DE7010430U - Sicherheitskupplung. - Google Patents

Description

^s Patentanwälte "^

Dr.-Ing. HANS RUSCHKE _2Q Mär7i970

DipL-lng. HEINZ AGULAR

Chr. M a y r OHG., Kaufteuren

"Sicherheitskupplung"

Die" Erfindung "betrifft eine Sicherheitskupplung, insbesondere zur Bewältigung hoher Drehzahlen.

Bei "bekannten Sicherheitskupplungen wird in der Regel ein elektrisches System verwendet, bei welchem über eine Steigerung des Motorstromes geschaltet wird· Dies hat insbesondere den Nachteil, daß zur Steigerung des Motorstromes zunächst einmal die Drehzahl verringert werden, d.h. der Antrieb abgebremst werden muss. Dabei muss durch die Abbremsung zunächst ein elektrisches Feld aufgebaut werden, damit im Motor mehr Strom entsteht, wobei anscnliessend erst die entsprechenden Instrumente betätigt werden, die dann die Abschaltung des Motors vornehmen« Dieses Verfahren, welches vielfach in der Industrie bis jetzt angewendet wird, hat im wesentlichen den Nachteil, daß es relativ lange dauert, bis der Antrieb abgeschaltet wird.

Pie Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Sicherheitskupplung, insbesondere zur Bewältigung hoher Drehzahlen zu schaffen, welche ausserst exakt und schneller als bisher sohaltet und höchste Sicherheit aufweist.

Diese erfindungsgemässe Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auf der Nabe ein Schaltteil mit Bohrungen zur Aufnahme von Tellerfedern vorgesehen ist, welches über einen drehbaren Flansch mit damit zusammenwirkendem Rutschteil mit Reibbelägen mit einem Gehäuseteil zusammenwirkt.

Zweckmässig sind zwischen dem Schaltteil und der Nabe Paßfedern angeordnet. Vorteilhafterweise ist das Rutschteil von einem Reibbelag umgeben.

Die Anordnung kann auch so ausgebildet sein, daß zwischen dem Schaltteil und dem Flansch Kugeln vorgesehen sind, die in entsprechenden Ausnehmungen rollen können· Dabei Vwnn das Gehäuse auch relativ zum Flansch mittels Kugeln drehbar sein. Vorzugsweise ist zwischen dem Gehäuse und der Nabe eine Kugellageranordnung vorgesehen·

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemässen Ausbildung der Sicherheitskupplung besteht darin, daß eine von Reibschwankungen unabhängige Abschaltung möglich und ein weiterer Schutz nach erfolgter Abschaltung bei starker Erhöhung der Drehmomente durch das Rutschteil gewährleistet ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung.

In der Zeichnung ist eine Sicherheitskupplung gemäss Erfindung im Schnitt gezeigt·

Wie in der Zeichnung gezeigt ist, ist eine Nabe 7 vorgesehen, auf welcher sich eine Paßfeder 3 befindet, die wiederum mit einem Schaltteil 5 zusammenwirkt. Dieses Schaltteil 5 ist axial bewegbar und steht im ausgerückten Zustand unter Einwirkung von Tellerfedern 1« Dabei kann die Federwirkung durch einen Sing 2 eingestellt werden. In der Innenfläche des Schaltteiles 5 sind Ausnehmungen vorgesehen, in welcher. Kugeln abrollen können, die sich ebenfalls in entsprechenden Ausnehmungen eines Flansches 9 bewegen können· Oberhalb des Flansches ist ein Rutschteil angeordnet, welches von einem Reibbelag 1o umgeben ist. Dieser Reibbelag steht in Eingriff mit einem Gehäuse 11 (Gummi-Dichtung). Das Gehäuse 11 ist mit Hilfe einer Kugellageranordnung 8 relativ drehbar gegen die Nabe 7. Weiterhin ist eine Schraubeinrichtung 6 vorgesehen, mit welcher die auf den Reibbelag ausgeübte Kraft eingestellt werden kann.

