DE3738311A1

DE3738311A1 - Overload clutch

Info

Publication number: DE3738311A1
Application number: DE19873738311
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: GERNHOEFER PETER
Current assignee: GERNHOEFER PETER
Priority date: 1986-12-02
Filing date: 1987-11-11
Publication date: 1988-06-30

Abstract

An overload clutch has an input shaft and a coaxial output shaft with clutch elements at their ends with rolling elements projecting axially beyond the front faces mounted in them. The rolling elements of one clutch element reach between the rolling elements of the opposite clutch element such that, after an overload, torque transmission can be effected purely by their mutual contact. The rolling elements in one of the clutch elements rest against a sliding member supported in a manner which allows it to be displaced axially counter to the action of a spring, the clutch element opposite the clutch element with the spring-loading elements being supported axially to allow it to accept the spring forces in the case of an overload. A stop (4, 5) is provided to limit the sliding path of the sliding member (22, 25) towards the opposite clutch element (6), which is arranged in such a way that when the rolling elements (19, 20) supported on the sliding member (22, 25) rest against the opposite clutch elements (6), they are no longer spring-loaded. The support for the opposite clutch elements (6) is designed as a thrust bearing (7). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastkupplung mit folgenden Merkmalen:The invention relates to an overload clutch following features:

a) the overload clutch has a drive and a coaxial output shaft on;
b) have the ends of the input and output shafts Clutch body on;
c) in the coupling bodies are axially over the Projecting rolling bodies mounted on the end faces;
d) the rolling element of a coupling element grasp into the Spaces between the rolling elements of the opposite coupling body in such a way that also after an overload case solely by their mutual system a torque transmission is feasible;
e) the rolling elements are located in one of the coupling elements on one axially against the action of a spring sliding sliding element;
f) the coupling body with the spring force opposed rolling elements Coupling body is for absorbing the spring forces in the Axially supported overload case.

Eine solche Überlastkupplung ist in der DE-AS 27 39 489 beschrieben. Sie weist ein Kupplungsgehäuse auf, in das von der einen Seite eine Antriebs- und von der anderen Seite eine koaxiale Abtriebswelle hineinragt. Antriebs- und Abtriebswelle weisen jeweils mit ihnen verdrehfest verbundene Kupplungskörper in Form von Ringscheiben auf, die mit Durchgangslöchern versehen sind. In diesen Durchgangslöchern sind Kugeln als Rollkörper gelagert, die über die Kupplungskörper axial vorstehen und auf dem gleichen Radius angeordnet sind. Der Überstand ist so be messen, daß die Kugeln des einen Kupplungskörpers in die Zwischenräume zwischen den Kugeln des gegenüberliegenden Kupplungskörpers greifen. Wird dann auf die Antriebswelle ein Drehmoment aufgegeben, so kommen die überstehenden Teile der Kugeln beider Kupplungskörper zur Anlage. Allein durch diese Anlage wird dann das Drehmoment von der Antriebs- auf die Abtriebswelle übertragen.Such an overload clutch is in DE-AS 27 39 489 described. It has a clutch housing in which a drive from one side and from the other A coaxial output shaft protrudes into the side. Drive and output shaft each have torsion-proof with them connected coupling body in the form of washers, which are provided with through holes. In these Through holes, balls are mounted as rolling elements, which project axially over the coupling body and on the same radius are arranged. The supernatant is so measure that the balls of one coupling body into the Gaps between the balls of the opposite Grip clutch body. Then on the drive shaft given a torque, the protruding come Parts of the balls of both coupling bodies to the system. The torque of the drive shaft to the output shaft.

Die im antriebsseitigen Kupplungskörper gelagerten Kugeln stützen sich gegen eine axial unbewegliche Scheibe ab. Auch die Kugeln des abtriebsseitigen Kupplungskörpers liegen an einer Stützringscheibe an, die jedoch axial beweglich geführt ist und von außen von einer die Abtriebswelle umgebenden Druckfeder beaufschlagt ist. Diese wiederum stützt sich an einer auf der Abtriebswelle in einem Gewinde gelagerten Verstellmutter ab. Hiermit läßt sich die Federvorspannung so einstellen, daß die über die Stützringscheibe federbeaufschlagten Kugeln bis zu einem vorbestimmten, von der Kupplung übertragenen Drehmoment in der über den Kupplungskörper vorstehenden Stellung bleiben, also das Drehmoment übertragen wird. Erst bei Überschreiten dieses bestimmten Drehmoments wird die auf die abtriebsseitigen Kugeln wirkende Axialkraft so groß, daß die Kugeln die Stützringscheibe gegen die Wirkung der Druckfeder axial verschieben, wobei diese Kugeln von den antriebsseitigen Kugeln überrollt werden. Die Kupplung beider Kupplungskörper und damit von Antriebs- und Abtriebswelle ist dann unterbrochen.The balls in the coupling body on the drive side are supported against an axially immovable disc. Also the balls of the coupling body on the output side rest on a support ring washer, but axially is movably guided and from the outside by one Output shaft surrounding compression spring is acted upon. This in turn is based on one on the output shaft in a threaded adjusting nut. Herewith the spring preload can be adjusted so that the balls spring-loaded up to the support ring disc to a predetermined one transmitted from the clutch Torque in the projecting beyond the clutch body Stay in position, i.e. the torque is transmitted. Only when this certain torque is exceeded the axial force acting on the balls on the output side so large that the balls press the washer against the Axially shift the action of the compression spring, this Balls are rolled over by the balls on the drive side. The coupling of both coupling bodies and thus of The input and output shaft is then interrupted.

