DE19929833A1 - Kupplung für Bohrgerät - Google Patents

Abstract

Die Überlastkupplung weist einen Antriebsteil (4) und ein das Antriebsteil (4) teilweise umschlingendes Abtriebsteil (5) auf, das an einer dem Antriebsteil (4) zugewandten Innenkontur mit wenigstens einer Rasttasche (7) versehen ist, in die ein federbelastetes Verriegelungselement (10) ragt. Dieses Verriegelungselement (10) ist ein Hebel, der zusammen mit einem Federelement (13) in einer umlaufenden, zur Außenkontur hin offen ausgebildeten Ausnehmung (14) des Antriebsteiles (4) angeordnet ist. Der Hebel weist an einem freien Ende (17) einen mit Rasttaschen (7) zusammenwirkenden Verriegelungsbereich (12) mit einer Sperrfläche (15) auf, die mit einer entsprechend geformten Gegenfläche (16) der Rasttasche (7) zusammenwirkt. Aufgrund der flächigen Auflage des Hebels in der Rasttasche (7) wird ein Eingraben des Verriegelungsbereiches (12) in die Gegenfläche der Rasttasche (7) verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung gemäss dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Aus der DE-19 65 275 C3 ist eine Überlastkupplung zur Übertragung eines gegen zunehmende Grösse begrenzten Drehmomentes zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil zweier koaxial zueinander angeordneter Triebteile bekannt. Die Überlastkupplung weist mehrere gleichmässig verteilt angeordnete, federbelastete Verriegelungselemente in Form von Kugeln auf, die in entsprechende Rasttaschen des Abtriebsteiles eingerückt sind. Beim Überschreiten eines Grenzdrehmomentes werden diese Kugeln aus den Rasttaschen gedrückt, so dass sich das Abtriebsteil gegenüber dem Antriebsteil in Umfangsrichtung verdrehen kann. Die punktförmig an den Gegenflächen der Rasttaschen anliegenden Kugeln graben sich mit zunehmender Lebensdauer der Überlastkupplung immer weiter in die entsprechende Gegenfläche der Rasttaschen hinein. Dadurch wird die Grösse eines wirksamen Auslösewinkels immer grösser, so dass zum Ausrücken dieser Kugeln aus den Rasttaschen ein immer grösseres Drehmoment benötigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlastkupplung zu schaffen, die einfach ist im Aufbau, sicher funktioniert und bei der ein Eingraben der Verriegelungselemente in die Rasttaschen verhindert wird, so dass ein eng toleriertes, gleichbleibendes Auslöse­ moment der Überlastkupplung über deren gesamte Lebensdauer erreicht werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch eine Überlastkupplung, welche die im kenn­ zeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist.

Der ein Verriegelungselement bildende Hebel hat den Vorteil, dass er aufgrund seiner schwenkbaren Anordnung an dem Antriebsteil insgesamt eine gute Führung hat und immer gleich ausgerichtet in die Rasttasche gedrückt wird.

Um eine Überlastkupplung mit einer möglichst kurzen Baulänge bauen zu können, ist zweckmässigerweise der Hebel um eine parallel zur Mittellängsachse des Antriebsteiles verlaufende Achse schwenkbar. Diese das Antriebsteil durchsetzende Achse ist beispielsweise im Umfangsbereich des Antriebsteiles angeordnet. Die schwenkbare Festlegung des Hebels an dieser Achse erfolgt mittels einer auf den Durchmesser der Achse abgestimmten Lagerbohrung, die der Hebel an einem ersten freien Endbereich aufweist.

Eine kleine Baugrösse bei Überlastkupplungen kann dadurch erreicht werden, indem vor­ zugweise der Hebel in einer umlaufenden, zur Aussenkontur hin offen ausgebildeten Ausnehmung des Antriebsteiles angeordnet ist. Diese Ausnehmung weist beispielsweise eine parallel zur Mittellängsachse erstreckende Breite auf, die im wesentlichen der in der gleichen Richtung gemessenen Stärke des Hebels entspricht. Dem Hebel wird auf diese Weise eine hohe seitliche Stabilität verliehen.

Um ein sicheres Einrücken des Hebels in der Rasttasche erreichen zu können, weist vorteilhafterweise der Hebel ein mit einem Federelement zusammenwirkendes freies Ende auf.

