DE2652157A1

DE2652157A1 - Ueberlastschaltvorrichtung fuer ein drehmomentuebertragungsaggregat

Info

Publication number: DE2652157A1
Application number: DE19762652157
Authority: DE
Inventors: Werner Winckelhaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-11-16
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1978-05-18
Also published as: DE2652157B2

Description

überlastschaltvorrichtung für ein Drehmoment-
übertragungsaggregat." Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine bei über schreiten eines Ansprechdrehmomentes ansprechende Uberlastschaltvorrichtung für ein für ein Solldrehmoment eingerichtetes Drehmomentübertragungsaggregat aus einer Welle und einem daran über eine Nabe mit Nabenansatz angeschlossenen Ubertragungsbauteil.
Dabei können Solldrehmoment und Ansprechdrehmoment übereinstimmen. Im allgemeinen wird man jedoch eine Differenz verwirklichen. Das Ansprechen soll erfolgen, wenn das Istdrehmoment, welches die Welle überträgt, größer wird als das Solldrehmoment des Drehmomentübertragngsaggregates und das Ansprechdrehmoment erreicht.
Bei den bekannten, gattungsgemäßen Überlastschaltvorrichtungen (FR-PS 14 24 156, Spalte 1) sind neben der Welle und der Nabe mit ihrem Nabenansatz und Befestigungseinrichtungen zusätzliche, aufwendige Schaltbauteile vorgesehen.
Andererseits kennt man für die Befestigung eines Nabenansatzes auf einer Welle Vorrichtungen (DT-AS 24 34 027), die einen auf den Nabenansatz aufgeschobenen Stauchring aufweisen, der zumindest einseitig eine äußere Konusfläche besitzt, wobei auf die Konusfläche bzw. auf die beiden Konusflächen des Stauchringes ein Spannring bzw. je ein Spannring aufgesetzt ist und wobei der Spannring bzw. die Spannringe Durchgangsbohrungen sowie darin mit Spiel eingesetzte Spannschraubenbolzen aufweisen. Mit Hilfe derartiger Vorrichtungen läßt sich, bei entsprechendem Anzug der Spannschraubenbolzen, erreichen, daß ein zu übertragendes Drehmoment sicher übertragen wird. Das gilt insbesondere dann, wenn der Stauchring unter Berücksichtigung des Werkstoffes von Welle bzw. Nabe materialmäßig so ausgelegt ist, daß er sich unter der Spannkraft der Spannschrauben in die Welle und in die Nabe unter elastischer Druckverformung von Nabe und Welle eindrückt. Das kann bei geeigneter Auslegung soweit geschehen, daß gleichsam Polygonecken entstehen und Formschluß eintritt. berlastet man ein solches Drehmomentenübertragungsaggregat, bei dem die Befestigung des Nabenansatzes in der beschriebenen Weise bewirkt ist, erheblich, so kann es vorkommen, daß sich die Welle gegenüber der Nabe verdreht. Es stellt sich jedoch kein vom überlastungsdrehmoment definiert abhängiger Einsatz für eine derartige Verdrehung ein, die im übrigen auf die Kontaktflächen des Drehmomentenübertragungsaggregates bzw. der beschriebenen Befestigungsvorrichtung unmittelbar zerstört wirkt. bberlastungen der bekannten Drehmomentenübertragungsaggregate des beschriebenen Aufbaus müssen daher sorgfältig vermieden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Überlastschaltvorrichtung zu schaffen, die besondere Schaltbauteile nicht mehr benötigt, sondern mit den üblichen Befestigungsaggregaten für den Nabenansatz arbeitet. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Kombination der folgenden Merkmale: a) zwischen Welle und Nabenansatz ist eine Gleitmetallzwischenschicht angeordnet, b) auf den Nabenansatz ist ein Stauchring angeordnet, der zumindest einseitig eine äußere Konusfläche aufweist, und auf die Konsufläche bzw. auf die beiden Konusflächen des Stauchringes ist ein Spannring bzw.
ist je ein Spannring aufgesetzt, wobei der Spannring bzw. die Spannringe Durchgangsbohrungen sowie darin mit Spiel eingesetzte Spannschraubenbolzen aufweisen, c) der Stauchring ist unter Berücksichtigung des Werkstoffes- von Welle und Nabenansatz materialmäßig so ausgelegt, daß er sich im Bereich der beiden Spannringe in den Nabenansatz und in die Welle unter elastischer Druckverformung eindrücken kann, wobei die Spannschraubenbolzen so angezogen sind, daß über zelle und Nabe gerade das Ansprechdrehmoment übertragbar ist, d) der Welle und/-oder der Nabe ist ein Fühler zugeordnet, der auf eine Verstellung zwischen Welle und Nahe anspricht Die Spannschraubenbolzen werden also erfindungsgemäß nicht zu stark angezogen und die elastische Verformung ist regelmäßig kleiner als die, die bei der bekannten Ausführungsforrn praktisch Formschluß bewirkt.
Überraschenderweise kommt es bei einem DrehmomentenübertragunCjs -aggregat, welches nach der beschriebenen Kombination ausgebildet ist, bei Überschreiten des Ansprechdrehmomentes, und zwar genau beim Überschreiten des Ansprechdrehmomentes, zu einer definiert einsetzenden Verstellung zwischen Welle und Nabe.