Nach dem Überrollen springen die abtriebsseitigen Kugeln wieder in die Eingriffsstellung zurück. Ist bis dahin das auf die Kupplung wirkende Drehmoment unter den vorbestimmten Wert gesunken, kommen die Kugeln nach einem bestimmten, durch die Anzahl der über den Umfang verteilten Kugeln bestimmten Drehwinkel wieder zur Anlage mit der Folge, daß Antriebs- und Abtriebswelle wieder miteinander gekuppelt sind. Ist das Drehmoment immer noch oberhalb des vorbestimmten Wertes, so überrollen die antriebsseitigen Kugeln auch die nachfolgenden abtriebsseitigen Kugeln, und zwar so lange, bis das Drehmoment wieder nachläßt.After rolling over, the balls on the output side jump back into the engaged position. Until then, that's it Torque acting on the clutch under the decreased predetermined value, the balls come after a determined by the number of over the scope distributed spheres certain angle of rotation back to the system with the result that the input and output shaft again are coupled together. The torque is still above the predetermined value, the roll over drive balls also the following output-side balls, and that until the Torque decreases again.

Nachteilig bei dieser Überlastkupplung ist, daß die Ringscheiben der Kupplungskörper und ein zwischen ihnen angeordneter Ring sowie die Stützscheiben durch die Druckfeder gegeneinander gepreßt werden. Im gekuppelten Zustand wirken einem Überrollen der Kugeln und damit einer Relativbewegung zwischen den beiden Kupplungskörpern nicht nur der Formwiderstand der Kugeln, sondern auch die Reibungskräfte zwischen den einzelnen, aufeinanderliegenden Scheiben entgegen. Da diese Reibungskräfte sehr stark von den jeweiligen Umgebungsbedingungen und der Betriebszeit der Kupplung abhängen, ist der Drehmomentwert, bei dem ein Überrollen der Kugeln und damit ein Entkuppeln stattfindet, nur schwer reproduzierbar und bedarf häufiger Nachstellung. A disadvantage of this overload clutch is that the Ring discs of the clutch body and one between them arranged ring and the support disks through the Compression spring are pressed against each other. In the coupled Condition look like a rolling over of the balls and thus a relative movement between the two Coupling bodies not only the shape resistance of the balls, but also the frictional forces between the individual, opposed discs. This one Frictional forces very different from each Ambient conditions and the operating time of the coupling depend, is the torque value at which rollover occurs the balls and thus a decoupling takes place only difficult to reproduce and requires frequent adjustment.

In gleicher Richtung wirkt auch die Anlage der Kugeln an die jeweils gegenüberliegenden Kupplungskörper. Selbst nach dem Aufrollen der antriebsseitigen Kugeln auf die abtriebsseitigen Kugeln treten Reibungskräfte dadurch auf, daß sich die Antriebswelle an zwei Kontermuttern zwecks Aufnahme der auf sie dann wirkenden Federkräfte abstützt. Insgesamt wirken sowohl im gekuppelten als auch im entkuppelten Zustand an mehreren Stellen Reibungskräfte, die eine reproduzierbare Entkupplung von Antriebs- und Abtriebswelle behindern und sich über die Betriebsdauer auch stark ändern können.The balls also act in the same direction the opposite coupling body. Self after rolling up the drive balls on the balls on the output side cause frictional forces that the drive shaft on two locknuts to absorb the spring forces then acting on them supports. Overall act both in the coupled as well uncoupled in several places Frictional forces that require a reproducible decoupling of Impede the input and output shaft and over the Operating time can also change significantly.

Die gleichen Probleme treten auch bei den Überlastkupplungen nach der DE-PS 7 40 397 und DE-AS 11 74 116 auf. Bei den in diesen Druckschriften beschriebenen Überlastkupplungen wird das Drehmoment ebenfalls über Kugeln bzw. Wälzkörper durch gegenseitige Anlage übertragen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach der DE-AS 11 74 116 wird dabei die antriebsseitige Scheibe, die als Kupplungskörper dient, mittels einer Feder gegen die abtriebsseitige Scheibe gedrückt. Die abtriebsseitige Scheibe ist dabei auf der Antriebswelle gelagert und stützt sich an einer auf der Antriebswelle sitzenden Ringscheibe ab. An dieser Stelle treten hohe Reibkräfte auf, die ein Entkuppeln behindern und sich beim Überlaufen der Wälzkörper noch vergrößern. Entsprechend wenig reproduzierbar ist dabei das Grenzdrehmoment, bei dem Antriebs- und Abtriebsseite trennen sollen. Im übrigen unterscheidet sich diese Überlastkupplung von der nach der DE-AS 27 39 489 schon deshalb, weil auch bei Überlast eine Kupplung durch eine in einen Schlitz einfassenden Vorsprung hergestellt bleibt, wenn die Wälzkörper sich einmal überrollt haben. The same problems occur with the Overload clutches according to DE-PS 7 40 397 and DE-AS 11 74 116. With those in these publications Overload clutches described is the torque also via balls or rolling elements by mutual Transfer plant. In the embodiment according to the DE-AS 11 74 116 is the drive-side disc, which serves as a coupling body against a spring the output side disk pressed. The output side The disc is mounted on the drive shaft and is supported by a seated on the drive shaft Ring disc. At this point there are high frictional forces on, which hinder uncoupling and when Increase overflow of the rolling elements. Corresponding the limit torque is not very reproducible should separate the drive and driven side. in the otherwise this overload clutch differs from the according to DE-AS 27 39 489, if only because Overload a clutch through one in a slot engaging edge remains when the Rolling elements have rolled over once.

