DE2300216C2 - Fliehkraftbetätigte und vom Drehmoment unabhängige Sicherheitskupplung - Google Patents

Description

as

Die Erfindung betrifft eine fliehkraftbetätigte und vom Drehmoment unabhängige Sicherheitskupplung, bei der die Verbindung der beiden Kupplungsteile durch eine gegen Federdruck fliehkraftgesteuerte Axialverschiebung aufgehoben wird.

Eine bekannte Kupplung der eingangs genannten Art (OE-PS 72 682) bewirkt mit zunehmender Drehzahl eine Entkuppelung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle. Hierzu verschieben Fliehgewichte, die zwischen einem feststehenden Flansch und einem federbeaufschlagten, axial verschiebbaren Flansch an den Wellen gelagert sind, den verschiebbaren Flansch aus der Eingriffsstellung mit dem feststehenden Flansch, und zwar ir der Weise, daß die als Kugeln ausgebildeten Fliehgewichte bei ihrer radial nach außen gerichteten Bewegung die schräg zueinander verlaufenden beiden Flansche axial auseinanderdrükken. Die in diesem Fall kraftschlüssige Kupplungsverbindung wird dabei allmählich, d.h. mit steigender Drehzahl immer mehr, gelöst. Somit kann es, wenn ein Drehmoment übertragen wird, in einem bestimmten Drehzahlbereich zum Durchrutschen und Heißlaufen der Kupplung kommen.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie ab einer bestimmten Drehzahl schlagartig g«.'^st wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Kupplungsteile über ein in Ausrückrichtung federbelastetes Zwischenteil formschlüssig miteinander verbunden sind, dessen Ausrückbewegung unterhalb einer bestimmten Drehzahl durch die Fliehgewichte blockiert ist.

Die erfindungsgemäße Lösung hat die Vorteile, daß einmal auf Grund der formschlüssigen Verbindung als auch auf Grund der plötzlichen, vollständigen Trennung der Kupplung kein Durchrutschen der Kupplungsteile und damit kein Heißlaufen der Kupplung auftreten kann und daß die Drehzahl, oberhalb der die Kupplung gelöst wird, exakt bestimmt ist, was für manche technische Anwendungen von großer Bedeutung Zwar gibt es bereits fliehkraftbetätigte Sicherheitskupplungen (z. Bu US-PS 2 546 663). bei denen auch ab einer bestimmten Drehzahl die Verbindung der beiden Kupplungsteil gelöst wird, jedoch muß hierzu vorher ein bestimmtes, zu übertragendes Drehmoment erreicht werden. In einer solchen Kupplung sind auf einer Welle Fliehgewichte angeordnet, die gleichzeitig auch das Drehmoment von der einen Welle auf die andere übertragen und dafür zumindest mit der einen Welle formschlüssig verbunden sind. Wandert nun das Fliehgewicht auf Grund der Zentrifugalkraft gegen den Druck einer Feder radial nach außen, so bleibt zwar die formschlüssige Verbindung bis zu einer bestimmten Drehzahl erhalten, doch wird der Eingriff zwischen Fliehgewicht, also dem drehmomentübertragenden Teil, und der Welle immer schwächer, so daß sich bei Betrieb der Kupplung in einem Drehzahlbereich, der knapp unter der maximalen Drehzahl liegt, ein hoher Verschleiß an dieser formschlüssigen Verbindung ergibt. Dieser Nachteil ist dadurch gegeben, daß das drehmomentübertragende Teil in Einrückrichtung federbeaufschlagt ist, während bei der erfindungsgemäßen Kupplung eben dieses Teil in Ausrückrichtung federbelastet und bis zu einer bestimmten Drehzahl blockiert ist. Das bedeutet, daß bei der erfindungsgemäßen Kupplung der vollständige Eingriff bis zur Aufhebung der Blockierung erhalten bleibt und danach durch die Federkraft in Ausrückrichtung sofort und ganz gelöst wird.

Für spezielle Verwendungszwecke soll ein sich selbsttätiges Widereinkuppeln der erfindungsgemäßen Sicherheitskupplung vermieden werden, was durch ein Zwischenteil mit einem axialen Ansatz zum Verhindern des Wiedereinrückens der Fliehgewichte in die Blokkierstellung erreicht wird.

Als eine weitere Sicherung kann dazu das Zwischen teil eine radiale Aussparung zur Aufnahme eines Verriegelungselements in der entkuppelten Stellung aufweisen.

Die Erfindung wird nun an einem Ausführungsbeispiel und an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Sicherheitskupplung,

F i g. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 eine Teilansicht eines Schnittes entlang der Linie 3-3 in F i g. I,

F i g. 4 einen Ausschnitt bezüglich 4-4 in F i g. 1,

F i g. 5 eine Draufsicht der formschlüssigen Verbindung in F i g. 4,

F i g. 6 eine Teilansicht aus F i g. 1 während des Entkuppeins.