Überraschenderweise treten fernerhin an den Kontaktflächen des Drehmomentenübertragungsaggregates und der beschriebenen Befestigungsvorrichtung trotz der formschlüssigen Eindrückungen keinerlei Zerstörungen auf, so daß die Überlastschaltvorrichtung praktisch beliebig viele Schaltvorgänge auszuführen in der Lage ist. Die Verstellung mit definiertem vom Überlastdrehmoment abhängigem Einsatz beruht vermutlich auf einer Wechselwirkung zwischen Reibungskräften und elastischer Verformung.
Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmetallzwischenschicht hauptsächlich aus Fe und Kolloidalgraphit besteht. Zu ohne weiteres und in bezug auf das Ansprechdrehmoment leicht einstellbar reproduzierharen Verhältnissen kommt man, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Gleitmetallzwischenschicht eine Dicke aufweist, die größer ist als die formschlüssigen Eindrückungen der Welle. Die Gleitmetallzwischenschicht kann dabei als Manschette ausgeführt und auf die Welle aufgeschoben sein. Es versteht sich von selbst, daß die überlastschaltvorrichtung um so genauer funktioniert, je genauer die Bauteile insgesamt gefertigt sind. Praktisch bewährt hat sich eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß Welle und Nabenansatz - im ungespannten Zustand der Spannschrauben - eine Rundheitsgenauigkeit im Bereich der Paarungstoleranz 7 und h6 und eine Oberflächenrauhigkeit im Bereich von 1 bis 4 u aufweisen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Drehmomentenübertragungsaggregat mit erfindungsgemäßer Uberlastschaltvorrichtung, Fig. 2 ausschnittsweise einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.
Das in den Figuren dargestellte Drehmomentenübertragungsaggregat besteht aus einer Welle 1 und einem daran über eine Nabe 2 mit Nabenansatz 3 angeschrlossenen übertragungsbauteil. Dieses Drehmomentenübertragungsaggregat sei für ein Solldrehmoment M ausgerüstet. Im übrigen ist die Anordnung insgesamt so getroffen, daß das Aggregat mit der Befestigungseinrichtung für den Nabenansatz 3 als Überlastschaltvorrichtung funktioniert. Dazu ist zunächst zwischen Welle 1 und Nabenansatz 3 eine Gleitmetallzwischenschicht 4 angeordnet. Es ist ausreichend, daß diese Gleitmetallzwischenschicht 4 sich über die Länge des Nabenansatzes 3 erstreckt, die Gleitmetallzwischenschicht 4 kann jedoch auch so eingerichtet sein, daß sie sich sowohl unter dem Nabenansatz 3 als auch unter der Nabe 2 befindet. Auf den Nabenansatz 3 ist ein Stauchring 5 angeordnet. Der Stauchring 5 besitzt im Ausführungsbeispiel beidseitig äußere Konusflächen 6.
Auf diese beiden Konusflächen 6 des Stauchringes 5 ist je ein Spannring 7 aufgesetzt. Die Spannringe 7 besitzen Durchgangsbohrungen 8 und darin sind mit Spiel 5 Spannschraubenbolzen 9 eingesetzt, - was nicht ausschließt, daß einer der Spannringe 7 zusätzlich mit einem Gewindeteil versehen ist. Die Auslegung ist so getroffen, daß der Stauchring 5 unter Berücksichtigung des Werkstoffes von Welle 1 und Nabenansatz 3 sich im Bereich der beiden Spannringe 7 in die Welle 1 und in den Nabenansatz 3 unter elastischer Druckverformung von Nabenansatz 3 und Welle 1 eindrückt. Das zeigt in starkem Maße übertrieben die Fig. 2.
Hier erkennt man auch, daß sich zur Welle 1 hin Eindrückungen 10 bilden. Dieses erfolgt nach der Lehre der Erfindung so, daß über Welle 1 und Nabe 2 gerade das Solldrehmoment übertragen wird.
Dazu sind also die Spannschraubenbolzen 9 entsprechend angezogen, was experimontell leicht ermittelt werden kann Der Wer 1 t und der Nabe 2 ist ein Fühler 11 zugeordnet, der auf eine Verstellung zwischen Welle 1 und Habe 2 anspricht.
Wird bei der beschriebenen Vorrichtung ein Drehmoment übertragen, welches kleiner ist als das Ansprechdrehmoment oder diesem gleich ist, so findet keinerlei Verstellung zwischen Welle 1 und Nabe 2 statt. Wird jedoch das zu übertragende Drehmoment größer als das Ansprechdrehmoment, so tritt praktisch bei Erreichen des Ansprechdrehmomentes eine Verstellung zwischen Welle 1 und Nabe 2 ein.
Im übrigen mag im Ausführungsbeispiel die Gleitmetallzwischenschicht 4 hauptsächlich aus Fe und Kolloidalgraphit bestehen.
Sie besitzt im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform eine Dicke D, die größer ist als die formschlüssigen- E-indrückungen 10 der Welle, die in Fig. 2 übertrieben gezeichnet sind. Nicht dargestellt werden konnte aus Maßstabsgründen im übrigen, daß die Welle 1 und der Nabenansatz 3 - im ungespannten Zustand der Spannschraubenbolzen 9 - eine Rundheitsgenauigkeit im Bereich der Paarungstoleranz rI7 und h6 und eine Oberflächenrauhigkeit von 1 bis 4 u aufweisen. Der Fühler 11 ist im Ausführungsbeispiel ein akustischer Fühler, z. B. ein Mikrofon. Tatsächlich ist die Verstellung von einer typischen Schwingung-begleitet, die zumeist im Tonfrequenzbereich liegt.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, die Welle 1 im Bereich der Gleitmetallzwisc'nenschicht 4 mit einer Hartchromauilagezu versehen, was aus Maßstabsgründen nicht gezeichnet wurde. Leerseite