Die erfindungsgemässe Kupplung kann hohe Drehzahlen bewältigen, wobei auch kein Ausgrätschen der Kugeln

eintritt und höchste Sicherheit vorgesehen ist, insofern, als zwei Drehmomente eingebaut sind. Auf der einen Seite ist eine vollkommen vom Reibbelag unabhängige Schaltung des Endschalters bei einem eingestellten Drehmoment möglich. Darüber hinaus steigende Drehmomente durch Massennachwirkungen bei Vollblookierung bezw· bei Anläufen, Drehmomentspitzen u.dgl. werden über den Reibbelag 1o geleitet· Dabei gelegentlich auftretende geringe Schwankungen im Drehmoment sind in diesem Fall unwesentlich· Das Drehmoment läuft hintereinander von der Nabe 7 über die Pafif oder 3 auf das Schaltteil 5 und von dort über die Kugeln auf den Plansch 9 und von dort auf den Reibbelagträger· Ton dem Reibbelagträger wandert das Drehmoment über die Reibbeläge 1o über die Hüten und auf das Gehäuse 11· Yon diesem Gehäuse kann es dann mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Riemenscheibe oder einer AnschluaBkupplung ο .dgl. abgenommen werden· Es ergibt sich also die Wirkung, daß eine von Reibschwankungen unabhängige elektrische Abschaltung des Antriebs und ein weiterer Schutz nach erfolgter Abschaltung bei Erhöhung der Dreh?· momente durch das Rutschteil gewährleistet ist· Dabei muss das Rutschteil immer etwas höher eingestellt den als das Kupplungsteil, weil zunächst das Sofaalt·» teil die Anlage abschalten soll·

Als Beispiel wird die Verwendung dieser erfindungageafcssen Kupplung in einem Sägetcaschinenwerk beschrieben«

iiitii

Bie dort verwendeten grossen Kreissägeblätter weisen normalerweise einen Surohmesser von 1: m auf und sind mit Hartmetall bestückt und entsprechend sehr teuer· Bort wird mit enormen Vorschüben gefahren, wobei die elektrische Leistung ungefähr 4-o KV beträgt· Demzufolge ist es verständlich, daß bei etwaigen Verklemmungen die ganze Anordnung zerstört werden kann· Bisher wurde in einem Sägemaschinenwerk eine normale Rutschkupplung verwendet·

Sobald nun eine Spanverklemmung eintritt oder ein Zahn ausbricht, wodurch das Drehmoment unzulässig erhöht wird, wenn dies auch nur für eine ganz kurze Zeit ist, wird bei Verwendung der erfindungsgemässen Kupplung, welche sich im Hauptantrieb befindet, sofort der Antriebsmotor ausgeschaltet und der Rücklauf des Sägeschlittens eingeleitet »Dabei hat der ganze Sohlitten und das Sägeblatt eine gewisse Masse und auch einen bestimmten Nachlauf, nämlich von der Abschaltung bis Null· Zu* nächst wird das Blatt und dann der Schlitten abgeschaltet· Lsteterer drückt also In das Material, d.h. daß trotz der Abschaltung das Drehmoment über das zulässige Mass stei"*n wird· In diesem Fall tritt nun das Rutschteil der erfindungsgemässen Kupplung in Kraft. Dieses rutscht etwas durch, solange, bis der Sohlitten abgehoben hat. Dieser Vorgang spielt sich In Bruchteilen von Sekunden ab. Dadurch wird erreicht, daß nach elektrischer Abschaltung die nachwirkende Masse sich nicht nachteilig auf die Anordnung auswirkt.

• · t t

-6-

Die erflndungsgemässe Kupplung let auch insbesondere in der Pertigungsteohnik einsetzbar, wo ein Schlitten gegen einen Festansohlag fahren wird, er dort «in paar Sekunden oder Bruchteile hiervon verweilt und wieder zurückgefahren wird. Dies war bislang lediglieh auf hydraulischem Wege möglich, was jedoch im wesentlichen den Nachteil hat, daß man von der temperatur abhängig ist, da sieh die ölzähigkeit mit der Temperatur ändert·