Auch bei dem in der DE-PS 7 40 397 beschriebenen Ausführungsbeispiel treten Reibungskräfte auf, die ein reproduzierbares Entkuppeln von Antriebs- und Abtriebsseite behindern.Also in that described in DE-PS 7 40 397 Exemplary embodiment, frictional forces occur reproducible decoupling of drive and Impede output side.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überlastkupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Entkuppeln möglichst präzise und reproduzierbar bei einem einmal eingestellten Drehmoment geschieht.The invention has for its object a Overload clutch of the type mentioned above train that the decoupling as precise and reproducible with a set torque happens.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überlastkupplung mit den folgenden Merkmalen gelöst:This object is achieved by a Overload clutch solved with the following features:

g) it is a stop to limit the sliding path of the sliding process towards the opposite coupling body provided;
h) the stop is arranged such that the Rolling element supporting sliding element at the latest Not on the opposite coupling body are more spring loaded;
i) the axial support of the opposite Coupling body is a smooth-running thrust bearing educated.

Aufgrund dieser Maßnahmen ist gesichert, daß die von der Feder ausgehende Vorspannung im Kupplungszustand nicht auf den gegenüberliegenden Kupplungskörper übertragen wird, da die Federvorspannung wegen des Anschlages spätestens dann wirkungslos wird, wenn die Rollkörper des federseitigen Kupplungskörpers den gegenüberliegenden Kupplungskörper berühren. Durch dessen zusätzliche Abstützung über ein leichtgängiges Axiallager entstehen im Gegensatz zu den vorbekannten Lösungen auch dann keine hohen Reibungskräfte, wenn die Rollkörper beginnen übereinanderzulaufen. In diesem Fall werden nämlich die dann wirksamen Federkräfte zwar auf den gegenüberliegenden Kupplungskörper übertragen, dort jedoch von dem leichtgängigen Axiallager abgefangen. Das Auflaufen der Rollkörper des einen Kupplungskörpers auf die des anderen geschieht also ebenfalls im wesentlichen ungestört durch Reibkräfte, so daß im wesentlichen allein die Kombination aus Form- und Druckwiderstand bestimmt, bei welchem Drehmoment die Rollkörper übereinanderlaufen und damit Antriebs- und Abtriebsseite entkuppelt werden. Entsprechend feinfühlig läßt sich dann auch das Grenzdrehmoment einstellen, wobei Reproduzierbarkeit gewährleistet ist.These measures ensure that the Spring outgoing preload in the coupling state is not transferred to the opposite coupling body is because the spring preload because of the stop becomes ineffective at the latest when the rolling element of the spring-side coupling body the opposite Touch the coupling body. By its additional Support via a smooth-running axial bearing in contrast to the previously known solutions, none high frictional forces when the rolling elements start to overlap. In this case, namely then effective spring forces on opposite coupling body transferred there intercepted by the smooth-running thrust bearing. The Accumulation of the rolling body of a coupling body that of the other also essentially happens undisturbed by frictional forces, so that essentially alone determines the combination of form and pressure resistance, at what torque the rolling elements run over each other and thus the drive and driven side are uncoupled. This can also be done with great sensitivity Set limit torque, with reproducibility is guaranteed.

In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Anschlag derart angeordnet ist, daß die sich am Schiebeorgan abstützenden Rollkörper im Abstand zum gegenüberliegenden Kupplungskörper nicht mehr federbeaufschlagt sind. Auf diese Weise ergibt sich ein bestimmtes Spiel mit der Folge, daß zwischen den Rollkörpern und dem Kupplungskörper praktisch keine Reibung auftreten kann.In an embodiment of the invention it is provided that the Stop is arranged so that the Sliding element supporting rolling element at a distance from opposite coupling body no longer are spring loaded. In this way there is a certain game with the consequence that between the Rolling bodies and the coupling body practically none Friction can occur.

Das vorstehend beschriebene Axiallager zur Abstützung des gegenüberliegenden Kupplungskörpers ist zweckmäßigerweise als Wälzlager ausgebildet, da sich diese Lager durch besondere Leichtgängigkeit auszeichnen. Dabei bietet sich eine Anordnung an, bei der das Axiallager zwischen dem Kupplungskörper und einem die Kupplungskörper umgebenden Kupplungsgehäuse liegt. The thrust bearing described above for supporting the opposite coupling body is expedient designed as a roller bearing, because these bearings by special ease of movement. It offers an arrangement in which the thrust bearing between the Coupling body and a surrounding the coupling body Coupling housing is.

Das Schiebeorgan muß nicht unbedingt ein gesondertes Teil sein, sondern kann auch der Kupplungskörper selbst sein, der dann von der Feder beaufschlagt und axial beweglich geführt ist. In diesem Fall sind Kupplungskörper und Schiebeorgan identisch.The sliding element does not necessarily have to be a separate part but can also be the coupling body itself, which is then loaded by the spring and axially movable is led. In this case, coupling bodies and Sliding organ identical.

