Kugel 8 ein, die mit den Flanken der Mulde 7 in Anlage ist.

Die Kugel 8 befindet sich an dem der Kupplungshälfte 2 zugewandten Ende eines Schaltbolzens 9, der in der Kupp­ lungshälfte 1 parallel zur Kupplungsachse in einem Ein­ satzteil 10 verschiebbar gelagert ist. Das rückwärtige Ende des Bolzens ist mit einer Verdickung 11 in einem zum Bolzen 9 koaxialen Gehäuse 12 verschiebbar gelagert, das mit Schrauben 13 an die Kupplungshälfte 1 angeflanscht ist.

Den Bolzen 9 umgibt an seinem Schaft 14 eine Federanord­ nung 15 aus Tellerfedern, die sich auf der der Kupplungs­ hälfte 2 zugewandten Seite gegen einen Bund 16 des Bol­ zens 9 und auf der gegenüberliegenden Seite gegen einen Gleitring 17 abstützt, der auf dem Schaft 14 des Bolzens 9 axial verschiebbar und ebenso innerhalb der Bohrung des Gehäuses 12 axial verschiebbar gelagert ist.

Die über den Gleitring 17 übertragene Kraft der Federan­ ordnung 15 geht mittels einer radialen Fläche 18 des Gleitringes 17 auf Kugeln 19, die zu mehreren gleichmäßig über den Umfang des Bolzens 9 verteilt angeordnet sind. Die Kugeln 19 stützen sich einerseits gegen eine Kegel­ mantelfläche 20 des Gehäuses 12 ab und zum anderen gegen eine Kegelmantelfläche 21 des Bolzens 9, die an diesem zwischen dem Schaft 14 und der Verdickung 11 gebildet ist. Die Kegelmantelfläche 21 ist nach radial außen von der Kupplungshälfte 2 fortgerichtet, während die Kegel­ mantelfläche 20 des Gehäuses 12 entgegengesetzt der Kegelmantelfläche 21 gerichtet ausgebildet ist.

Diese Anordnung hat die Wirkung, daß bei eingeschalteter Kupplung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, die Kraft der Federanordnung 15 über den Bund 16 den Bolzen 9 in Richtung auf die Kupplungshälfte 2 schiebt bzw. hält, so daß die Kugel 8 sich in Eingriff mit der Mulde 7 befindet und somit die Kupplungshälften 1 und 2 formschlüssig mit­ einander verbunden sind.

Tritt eine Überlast an der Kupplung auf, so wird die Kugel 8 durch Relativdrehung der Kupplungshälften 1 und 2 gegeneinander aus der Mulde 7 gedrückt, was gleichermaßen zu einer Bewegung des Schaltbolzens 9 bezogen auf Fig. 1 von links nach rechts führt. Dadurch weicht auch die Kegelmantelfläche 21 nach rechts aus, so daß die Kugeln 19 dort keine Anlage bzw. Abstützung mehr haben. Dies führt dazu, daß die Kugeln vermöge der Kraft der Federan­ ordnung 15 entlang der Kegelmantelfläche 20 radial nach innen zum Außenmantel des Schaftes 14 des Schaltbolzens 9 wandern so lange, bis sie von der Kegelmantelfläche 20 freikommen und in einer sich daran anschließenden axialen Bohrung 22 zusammen mit dem Bolzen 9 weiter nach rechts wandern können.

Dieser damit erreichbare Endzustand ist in Fig. 2 darge­ stellt. Er zeigt den Schaltbolzen 9 in seiner der Entrie­ gelungsstellung entsprechenden, bezogen auf Fig. 2 rech­ ten Extremlage, bei der die Federanordnung 15 praktisch entspannt ist und sich die Kugel 8 völlig innerhalb der Kupplungshälfte 1 befindet. Durch die beschriebene Anord­ nung und deren Wirkungsweise ist praktisch sicherge­ stellt, daß die Kugel 8 beim Auskuppeln nicht noch einmal zurückschlagen und dadurch zu Beschädigungen gegenüber der Kupplungshälfte 2 führen kann.