Claims

Patentansprüche: i.)Bei Überschreiten eines Ansprechdrehmomentes ansprechende Uberlastschaltvorrichtung für ein für ein Solldrehmoment eingerichtetes Drehmomentübertragungsaggregat aus einer Welle und einem daran über eine Nabe mit Nabenansatz angeschlossenen Übertragungsbauteil, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Kombination der folgenden Merkmale: a) Zwischen Welle (1) und Nabenansatz (3) ist eine Gleitmetallzwischenschicht (4) angeordnet, b) auf den Nabenansatz (3) ist ein Stauchring (5) angebracht, der zumindest einseitig eine äußere Konusfläche (16) aufweist, und auf die Konusfläche (6) bzw. auf die beiden Konusflächen (6) des Stauchringes (5) ist ein Spannring (7) bzw. ist je ein Spannring (7) aufgesetzt, wobei der Spannring bzw. die Spannringe (7) Durchgangsbohrungen (8) sowie darin mit Spiel (S) eingesetzte Spannschraubenbolzen (9) aufweisen, c) der STauchring (5) ist unter Berücksichtigung des Werkstoffes von Welle (1) und Nabenansatz (3) materialmäßig so ausgelegt, daß er sich im Bereich der beiden Spannringe (7) in den Nabenansatz (3) und in die Welle (1) unter elastischer Druckverformung eindrücken kann, und die Spannschraubenbolzen (9) sind so angezogen, daß über Welle (1) und Nabe (2) gerade das Ansprechdrehmoment übertragen wird, d) der Welle (1) und/oder der Nabe (2) ist ein Fühler (11) zugeordnet, der auf eine Verstellung zwischen Welle (1) und Nabe (2) anspricht.
2. Überlastschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmetallzwischenschicht (4) aus hauptsächlich Fe und Kolloidalgraphit besteht.
3. üherlastschaltvorri chtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmetallzwischenschicht (4) eine Dicke (D) aufweist, die größer ist als die elastische Druckverformung der Welle (1).
4. Überlastschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (1) und der Nabenansatz (3) - im ungespannten Zustand der Spannschraubenbolzen (9) -eine Rundheitsgenauigkeit im Bereich der Paarungstoleranz H7 und h6 und eine Oberflächenrauhigkeit von 1 bis 4 u aufweisen.
5. Überlastschaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (11) als akustischer Fühler, z. B. als Mikrofon, ausgebildet ist.