Das Schiebeorgan kann unabhängig davon, ob es ein gesondertes Teil ist oder einer der Kupplungskörper, in der Weise geführt sein, daß es sich mit der Feder und der zugehörigen Welle dreht. Nach der vorliegenden Erfindung besteht jedoch eine vorteilhafte Alternative darin, das Schiebeorgan in einen sich mit dem zugehörigen Kupplungskörper drehenden und einen drehfesten Schiebekörper aufzuteilen, wobei zwischen beiden Schiebekörpern eine Axiallagerung angeordnet ist. Die Feder wirkt also über den drehfesten Schiebekörper und die Axiallagerung auf den sich mit dem zugehörigen Kupplungskörper drehenden Schiebekörper, wobei dieser Schiebekörper selbstverständlich auch mit dem Kupplungskörper selbst identisch sein kann. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß der drehfeste Schiebekörper wie auch die Druckfeder und deren Abstützung nicht mehr zu den sich drehenden Teilen gehören, einer Verstellung der Federvorspannung also auch während des Betriebes und auch sogar während einer Drehmomentübertragung stattfinden kann. Ferner besteht die Möglichkeit, daß der drehfeste Schiebekörper im gekuppelten Zustand an einem ortsfesten Anschlag zur Anlage kommt, was dessen Anordnung sehr vereinfacht.The sliding organ can regardless of whether it is a is a separate part or one of the coupling bodies, in the way that it is with the spring and the associated shaft rotates. According to the present invention however, an advantageous alternative is that Sliding organ in one with the associated one Coupling body rotating and a non-rotating Split sliding body, being between the two Sliding bodies an axial bearing is arranged. The So spring acts on the non-rotatable sliding body and the thrust bearing on the associated with the Coupling body rotating sliding body, this Of course, sliding body also with the Coupling body itself can be identical. The advantage this embodiment is that the non-rotatable Sliding body as well as the compression spring and their No longer support the rotating parts belong, an adjustment of the spring preload during operation and even during one Torque transmission can take place. There is also the possibility that the rotatable sliding body in coupled state at a fixed stop System comes, which simplifies its arrangement.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der sich drehende Schiebekörper als eine an der Rückseite des Kupplungskörpers anliegende Schiebeplatte ausgebildet ist, an der sich die in Führungsbohrung des Kupplungskörpers angeordneten Rollkörper abstützen. Auch diese Ausbildung trägt zur Reibungsverminderung bei, da sich die Schiebeplatte nach dem Abheben vom Kupplungskörper allein zwischen zwei Lagern befindet und damit den Rollbewegungen der Rollkörper nachgehen kann.In a further embodiment of the invention it is provided that the rotating sliding body as one on the back of the coupling body formed sliding plate is at the in the guide hole of the Support the rolling element arranged on the coupling body. Also this training contributes to the reduction of friction because the sliding plate after lifting off Coupling body is located alone between two bearings and so that the rolling movements of the rolling elements can follow.

Die Axiallagerung kann beispielsweise aus ortsfesten Durchgangsbohrungen und darin verschieblich und drehbar gelagerten Kugeln bestehen, an deren beiden Seiten die Schiebekörper anliegen. Diese Ausbildung zeichnet sich durch einfache konstruktive Gestaltung, andererseits aber auch durch Leichtgängigkeit aus. Die Kugeln können dabei in entsprechend ausgebildeten Einsätzen geführt sein.The axial bearing can for example consist of stationary Through holes and slidable and rotatable therein stored balls exist, on both sides of which Fit the sliding body. This training stands out through simple constructive design, but on the other hand also by smooth movement. The balls can be led in appropriately trained operations.

Insbesondere bei der vorgenannten Ausführungsform bietet es sich an, daß der drehfeste Schiebekörper auf der Außenseite eines Kupplungsgehäuses angeordnet wird, so daß die Durchgangsbohrungen praktisch die Verbindung zum Innenraum des Kupplungsgehäuses herstellen und damit über die Kugeln eine Kraftübertragung von der außenliegenden Feder auf die innenliegenden Rollkörper erfolgen kann. Die Feder ist dabei zweckmäßigerweise als eine einen Abschnitt des Kupplungsgehäuses umschließende Schraubenfeder ausgebildet, die sich dann in an sich bekannter Weise an einer in einem Gewinde auf dem Gehäuseabschnitt angeordneten Einstellmutter abstützt.Offers in particular in the aforementioned embodiment it turns out that the rotatable sliding body on the Is arranged outside of a clutch housing, so that the through holes practically connect to Create the interior of the clutch housing and thus over the balls transmit power from the outside Spring can be done on the inner rolling element. The spring is expediently as one Enclosing section of the clutch housing Coil spring formed, which is then in itself known way on a in a thread on the Supported housing section arranged adjusting nut.

Ein weiterer Vorteil der Aufteilung des Schiebekörpers in ein sich drehendes und ein drehfestes Schiebeorgan besteht darin, daß man auf einfache Weise im Bewegungsbereich des drehfesten Schiebekörpers einen elektrischen Schalter anordnen kann, der beispielsweise dazu benutzt werden kann, den Antriebsmotor im Überlastfall sofort abzuschalten. Another advantage of dividing the sliding body into a rotating and a non-rotating sliding element is that you can easily in Movement range of the rotatable sliding body one can arrange electrical switch, for example can be used to drive the motor in Switch off overload immediately.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abtriebswelle bzw. der an ihr befestigte Kupplungskörper eine sich an einem ortsfesten Teil der Überlastkupplung abstützende Axiallagerung zur Aufnahme von auf die Überlastkupplung gerichteten Axialkräften aufweist. Eine solche zusätzliche Axiallagerung ist vor allem dann angebracht, wenn eventuell auf der Abtriebswelle befestigte Werkzeuge hohe, in Richtung auf die Überlastkupplung gehende Axialkräfte erzeugen. Die Axiallagerung verhindert, daß diese Kräfte auf weitere Teile der Überlastkupplung übertragen werden und zu einer Verspannung führen bzw. die erfindungsgemäße Leichtgängigkeit behindern.In a further embodiment of the invention, that the output shaft or the attached to it Coupling body one on a fixed part of the Axial bearing support for overload clutch of axial forces directed at the overload clutch having. Such an additional axial bearing is in front all appropriate if possibly on the Output shaft fastened tools high, towards generate axial forces going through the overload clutch. The Thrust bearing prevents these forces from spreading Parts of the overload clutch are transferred to one Lead tension or the invention Hinder ease of movement.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die Rollkörper in dem einen Kupplungskörper als Kugeln und in dem anderen Kupplungskörper als radial ausgerichtete Walzen ausgebildet sind. Auch diese Ausbildung schafft unabhängig von gegebenen Toleranzen eindeutige Verhältnisse bezüglich des Formwiderstands der aneinander anliegenden Rollkörper.Finally, the invention provides that the rolling element in one coupling body as balls and in that clutch body other than radially aligned rollers are trained. This training also creates independent of given tolerances Relationships with regard to the shape resistance of each other adjacent rolling element.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Sie zeigt eine Überlastkupplung (1) in einem Längsschnitt durch deren Längsachse.In the drawing, the invention is illustrated in more detail using an exemplary embodiment. It shows an overload clutch ( 1 ) in a longitudinal section through its longitudinal axis.