Wie ersichtlich, findet im vorliegenden Falle das Entrie­ geln der so insgesamt dargestellten Rastanordnung für die Kugel 8 dadurch statt, daß die Kugeln 19 durch Fortnahme der Kegelmantelfläche 21 entlastet werden, so daß sie praktisch mühelos in die Bohrung 22 des Gehäuses 12 ge­ langen können, ohne daß damit eine nennenswerte Änderung der Vorspannkraft der Federanordnung 15 einhergeht. Da­ durch wird bei Überschreiten der durch die Federanordnung 15 vorherbestimmten Kupplungskraft zwischen Kugel 8 und Mulde 7 bewirkten Verschiebung des Schaltbolzens 9 von der Kupplungshälfte 2 fort der Bolzen 9 innerhalb des Ge­ häuses 12 sehr schnell und ohne nennenswerten weiteren Kraftanstieg zwischen Kugel 8 und dessen Anlage an der Wand der Mulde 7 entriegelt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen den Gegenstand der Fig. 1 und 2 in etwas abgewandelter Form. Hier sind wiederum Kupp­ lungshälften 30 und 31 vorhanden, wobei der Schaltbolzen 32 jedoch an seinem der Kupplungshälfte 31 zugewandten Vorderende eine zahnförmige Schneide 33 aufweist, die in eine entsprechende Zahnlücke 34 bei eingeschalteter Kupp­ lung eingreift, die durch einen Einsatz 35 der Kupplungs­ hälfte 31 gebildet ist, welcher mit Schrauben 36 in der Kupplungshälfte 31 befestigt ist.

Der Schaltbolzen 32 ist mit seinem der Kupplungshälfte 31 zugewandten Ende in einem Gehäuseteil 37 verschiebbar und mit seinem rückwärtigen, eine Verdickung bildenden Ende 38 in einem Gehäuseteil 39, das auf das Gehäuseteil 37 aufgeschraubt ist. Das rückwärtige, verdickte Ende 38 des Schaltbolzens 32 ist als Bolzenkappe ausgebildet, die auf den Schaft 40 des Schaltbolzens 32 vermittels einer Schraube 41 aufgesetzt ist.

Die Bolzenkappe 38 bildet an ihrem der Kupplungshälfte 31 zugewandten Ende wieder die bereits anhand der Fig. 1 und 2 erläuterte Kegelmantelfläche 42, der eine gleichgerich­ tete, gegenüber der Bolzenachse jedoch einen größeren Winkel einschließende Kegelmantelfläche 43 eines Gleit­ ringes 44 gegenübersteht, wobei zwischen diese Kegel man­ telflächen gleichmäßig über den Umfang des Schaltbolzens 32 verteilt angeordnete Kugeln 45 eingelegt sind, die sich dritterseits gegen eine radiale Fläche 46 eines ge­ härteten Ringes 47 abstützen, der in das Gehäuseteil 39 eingesetzt ist.

Den Schaft 40 des Schaltbolzens 32 umgibt wieder eine Federanordnung 48 aus Tellerfedern, die sich auf der dem Gleitring 44 abgewandten Seite gegen einen Bund 49 des Schaltbolzens 32 abstützt.

Die Wirkungsweise dieser Rasteinrichtung ist mit der der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen gleichartig. Findet eine Überlastung der durch die Kupplungshälfte 30 und 31 gebildeten Kupplung statt, so wird der Zahn 33 aus der Zahnlücke 34 und damit der Schaltbolzen 32 bezogen auf Fig. 3 von links nach rechts verschoben, wodurch die Kegelmantelfläche 42 die Kugeln 45 freigibt, so daß diese entlang der Radialfläche 46 des Ringes 47 nach innen in Richtung auf den Schaft 40 des Bolzens 32 wandern können solange, bis sie in der durch den Ring 47 gebildeten Boh­ rung 50 zusammen mit dem Bolzen 32 weiter bezogen auf Fig. 3 von links nach rechts wandern können. Diese Bewe­ gung der Kugeln 45 nach radial innen wird durch die Kegelmantelfläche 43 des Gleitringes 44 unter der Kraft der Federanordnung 48 bewirkt.

Der sich daraus schließlich ergebene Ausschaltzustand dieser Rastanordnung ist in Fig. 4 dargestellt.

Zu den Fig. 1 bis 4 ist gemeinsam zu sagen, daß eine Wiedereinschaltung der Rastanordnung dadurch geschieht, daß der Schaltbolzen 9 bzw. 32 durch Einwirkung von außen auf sein der Kupplungshälfte 2 bzw. 31 abgewandtes Ende wieder eingerückt werden kann so, daß die Kugel 8 in die Mulde 7 bzw. der Zahn 33 in die Zahnlücke 34 gelangt.