Gemäß den Fig. 1, 2 und 6 weist die Sicherheitskupplung einen Antriebskörper 22, welcher über Schrauben 20 und den oberen Kupplungsflansch 18 an der Welle eines Motors angeschlossen sein kann, als auch einen Abtriebskörper 24, der über Schrauben 20 und einen unteren Kupplungsflansch 18 an der Welle einer Pumpe angeschlossen sein kann. Die Funktionen des Antriebskörpers und des Abtreibskörpers sind natürlich vertauschbar.

Wie aus der F i g. 1 zu sehen ist, wird der Abtriebskörper 24 drehbar innerhalb des Antriebskörpers 22 unter Verwendung eines unteren Radiallagers 26 und eines oberen Radial- und Drucklagers 28 gehalten. Das untere Lager 26 wird durch Zusammenbau der Körper 22 und 24 in seiner Lage gehalten, wie F i g. 1 zeigt Das

jigg wird mit Hilfe einer Platte 30 gehalten. arch mehrere Schrauben 32 mit dem Abtriebskör-I verbunden ist

die Übertragung des Drehmoments zwischen s- und Antrtebskörper dient unter anderem ein ges Kupplungsteil 34, das innerhalb des Aners 22 durch mehrere Sehrauben 36 befestigt weiteres rohrförmiges Kupplungsteil 38 ist an j Zylinder 40 des Abtriebskörpers 24 verkeilt und 1 einen geteilten Ring 42 gehalten, der sich in einer

44 des Zylinders 40 befindet und an dem das ilungsteil 38 durch Schrauben 46 befestigt ist. Ein ärmiges drehmomentübertragendes Zwischenteil ngibt den Zylinder 40 und liegt an den unteren Kupplungsteil 34 und 38 und des Zwischenteils 48 radial.

Kupplungen der in den F i g. 1.4 und 5 dargestellten Form wurden entwickelt, um äußerste Genauigkeit Uiid maximale Drehmomentübertragung zu erzielen. Dutch den Krümmungs- bzw. Kreisaufbau der Kupplung ist eine genaue, leichte, kompakte und in sich geschlossene Verbindungseinheit geschaffen, bei welcher die Zähne sowohl zum Zentrieren als auch zum Antrieb dienen. Im Gegensatz dazu sind die Zähne bei Kupplungen bekannter Art nur zum Antrieb vorgesehen, so daß andere Mittel zur Zentrierung benutzt werden. Die Verzahnung 50 weist gekrümmte Zähne konstanter Tiefe auf, die in die Ringfläche der Antriebs- und Abtriebskörper

m der Kupplungsteile 34 und 38 an. Eine Verzah- ₁₅ 34, 38 und des Zwischenteils 48 eingeschnitten und ein-

j 50 ist an den unteren Ringflächen der Kupplungs-Γ34 und 2- und an der Oberseite des Zwischenteils rgesehen. Die Verzahnung wird nachfolgend an Ider Fig.4 und 5 erläutert. Das Zwischenteil 48 nJttels mehrerer auf Drehgeschwindigkeit (UpM) ansprechender, bewegbarer Blockiervorrichtungen 52 lösbar an den Kupplungsteilen 34 und 38 für die Übertragung des Drehmoments gehalten. Die Blockiervorrichtungen 52 sind um den Zylinder 40 angeordnet.

Jede Blockiervorrichtung 52 (Fig. 1 bis 3) ist mit einem radial verschiebbaren Fliehgewicht 54 ausgestattet. Jedes Fliehgewicht weist mehrere Lagervorrichtungen 55 auf. Die oberen Lagervorrichtungen liegen an einem gehärteten Axialansatz 56 an, welcher an der Unterseite des Zwischenteils 48 angeordnet *ein oder einen Teil von diesem bilden kann. Die unteren Lagervorrichtungen liegen an einem gehärteten Tragplattenaufbau 58 an, welcher an einem Teil des Abtriebskörpers 24 befestigt ist oder einen Teil desselben bildet.

Die Blockiervorrichtungen 52 weisen jeweils ein Fliehgewicht 54, eine einstellbare Feder 60 und eine einstellbare Haltemutter 62 auf, welche auf einem mit einem Gewinde und Schultern versehenen Schaft 64 geschliffen sind. Die Zähne können mit großen Eingriffswinkeln und mit abgefasten Kanten versehen sein. Die Kupplung weist die Vorteile genauer Fluchtung und präziser Zentrierung auf.

Die Krümmung der Zähne, so der Zähne 50' (F i g-4 und 5) wird durch ein schalenförmiges Schleifrad (nicht dargestellt) hervorgerufen. Mit der Außenkante 86 eines Schleifrades gemäß der Darstellung in Fig.5 können konkave bzw. globoidförmige Zähne ausgebila₅ det werden. Die dazugehörigen Teile (nicht dargestellt) können mit der Innenkante des Schleifrades (nicht dargestellt) gefertigt werden, so daß konvexe oder walzenförmige Zähne entstehen. Der Radius der Schneidfläche wird entsprechend der gewünschten Länge des Zahneingriffes gewählt. Darüber hinaus kann die Kupplung 16 demontiert und anschließend wieder zusammengesetzt werden, wobei die gleichen Zähne in Eingriff gelangen, ohne daß die ursprüngliche Genauigkeit und der ruhige Lauf verlorengehen.

