DE7818149U1

DE7818149U1 - Drehmomentbegrenzungsvorrichtung

Info

Publication number: DE7818149U1
Application number: DE19787818149U
Authority: DE
Original assignee: David Brown Sadi SA
Current assignee: David Brown Sadi SA
Priority date: 1977-06-18
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1978-12-14
Also published as: IT1103811B; IT7812666A0; FR2394712A1; JPS548250A; BE868168A; ES470778A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruchs.

Eine solche Vorrichtung kann dazu verwendet werden, die Welle eines Motors mit einem durch diesen Motor angetriebenen Mechanismus zu verbinden. Wenn jedoch bei einer solchen Vorrichtung das Anfahrdrehmoment größer ist als der Wert, auf den die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung eingestellt ist, wie dies häufig beispielsweise bei Käfigankermotoren vorkommt, dann findet bei dieser bekannten Vorrichtung ein unerwünschtes Ausrücken statt. Dies machte es nötig, die Vorrichtung auf solch hohe Drehmomentwerte einzustellen, daß ihr Nutzen als Überlastungsverhinderer sehr beschränkt war. Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruchs angegebenen Art so weiterzubilden, daß sie diesen Nachteil nicht aufweist.

Die Aufgabe wird in der Weise gelöst, wie es im Kennzeichen des vorstehenden Hauptanspruchs angegeben ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben, welche einen Längsschnitt durch eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung darstellt, die fest auf einer Antriebswelle sitzt, wobei die Vorrichtung unterhalb der Rotationsachse im eingerückten Zustand mit einem starr befestigten Kettenzahnrad als Abtriebsteil und über der Drehachse im ausgerückten Zustand mit einer starr befestigten Keilriemenscheibe als Abtriebsteil gezeigt ist. Die Vorrichtung entspricht im wesentlichen derjenigen, die im DT-GM 77 07 130 beschrieben ist, wobei sie aber zusätzlich mit einer Einrichtung ausgerüstet ist.

I it ί t t.

welche ein Ausrücken der Vorrichtung unter einem übermäßigen Anfahrdrehmoment verhindert.

Gemäß der Zeichnung besitzt eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung ein Antriebsteil in Form einer Hülse 10, die starr mit einer Welle 11 eines (nicht gezeigten) Elektromotors mit Hilfe einas Keils 12 und einer Befestigungsschraube 13 verbunden ist. Eine Abstandsscheibe 14 ist zwischen der Hülse und einer Schulter auf der Welle 11 vorgesehen. Die Hülse 10 kann mit beiden Enden auf der Welle 11 befestigt werden, indem in ihrer Bohrung 15 ein Federring 16 angeordnet wird, wobei gegen eine jede der beiden Seitenflächen exne Beilagscheibe 17 auf der Befestigungsschraube 13 in Anlage gebracht werden kann. Zwei alternative Ringnuten 19 und 20 sind für den Federring 16 vorgesehen. Ein ringförmiges Abtriebsteil 21 umgibt koaxial ein Ende der Hülse und ist darauf mit Hilfe einer Büchse 22 gelagert. Ein Drucklager 23 ist zwischen dem Abtriebsteil 21 und einer Schulter angeordnet, welche durch einen Flansch 24 auf der Hülse 10 gebildet wird. Das Abtriebsteil 21 wird durch eine Beilagscheibe 25 und einen Federring 26 in Position gehalten. Das Abtriebsteil 21 ist mit mehreren auf einem Kreis befindlichen Gewindelöchern 27 befestigt, um eine Keilriemenscheibe 28, ein Kettenzahnrad 29 für den Antrieb einer Kette 30, ein (nicht gezeigtes) Zahnrad, eine (nicht gezeigte) nachgiebige Kupplung, eine (nicht gezeigte) Zahnradkupplung od.dgl. mit Hilfe von Befestigungsschrauben 31 zu befestigen. Wenn eine Keilriemenscheibe, ein Kettenzahnrad oder ein Zahnrad befestigt ist, dann ist die Welle 11 vorzugsweise an dem Ende der Hülse 10 befestigt, das dem Abtriebsteil 21 benachbart ist, wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Wenn aber eine Kupplung vorgesehen ist, um den Antrieb auf eine zur Welle 11 koaxial verlaufende Welle 11 zu übertragen, dann ist es günstig, wenn diese Kupplung an dem Ende der Hülse befestigt ist, welches dem Abtriebsteil 21 gegenüberliegt, was ein Umsetzen