Die Fig. 5 bis 10 zeigen eine den Fig. 3 und 4 vergleich­ bare Bauform, wobei für den Gegenstand der Fig. 5 bis 10 der Einfachheit halber die Bezifferung der Fig. 3 und 4 wieder verwendet ist. Einziger Unterschied besteht darin, daß die gemäß den Fig. 3 und 4 durch die Kugeln 45 gebil­ deten Verriegelungselemente nunmehr durch über den Umfang des Schaltbolzens 32 verteilt angeordnete Ringsegmente 51 gebildet sind, die einen polygonalen Querschnitt aufwei­ sen derart, daß sie sich weitestgehend in flächiger Anla­ ge gegen die Kegelmantelfläche 42 der Bolzenkappe 38, die Kegelmantelfläche 43 des Gleitringes 44 sowie die radiale Anlagefläche 46 des Ringes 47 befinden.

Fig. 6 zeigt hierzu, wie die Ringsegmente in verriegelter Stellung der Rastanordnung über den Umfang des Schaltbol­ zens 32 verteilt angeordnet sind. Hier ist ersichtlich, daß die Ringsegmente in Umfangsrichtung gegenseitig einen nennenswerten Abstand haben so, daß sie sich bei der Ent­ riegelung der Rastanordnung, also bei deren Radialwande­ rung in Richtung auf die Bolzenachse nicht gegenseitig behindern.

In Fig. 5 ist durch die Pfeile 52, 53 das zwischen den beiden Kupplungshälften 30, 31 wirksame Drehmoment veran­ schaulicht, das an der Paarung zwischen Zahn 33 und den Flanken der Zahnlücke 34 zu den durch die Flächen 54, 55 dargestellten Anpreßkraftverhältnissen führt. Dies gilt für die normale Drehmomentübertragung innerhalb der Kupp­ lung.

Tritt der Überlastfall ein, so gestalten sich die Ver­ hältnisse derart, wie anhand der Fig. 7 dargestellt. Hier steigt die Belastung zwischen Zahn 33 und zugeordneter Flanke der Zahnlücke 34 in Drehmomentrichtung derart, daß auf der gegenüberliegenden Flanke keine Belastung mehr vorhanden ist, vielmehr der Zahn 33 beginnt, aus der Zahnlücke 34 herauszurutschen, was eine Verschiebung des Schaltbolzens 32 bezogen auf Fig. 7 von links nach rechts bedeutet. Damit kommt die Kegelmantelfläche 42 von den Ringsegmenten 51 frei, so daß diese vermöge der Kraft des Federpaketes 48 über den Gleitring 44 und dessen Kegel­ mantelfläche 43 bezogen auf den Schaltbolzen 32 nach radial innen entlang der Anlagefläche 48 verschoben werden können so lange, bis sie von dieser Anlagefläche frei kommen und in die durch den Ring 47 gebildete Bohrung 50 rutschen können.

Die so geschilderten Verhältnisse sind im einzelnen noch mal anhand der Fig. 8 und 9 dargestellt, die einen Aus­ schnitt aus Fig. 7 im Bereich eines Ringsegmentes 51 dar­ stellen. Hier zeigt Fig. 8 den Moment, bei dem das Ring­ segment 51 von der Anlagefläche 48 des Ringes 47 frei­ kommt. In Fortsetzung zeigt dann Fig. 9, wie anschließend das Ringsegment 51 in die durch den Ring 47 gebildete Bohrung 50 eingetaucht ist.

Der sich damit im Endeffekt ergebende Ausschaltzustand der Kupplung ist noch einmal insgesamt in Fig. 10 veran­ schaulicht.

Fig. 11 zeigt die Bauform gemäß den Fig. 5 bis 10 mit weiteren Einzelheiten. Während jedoch die Kupplung bei den Fig. 5, 7 und 10 in Radialrichtung betrachtet darge­ stellt wurde, zeigt Fig. 11 eine Schnittansicht mit Be­ trachtung der Kupplung in Umfangsrichtung. Auch hier sind wieder die bereits früher eingeführten Bezugszeichen ent­ sprechend angewendet und es wird insoweit auf eine erneu­ te Beschreibung auch der Funktion der Rastanordnung ver­ zichtet.