Ir F i g. 4 ist in vergrößerter Darstellung die Krümmung der geschliffenen Zähne der Kupplung am Außendurchmesser wiedergegeben. Eine Abschrägung bzw. Abfasung 88 an der Oberseite der Zähne wird beim Schleifen der Zahnlücke automatisch geschliffen.

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aufgeschraubt ist. Der Schaft 64 ist gemäß Darstellung
in den Zylinder 40 eingeschraubt, bis seine Schulter 66 40 Dies ermöglicht, eine Auskehlung 90 mit größerem Raan einer Bohrung 68 des Zylinders 40 anliegt. Der dius, wodurch die Verzahnung verstärkt wird In F i g. 4 Schaft 64 ist mit Hilfe eines Stiftes 70 gegen ein Lokkern gesichert.

öl oder ein anderes geeignetes Schmiermittel für die Lager 26 und 28 ist in einer Kammer 72 zwischen den Antriebs- und Abtriebskörpern 22 und 24 gefüllt. Dichtungen 74, z. B. O-Ringe, sind hierzu in der Platte 30 und am Antriebskörper 22, wie gezeigt ist, vorgesehen.

Der Antriebskörper 22 wird axial zum Abtriebskörper 24 über die Platte 30, das Lager 28 und einen Vorsprung 78 des Kupplungsteils 34 gehalten.

Um das Zwischenteil 48 von den Kupplungsteilen 34 und 38 bei radial äußerer Stellung der Fliehgewichte 54 zu trennen, sind mehrere Druckfedern 80 am Umfang des Zylinders 40 und innerhalb des Zwischenteils 48 angeordnet, die am Zwischenteil angreifen und sich gegen das Kupplungsteil 38 abstützen.

Ein Verriegelungselement 82 ist radial innerhalb des Zylinders 40 in Keilverbindung angeordnet und mit einer Druckfeder 84 beaufschlagt, so daß es das Zwischenteil 48 nach radialer Verschiebung der Fliehgewichte 54 und Ausdehnung der Druckfedern 80 (Fig.6) in entkuppelter Stellung hält. Das Verriegelungselement 82 ist an seiner Außenfläche abgeschrägt,

um das Zwischenteil 48 beim Zusammenbau der Kupp- 65 22 ist dann gelöst, und beide können sich unabhängig lung über dieses hinwegschieben zu können. voneinander drehen.

Wie in den F i g. 4 und 6 gezeigt ist, verlaufen die Um über die Verzahnung 50 das Drehmoment wie-

Zähne der Verzahnung 50 auf den Ringflächen der der vom Antriebskörper auf den Abtriebskörper über

ist gleichfalls die charakteristische Wölbung 92 einer Zahnlücke dargestellt, durch die Spannungen am Fuß der Zähne vermieden werden.

Betriebsweise

Beim Zusammenbau der Kupplung werden die HaI-temutiern 62 der Blockiervorrichtungen 52 an dem Schaft 64 eingestellt, um den Druck der Federn 60 entsprechend zu bestimmen. Die Fliehgewichte 54 und die Lagervorrichtungen 55 lösen ab einer bestimmten Drehgeschwindigkeit die Blockierung des Zwischenteils 48, wie in F i g. 6 gezeigt ist, so daß dieses durch die Druckfedern 80 nach unten aus der Eingriffsstellung mit den Kupplungsteilen 34 und 38 bewegt wird. Hierzu kann die Einstellung der Drehgeschwindigkeit durch die Haltemuttern durch Versuche ermittelt werden. Es können aber auch geeichte Federn 60 Haltemuttern und Schäfte 64 verwendet werden. Das Ausrücken des Zwischenteils 48 erfolgt in einem Zug, wobei das Verriegelungselement 82 durch die Feder 84 das Zwischenteil in seiner ausgerückten Stellung sofort festhält. Die Verbindung von Abtriebskörper 24 und Antriebskörper

tragen zu können, muß die Kupplung durch das Bedienungspersonal ausgebaut, zerlegt, die Sperre durch das Verriegelungselement β2 gelöst, anschließend gelnäß F ig.;l .vy.ieder zusammengesetzt und eingebaut werden. Durch diese Maßnahme ist ein versehentliches Einkuppeln in jedem Fall ausgeschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftbetätigte und vom Drehmoment unabhängige Sicherheitskupplung, bei der die Verbin· dung der beiden Kupplungsteile durch eine gegen Federdruck fliehkraftgesteuerte Axialverschiebung aufgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsteile (22, 24) über ein in Ausrückrichtung federbelastetes Zwischenteil (48) formschlüssig miteinander verbunden sind, dessen Ausrückbewegung unterhalb einer bestimmten Drehzahl durch die Fliehgewichte (54) blockiert ist

2. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Zwischenteil (48) einen Axialansatz (56) zum Verhindern des Wiedereiniw.-kfins der Füehgewichte (54) in der blockierten Stellung aufweist

3. Sicherheitskupplung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet daß das Zwischenteil (48) eine radiale Aussparung zur Aufnahme eines Ver riegelungselements (82) in der entkuppelten Stcl lung aufweist.