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DE4005986A1 - Ueberlastkupplung - Google Patents

Ueberlastkupplung

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Publication number
DE4005986A1
DE4005986A1 DE19904005986 DE4005986A DE4005986A1 DE 4005986 A1 DE4005986 A1 DE 4005986A1 DE 19904005986 DE19904005986 DE 19904005986 DE 4005986 A DE4005986 A DE 4005986A DE 4005986 A1 DE4005986 A1 DE 4005986A1
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DE
Germany
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balls
pressure plate
torque transmission
overload clutch
openings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19904005986
Other languages
English (en)
Other versions
DE4005986C2 (de
Inventor
Shunji Fujii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsubakimoto Emerson Co
Original Assignee
Tsubakimoto Emerson Co
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Publication date
Priority claimed from JP4313789A external-priority patent/JPH0768986B2/ja
Priority claimed from JP4313689A external-priority patent/JPH061085B2/ja
Application filed by Tsubakimoto Emerson Co filed Critical Tsubakimoto Emerson Co
Publication of DE4005986A1 publication Critical patent/DE4005986A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4005986C2 publication Critical patent/DE4005986C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/06Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers
    • F16D7/08Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving axially between engagement and disengagement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine sog. Überlastkupp­ lung, bei der ein Drehmoment aufgehoben werden kann, wenn auf ein angetriebenes Teil eine Überlast einwirkt.
Üblicherweise werden Kugel- oder Rollenkupplungen als Sicherheitseinrichtung zwischen einem antreibenden Teil und einem angetriebenen Teil eines Drehmomentübertra­ gungsmechanismus vorgesehen, so daß sich das antreibende Teil im Leerlauf drehen kann, wenn auf das angetriebene Teil eine Überlast einwirkt. Auf diese Weise wird eine mögliche Beschädigung des Übertragungsmechanismus vermieden.
Bei einer derartigen Überlastkupplung werden Drehmoment­ übertragungselemente in hohlen Abschnitten gelagert, die entweder an einer Nabe oder an einer angetriebenen Platte ausgebildet sind, und die Drehmomentübertragungselemente werden in Aussparungen gedrückt, die an dem anderen Teil, d. h. der Nabe oder der angetriebenen Platte ausgebildet sind, wodurch das Drehmoment übertragen wird. Wenn auf das angetriebene Teil eine Überlast einwirkt, können die Drehmomentübertragungselemente aus den Aussparungen austreten, wodurch die Drehmomentübertragung aufgehoben wird.
Damit sich die Drehmomentübertragungselemente frei innerhalb der hohlen Abschnitte beim Austreten bewegen können, werden üblicherweise diese Elemente frei beweglich innerhalb der hohlen Abschnitte, d. h. mit einem wesentlichen Spiel gehalten.
Bei einer derartigen Konstruktion neigt das Spiel jedoch dazu, wenn sich das antreibende Teil rückwärts dreht, ein sog. "Rütteln" zu bewirken, wodurch eine relative Verschiebung zwischen der Nabe und der angetriebenen Platte eintritt.
Auch wenn die Drehrichtung die gleiche ist, können sich die relative Stellung zwischen der Nabe und der angetrie­ benen Platte aufgrund des Spiels ändern, nachdem der Überlastzustand aufgehoben ist. Es ist möglich, das Spiel so klein wie möglich zu halten, indem man beispielsweise die Spannung nach einer Wärmebehandlung aufhebt; dies verursacht jedoch hohe Herstellungskosten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Überlastkupplung zu schaffen, bei der das oben erwähnte Rütteln nicht auftritt, und bei der eine Versetzung zwischen dem antreibenden Teil und der angetriebenen Platte aufgefangen wird. "Versetzung" bedeutet in diesem Zusammenhang einen Montagefehler in bezug auf den Abstand und die winkelige Relativlage zwischen dem antreibenden Teil und dem angetriebenen Teil. Mit der Erfindung soll weiter in vorteilhafter Weise eine Überlastkupplung geschaffen werden, bei der das Rütteln vollständig aufgehoben wird und bei der eine Drehmomentübertragung vollständig in dem Fall aufgehoben wird, daß eine Überlast auftritt.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekenn­ zeichnete Erfindung gelöst, d. h. die vorliegende Erfindung schafft eine Überlastkupplung, bei der Drehmomentübertragungselemente innerhalb hohler, in einem Nabenabschnitt oder einer angetriebenen Platte ausgebildete Abschnitte gehalten und mittels einer Druckplatte gegen in dem anderen Teil, d. h. dem Nabenab­ schnitt oder der angetriebenen Platte ausgebildete Aussparungen gedrückt werden, so daß ein Drehmoment übertragen werden kann und die Drehmomentübertragungs­ elemente aus den V-förmigen Aussparungen gegen eine Druckkraft austreten können.