Die Überlastkupplung (1) hat ein Kupplungsgehäuse (2), das aus einem topfförmigen Gehäuseteil (3) und einem die offene Seite des topfförmigen Gehäuseteils (3) verschließenden Lagerteil (4) besteht. In das topfförmige Gehäuseteil (3) ragt von der in dieser Ansicht linken Seite her eine Antriebswelle (5) hinein, die an ihrem Wellenende drehfest mit einem zylindrischen Kupplungskörper (6) verbunden ist. Die Antriebswelle (5) kommt von beispielsweise einem hier nicht näher dargestellten Elektromotor, wo sie auch entsprechend radial gelagert ist.The overload clutch ( 1 ) has a clutch housing ( 2 ) which consists of a cup-shaped housing part ( 3 ) and a bearing part ( 4 ) which closes the open side of the cup-shaped housing part ( 3 ). A drive shaft ( 5 ) protrudes into the pot-shaped housing part ( 3 ) from the left side in this view and is connected at its shaft end in a rotationally fixed manner to a cylindrical coupling body ( 6 ). The drive shaft ( 5 ) comes, for example, from an electric motor, not shown here, where it is also mounted radially.

Der Kupplungskörper (6) stützt sich über ein Axialwälzlager (7) und eine Unterlegscheibe (8) am Boden des topfförmigen Gehäuseteils (3) ab. An seiner Stirnseite weist er zwei quaderförmige, sich radial erstreckende und um 180° in Umfangsrichtung versetzte Ausnehmungen (9, 10) auf, in denen jeweils eine Mitnehmerwalze (11, 12) eingesetzt ist. Die Tiefe der Ausnehmungen (9, 10) ist im Verhältnis zum Durchmesser der Mitnehmerwalzen (11, 12) so bemessen, daß etwa ein Drittel der Mitnehmerwalzen (11, 12) über die Stirnseite des Kupplungskörpers (6) vorstehen. Die Mitnehmerwalzen (11, 12) haben in den Ausnehmungen (9, 10) etwas Spiel, so daß sie sich darin drehen können.The coupling body ( 6 ) is supported by an axial roller bearing ( 7 ) and a washer ( 8 ) on the bottom of the cup-shaped housing part ( 3 ). On its end face, it has two cuboid, radially extending and circumferentially offset recesses ( 9 , 10 ), in each of which a driver roller ( 11 , 12 ) is inserted. The depth of the recesses ( 9 , 10 ) is dimensioned in relation to the diameter of the driving rollers ( 11 , 12 ) so that about a third of the driving rollers ( 11 , 12 ) protrude beyond the end face of the coupling body ( 6 ). The driver rollers ( 11 , 12 ) have some play in the recesses ( 9 , 10 ) so that they can rotate therein.

In dem Lagerteil (4) des Kupplungsgehäuses (2) ist eine Abtriebswelle (13) gelagert. An ihrem rechtsseitigen Ende weist sie eine Werkzeugaufnahme (14) auf, wobei zwischen dieser und der freien Stirnseite des Lagerteils (4) ein Axiallager (15) zur Aufnahme eventuell von einem Werkzeug ausgehender, auf die Überlastkupplung (1) gerichteter Axialkräfte angeordnet ist. Am in das topfförmige Gehäuseteil (3) hineinragenden Ende der Abtriebswelle (13) ist ein weiterer Kupplungskörper (16) drehfest angebracht. Er ist als zylindrische Scheibe mit zwei Durchgangslöchern (17, 18) ausgebildet, die kreisförmig und um 180° versetzt sind. In die Durchgangslöcher (17, 18) sind Mitnehmerkugeln (19, 20) eingesetzt, die wie die Mitnehmerwalzen (11, 12) um etwa ein Drittel über die freie Stirnseite des Kupplungskörpers (16) vorstehen. Über eine Lagerbuchse (21) stützt sich der Kupplungskörper (16) an dem Lagerteil (4) ab. Die Länge der Abtriebswelle (13) ist dabei so bemessen, daß beide Kupplungskörper (6, 16) zwar einen Abstand zueinander haben, andererseits aber die Mitnehmerwalzen (11, 12) und die Mitnehmerkugeln (19, 20) in die jeweiligen umfangsmäßigen Zwischenräume einfassen und deshalb beim Verdrehen des antriebsseitigen Kupplungskörpers (6) gegenseitig paarweise zur Anlage kommen.An output shaft ( 13 ) is mounted in the bearing part ( 4 ) of the clutch housing ( 2 ). At its right-hand end, it has a tool holder ( 14 ), an axial bearing ( 15 ) being arranged between this and the free end face of the bearing part ( 4 ) for receiving axial forces possibly directed from a tool and directed towards the overload clutch ( 1 ). At the end of the output shaft ( 13 ) protruding into the cup-shaped housing part ( 3 ), a further coupling body ( 16 ) is attached in a rotationally fixed manner. It is designed as a cylindrical disk with two through holes ( 17 , 18 ) which are circular and offset by 180 °. Driver balls ( 19 , 20 ) are inserted into the through holes ( 17 , 18 ) and, like the driver rollers ( 11 , 12 ), project about a third beyond the free end face of the coupling body ( 16 ). The coupling body ( 16 ) is supported on the bearing part ( 4 ) via a bearing bush ( 21 ). The length of the output shaft ( 13 ) is dimensioned such that the two coupling bodies ( 6 , 16 ) are spaced from one another, but on the other hand the driver rollers ( 11 , 12 ) and the driver balls ( 19 , 20 ) border into the respective circumferential gaps and therefore when the drive-side coupling body ( 6 ) is turned, they come into contact with one another in pairs.