Unterschiedlich zum Gegenstand gemäß Fig. 5 bis 10 ist hier jedoch, daß die Bolzenkappe 38 den Gleitring 44 radial innen durchragt und mit einem Radialsteg in Form eines Sprengringes 60 hintergreift, während sie auf der anderen Seite an ihrem der anderen Kupplungshälfte 31 ab­ gewandten Ende einen Radialsteg 61 aufweist, der mit einer endständigen Ausnehmung 62 des Gehäuseteils 39 in Eingriff ist, wobei diese Ausnehmung 62 nur an dem der Kupplungshälfte 31 abgewandten Ende des Gehäuseteils 39 vorhanden ist.

Dadurch ergibt sich für die aus Bolzenkappe 38, Ringseg­ menten 51, Gleitring 44, Ring 47 und Gehäuseteil 39 ge­ bildete Baugruppe eine in sich unverlierbar geschlossene Einheit, die durch Abschrauben des Gehäuseteils 39 vom Gehäuseteil 37 und Lösen der Schraube 41 insgesamt fort­ genommen werden kann, so daß dann die Federanordnung 48 freiliegt und bezüglich deren Aufbau geändert werden. Im vorliegenden Falle könnte beispielsweise die Zahl der Tellerfedern 63 geändert werden.

Ebenso besteht aber auch die Möglichkeit, feinfühlig die Stärke der Federanordnung 48 durch Einfügen bzw. Wegneh­ men von Beilegscheiben 64 zu ändern, ohne daß dabei der in beschriebener Weise zusammenhängende Bausatz einzeln demontiert und hinterher wieder montiert werden muß.

Fig. 11 läßt auch noch erkennen, daß der Schaltbolzen 32 gegenüber dem Gehäuseteil 37 über eine Paßfeder 65 gegen Drehen gesichert ist, wobei in der Weise, wie sie in der DE-PS 36 02 282 geschildert ist, die Paßfeder 65 in Um­ fangsrichtung des Schaltbolzens 32 ein begrenztes Spiel haben kann.

Fig. 12 zeigt die Anwendung des Gegenstandes der Erfin­ dung auf eine Kupplungsbauform gemäß DE-OS 37 20 301, wo­ bei die bereits mehrfach beschriebenen Einzelheiten der Rastanordnung nicht noch einmal wiederholt werden.

Wie aus Fig. 12 ersichtlich, ist am Gehäuse 70 der Rast­ anordnung auf der der zweiten Kupplungshälfte 72 abge­ wandten Seite ein Zylinder-Kolben-Aggregat 73 angeordnet, dessen Kolbenstange 74 mit dem Schaltbolzen 75 verbunden ist, so daß mittels Druckbeaufschlagung des Zylinder-Kol­ ben-Aggregates von der rechten Seite des Kolbens 76 her ein Wiedereinschalten des Rastelementes möglich ist.

Andererseits ist der Schaltbolzen mehrteilig ausgebildet derart, daß der die Federanordnung 48 aufnehmende Bolzen­ schaft 75 mit dem die Schulter 49 endständig bildenden, der anderen Kupplungshälfte 72 zugewandten Teil 77 des Bolzens durch Schrauben 78 oder dergleichen lösbar ver­ bunden ist. Dies gibt die Möglichkeit, Beilegscheiben 79 von dieser Seite aus der Federanordnung 48 zur Einstel­ lung deren Kraft zuzufügen bzw. dort fortzunehmen, was wegen des Zylinder-Kolben-Aggregates 73 in der anhand der Fig. 11 geschilderten Weise nicht möglich ist.

An das Teil 77 schließt sich ein in der Kupplungshälfte 71 axial verschiebbar gelagertes Bolzenteil 80 an, das dann an seinem Vorderende bei spielsweise mit einer Zahn­ lücke auf den Zahn eines Zwischenbolzens 81 geht, der anderen Endes mit einem dortigen Zahn in eine Zahnlücke der die Kupplungshälfte 72 umgreifenden Flanke 82 der Kupplungshälfte 71 eingreift. Bezüglich dieser Doppelwir­ kung der Kupplung wird auf die DE-OS 37 20 301 verwiesen.