des Federrings 16 in die Nut 19 nötig macht. Ein ringförmiges Bauteil 32 umgibt den mittleren Teil der Hülse 10 und besitzt innerhalb seiner Bohrung drei um den Umfang verteilte Keilnuten, in welche entsprechende Keile eingreifen, die jpweils von einer Ausnehmung in der Hülse 10 vorspringen, so daß das ringförmige Bauteil 32 zwar axial verschiebbar, aber drehfest mit der Hülse verbunden ist. Diese Keilnuten, Keile und Ausnehmungen sind üblicher Bauart und deshalb nicht dargestellt. Sechs gehärtete Stahlkugeln 34, die von einem Käfig 35 gehalten werden, rasten in entsprechende Paare von Ausnehmungen 36 ein, die in den einander gegenüberliegenden Oberflächen des ringförmigen Bauteils 32 und des Abtriebsteils 21 ausgebildet sind. Ein O-Ring 37, der in einer Ringnut in der Hülse 10 sitzt, dient dazu, ein Rattern des Käfigs 35 zu verhindern, wenn die Vorrichtung ausgerückt ist. Die Kugeln 34 und der Käfig 35 werden durch eine Abdeckhülse 38, die am Abtriebsteil 21 befestigt ist, gegen Schmutz geschützt. Das ringförmige Bauteil 32 wird gegen das Abtriebsteil 21 entlang der Drehachse der Vorrichtung durch eine einzige Schraubendruckfeder 39 gedrückt, welche koaxial das Ende der Hülse 10 umgibt, welches vom Abtriebsteil 21 abgewandt ist. Die Feder ist zwischen dem ringförmigen Bauteil 32 und einer Mutter 40 eingespannt, welche auf einem Gewinde 41 auf der Hülse 10 sitzt. Die Kraft der Feder 39 kann durch Verschrauben der Mutter 40 auf dem Gewinde 41 eingestellt werden. Die Mutter 41 wird in der gewünschten Stellung durch eine Nasenscheibe 42 festgehalten, deren Nasen in axiale Nuten 43 und 44 auf der Hülse 10 bzw. der Mutter 40 eingreifen. Das ringförmige Bauteil 32 enthält eine mechanische Einfalleinrichtung, die einen hohlen Zylinder 45 rr>it Außengewinde und mit einem Schlitz 46 für einen Schraubenzieher besitzt. Der Zylinder 45J enthält einen Stößel 47 aus gehärtetem Stahl, der von einer Schraubendruckfeder 48 beaufschlagt wird. Die Mittellinie des Stößels 47 und die Mittellinie eines Rings 18 aus gehärtetem Stahl, der in einer radialen Bohrung 56 in der Hülse

7818149 it.i2.7B

1 · III· ·

sitzt, liegen in einer gemeinsamen Fläche mit der Achse der Vorrichtung. Das abgerundete innere Ende des Stößels 47 kann in den Ring 18 eingreifen, wie dies weiter unten beschrieben wird.

Die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung ist mit einer Einrichtung ausgerüstet, welche ein Ausrücken der Vorrichtung unter einem übermäßigen Anfahrdrehmoment verhindert. Diese Einrichtung wird durch die Zentrifugalkraft automatisch außer Aktion gesetzt, wenn das Drehmoment auf einen Wert fällt, der kleiner ist als derjenige, auf den die Vorrichtung für das Ausrücken eingestellt ist. Diese Einrichtung besitzt eine Einfalleinrichtung in Form eines zylindrischen Zapfens 50 aus gehärtetem Stahl, der in einer radialen Bohrung 51 im ringförmigen Bauteil 32 geführt ist und radial in dieser Bohrung unter der Einwirkung einer schwachen Schraubendruckfeder 52 in einen Ring 53 aus gehärtetem Stahl geschoben wird, der in einer radialen Bohrung 54 in der Hülse 10 sitzt. Die Feder 52 wird durch eine Madenschraube 55 festgehalten, die in einem Gewinde 57 der Bohrung 51 sitzt. Der Zapfen 50 besitzt vorzugsweise eine Lagerrolle.