An der Rückseite des Kupplungskörpers (16) liegt eine die Durchgangslöcher (17, 18) verschließende Druckscheibe (22) an. An dieser Druckscheibe (22) liegen von der einen Seite her die Mitnehmerkugeln (19, 20) und auf der anderen Seite Lagerkugeln (23) an, die in Durchgangslöchern (24) verschieblich und auch drehbar gelagert sind. In der hier gezeigten Ansicht ist nur ein aus Lagerkugeln (23) und Durchgangsloch (24) bestehendes Axiallagerelement zu sehen. Über den Umfang gleichmäßig verteilt sind noch zwei weitere, identisch ausgebildete Axiallagerelemente, so daß sich die Druckscheibe (22) auf ihrer in dieser Ansicht rechten Seite auf drei Lagerkugeln (23) abstützt.A thrust washer ( 22 ) closing the through holes ( 17 , 18 ) bears against the rear of the coupling body ( 16 ). On this thrust washer ( 22 ) the driver balls ( 19 , 20 ) lie on one side and on the other side bearing balls ( 23 ) which are displaceable and also rotatably mounted in through holes ( 24 ). In the view shown here, only an axial bearing element consisting of bearing balls ( 23 ) and through hole ( 24 ) can be seen. Evenly distributed over the circumference are two further, identical axial bearing elements, so that the thrust washer ( 22 ) is supported on its right side in this view on three bearing balls ( 23 ).

Auf der Außenseite des Lagerteils (4) ist eine Schiebehülse (25) drehfest, aber in Axialrichtung bewegbar gelagert. An ihr liegt eine als Druckfeder ausgebildete, das Lagerteil (4) koaxial umschließende Schraubenfeder an, die sich an einer in einem Gewinde auf dem Lagerteil (4) gelagerten Einstellmutter (27) abstützt. Die Einstellmutter (27) erlaubt es, die Vorspannung der Schraubenfeder (26) zu verändern. On the outside of the bearing part ( 4 ), a sliding sleeve ( 25 ) is rotatably but movably mounted in the axial direction. A helical spring designed as a compression spring and coaxially surrounding the bearing part ( 4 ) rests on it and is supported on an adjusting nut ( 27 ) mounted in a thread on the bearing part ( 4 ). The adjusting nut ( 27 ) allows the pretension of the coil spring ( 26 ) to be changed.

Die Durchgangslöcher (24) mit den darin enthaltenen Lagerkugeln (23) sind so angeordnet, daß die Lagerkugeln (23) auf die gehäuseseitige Stirnfläche der Schiebehülse (25) wirken. Auf diese Weise wird eine Verbindung zwischen Schraubenfeder (26) und Druckscheibe (22) derart hergestellt, daß sich letztere nur gegen den Widerstand der Schraubenfeder (26) von dem zugehörigen Kupplungskörper (16) wegbewegen läßt.The through holes ( 24 ) with the bearing balls ( 23 ) contained therein are arranged so that the bearing balls ( 23 ) act on the end face of the sliding sleeve ( 25 ) on the housing side. In this way, a connection between the helical spring ( 26 ) and thrust washer ( 22 ) is established in such a way that the latter can only be moved away from the associated coupling body ( 16 ) against the resistance of the helical spring ( 26 ).

In einem Schlitz (28) der Schiebehülse (25) ist mit dem Lagerteil (4) ein elektrischer Endschalter (29) befestigt. Dessen Kontaktstift (30) kommt in Kontakt mit der Schiebehülse (25), wenn diese gegen die Wirkung der Schraubenfeder (26) zurückgeschoben wird. Der Endschalter (29) kann dann mit dem zugehörigen Elektromotor derart geschaltet sein, daß er abgeschaltet wird.An electrical limit switch ( 29 ) is fastened to the bearing part ( 4 ) in a slot ( 28 ) of the sliding sleeve ( 25 ). Its contact pin ( 30 ) comes into contact with the sliding sleeve ( 25 ) when it is pushed back against the action of the coil spring ( 26 ). The limit switch ( 29 ) can then be switched with the associated electric motor in such a way that it is switched off.

Die vorbeschriebene Überlastkupplung (1) arbeitet wie folgt.The overload clutch ( 1 ) described above works as follows.

