DE620377C

DE620377C - Overload protection, especially for drilling and thread cutting machines

Info

Publication number: DE620377C
Application number: DEH137938D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-10-31
Filing date: 1933-10-31
Publication date: 1935-10-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Überlastungssicherung, die bei Überschreiten eines bestimmten regelbaren Drehmomentes das angetriebene Glied vom treibenden abkuppelt und die vorzugsweise an Bohr- und Gewindeschneidemaschinen, Schraubeneinziehmaschinen u. dgl. als Zwischenglied zwischen Maschine und Werkzeug dienen soll, das aber ebensogut auch für andere Zwecke verwendetThe invention relates to an overload protection, which when a certain is exceeded adjustable torque uncouples the driven member from the driving element and which is preferably used on drilling and thread cutting machines, Screw-in machines and the like as an intermediate link between the machine and tool is supposed to serve, but it is also used for other purposes

xo werden kann.xo can be.

Die bisher für diesen Zweck verwendeten Einrichtungen sind entweder mit Reibgetrieben oder Ratschen ausgerüstet, die unter einer bestimmten Vorspannung stehen. EsThe devices previously used for this purpose are either with friction gears or ratchets equipped, which are under a certain pretension. It

ϊ₅ hat sich nun gezeigt, daß sich das zu übertragende Drehmoment mit diesen bekannten Mitteln nur schwierig auf ein bestimmtes Maß einstellen läßt. Ein weiterer Nachteil ist der, daß die übertragenden Rutschkupplungen oder Ratschen ständig unter einer starken Belastung arbeiten, wenn sie auf die Überlastung angesprochen haben. Besonders bei den hohen Schnittgeschwindigkeiten, die mit Schnellstahlwerkzeugen eingehalten werden können, zeigt sich durch diesen Übelstand eine starke Abnutzung und Erwärmung, wodurch ein genaues Einhalten eines bestimmten Drehmomentes praktisch unmöglich wird.ϊ ₅ has now shown that the torque to be transmitted can only be adjusted to a certain level with difficulty using these known means. Another disadvantage is that the transferring slip clutches or ratchets constantly work under a heavy load when they have responded to the overload. Particularly at the high cutting speeds that can be maintained with high-speed steel tools, this inconvenience shows strong wear and heating, which makes it practically impossible to maintain a certain torque precisely.

Bei der "neuen Einrichtung gemäß der Erfindung werden nun die Nachteile der bekannten Einrichtungen dieser Art dadurch vermieden, daß die zu übertragende Umfangskraft nicht durch Reibgetriebe oder unmittelbar wirkende Überschnappeinrichtungen auf das. angetriebene Glied übertragen wird, sondern durch eine Klauenkupplung üblicher Ausführung. Zur Begrenzung des zu übertragenden Drehmomentes dienen dabei federbelastete Kipphebel, die die Eigenschaft haben, bei einer bestimmten Belastung plötzlich überzukippen. Diese Kipphebel sperren in der Arbeitsstellung die treibende Welle gegen eine Verdrehung zur Kupplungsmuffe. Sprechen bei Überschreiten einer bestimmten Umfangskraft die Kipphebel an, so schnappen sie plötzlich aus der einen Endlage über die Totpunktlage hinweg in die andere um. Die treibende Welle wird dadurch freigegeben und verdreht sich nun gegen die Kupplungsmuffe; sie verschiebt dabei durch Schraubennächen o. dgl. die Kupplungsmuffe und bringt sie dadurch außer Eingriff mit dem getriebenen Glied, das sich nun frei in seiner Lagerung drehen kann. Da die Kipphebel über ihre Totpunktlage hinwegschnappen, bleibt die Kupplung in der ausgerückten Stellung gesperrt. Die Sperrung in der Leerstellung wird zweckmäßig so labil eingestellt, daß die Überlastungssicherung durch einen leichten Anstoß wieder in Arbeitsstellung gebracht werden kann.In the "new device according to the invention, the disadvantages of the known Facilities of this type avoided that the circumferential force to be transmitted is not transmitted to the driven member by friction gears or directly acting snap-on devices, but by a claw coupling of the usual design. To limit the amount to be transferred The torque is provided by spring-loaded rocker arms, which have the property of suddenly being under a certain load to tip over. These rocker arms lock the driving shaft in the working position against rotation to the coupling sleeve. Speak when exceeding a certain Circumferential force on the rocker arm, they suddenly snap over from one end position the dead center away to the other. The driving wave is released and now rotates against the coupling sleeve; she shifts through it Screw surfaces o. The like. The coupling sleeve and thereby brings it out of engagement the driven link, which can now rotate freely in its bearing. Because the rocker arms snap over its dead center position, the clutch remains locked in the disengaged position. The blocking in the empty position is appropriately set so unstable that the overload protection can be brought back into working position with a slight push.