Beim Anfahren unter den vorübergehenden Bedingungen eines übermäßigen Drehmoments versuchen die Kugeln 34 augenblicklich, sich aus den Ausnehmungen 36 zu bewegen, wobei das ringförmige Bauteil 32 etwas vom Abtriebsteil 21 entlang der Drehachse der Vorrichtung geschoben wird, bis die Toleranz zwischen dem Zapfen 50 und dem Ring 53 aufgebraucht ist. Der Zapfen 50 wird dabei aⁿ einem Ausrücken aus dem Ring 53 durch den seitlichen Druck gehindert, der sich aus der Differenz zwischen der Überlast, welche ein Ausrücken der Vorrichtung hervorrufen möchte, und der Kraft der Feder 39, die diesem Ausrücken

entgegenwirkt, ergibt, so daß der Stift 50 niemals die volle Überlast, sondern nur einen Teil davon und dies auf einem verhältnismäßig großen Radius aufnehmen

.·· I JII. I

I ·») 11 ti 1

II 1)11 1 11 11 * ^y - "J ±

muß. Das Ausrücken der Vorrichtung wird somit wirksam verhindert. Wenn das Anfahren zufriedenstellend überwunden ist und das Drehmoment auf einen kleineren Wert fällt als den, auf welchen die Vorrichtung eingestellt ist, dann wird das ringförmige Bauteil 32 durch die Feder 39 wieder gegen das Abtriebsteil 21 geführt, so daß der Zapfen 50 freikommt und sich gegenüber dem Ring bewegen kann. Die Zentrifugalkraft bewegt deshalb den Zapfen 50 radial gegen die Wirkung der zugeordneten Schraubendruckfeder 52 nach außen, wodurch er in eine Lage außerhalb des Rings 53 kommt, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Die Vorrichtung überträgt dann den Antrieb von der Hülse 10 auf das damit verbundene ringförmige Bauteil 32 über die Kugeln 34 zum Abtriebsteil 21.Die Kugeln werden dabei in den Ausnehmungen 36 (wie dies unterhalb der Drehachse der Vorrichtung in der Zeichnung gezeigt ist) durch die Feder 39 bis zu einem Drehmomentswert festgehalten, der durch die Lage der Mutter 40 und durch die Tiefe und Form dieser Ausnehmungen gegeben ist. Während die Vorrichtung so eingerückt ist, ist der Stößel 47 nicht mit dem Ring 18 ausgerichtet und kann somit nicht in diesen eingreifen. Wenn jedoch das vorbestimmte Drehmoment überschritten wird, dann bewegen sich die Kugeln 34 aus den Ausnehmungen 36 und zwingen das ringförmige Bauteil 32 vom Abtriebsteil 31 entlang der Drehachse der Vorrichtung gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 39 zur Seite, so daß die Vorrichtung ausgerücktwird (wie dies über der Achse in der Zeichnung dargestellt ist). Der Zapfen 50, der sich in der dargestellten Lage befindet, kann ein solches Ausrücken nicht mehr verhindern. Unmittelbar nach dem Ausrücken der Vorrichtung wird der Stößel 47 mit dem Ring 18 in Ausrichtung gebracht und greift automatisch in diesen ein, wie dies dargestellt ist, so daß die Vorrichtung im ausgerückten Zustand gehalten wird. Infolgedessen können die Welle die Hülse 10 und das ringförmige Bauteil 32 ihre Drehung fortsetzen, ohne daß sie einen Antrieb auf das Abtriebsteil 21 übertragen und ohne daß ein "Rattern" eintritt, d.h. also ohne wiederholte Versuche der Kugeln 34, wieder in die

at at la clic I«

• III < ' '

111 I I I I I · ' '

till Cl III ■

11 IClI (Il

Ausnehmungen 36 zu gelangen, was eine Abnutzung und eine Lärmbildung zur Folge hätte. Dies erlaubt die Übertragung von Drehgeschwindigkeiten bis zu beispielsweise 2000 U/min. Der Stößel 47 kann außerhalb des Rings 18 gebracht werden, indem die Welle 11 angehalten wird und indem teilweise hierauf der Zylinder 45 mit Hilfe eines Schraubenziehers aus dem ringförmigen Bauteil herausgeschraubt wird, bis letzteres durch die Schraubendruckfeder 39 wieder zurückbewegt wird, so daß die Kugeln 34 wieder in die entsprechenden Ausnehmungen 36 einrasten, worauf der Zylinder 45 wieder in die ursprüngliche Stellung zurückgedreht werden muß.

Es ist durchaus möglich, das Teil 21 als Antriebsteil und die Hülse 18 als Abtriebsteil zu verwenden, sofern dies erwünscht ist.

