DE915165C - Screw band friction clutch - Google Patents

Description

Schraubenband-Reibungskupplung Die Erfindung bezieht sich auf Schraubenband-Reibungskupplungen, bei denen eine mit einem Wellenende fest verbundene Schraubenfeder das andere Wellenende mit Vorspannung so umschlingt, daß bei Überlast Schlupf eintritt. Es ist bekannt, mit Hilfe solcher Kupplungen ein Höchstdrehmoment zu übertragen, das etwa dem Biegemoment entspricht, welches zur Aufweitung der Feder auf den Durchmesser des umschlossenen Wellenendes erforderlich ist.Screw band friction clutch The invention relates to screw band friction clutches, in which a helical spring firmly connected to one shaft end is the other shaft end wrapped around with preload so that slip occurs in the event of an overload. It is known, to transmit a maximum torque with the help of such couplings, which is about the bending moment which corresponds to the expansion of the spring to the diameter of the enclosed Shaft end is required.

Gemäß der Erfindung ist eine oder mehrere solcher Kupplungen zur Regelung einer Welle auf Drehzahl und Drehmoment dadurch verwendbar, daß die Schraubenbandfeder so bemessen ist, daß sie bei der Nenndrehzahl als Fliehkraftkupplung weniger (vorzugsweise wesentlich weniger) als ein Fünftel des bei Stillstand übertragbaren Drehmomentes zu übertragen vermag.According to the invention, one or more such clutches are for regulation a shaft on speed and torque can be used in that the coil spring is dimensioned in such a way that at the nominal speed it acts as a centrifugal clutch less (preferably significantly less) than a fifth of the torque that can be transmitted at standstill able to transmit.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden beschrieben und in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt Fig. I einen Längsschnitt durch eine Kupplung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine ähnliche Kupplung, welche mit einer zusätzlichen Überlastkupplung verbunden ist, Fig. 3 ein Schaubild der Abhängigkeit der übertragbaren Drehmomente von der Drehzahl für die Kupplung nach Fig. 2, Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht einer besonderen Schutzhülsenanordnung bei einer Kupplung ähnlich Fig. I.Two embodiments of the invention are described below and shown in the drawing. Here, Fig. I shows a longitudinal section through a Coupling, Fig. 2 is a longitudinal section through a similar coupling, which with a additional overload clutch is connected, Fig. 3 is a diagram of the dependency the transmittable torques from the speed for the clutch according to FIG. 2, Fig. 4 is an enlarged partial view of a particular protective sleeve arrangement in a Coupling similar to Fig. I.

Vom antreibenden Zahnrad I (Fig. I) wird die Drehbewegung auf ein Ritzel 2 übertragen, welches auf der Abtriebswelle 3 lose gelagert ist. Das Ritzel 2 ist mit einem zylindrischen Bauteil 4 fest verbunden. An diesen Bauteil schließt sich nach rechts mit gleichem Durchmesser ein Bund 3a der Abtriebswelle 3 an. Die Teile 3a und 4 sind unter Vorspannung von einer Schraubenfeder 5 umschlossen. Das rechte Ende der Feder ist dabei mit dem Bund 3a fest verbunden. Die ganze Feder ist von einer mit dem gleichen Bund fest verbundenen Schutzhülse 6 mit Spiel eingeschlossen. Die Abtriebswelle 3 ist in Lagern 7, 8 gelagert. Masse und Durchmesser der Schraubenfeder 5 sind so groß gewählt, daß das in der Nähe der Drehzahl Null übertragbare Drehmoment beispielsweise zehnmal so groß ist wie das bei Nenndrehzahl übertragbare Moment. Bereits bei einer Drehzahl, welche etwa 5 % höher als die Nenndrehzahl liegt, ist die Spannung der Schraubenfeder durch die auf sie wirkende Fliehkraft so weit aufgehoben, daß das dabei übertragbare Drehmoment zu Null wird.From the driving gear I (Fig. I) the rotary motion is on Transfer pinion 2, which is loosely mounted on the output shaft 3. The pinion 2 is firmly connected to a cylindrical component 4. Closes to this component to the right with the same diameter a collar 3a of the output shaft 3. the Parts 3a and 4 are enclosed by a helical spring 5 under pretension. That right end of the spring is firmly connected to the collar 3a. The whole feather is enclosed by a protective sleeve 6 firmly connected to the same collar with play. The output shaft 3 is supported in bearings 7, 8. Mass and diameter of the coil spring 5 are chosen so large that the torque which can be transmitted in the vicinity of the speed zero is, for example, ten times as large as the torque that can be transmitted at the nominal speed. Already at a speed, which is about 5% higher than the nominal speed, is the tension of the helical spring is so far removed by the centrifugal force acting on it, that the torque that can be transmitted thereby becomes zero.

Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende: Zum Antrieb der mit der Welle 3 verbundenen Einrichtung sei ein Drehmoment von Io cmkg erforderlich. Bei der Drehzahl Null sei durch die Kupplung ein Drehmoment von Ioo cmkg übertragbar. Durch die Einwirkung der Fliehkraft sinkt dieses Drehmoment bei hohen Drehzahlen stark ab. Bei der Nenndrehzahl von I5 ooo/min ist über die Schraubenfeder beispielsweise gerade das Nennmoment von Io cmkg übertragbar. Die Kurve des übertragbaren Drehmomentes in Abhängigkeit von der Drehzahl verläuft oberhalb der Nenndrehzahl so flach, daß bereits bei einer Drehzahl von I5 75o/min das übertragbare Drehmoment zu Null wird, weil bei Überschreiten der Nenndrehzahl der Kraftschluß zwischen der Schraubenfeder und dem Bauteil 4 infolge der Fliehkraft zu Null wird. Die anzutreibenden Teile können also diese Drehzahl nicht überschreiten.The mode of operation of the coupling is as follows: To drive the with the A torque of Io cmkg is required for the device connected to shaft 3. at from zero speed, a torque of 100 cmkg can be transmitted through the clutch. The effect of centrifugal force causes this torque to drop at high speeds strong. At the nominal speed of I5,000 / min, for example, the coil spring just the nominal torque of Io cmkg transferable. The curve of the transmittable torque depending on the speed runs so flat above the nominal speed that already at a speed of I5 75o / min the transmittable torque becomes zero, because when the rated speed is exceeded, the frictional connection between the helical spring and the component 4 becomes zero as a result of the centrifugal force. The parts to be driven so cannot exceed this speed.

Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Fig. I dadurch, daß an die Stelle der Schutzhülse 6 und des Bundes 3a miteinander verbundene ringförmige Bauteile I6 bzw. I3 treten. Diese Teile bilden dabei den Abtrieb für die mit ihnen verbundene verhältnismäßig schwach gespannte Schraubenfeder 5'. An sie schließt sich in axialer Richtung ein Bund 3b der Welle 3' an, dessen Außendurchmesser dem des Bauteiles I6 gleich ist. Beide Teile werden von einer zweiten stärkeren Schraubenfeder I5 eingeschlossen, welche mit ihrem rechten Ende am Bauteil 3b befestigt ist und von einer ebenfalls mit diesem Teil fest verbundenen Schutzhülse I4 umschlossen wird. Die Kennlinie für das von den Federn übertragbare Drehmoment in Abhängigkeit von der Drehzahl kann aus Fig. 3 entnommen werden.The arrangement according to FIG. 2 differs from that according to FIG in that in place of the protective sleeve 6 and the collar 3a connected to one another ring-shaped components I6 or I3 occur. These parts form the output for the relatively weakly tensioned helical spring 5 'connected to them. At it joins in the axial direction a collar 3b of the shaft 3 ', the outer diameter of which that of component I6 is the same. Both parts are strengthened by a second Including helical spring I5, which is attached with its right end to component 3b and is enclosed by a protective sleeve I4, which is also firmly connected to this part will. The characteristic curve for the torque that can be transmitted by the springs as a function of the speed can be seen in FIG. 3.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 ist folgende: Die Schraubenfeder I5 ist so bemessen wie bei dem Beispiel nach Fig. I. Die Kennlinie der Feder 5' ist verhältnismäßig steil. Das durch sie übertragbare Höchstdrehmoment betrage beispielsweise 4o cmkg. Da die Masse dieser Feder und ihr Durchmesser nicht so groß wie die entsprechenden Größen der Feder 15 sind, ist der Einfluß der Fliehkraft auf diese Feder geringer. Bei einer Drehzahl von I3 ooo/min betrage das genannte Drehmoment etwa 3o cmkg. Bei etwas höherer Drehzahl ist dann das durch die Feder I5 übertragbare Drehmoment bereits geringer als das durch die Feder 5' übertragbare. Das durch die gesamte Kupplung übertragbare Drehmoment wird also oberhalb der Drehzahl, bei der sich die beiden Einzelkennlinien schneiden, durch die Feder I5 bestimmt. Im Bereich der Nenndrehzahl und darüber arbeitet daher diese Kupplung wie jene nach Fig. I. Dagegen wird das übertragbare Höchstdrehmoment unterhalb der Nenndrehzahl durch die Feder 5' auf 4o cmkg beschränkt. Diese Feder ist daher als Überlastkupplung wirksam.The mode of operation of the arrangement according to FIG. 2 is as follows: The helical spring I5 is dimensioned as in the example according to Fig. I. The characteristic curve of the spring 5 ' is relatively steep. The maximum torque that can be transmitted by them is, for example 4o cmkg. Because the mass of this spring and its diameter are not as large as the corresponding ones Sizes of the spring 15 are, the influence of centrifugal force on this spring is less. At a speed of I3,000 / min, said torque is around 30 cmkg. At a slightly higher speed, the torque that can be transmitted by the spring I5 is then already less than that which can be transmitted by the spring 5 '. That through the whole Coupling transmittable torque is above the speed at which the intersect the two individual characteristics, determined by the spring I5. In the range of the nominal speed and therefore this clutch works like that according to Fig. I. On the other hand, this is transmittable maximum torque below the nominal speed by the spring 5 ' 40 cmkg limited. This spring is therefore effective as an overload clutch.