Fig. 13 zeigt unter weitgehender Verwendung der Beziffe­ rung gemäß Fig. 12 eine Abwandlung der Bauform gemäß Fig. 12. Diese Abwandlung besteht im wesentlichen darin, daß nunmehr die Anlagefläche 46 nicht, wie in Fig. 12 radial gerichtet sondern als Anlagefläche 90 hohlkegelig ausge­ bildet ist derart, daß der Kegelwinkel entgegen dem Ke­ gelwinkel der Kegelmantelfläche 42 ausgerichtet ist. Ent­ sprechend muß natürlich der Kegelwinkel der Kegelmantel­ fläche 91 des Gleitringes 92 eine Neigung haben, die ent­ gegengesetzt der Kegelmantelfläche 42 des Schaltbolzens 75 geneigt ist, damit die vorstehend mehrfach beschriebe­ ne, durch die Erfindung angestrebte Wirkung eintritt.

Schließlich zeigt Fig. 14 eine Änderung der Bauform gemäß Fig. 11, wobei ebenfalls die dortigen Bezugszeichen wei­ testgehend wieder verwendet sind.

Der Unterschied besteht darin, daß die gemäß Fig. 11 radial gerichtete Anlagefläche 46 nunmehr als Kegelman­ telfläche 95 ausgebildet ist, die entgegengesetzt der Kegelmantelfläche 42 des Schaltbolzens 32 geneigt ist. Entsprechend kann dann natürlich die Kegelmantelfläche 96 des Gleitringes 97 bezogen auf die Achse des Schaltbol­ zens 32 steiler ausfallen, als dies bei der Ausführungs­ form gemäß Fig. 11 der Fall ist.

Bei den Gegenständen gemäß Fig. 13 und 14 versteht es sich von selbst, daß die Verriegelungselemente 93 bzw. 98 in ihrem Querschnitt diesen geänderten Kegelmantelflächen angepaßt sind.

Claims (13)

1. Rastanordnung zur Verriegelung und überlastbedingten Entriegelung für den Schaltbolzen eines Überlastelemen­ tes, insbesondere an einer Überlastkupplung, wobei ein in der einen Kupplungshälfte verschiebbar angeordneter Schaltbolzen an seinem Vorderende mit der anderen Kupp­ lungshälfte in formschlüssigem, sich bei Überlast durch Axialverschiebung des Schaltbolzens von der anderen Kupp­ lungshälfte fort lösenden Eingriff befindet, während er an seinem rückwärtigen in einem Gehäuse der einen Kupp­ lungshälfte angeordneten Ende die Rastanordnung aufweist, die das rückwärtige Bolzenende mit einer Federanordnung umgibt, welche einerseits mit ihrem der anderen Kupp­ lungshälfte abgewandten Ende wenigstens teilweise an dem Gehäuse und andererseits an einem Bund des Schaltbolzens abgestützt ist, und wobei ein Ende der Federanordnung über einen Gleitring gegen mehrere über den Umfang des Schaltbolzens verteilt angeordnete Verriegelungselemente abgestützt ist, die zwischen Gleitring, einer Kegelman­ telfläche des Schaltbolzens und einer im wesentlichen radial gerichteten Anlagefläche des Gehäuses eingefangen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (15, 48) in Richtung auf die ande­ re Kupplungshälfte (2, 31, 72) gegen eine radiale Schul­ ter (16, 49) des Schaltbolzens (14, 32, 75, 77) abge­ stützt ist, daß der Schaltbolzen am rückwärtigen Ende eine radial nach außen sich von der anderen Kupplungs­ hälfte fort erstreckende Kegelmantelfläche (21, 42) für die Verriegelungselemente (19, 45, 51, 93, 98) aufweist, daß die Verriegelungselemente gegen die auf die andere Kupplungshälfte zu gerichtete Anlagefläche (20, 46, 90, 95) derart abgestützt sind, daß sie bei einem überlastbe­ dingten Ausweichen des Schaltbolzens in Richtung auf die Bolzenachse verschiebbar sind, und daß die Verriegelungs­ elemente bei auf die Bolzenachse zu verschobener Stellung innerhalb einer den Schaltbolzen umgebenden Bohrung (22, 50) des Gehäuses (12, 37, 39, 70) parallel zum Schaltbol­ zen über die Anlagefläche hinaus von der anderen Kupp­ lungshälfte fort verschiebbar sind.

2. Rastanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Verriegelungsstellung der Rastanordnung die Ver­ riegelungselemente (19, 45, 51) an einer radial gerichte­ ten Ringfläche (18) des Gleitringes (17) sowie an einer Kegelmantelfläche (20) des Gehäuses (12) in Anlage sind, die entgegengesetzt der Kegelmantelfläche (21) des Schaltbolzens (14) geneigt ist.

3. Rastanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Verriegelungsstellung der Rastanordnung die Verriegelungselemente (93) einerseits an einer Kegelmantelfläche (91) des Gleitringes (92) in Anlage sind, die entgegengesetzt der Kegelmantelfläche (42) des Schaltbolzens (32) geneigt ist, sowie andererseits an einer Kegelmantelfläche (90) des Gehäuses (70), die ebenfalls entgegengesetzt der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens geneigt ist, wobei die Neigung der Kegelmantelfläche des Gleitringes gegenüber der Neigung der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens geringer ist als die Neigung der Kegelmantelfläche des Gehäuses gegenüber der Kegelmantelfläche des Schaltbolzens.

4. Rastanordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei Verriegelungsstellung der Rastanordnung die Ver­ riegelungselemente (45, 51) an einer radialen Anlageflä­ che (46) des Gehäuses (39, 70) und an einer Kegelmantel­ fläche (43) des Gleitringes (44) in Anlage sind, die gleichsinnig mit der Kegelmantelfläche (42) des Schalt­ bolzens (32) geneigt ist, jedoch gegenüber der Achse des Schaltbolzens einen größeren Winkel einschließt als die Kegelmantelfläche des Schaltbolzens.

5. Rastanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verriegelungsstellung der Rastanordnung die Verriegelungselemente (98) einerseits an einer Kegelmantelfläche (95) des Gehäuses (39) in Anlage sind, die entgegengesetzt der Kegelmantelfläche (42) des Schaltbolzens (32) geneigt ist, sowie andererseits an einer Kegelmantelfläche (96) des Gleitringes (97), die gleichsinnig mit der Kegelmantelfläche (42) des Schaltbolzens (32) geneigt ist, jedoch gegenüber der Achse des Schaltbolzens einen größeren Winkel einschließt also die Kegelmantelfläche des Schaltbolzens.

6. Rastanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente Kugeln (19, 45) sind.

7. Rastanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente über den Umfang des Schalt­ bolzens (32) verteilt angeordnete Ringsegmente (51, 93, 98) mit polygonalem Querschnitt sind, deren druckaufneh­ mende Seitenflächen parallel zu den Anlageflächen (43, 42, 46, 91, 96) von Gleitring (44, 92, 97), Schaltbolzen (32, 75) und Gehäuse (12, 39, 70) sind.

8. Rastanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (39) als mit der einen Kupplungshälfte (30) verschraubbares Gehäuseteil ausgebildet ist.

9. Rastanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelmantelfläche (42) des Schaltbolzens (32) durch eine Bolzenkappe (38) gebildet ist, die am der anderen Kupplungshälfte (31) abgewandten Ende auf den Schaltbolzen aufgesetzt und mit diesem verschraubt ist.

10. Rastanordnung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzenkappe (38) den Gleitring (44) auf dessen der anderen Kupplungshälfte (31) zugewandten Seite mit einem lösbaren Radialsteg (60) in Form eines Sprengringes oder dergleichen hintergreift, und daß die Bolzenkappe an ihrem der anderen Kupplungshälfte abgewandten Ende einen gegebenenfalls lösbaren Radialsteg (61) aufweist, der mit einer endständigen, die die Bolzenkappe aufnehmende Boh­ rung des Gehäuseteils (39) erweiternden Ausnehmung (62) des Gehäuseteils in Eingriff ist.

11. Rastanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (46) durch einen in das Gehäuse (39) eingesetzten Stützring (47) gebildet ist.

12. Rastanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gleitring (44) und Federanordnung (48) oder Federanordnung und Schulter (49) des Schaltbolzens (32, 75, 77) Beilegscheiben (64, 79) eingesetzt sind.

13. Rastanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbolzen (75, 77) zweiteilig ausgebildet ist derart, daß der die Federanordnung (48) aufnehmende Bol­ zenschaft (75) mit dem die Schulter endständig bildenden, der anderen Kupplungshälfte (72) zugewandten Teil (77) des Bolzens durch Schrauben oder dergleichen lösbar ver­ bunden ist.