Damit das Gesamtgewicht des Hebels möglichst klein gehalten werden kann, ist vorzugsweise das Federelement am Antriebsteil angeordnet und wirkt in radialer Richtung mit einer Anschlagfläche des Hebels zusammen.

Vorzugsweise weist der Hebel auf einer der Anschlagfläche gegenüberliegenden Seite einen Verriegelungsbereich mit einer Sperrfläche auf, die mit einer entsprechend geformten Gegenfläche der Rasttasche zusammenwirkbar ist. Durch zumindest teilweise flächige Ausgestaltung des Verriegelungsbereiches und der Rasttasche ist es möglich, die von dem Federelement ausgehende, auf den Hebel wirkende Kraft auf die Rasttasche zu übertragen, ohne dass der Verriegelungsbereich die Gegenfläche der Rasttasche beschädigt, indem er in diese Gegenfläche eindringt. Die Sperrfläche ist beispielsweise grösser ausgebildet als die Gegenfläche.

Um ein sicheres Einrücken des Verriegelungsbereiches in die Rasttasche nach einem erfolgten Auslösevorgang erreichen zu können, ist die Erstreckung des Ver­ riegelungsbereiches in Umfangsrichtung des Antriebsteiles kleiner als die Erstreckung der Rasttasche.

Eine exakte konzentrische Anordung des Antriebsteiles gegenüber dem Abtriebsteil wird erreicht, indem zweckmässigerweise an dem Antriebselement wenigstens drei Hebel angeordnet sind, die gleichmässig über den Umfangsbereich des Antriebselementes ver­ teilt angeordnet sind und das Abtriebselement wenigstens drei gleichmässig über die Innenkontur verteilt angeordnete Rasttaschen aufweist.

Damit die von einem Motor ausgehende Drehbewegung auf das Antriebsteil übertragen werden kann, ist das Antriebsteil vorzugsweise drehschlüssig mit einer eine zahnförmige Profilierung aufweisenden Antriebswelle verbunden. Bei der zahnförmigen Profilierung der Antriebswelle handelt es sich beispielsweise um ein Zahnrad, das mit einem weiteren fest mit der Motorwelle eines Elektromotors in Verbindung stehenden, Zahnrades form­ schlüssig zusammenwirkt.

Damit die von dem Abtriebsteil ausgehende Drehbewegung auf andere Bauteile über­ tragen werden kann, ist zweckmässigerweise der Umfang des Abtriebsteiles mit einer zahnförmigen Profilierung versehen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemässe Überlastkupplung; geschnitten dargestellt;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Überlastkupplung gemäss Fig. 1 ent­ lang der Linie II-II.

Die Fig. 1 und 2 offenbaren eine Überlastkupplung, die ein kreisförmiges Antriebsteil 4 und ein kreisringförmiges Abtriebsteil 5 aufweist, das koaxial zum Antriebsteil 4 ange­ ordnet ist, einen Innendurchmesser aufweist, der im wesentlichen dem Aussendurch­ messer des Antriebsteiles 4 entspricht und das Antriebsteil 4 teilweise umgibt. Das Abtriebsteil 5 ist gegenüber dem Antriebsteil 4 in Umfangsrichtung versetzbar. Der Antriebsteil 4 weist eine zentrale Aufnahmebohrung auf, die von einer Antriebswelle 1 durchsetzt ist, die an einem freien Ende eine zahnförmige Profilierung 2 aufweist. Zwischen dieser zahnförmigen Profilierung 2 und dem Antriebsteil 4 befindet sich eine Bundhülse 3, deren Bund das Abtriebsteil 5 an dem Antriebsteil 4 hält. Das Abtriebs­ element 5 ist gegenüber der Bundhülse 3 frei drehbar.