Die Begrenzung des Drehmomentes wird also nicht durch leicht veränderliche Rei-The limitation of the torque is therefore not achieved by changing the friction

bungskräfte, sondern durch den Druck vorgespannter Federn"- begrenzt, die durch die Kipphebel der Umfangskraft entgegenwirken. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, durch Ändern der Vorspannung die Umfangskraft in weiten Grenzen zu regeln und nach einer Teilung einzustellen.forces, but by the pressure of preloaded springs "- limited by the Counteract the rocker arm of the circumferential force. This gives the opportunity to go through Changing the preload to regulate the circumferential force within wide limits and after a To adjust the pitch.

In den Zeichnungen ist die neue Überlastungssicherung an einem Ausführungsbeispiel gezeigt.In the drawings, the new overload protection is shown in one embodiment shown.

Abb. ι ist ein Längsschnitt. Abb. 2 ist ein Querschnitt in der Ebene A-A. Fig. Ι is a longitudinal section. Fig. 2 is a cross-section on the plane AA.

Abb. 3 ist ein Querschnitt in der Ebene B-B. Fig. 3 is a cross section in the plane BB.

Abb. 4 ist eine Seitenansicht auf die wirksamen Kupplungsteile in Arbeitsstellung.Fig. 4 is a side view of the effective coupling parts in the working position.

Abb. 5 zeigt die gleichen Kupplungsteile in Totpunktstellung eines Kipphebels. ao Abb. 6 zeigt die Kupplungsteile in Leerlaufstellung. Fig. 5 shows the same coupling parts in the dead center position of a rocker arm. ao Fig. 6 shows the coupling parts in the idle position.

Die Antriebswelle i, die durch einen Werkzeugkegel 2 oder in beliebiger anderer Weise mit der Arbeitsspindel einer Maschine verbunden ist, trägt an ihrem unteren Ende einen Bund 3, dessen obere Seite mit e'iner Anzahl halbkugeliger Aussparungen oder Kugelpfannen 4 versehen ist. Darüber sitzt auf der Antriebswelle 1 leicht dreh- und verschiebbar der Kupplungsring 5, der an seiner unteren Seite mit gleichen Kugelpfannen 6 versehen ist wie der Bund 3. Zwischen die-, sem und dem Kupplungsring 5 sitzen Stützbolzen 7, die mit Kugelköpfen sich in die Kugelpfannen 4 und 6 abstützen.The drive shaft i, which is driven by a tool cone 2 or in any other way is connected to the work spindle of a machine, carries at its lower end a collar 3, the upper side of which has a number of hemispherical recesses or Ball sockets 4 is provided. Above it sits on the drive shaft 1 so that it can be rotated and moved easily the coupling ring 5, which is provided on its lower side with the same ball sockets 6 as the collar 3. sem and the coupling ring 5 sit support bolts 7, which are with ball heads in the Support ball sockets 4 and 6.

In der Bohrung 8 der Antriebswelle 1 ist die getriebene Welle 9 gelagert, deren unteres Ende beispielsweise mit einem Kegel 10 zur Aufnahme eines Werkzeuges ausgestattet ist. Die arbeitenden Teile des Gerätes sind in eine Büchsen eingeschlossen, in deren oberes Ende ein Federeinsatz 12 eingeschraubt ist, der darin axial verstellt und durch eine Gegenmutter 13 festgehalten werden kann. In den Bohrungen 14 des Einsatzes 12 sitzen Druckfedern 15, die von oben auf den Kupplungsring 5 drücken. Die Spannung der Federn 15 kann durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben des Einsatzes 12 geregelt und ,50 an der Teilung 16 an der Antriebswelle 1 abgelesen werden. Die Büchse 11 stützt sich mit ihrem inneren Rand 17 von unten gegen den Bund 18 der angetriebenen Welle 9, die sich mit geringer Reibung zwischen den Kugelreihen 19 und 20 drehen kann.In the bore 8 of the drive shaft 1, the driven shaft 9 is mounted, the lower one The end is equipped, for example, with a cone 10 for receiving a tool. The working parts of the device are enclosed in a can, in the upper one End of a spring insert 12 is screwed, which is adjusted axially therein and by a Lock nut 13 can be held. Sit in the bores 14 of the insert 12 Compression springs 15 which press onto the coupling ring 5 from above. The tension of the springs 15 can be regulated by screwing in the insert 12 more or less deeply , 50 read from the division 16 on the drive shaft 1 will. The sleeve 11 is supported with its inner edge 17 against from below the collar 18 of the driven shaft 9, which is located with low friction between the rows of balls 19 and 20 can rotate.