Die Druckplatte ist mit geneigten Abschnitten versehen, um die Drehmomentübertragungselemente in eine Richtung zu drücken, die im wesentlichen die Rotationsachse der Überlastkupplung schneidet. Die hohlen Abschnitte zur Aufnahme der Drehmomentübertragungselemente sind in axialer Richtung gesehen im wesentlichen V-förmig ausgebildet, und die Aussparungen zur Aufnahme der Drehmomentübertragungselemente sind als V-förmige Nuten ausgebildet.
Die Drehmomentübertragungselemente werden mittels der geneigten Abschnitte in Richtung der V-förmigen hohlen Abschnitte und der V-förmigen Aussparungen gerückt, wobei sie während der Drehmomentübertragung mit beiden eine Zweipunkteberührung bilden. Wenn eine Überlast auftritt können die Drehmomentübertragungselemente aus den V- förmigen Aussparungen durch Überwinden der von dem geneigten Abschnitt aufgebrachten Druckkraft austreten und auf flachen Abschnitten der angetriebenen Platte laufen, so daß das antreibende Teil sich leer drehen kann.
Da die Drehmomentübertragungselemente eine Zweipunktbe­ rührung mit den V-förmigen hohlen Abschnitten bilden und mittels dem geneigten Abschnitt gedrückt werden, wird kein Rütteln verursacht.
Das bedeutet weiter, daß ebenfalls keine relative Versetzung zwischen der Nabe und der angetriebenen Platte auftritt. In ähnlicher Weise können die Drehmomentüber­ tragungselemente, nachdem der Überlastzustand aufgehoben ist, wieder zurück in die V-förmigen Aussparungen fallen, wodurch der erneute Eingriff des antreibenden Teils und des angetriebenen Teils sichergestellt werden kann.
Da die Form der V-förmigen hohlen Abschnitte relativ rauh ausgebildet sein kann, ist die Bearbeitung desselben relativ einfach und die Herstellungskosten sind gering.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Überlastkupplung der oben genannten Art, bei der die angetriebene Platte mit den hohlen Abschnitten zwischen der Nabe mit den Aussparungen und der Druckplatte mit entsprechend dazwischen ausgebildeten Spalten gehalten wird.
Entsprechend diesem Merkmal kann sich die angetriebene Platte mit den hohlen Abschnitten zur Aufnahme der Drehmomentübertragungselemente sowohl axial als auch geneigt bewegen (d. h. kippen), wodurch es möglich ist, mögliche Abstände und winklige Montagefehler zwischen den zwei zu verbindenden Wellen bei der Überlastkupplung selbst zu absorbieren. Zusätzliche Einrichtungen zur Absorption dieser Fehler sind nicht erforderlich. Die Gesamtfestigkeit hängt von nicht von derartigen zusätz­ lichen Einrichtungen um diese Fehler zu absorbieren ab.
Die vorliegende Erfindung umfaßt weiter eine Überlast­ kupplung der oben beschriebenen Art, bei der flache Abschnitte zwischen den Aussparungen der Nabe mit geneigten Stufenabschnitten versehen sind, die in der Nähe des Bodens der hohlen Abschnitte von dem Teilungs­ kreis der Drehmomentübertragungselemente angeordnet sind, wenn sie die hohlen Abschnitte an zwei Punkten so berühren, daß der Neigungswinkel der Stufenabschnitte größer als der Neigungswinkel der geneigten Abschnitte der Druckplatte ist.
Wenn eine Überlast auftritt laufen die Drehmomentüber­ tragungselemente aus den Aussparungen auf die flachen Abschnitte. Die Drehmomentübertragungselemente werden mittels der geneigten Stufenabschnitte an den flachen Abschnitten so gedrückt, daß sie aus der Zweipunktebe­ rührung mit den hohlen Abschnitten getrennt werden. Entsprechend werden die Drehmomentübertragungselemente durch drei Teile gehalten, nämlich die flachen Abschnit­ te, die geneigten Stufenabschnitte und dem geneigten Abschnitt und werden aus der Zweipunkteberührung mit den hohlen Abschnitten gelöst. Somit können die Drehmoment­ übertragungselemente frei rollen.