Bei einer Drehmomentaufgabe auf die Antriebswelle (5) wird der Kupplungskörper (6) in Drehung gesetzt. Über die Anlage der Mitnehmerwalzen (11, 12) an den Mitnehmerkugeln (19, 20) wird die Drehbewegung auf die Abtriebswelle (13) übertragen. Da die Mitnehmerwalzen (11, 12) und die Mitnehmerkugel (19, 20) über schräge Anlageflächen Kontakt haben, treten geringe Axialkräfte auf, die einerseits von dem Axialwälzlager (7) und andererseits von den Lagerkugeln (23) aufgenommen werden. In dieser Stellung, nämlich der Kupplungsstellung, wirken auf die Druckscheibe (22) und damit auf den Kupplungskörper (16) keine von der Schraubenfeder (26) ausgehenden Federkräfte, denn die Schiebehülse (25) liegt mit ihrer gehäuseseitigen Stirnseite auf der Außenseite des Lagerteils (4) auf. Die Außenseite bildet somit einen Anschlag für die Schiebehülse (25), der verhindert, daß die Federkraft über die Lagerkugeln (23) auf die Druckscheibe (22) übertragen wird. Außerdem kann hierdurch ein Spiel vorgesehen werden, das eine gewisse Längsbeweglichkeit des Kupplungskörpers (16) ermöglicht, begrenzt einerseits durch das Axiallager (15) und andererseits durch die Lagerbüchse (21). Entsprechendes gilt auch für die Druckscheibe (22). Auf jeden Fall ist aber durch das Axiallager (15) und durch das als Anschlag dienende Lagerteil (4) gesichert, daß die Mitnehmerkugeln (19, 20) nicht unter Vorspannung an die gegenüberliegende Stirnseite des Kupplungskörpers (6) zur Anlage kommen können.When torque is applied to the drive shaft ( 5 ), the clutch body ( 6 ) is set in rotation. The rotational movement is transmitted to the output shaft ( 13 ) via the contact of the driver rollers ( 11 , 12 ) on the driver balls ( 19 , 20 ). Since the driver rollers ( 11 , 12 ) and the driver ball ( 19 , 20 ) are in contact via inclined contact surfaces, low axial forces occur which are absorbed by the axial roller bearing ( 7 ) on the one hand and by the bearing balls ( 23 ) on the other. In this position, namely the clutch position, there are no spring forces emanating from the helical spring ( 26 ) on the thrust washer ( 22 ) and thus on the clutch body ( 16 ), because the end face of the sliding sleeve ( 25 ) lies on the outside of the bearing part ( 4 ) on. The outside thus forms a stop for the sliding sleeve ( 25 ), which prevents the spring force from being transmitted to the thrust washer ( 22 ) via the bearing balls ( 23 ). In addition, this can provide a game that allows a certain longitudinal mobility of the coupling body ( 16 ), limited on the one hand by the axial bearing ( 15 ) and on the other hand by the bearing bush ( 21 ). The same applies to the thrust washer ( 22 ). In any case, however, the axial bearing ( 15 ) and the bearing part ( 4 ) serving as a stop ensure that the driver balls ( 19 , 20 ) cannot come under pressure against the opposite end face of the coupling body ( 6 ).

Bis zu einem bestimmten, von der eingestellten Vorspannung der Schraubenfeder (26) abhängigen Drehmoment bleibt die Kupplungsstellung erhalten. Im Überlastfall, d. h. wenn die Abtriebswelle (13) zu stark gebremst wird oder sogar blockiert, beginnen die Mitnehmerwalzen (11, 12) die Mitnehmerkugeln (19, 20) zu überrollen und drängen sie dabei in die Durchgangslöcher (17, 18) hinein. Dies hat zur Folge, daß die Druckscheibe (22) von dem Kupplungskörper (16) abgehoben wird, wodurch die Lagerkugeln (23) gegen die Schiebehülse (25) gedrückt werden. Mit weiterem Verschieben der Mitnehmerkugeln (19, 20) wird dann auch die Schiebehülse (25) gegen die Wirkung der Schraubenfeder (26) verschoben. Die Schraubenfeder (26) erzeugt dann über die Schiebehülse (25), die Lagerkugeln (23), die Druckscheibe (22) und die Mitnehmerkugeln (19, 20) auf die Mitnehmerwalzen (11, 12) und damit den Kupplungskörper (6) wirkende, recht hohe Axialkräfte. Diese werden jedoch durch das Axialwälzlager (7) abgefangen. Währenddessen findet zu beiden Seiten der Druckscheibe (22) eine leichte Rollbewegung der Mitnehmerkugeln (19, 20) und der Lagerkugeln (23) statt.The clutch position is maintained up to a certain torque, which is dependent on the set preload of the helical spring ( 26 ). In the event of an overload, ie if the output shaft ( 13 ) is braked too strongly or is even blocked, the driver rollers ( 11 , 12 ) begin to roll over the driver balls ( 19 , 20 ) and thereby force them into the through holes ( 17 , 18 ). This has the consequence that the thrust washer ( 22 ) is lifted off the coupling body ( 16 ), as a result of which the bearing balls ( 23 ) are pressed against the sliding sleeve ( 25 ). With further displacement of the driver balls ( 19 , 20 ), the sliding sleeve ( 25 ) is then moved against the action of the helical spring ( 26 ). The coil spring ( 26 ) then uses the sliding sleeve ( 25 ), the bearing balls ( 23 ), the thrust washer ( 22 ) and the driver balls ( 19 , 20 ) to act on the driver rollers ( 11 , 12 ) and thus the clutch body ( 6 ). quite high axial forces. However, these are intercepted by the thrust roller bearing ( 7 ). In the meantime, a slight rolling movement of the driver balls ( 19 , 20 ) and the bearing balls ( 23 ) takes place on both sides of the thrust washer ( 22 ).