In der Büchse 11 sitzt dreh- und verschiebbar die Kupplungshülse 21. Sie trägt oben Mitnehmeransätze 22, die in die Nuten 23 des Kupplungsringes 5 eingreifen, so daß die Kupplungshülse von diesem längs verschiebbar mitgenommen wird; an ihrem" unteren Ende hat die Kupplungshülse 21 Kupplungszähne 24, die in die Kupplungsnuten 25 am Umfang des Bundes 18 der angetriebenen Welle 9 eingreifen können (Abb. 4 bis 6). Durch ein axiales Verschieben der Kupplungshülse 21 nach unten wird die angetriebene Welle 9 mit dem Kupplungsring 5 gekuppelt, umgekehrt durch Verschieben nach oben entkuppelt.In the sleeve 11 sits rotatably and displaceably the coupling sleeve 21. It carries top driver lugs 22, which are in the grooves 23 of the Engage the coupling ring 5 so that the coupling sleeve is longitudinally displaceable by this is taken away; At its "lower end, the coupling sleeve 21 has coupling teeth 24 which are inserted into the coupling grooves 25 on the Perimeter of the federal government 18 of the driven shaft 9 can engage (Fig. 4 to 6). By axially moving the coupling sleeve 21 down, the driven Shaft 9 coupled to the coupling ring 5, the other way around, uncoupled by moving it upwards.

Druckfedern 26, die in den inneren Ansätzen 27 der Kupplungshülse 21 sitzen und die sich oben gegen den Kupplungsring 5 abstützen, suchen die Kupplungshülse nach unten zu schieben und die Kupplungszähne 24 mit den Kupplungsnuten 25 in Eingriff zu bringen. In entgegengesetzter Richtung verschoben, d. h. ausgekuppelt werden kann die Kupplungshülse 21 durch Querstifte 28, die am Umfang des Bundes 3 der Antriebswelle 1 sitzen und die in die Ausschnitte 29 in der Kupplungshülse 21 eingreifen. Diese haben Schraubenflächen 30, so daß die Hülse 21 angehoben wird, wenn die Stifte 28 sich nach links verschieben. Die Ausschnitte 29 haben auch noch die Aufgabe, die gegenseitige Verdrehung von Bund 3 und Kupplungsring 5 zu begrenzen, so daß damit auch die Winkellage der Stützbolzen 7 in beiden Endstellungen begrenzt ist, wie in Abb. 4 und 6 gezeigt.Compression springs 26, which sit in the inner lugs 27 of the coupling sleeve 21 and which are supported at the top against the coupling ring 5, look for the coupling sleeve downwards to slide and to bring the coupling teeth 24 with the coupling grooves 25 into engagement. Shifted in the opposite direction, d. H. can be decoupled the coupling sleeve 21 by transverse pins 28, the sit on the circumference of the collar 3 of the drive shaft 1 and in the cutouts 29 in the Engage the coupling sleeve 21. These have screw surfaces 30 so that the sleeve 21 is raised when the pins 28 shift to the left. The cutouts 29 also have the task of mutual rotation to limit the collar 3 and coupling ring 5, so that the angular position of the support pin 7 in both end positions is limited, as shown in Figs. 4 and 6.

