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Drehmomentkupplung
Die Erfindung betrifft eine Drehmomentkupplung mit einer Kupplungstrommel einerseits und einer Kupplungsnabe mit zumindest einer Kupplungsscheibe anderseits und zumindest einem in den Kupplungsscheiben um eine zur Kupplungsachse parallele Achse schwenkbar gelagerten Kuppelglied, das mit einem Mitnehmerfortsatz in eine Nut der Kupplungstrommel eingreift und durch eine Federung in Eingriff gehalten ist, bei Erreichung des Ausrückmomentes jedoch um seine Achse ausser Eingriff geschwenkt wird.
Bei einer bekannten Drehmomentkupplung dieser Art ist die Lagerung des Kuppelgliedes in den Kuppelscheiben radial geführt und durch eine radial wirkende Federung nach aussen gedrückt, um das Kuppelglied mit der Kupplungstrommel in Eingriff zu halten. Bei Überschreitung des zulässigen Drehmoments kippt das Kuppelglied um seine Achse und gerät ausser Eingriff. Nach Stillsetzung des Antriebes wird dann das Kuppelglied durch Verdrehung mittels eines Schlüssels von aussen wieder in Eingriff gebracht.
Der Nachteil dieser bekannten Drehmomentkupplung ist zunächst der, dass die Fliehkräfte der radial wirkenden Federn und radial geführten Lagerung zusätzlich zur Federkraft das Kuppelglied beaufschlagen.
Dies hat zur Folge, dass verschiedenen Drehzahlen verschiedene Ausrückdrehmomente zugeordnet sind, wie dies bei einer kombinierten Drehzahl- und Drehmomentkupplung der Fall ist. Aufgabe einer reinen Drehmomentkupplung ist aber, bei jeder Betriebsdrehzahl selbsttätig auszukuppeln, sobald das übertragene Drehmoment ein und denselben bestimmten Wert übersteigt.
Ein weiterer Nachteil ist insbesondere beim Vorhandensein mehrerer Kuppelglieder dadurch gegeben, dass das Einkuppeln durch Verdrehen der Kuppelglieder mittels eines Schlüssels von Hand aus erfolgen muss. Dieser Umstand bedeutet nicht nur eine zeitraubende Beanspruchung der Bedienungsperson, sondern auch eine Gefahrenquelle, wenn nämlich die Bedienungsperson vergisst, vor dem Einschalten des Antriebes den Schlüssel abzuziehen.
Ziel der Erfindung ist es, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile eine reine Drehmomentkupplung der eingangs beschriebnen Art zu schaffen, welche durch blosses Stillsetzen des Antriebes auch selbsttätig wieder einkuppelt. Die Erfindung erreicht dieses Ziel dadurch, dass das Kuppelglied einen Hebel aufweist, der durch die in Umfangsrichtung wirkende Federung in radialer Lage gehalten ist, in welcher der Mitnehmerfortsatz des Kuppelgliedes in die Nut der Kupplungstrommel eingreift.
Die in Umfangsrichtung wirkende Federung ist drehzahlunabhängig, da die Fliehkräfte ihrer Teile normal zur Federkraft wirken. Weiters kann die in Umfangsrichtung wirkende Federung das übertragene Drehmoment direkt aufnehmen, ohne dass wie bei einer radial wirkenden Federung, erst durch teure radiale Führungen die erforderliche Abstützung zur Mitnahme hergestellt werden muss.
Der Hebel des Kuppelgliedes wird beim Auskuppeln aus der radialen Lage in eine tangentiale Lage geschwenkt und in dieser durch Fliehkraft gegen die Federkraft festgehalten. Beim Stillsetzen des Antriebes verschwindet die Fliehkraft und die Federung drückt den Hebel wieder in die radiale Lage, in welcher sich der Mitnehmerfortsatz des Kuppelgliedes in Eingriff befindet und die Kupplung eingerückt ist.
Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Federung aus tangential verlaufenden Schraubfedern und in Umfangsrichtung geführten Ringstücken, wobei zwei Ringstücke voneinander entgegengesetzten Richtungen gegen den Hebel des Kuppelgliedes drücken, während ein drittes Ringstück dem Kuppelglied gegenüber-und auf den Kupplungsscheiben festliegt. Damit ist die Federung in beiden Umfangsrichtungen symmetrisch und die Kupplung in beiden Drehrichtungen verwendbar.
Erfindungsgemäss liegt die Schwenkachse des Kuppelgliedes in der durch die gegen den Hebel drückenden Ringstücke bestrichenen Ringzone, wobei vorzugsweise der Hebel an seinem Ende schneidenförmig ausgebildet ist. Diese Massnahme ergibt eine günstige Verriegelung des Kuppelgliedes in der ausgerückten bzw. verschwenkten Stellung, um ein vorzeitiges Einschwenken bzw. Einrücken bei niedrigen Drehzahlen zu verhindern.
In diesem Falle ist das Wiedereinrücken bei Stillstand des Antriebes dadurch unterstützt und gewährleistet, dass die Schwenkung des Kuppelgliedes von einer durch Fliehkraft verstellbaren Feder, vorzugsweise einer offenen Ringfeder, begrenzt ist, welche sich bei Stillstand der Kupplungsnabe einwärts stellt und den
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Hebel des Kuppelgliedes so weit aus der verriegelten tangentialen Lage einwärts zieht, bis der in Umfangs- richtung wirkenden Federung die Rückstellung des Hebels in die radiale Betriebslage ermöglicht ist.
Um bei beiden Drehrichtungen gleiche Federn für die in Umfangsrichtung wirkende Federung zur
Begrenzung des übertragenen Drehmomentes verwenden zu können, sind Hebel und Mitnehmerfortsatz s des Kuppelgliedes auf dessen Achse um 1800 gegeneinander versetzt.
Um auch bei grösseren Drehmomenten leichte Federn verwenden zu können, ist der Hebel des Kuppel- gliedes länger als dessen Mitnehmerfortsatz.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Teile einer Drehmomentkupplung in schaubildlicher, axial auseinandergezogener Dar- stellung, Fig. 2 eine Seitenansicht mit teilweisem Längsschnitt und Fig. 3 einen Querschnitt nach der
Linie 3-3 der Fig. 2. Fig. 4 stellt einen Längsschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2 dar.
In den Figuren bildet im wesentlichen die Kupplungsnabe 7 den treibenden Teil 5 und die Kupplungstrom- mel 50 den angetriebenen Teil 6. Mit der Nabe 7 sind Scheiben 12 und 8 in axialem Abstand voneinander verbunden, im Falle der Scheibe 8 durch einen in eine Keilnut 26 der Scheibe 8 eingreifenden Keil 27.
Zwischen den Scheiben 12 und 8 sind Ringstücke 18, 38 und 43 angeordnet und mit ringförmigen
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Zwischen den Ringstücken 38 und 43 befindet sich ein Kuppelglied 32, welches mit Zapfen 33 und 34 in
Bohrungen 13 und 31 der Scheiben 12 bzw. 8 schwenkbar gelagert ist. Die Zapfen 33 und 34 des Kuppel- gliedes 32 liegen innerhalb der von den Ringstücken bestrichenen Ringzone.
Dieses Kuppelglied greift mit seinem durch einen Zahn 36 gebildeten Mitnehmerfortsatz in eine achsparallele Nut 51 der Kupplungstrommel50 und mit seinem schneidenförmig ausgebildeten Hebel 35 zwischen die Ringstücke 38 und 43. Der Hebel 35 ist länger als der Zahn 36. Hebel 35 und Zahn 36 des
Kuppelgliedes 32 sind auf dessen durch die Zapfen 33,34 gebildeten Achse um 1800 gegeneinander ver- setzt.
Zwischen dem Ringstück 18 einerseits und den Ringstücken 38 bzw. 43 anderseits ist je eine Schraub- feder 40 bzw. 45 tangential angeordnet und in Ausnehmungen 24, 39 bzw. 44 der Ringstücke gesichert.