Sobald sich die Mitnehmerkugeln (19, 20) genau gegenüber den Mitnehmerwalzen (11, 12) befinden, wird der Endschalter (29) durch die Schiebehülse (25) betätigt und damit der Antriebsmotor ausgeschaltet. Die Mitnehmerwalzen (11, 12) überrollen dann noch die Mitnehmerkugeln (19, 20), welche dann anschließend wieder in die Ursprungsstellung zurückspringen. Nach Beseitigung der Blockadesituation am Werkzeug kann dann nach Einschalten des Antriebsmotors sofort wieder weitergearbeitet werden, da die Mitnehmerwalzen (11, 12) nach nicht ganz einer halben Umdrehung wieder zur Anlage an den Mitnehmerkugeln (19, 20) kommen können.As soon as the driver balls ( 19 , 20 ) are exactly opposite the driver rollers ( 11 , 12 ), the limit switch ( 29 ) is actuated by the sliding sleeve ( 25 ) and the drive motor is thus switched off. The driver rollers ( 11 , 12 ) then roll over the driver balls ( 19 , 20 ), which then jump back into the original position. After the blockage situation on the tool has been removed, work can be carried out again immediately after the drive motor has been switched on, since the driving rollers ( 11 , 12 ) can come to rest against the driving balls ( 19 , 20 ) after less than half a revolution.

Claims

1. Overload clutch with the following features:

a) the overload clutch has a drive and a coaxial output shaft;
b) the ends of the input and output shafts have coupling bodies;
c) in the coupling body axially projecting rolling bodies are mounted on the end faces;
d) the rolling elements of a coupling element engage in the spaces between the rolling elements of the opposite coupling element in such a way that even after an overload situation, a torque transmission can be effected solely by their mutual contact;
e) the rolling elements in one of the coupling elements rest on a sliding member which is axially displaceable against the action of a spring;
f) the coupling body opposite the coupling body with the spring-loaded rolling elements is axially supported to absorb the spring forces in the event of an overload; characterized by the following features:
g) there is a stop ( 4 , 15 ) for limiting the sliding path of the sliding member ( 22 , 25 ) in the direction of the opposite coupling body ( 6 );
h) the stop ( 4 , 15 ) is arranged such that the rolling elements ( 19 , 20 ) supported on the sliding element ( 22 , 25 ) are no longer subjected to spring force at the latest when they rest on the opposite coupling element ( 6 );
i) the axial support of the opposite coupling body ( 6 ) is designed as an axial bearing ( 7 ).

2. Overload clutch according to claim 1, characterized in that the stop ( 4 , 15 ) is arranged such that the rolling elements ( 19 , 20 ) which are supported on the sliding member ( 22 , 25 ) are no longer subjected to spring force at a distance from the opposite coupling body ( 6 ) are.

3. Overload clutch according to claim 1 or 2, characterized in that the axial bearing is designed as a roller bearing ( 7 ).

4. Overload clutch according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axial bearing ( 7 ) between the clutch body ( 6 ) and a clutch housing surrounding the clutch body ( 2 , 3 ) is arranged.

5. Overload clutch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sliding member is divided into a rotating with the associated coupling body ( 16 ) sliding body ( 22 ) and a non-rotatable sliding body ( 25 ), between the two sliding bodies ( 22 , 25th ) an axial bearing ( 23 , 24 ) is arranged and the spring ( 26 ) rests on the rotationally fixed sliding body ( 25 ).

6. Overload clutch according to claim 5, characterized in that the non-rotatable sliding body ( 25 ) abuts in the coupled state on a stationary stop ( 4 ).

7. Overload clutch according to claim 5 or 6, characterized in that the rotating Sliding body is the coupling body itself.

8. Overload clutch according to claim 5 or 6, characterized in that the rotating sliding body as a on the rear of the coupling body ( 16 ) adjacent sliding plate ( 22 ) is formed, on which the guide bores ( 17 , 18 ) of the coupling body ( 16 ) support the arranged rolling elements ( 19 , 20 ).

9. Overload clutch according to one of claims 5 to 8, characterized in that the axial bearing consists of fixed through holes ( 24 ) and therein slidably and rotatably mounted balls ( 23 ), on both sides of which the sliding bodies ( 22 , 25 ) abut.

10. Overload clutch according to one of claims 5 to 9, characterized in that the rotationally fixed sliding body ( 25 ) is arranged on the outside of a clutch housing ( 4 ).

11. Overload clutch according to claim 10, characterized in that the spring is designed as a portion of the clutch housing ( 4 ) enclosing coil spring ( 26 ).

12. Overload clutch according to claim 10 or 11, characterized in that the spring ( 26 ) on an in a thread on the housing portion ( 4 ) arranged adjusting nut ( 27 ) is supported.

13. Overload clutch according to one of claims 5 to 12, characterized in that an electrical switch ( 29 ) is arranged in the range of movement of the rotationally fixed sliding body ( 25 ).

14. Overload clutch according to one of claims 1 to 13, characterized in that the output shaft ( 13 ) or the coupling body attached to it ( 16 ) is supported on a stationary part ( 4 ) of the overload clutch ( 1 ) supporting axial bearing ( 15 ) Includes axial forces directed to the overload clutch ( 1 ).

15. Overload clutch according to one of claims 1 to 14, characterized in that the rolling bodies in the one coupling body ( 16 ) as balls ( 19 , 20 ) and in the other coupling body ( 6 ) as radially aligned rollers ( 11 , 12 ) are formed .