Mittels einer reibschlüssigen Verbindung sind die Antriebswelle 1 und das Antriebsteil 4 drehfest miteinander verbunden. Das Antriebsteil 4 weist eine umlaufend ausgebildete Ausnehmung 14 auf, deren Tiefe T beispielsweise dem 0,2 bis 0,7fachen Aussendurch­ messer des Antriebsteiles 4 beträgt. Am Grund dieser Ausnehmung 14 weist das Antriebsteil 4 sechs gleichmässig über den Umfang des Grundes verteilt angeordnete Aufnahmebohrungen 8 auf, die der Aufnahme jeweils eines Federelementes 13 dienen. Im äusseren Umfangsbereich des Antriebsteiles befinden sich sechs, gleichmässig über den Umfang des Antriebsteiles 4 verteilt angeordnete, die Ausnehmung 14 durchsetzende Achsen 9, deren Mittellängsachse parallel zur Mittellängsachse des Antriebsteiles 4 verlaufen. Diese Achsen 9 dienen der Aufnahme von Verriegelungselementen 10 in Form von Hebeln, die sich im wesentlichen entlang des Umfangsbereiches des Antriebs­ elementes 4 erstrecken.

Jeder dieser Hebel weist eine Lagerbohrung auf, deren Innendurchmesser im wesent­ lichen auf den Aussendurchmesser der Achse 9 abgestimmt ist. Mit Hilfe dieser Lager­ bohrungen ist es möglich, die Hebel auf den Achsen 9 in einer senkrecht zur Mittel­ längsachse des Antriebsteiles 4 verlaufenden Ebene schwenkbar anzuordnen. Jeder dieser Hebel weist an seinem freien Endbereich eine Anschlagfläche 11 auf, die sich in einer parallel zur Mittellängsachse des Antriebsteiles 4 verlaufenden Ebene erstreckt und je nach Schwenklage des Hebels im wesentlichen zum Zentrum des Antriebsteiles 4 gerichtet ist. An diesen Anschlagflächen 11 stützen sich die Federelemente 13 ab. Auf einer den Anschlagflächen 11 gegenüberliegenden Seite des Hebels befindet sich ein Verriegelungsbereich 12, der formschlüssig in entsprechend ausgebildete Rasttaschen an der Innenkontur des Abtriebsteiles 5 eintaucht, wenn sich der Verriegelungsbereich 12, der Hebel und die Rasttaschen 7 an dem Abtriebsteil 5 überdecken. Die Tiefe T der Rasttasche 7 nimmt in einer von dem freien Endbereich des Hebels in Richtung Achse 9 verlaufenden Richtung langsamer ab als in der entgegengesetzten Richtung. Die Aussenkontur des Abtriebsteiles 5 ist mit einer zahnförmigen Profilierung 6 versehen.

Claims (8)

1. Überlastkupplung mit einem Antriebsteil (4) und einem das Antriebsteil (4) wenigstens teilweise umschliessenden, dazu koaxial angeordneten Abtriebsteil (5), das an einer dem Antriebsteil (4) zugewandten Innenkontur wenigstens eine Rasttasche (7) aufweist, in die jeweils ein federbelastetes Verriegelungselement (10) ragt, das beim Überschreiten eines Grenzdrehmomentes aus der Rasttasche (7) ausrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (10) von einem an dem Antriebsteil (4) schwenkbar gelagerten, einarmigen Hebel gebildet ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel um eine parallel zur Mittellängsachse des Antriebsteiles (4) verlaufende Achse (9) schwenkbar ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel in einer umlaufenden, zur Aussenkontur hin offen ausgebildeten Ausnehmung (14) des Antriebsteiles (4) angeordnet ist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel ein mit einem Federelement (13) zusammenwirkendes freies Ende (17) aufweist.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (13) am Antriebsteil (4) angeordnet ist und in radialer Richtung mit einer Anschlagfläche (11) des Hebels zusammenwirkt.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel auf einer der Anschlagfläche (11) gegenüberliegenden Seite einen Verriegelungsbereich (12) mit einer Sperrfläche (15) aufweist, die mit einer entsprechend geformten Gegenfläche (16) der Rasttasche (7) zusammenwirkbar ist.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erstreckung des Verriegelungsbereiches (12) in Umfangsrichtung des Antriebsteiles (4) kleiner ist als die Erstreckung der Rasttasche (7).

8. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Antriebselement (4) wenigstens drei Hebel angeordnet sind, die gleichmässig über den Umfangsbereich des Antriebselementes (4) verteilt angeordnet sind und das Abtriebselement (5) wenigstens drei gleichmässig über die Innenkontur verteilt angeordnete Rasttaschen (7) aufweist.