Demgegenüber kann man mit der erfindungsgemässen Kupplung beispielsweise mit einem einfaohen Getriebemotor und einer Spindel ohne weiteres gegen einen Pestansohlag fahren, dort nach eingestelltem Zeitrelais mit ca ο 1 bis 2 Sekunden unter Druck verweilen und den Motor umschalten und wieder rückwärts fahren· Sei Auffahren des Antriebes gegen einen Pestansohlag schaltet zunächst einmal das Sohaltteil 5 den Endschalter, und dieser Endschalter schaltet damit das Zeitrelais· Es ist beispielsweise auf 2 Sekunden eingestellt. Während dieser zwei Sekunden ist also ein ständiges Drehmoment vorhanden, wobei der Reibbelag durchruteoht. Nach Ablauf der zwei Sekunden geht der Schlitten wieder zurückο Voraussetzung ist hierbei lediglich, daß eine Spindel genommen wird, die keine Selbsthemmung aufweist, weil sonst das Öffnungsmoment grosser als das Schliessmoment ist. Da die Kupplung weiterhin sehr zuverlässig schaltet und auoh bei der geringsten Drehmomentspitze bereits eine Abschaltung

Il Il ItII J«l» Il

ι ι ■ ι > · · ·

-7-

vornimmt, sei der Anlauf Vorgang kurz erläutert s

Jeder Anlauf Mt infolge der Massenbeschleunigung des Verbrauchers höhere Drehmomente als sie nachher im Betrieb verwendet werden· Bislang musste also das Schaltteil immer nach dem Anlauf ausgelegt werden. Wenn sie niedriger ausgelegt wird, muss sie während des Anlaufens durch Zeitrelais überbrückt werden· Während der Überbrüclrungszeit ist dann kein Schutz vorhanden, wobei jedoch bei der erfindungsgemässen Kupplung auch ein Schutz während der Anlaufzeit durch den Reibbelag 1o vorgesehen ist, der notfalls immer durchrutschen kann, so daß also mit beliebig niedrigem Drehmoment gefahren werden kann· Beispielsweise wird ein Antrieb verwendet, welcher ein Lastmoment von 2o mkp aufweist, aber während des Anfahrvorgangs 1oo mkp benötigt· Dann wird das Rutschteil auf 1oo mkp eingestellt und das fchaltteil auf 2o mkp· Beim Anfahren wird nun sofort beifem ersten Schlag die Kupplung ausrücken, das Schaltteil 5 wird den (nicht gezeigten) Endschalter betätigen und dieser Endschalter schaltet dann das Zeitrelais, das auf die Anlaufzeit eingestellt ist· Jetzt ist es möglich, während des Anlaufes mit 8o bis 9o mkp zu fahren· Sobald 1oo mkp überschritten werden, würde dann das Rutschteil durchrutschen, jedoch nur solange, bis das Zeitrelais abgelaufen ist, denn dann wird der Schalter wieder in Betrieb genommen.

tt »> > »I

-8-

Dies ist besonders «in Torteil bei der chemisch« Industrie _f bei BQhrw« rlcen n*dgl·

Es lasser sieh zweckmäseige Abänderungen Toznehaen, ohne sich jedoch dabei vorn Kern der Erfindung scu entfernen·

Claims (6)

Ansprüche

1) Sicherheitskupplung, insbesondere zur Bewältigung hoher Drehzahlen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Nabe (7) ein Schaltteil (5) mit Bohrungen zur Aufnahme von Tellerfedern (1) vorgesehen ist, welches über einen drehbaren Flansch (9) und damit zusammenwirkendem But seht eil mit Reibbelägen (io) mit einem Gehäuseteil (11) zusammenwirkt.

2) Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schaltteil (5) und der Nabe (7) Paßfedern (3) aus Werkstoff mit guten Notlauf eigenschaft en angeordnet sind·

3) Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rutschteil von dem Reibbelag (1o) umgeben ist.

4) Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schaltteil (5) und dem Plansch (9) Kugeln vorgesehen sind, die in entsprechenden Ausnehmungen in diesen Teilen rollen können.

»1ο-

5·) Sicherheü ricappliing nach Inspraeta. 1, da&oreh gekennzeichnet, dafi acch das Gretaäns« (11) relatlr sub Plansch. (9) mittels Kugeln drehbar gelagert ist.

6.) Sioherheitslcupplung naoh Inspruoh. 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dafi swischen dea Gehäus« (11) und der Habe (7) eine Kugellageranordnung Torgeist·