Gemäß einer Abwandlung können die Teile 18, 45, 46, 47, 48 zum automatischen Verhindern eines Wiedereinrückens der Vorrichtung im Anschluß an ein Ausrücken unter einem übermäßigen Drehmoment weggelassen werden, da diese Teile zwar vorteilhaft, aber für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht wesentlich sind.

Gemäß einer anderen Abwandlung sind zwei der Kugeln 34 und die entsprechenden Paare von Ausnehmungen 36 (d.h. also zwei der Ausnehmungen 36) im ringförmigen Bauteil 32 und im Abtriebsteil 21 auf einem etwas anderen Kreis als die übrigen angeordnet. Dies stellt sicher, daß das ringförmige Bauteil 32 und das Abtriebsteil 21 nur in einer bestimmten Winkelstellung einrücken.

Bei einer noch anderen Abwandlung ist die Abdeckhülse 38 durch ein hohles Gehäuse ersetzt, das am Abtriebsteil 21 befestigt ist und die Kugeln 34, den Käfig 35, das ringförmige Bauteil 32 und die Schraubendruckfeder 39 umgibt. Das Ende des Gehäuses, welches vom Abtriebsteil 21 abgewandt ist, ist auf der Außenseite der Hülse 10 gelagert, und die Druckschraubenfeder 39 ist zwischen dem ringförmigen Bauteil 32 und der inneren Fläche des besagten Endes des

7S1BU9

. ι ι ι · ι ·

ι · I ι ι ι Hl ■ · ·

Gehäuses eingespannt. Anstelle des Gewindes 41, der Mutter 40 und der Nasenscheibe 42 ist das Gehäuse in zwei Teilen ausgebildet, die eine fixierbare Schraubenverbindung zwischen sich aufweisen, um die Kraft der Feder 39 einstellen zu können, indem die axiale Länge des Abstands zwischen denselben eingestellt wird. Ein Loch ist im Gehäuse vorgesehen, so daß Zugang zum Zylinder 45 gegeben ist.

Bisher wurden elektrische Motoren häufig mit einem elektrischen Relais ausgerüstet, um eine Beschädigung der Motoren auf Grund einer Überlastung zu verhindern. Solche Vorrichtungen sind teuer, und da sie außerdem durch Befühlen einer Überhitzung des Motors arbeiten, arbeiten sie nur, wenn die Beschädigung des Motors bereits einsetzt. Die neue erfindungsgemäße mechanische Drehmomentbegrenzungsvorrichtung ist wirksamer als ein Relais, da sie eine Überlastung verhindert, bevor eine Überhitzung des Motors beginnt. Außerdem ist sie billiger als ein solches Relais.

7118149

Claims

* · I I ■ I* -_w-r ■ t 1 S f I I • III '- 2 -f SCHUTZANSPRÜCHE

1. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung mit koaxialen Antriebs- und Abtriebsgliedern, einem axial verschiebbaren Kupplungsglied, das mit dem Antriebsglied oder dem Abtriebs glied drehfest verbunden ist, in Aussparungen der einander

zugekehrten Stirnflächen des Kupplungsglieds und des jeweils anderen Glieds I
j eingreifenden Mitnehmerkugeln, einem elastischen Druckglied zum Zusammen-

i halten der beiden Stirnflächen, gekennzeichnet durch Mittel (50 - 55), welche

5 das Ausrücken der Vorrichtung unter den Bedingungen eines übermäßigen Anfahr-

ί drehmoments verhindern, aber durch Zentrifugalkraft automatisch unwirksam

I werden, wenn das Drehmoment den eingestellten Ausrückwert wieder unter-

i schreitet.

?

2. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

5 zeichnet, daß die Mittel, welche das Ausrücken der Vorrichtung unter den

'_ Bedingungen eines übermäßigen Anfahrdrehmoments verhindern, aus einer Einfall-

f vorrichtung (50,53) bestehen, welche durch Zentrifugalkraft gegen die Wirkung

eines weiteren elastischen Druckgliedes (52) gedrückt wird.

3. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

t daß die Einfalleinrichtung einen Zapfen (50) aufweist, der im Kupplungsglied (32)

' geführt ist und durch das weitere elastische Druckglied (52) in eine Bohrung (54)

im Antriebsglied (lo) gedrückt wird.

^;

4. Drehmomentbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere elastische Druckglied aus einer Feder (52) besteht.

5. Drehinomentbegrenzungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mechanische Rastmittel (18,45), die das Kupplungsglied (32) Ί selbsttätig in seiner ausgerückten Stellung halten.