Die Ausbildung und Anordnung der Kupplung kann im einzelnen auch anders sein. So kann die Schutzhülse 6', wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, auch mit dem freien Federende fest oder so verbunden sein, daß das Federende radial zwischen der Schutzhülse und dem von der Feder eingeschlossenen Bauteil 4 beweglich ist. Auch kann in bekannter Weise die treibende Welle zur getriebenen und die getriebene zur treibenden werden.The design and arrangement of the coupling can also be different in detail be. Thus, the protective sleeve 6 ', as can be seen from FIG. 4, also with the free Spring end be fixed or connected in such a way that the spring end is radially between the protective sleeve and the component 4 enclosed by the spring is movable. Also can be known in Wise the driving wave to be driven and the driven to be driving.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: I. Schraubenband-Reibungskupplung, bei der eine mit einem Wellenende fest verbundene Schraubenfeder das andere Wellenende mit Vorspannung so umschlingt, daß bei Überlast Schlupf eintritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenbandfeder (5, I5) so bemessen ist, daß sie bei der Nenndrehzahl als Fliehkraftkupplung weniger (vorzugsweise wesentlich weniger) als ein Fünftel des bei Stillstand übertragbaren Drehmomentes zu übertragen vermag. PATENT CLAIMS: I. Screw band friction clutch, in which one with one end of the shaft firmly connected to the helical spring, the other end of the shaft with preload wraps around so that slip occurs in the event of an overload, characterized in that the The coil spring (5, I5) is dimensioned so that it acts as a centrifugal clutch at the rated speed less (preferably significantly less) than a fifth of the amount that can be transferred at a standstill Able to transmit torque. 2. Kupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (5) von einer Schutzhülse (6) mit Spiel umschlossen ist. 2. Coupling according to claim I, characterized in that that the spring (5) is enclosed by a protective sleeve (6) with play. 3. Kupplung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Kupplung (i5) eine zweite Schraubenband-Reibungskupplung (5') mit geringerer Masse und/oder geringerem Durchmesser in Reihe geschaltet ist, deren übertragbares Drehmoment bei Stillstand wesentlich kleiner und bei Nenndrehzahl größer ist als das der ersten Kupplung. 3. Coupling according to claim i or 2, characterized in that with the coupling (i5) a second Screw band friction clutch (5 ') with lower mass and / or smaller diameter is connected in series, the transmittable torque of which at standstill is essential is smaller and at the rated speed greater than that of the first clutch. 4. Kupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet; daß die erste Kupplung die zweite umschließt (Fig. 2).4. Coupling according to claim 2 or 3, characterized in that; that the first clutch is the second encloses (Fig. 2).