Das mittlere Ringstück 18 ist durch achsparallele Bolzen 19, 20, 28, 29 auf den Scheiben 12 und 8 festge- legt. Damit bilden die Federn 40 und 45 mit den in Ringnuten 15, 30 geführten Ringstücken 38 und 43 eine in Umfangsrichtung wirkende Federung, welche den Hebel 35 des Kuppelgliedes 32 in radialer Lage hält, in der der Zahn 36 des Kuppelgliedes 32 in die Nut 51 der Kupplungstrommel 50 eingreift und der treibende Teil 5 mit dem getriebenen Teil 6 gekuppelt ist.
Auf einem Absatz 14 einer Eindrehung 17 der Scheibe 12 ist eine offene Ringfeder 48 stramm anliegend gelagert und mit einer Ausbiegung 49 gegen Verdrehung relativ zur Scheibe 12 gesichert. Die Enden der
Ringfeder 48 wirken mit einem Anschlagzapfen 37 des Kuppelgliedes 32 zusammen, indem sie dessen
Schwenkausschlag begrenzen.
Von den übrigen Teilen der dargestellten Drehmomentkupplung ist die Antriebswelle mit 11 und die Abtriebswelle mit 58 bezeichnet. Für die Verkeilung der Antriebswelle in der Bohrung 9 der Kupplungsnabe 7 ist eine Keilnut 10 vorgesehen. Der Keil 59 sichert die Abtriebswelle 58 in der Bohrung 57 der Nabe 56 der Kupplungstrommel50 und ist selbst durch eine Schraube 60 in seiner Stellung gehalten. Die
Scheibe 8 ist auf der Kupplungsnabe 7 durch einen Sprengring 55 axial gesichert. Die über die mit der Kupplungsnabe 7 verbundene Scheibe 12 greifende Kupplungstrommel 50 ist durch eine Blende 53 abgeschlossen und durch einen in die Nut 54 der Trommel 50 eingesetzten Sprengring 52 in dieser axial gesichert.
Die Wirkungsweise der gezeigten Drehmomentkupplung gemäss der Erfindung ist die folgende : Im Betrieb überträgt das Kuppelglied 32 mit seinem in die Nut 51 der Kupplungstrommel 50 eingreifenden Zahn 36 das Drehmoment vom antreibenden Teil 5 auf den angetriebenen Teil 6 der Kupplung. Durch seinen zwischen den Ringstücken 38 und 43 der in Umfangsrichtung wirkenden Federung eingespannten Hebel 35 wird das Kuppelglied 32 mit seinem Zahn 36 in der radialen Eingriffslage gehalten.
Wenn das übertragene Drehmoment einen bestimmten zulässigen Wert überschreitet, drückt das Kuppelglied 32 mit seinem Hebel 35 die Ringstücke 38 und 43 auseinander, wobei es um seine Achse 33,34 kippt und mit seinem Zahn 36, die Kupplung lösend, ausser Eingriff gerät.
Einmal aus der radialen Lage gebracht, kippt das Kuppelglied 32 unter Einwirkung der Fliehkraft des gegenüber dem Zahn 36 längeren Hebels 35 in eine etwa tangentiale Lage, in welcher der schneidenförmig ausgebildete Hebel 35 dem Ringstück 38 oder 43 Ge nach der Drehrichtung) der in Umfangsrichtung wirkenden Federung keinen Hebelarm für die Rückstellung bietet und der Zapfen 37 an der durch Fliehkraft auswärts verstellten Ringfeder 48 anschlägt, wodurch die Verschwenkung des Kuppelgliedes 32 begrenzt ist.
Um nun die Kupplung wieder einzurücken, genügt es, den Antrieb 5 stillzusetzen. Dabei verschwinden die Fliehkräfte des Hebels 35 und der Ringfeder 48, welche sich wieder einwärts stellt und dabei unter Vermittlung des Anschlagzapfens 37 den Hebel 35 des Kuppelgliedes 32 so weit aus der tangentialen Lage hereinholt, bis ihn das Ringstück 38 oder 43 (je nach der Drehrichtung) vollends in die radiale Betriebsstellung zurückstellt, in welcher der Zahn 36 des Kuppelgliedes 32 in die Nut 54 der Kupplungstrommel 50 eingreift und die Kupplung wieder eingerückt ist.