In der in Abb. 4 gezeigten Arbeitsstellung sind der Bund 3 und der Kupplungsring 5 so weit zusammengedrückt, wie die Stifte 28 und die Ausschnitte 29 zulassen. Die Stützbolzen 7 sind dabei um den Winkel α schräg gestellt. Der von den Druckfedern 15 auf den Kupplungsring 5 ausgeübteAxialdrückP/ wirkt sich dadurch auf den Bund 3 und die Antriebswelle 1 ^lsUmfangskraftPü^P/· tg a aus. Umgekehrt wirkt sich die Umfangskraft in} Abstand r der Kugelpfannen in einen Axialschub Pa = Pu · tg α aus. Dieser steigt nun schnell an, wenn der Umfangskraft ein Widerstand in dem angetriebenen Teil erwächst. Dadurch tritt ein plötzliches Umschnappen der Stützbolzen 7 ein. Um die Kipphebel nicht allzu labil zu machen, kann die Federspannung zweckmäßig so gewählt werden, daß kurze Stoßbelastungen unwirksam bleiben.In the working position shown in Fig. 4, the collar 3 and the coupling ring 5 are compressed as far as the pins 28 and the cutouts 29 allow. The support bolts 7 are inclined at the angle α. The axial pressure P / exerted by the compression springs 15 on the coupling ring 5 thereby has an effect on the collar 3 and the drive shaft 1 ^ lsumlaufskraftPü ^ P / · tg a . Conversely, the circumferential force at the distance r of the ball sockets results in an axial thrust Pa = Pu · tg α . This now increases rapidly when the peripheral force creates a resistance in the driven part. As a result, the support bolts 7 suddenly snap over. In order not to make the rocker arm too unstable, the spring tension can expediently be chosen so that short shock loads remain ineffective.

Tritt nun infolge des Ansteigens des Arbeitswiderstandes und dadurch des Drehmomentes Pu ein Verdrehen des Bundes 3 gegen den Kupplungsring 5 ein, so stellen sich die Stützbolzen 7 immer steiler, bis in der vorher beschriebenen Weise ein Umschnappen eintritt.If, as a result of the increase in the working resistance and thereby the torque Pu, a twisting of the collar 3 against the coupling ring 5 occurs, the support bolts 7 become increasingly steeper until they snap over in the manner described above.

Dabei bleibt zunächst das Kuppelpaar 24,25 in Eingriff, bis die Stützbolzen annähernd die Totpunktlage erreicht haben (Abb. 5), worauf bei der Weiterbewegung in die Leerlaufendstellung ein Entkuppeln eintritt. DabeiInitially, the coupling pair 24,25 remains in engagement until the support bolts are approximately the Have reached dead center (Fig. 5), whereupon when moving further into the idle end position uncoupling occurs. Included

schwingen die Stützbolzen 7 etwas über die Totpunktlage hinaus in die in Abb. 6 gezeigte Leerlaufstellung. Das Gerät bleibt deshalb in ausgekuppelter Stellung stehen. Der Winkel ß, um den die Stützbolzen 7 über die Totpunktlage hinaus schwingen, wird zweckmäßig so klein gewählt, daß ein geringer Anstoß genügt, um die Überlastungssicherung in die Arbeitsstellung zurückzubringen. Wenn sie an Maschinen mit gleichbleibender Drehrichtung, beispielsweise an Bohrmaschinen, verwendet wird, genügt dazu ein leichtes Rückwärts drehen von Hand. Bei Maschinen mit vor- und rückläufiger Drehbewegung der Arbeitsspindeln, wie Gewindeschneidemaschinen o. dgl., genügt der beim Richtungswechsel auftretende Beschleunigungsdruck, um das Gerät wieder selbsttätig in die Arbeitsstellung umzustellen.the support bolts 7 swing slightly beyond the dead center position into the idle position shown in Fig. 6. The device therefore remains in the uncoupled position. The angle ß by which the support bolts 7 swing beyond the dead center position is appropriately chosen so small that a slight push is sufficient to bring the overload protection back into the working position. If it is used on machines with a constant direction of rotation, for example on drills, it is sufficient to turn it slightly backwards by hand. In machines with forward and backward rotary movement of the work spindles, such as thread cutting machines or the like, the acceleration pressure that occurs when changing direction is sufficient to automatically switch the device back into the working position.

Claims

Claim ·!

Overload protection, especially for drilling and thread cutting machines, in which the driving link is driven from the (tool) by a spring loaded standing claw clutch can be switched off when a certain torque is exceeded and then free remains rotatable until the clutch is restored by external intervention, characterized in that the by helical surfaces o. The like. (30) and by Pins (28) on the driving part (3) lifted out claw coupling (21) Rocker arm (7) between the driving part (3) and an axially displaceable ring (5) guiding the clutch Overturning the lever remains raised.

1 sheet of drawings