Da der Rollkontakt, wie oben erwähnt sichergestellt ist, wird der Wiedereingriff der Überlastkupplung nach der Aufhebung der Überlast vereinfacht; und da kein Schlupf bei den Drehmomentübertragungselementen auftritt, wird ein Fressen und ein Verschleiß verhindert.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine axiale Schnittansicht einer ersten Ausfüh­ rungsform der Überlastkupplung;
Fig. 2 eine Ansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1 der Überlastkupplung;
Fig. 3 eine Ansicht der angetriebenen Platte längs der Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 eine Teilansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 eine Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch unter Überlastbedingung;
Fig. 6 eine axiale Schnittansicht einer zweiten Ausfüh­ rungsform der Überlastkupplung;
Fig. 7 eine vergrößerte Aufsicht des hohlen Abschnitts in Fig. 6;
Fig. 8 eine axiale Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Überlastkupplung;
Fig. 9 eine Ansicht der rechten Seite in Fig. 8;
Fig. 10 eine Vorderansicht der angetriebenen Platte;
Fig. 11 eine Teilaufsicht des Kragens;
Fig. 12 eine Vorderansicht der Nabe;
Fig. 13 eine vergrößerte Teilansicht in axialer Richtung unter Überlastbedingung;
Fig. 14 eine ähnliche Schnittansicht, bei einer axialen Bewegung der angetriebenen Platte;
Fig. 15 eine ähnliche Schnittansicht bei einer Neigung der angetriebenen Platte;
Fig. 16 eine axiale Schnittansicht einer vierten Ausführungsform der Überlastkupplung;
Fig. 17 eine Ansicht der angetriebenen Platte längs der Linie 17-17 in Fig. 16;
Fig. 18 eine Ansicht längs der Linie 18-18 in Fig. 17;
Fig. 19 eine teilweise vergrößerte perspektivische Ansicht der angetriebenen Platte;
Fig. 20 eine Schnittansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmomentübertragungs­ element und der Aussparung bei der Übertragung des Drehmoments;
Fig. 21 eine Schnittansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmomentübertragungs­ element, einem flachen Abschnitt und einem geneigten Stufenabschnitt unter einer Überlast­ bedingung;
Fig. 22 eine Aufsicht des Drehmomentübertragungselements und des hohlen Abschnitts bei Überlastbedingung;
Fig. 23 eine axiale Schnittansicht einer fünften Ausführungsform der Überlastkupplung;
Fig. 24 eine axiale Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform der Überlastkupplung;
Fig. 25 eine Ansicht der angetriebenen Platte von vorne;
Fig. 26 eine Aufsicht auf Fig. 25;
Fig. 27 eine Schnittansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmomentübertragungs­ element und der Aussparung bei der Übertragung des Drehmoments;
Fig. 28 eine Frontansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmomentübertragungselement und einem hohlen Abschnitt bei der Übertragung eines Drehmoments;
Fig. 29 eine Schnittansicht zur Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmomentübertragungs­ element, einem flachen Abschnitt und einem geneigten Stufenabschnitt unter einer Überlast­ bedingung; und
Fig. 30 eine Frontansicht des Drehmomentübertragungs­ elements und eines hohlen Abschnitts unter Überlastbedingung.
Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte erste Ausführungs­ form der Überlastkupplung weist eine Nabe 10 mit einem Kragen 13 in der Mitte eines zylindrischen Hülsenteils 11 auf. Eine Stellschraube 12 ist in die Nabe 10 so eingeschraubt, daß sie gegen die Welle A 1 anstößt und somit bewirkt, daß sich die Nabe 10 mit der Welle A 1 dreht.
Wie man in Fig. 2 sieht, sind mehrere V-förmige Nuten (hohle Abschnitte zur Aufnahme der Drehmomentübertra­ gungselemente) 14 in den Kragen 13 in seiner radialen Richtung an unregelmäßigen winkligen Abständen ausgebil­ det, von denen sich jede in Richtung der Umfangswand des Kragens 13 erweitert. Der Grund für die unregelmäßige winklige Anordnung liegt in der Begrenzung des Dreh­ momentübertragungspunktes während einer Umdrehung auf lediglich einem Punkt. Es ist somit alternativ ebenfalls möglich die Nuten an gleichen winkligen Abständen anzuordnen, wodurch sich die Drehmomentübertragungspunkte während einer Umdrehung erhöhen.
Die Drehmomentübertragungselemente oder Kugeln (Stahlku­ geln) 15 können gegen den Boden 14 a der Nuten 14 mittels einer im folgenden beschriebenen Anordnung gedrückt werden.
Benachbart zur linken Fläche des Kragens 13 ist eine scheibenförmige angetriebene Platte 17 vorgesehen, so daß sie mit einem Radiallager 16 zwischen dem zylindrischen Teil 11 und der angetriebenen Platte 17 drehbar ist.
Wie man in den Fig. 3 und 4 sieht, sind V-förmige Aussparungen 18 an der rechten Fläche 17 a der angetrie­ benen Platte 17 dem Kragen 13 gegenüberliegend ausgebil­ det, in denen die Kugeln 15 gehalten werden, so daß sie den Nuten an den gleichen entsprechenden winkligen Stellungen gegenüberliegen. Die Abschnitte zwischen den Aussparungen 18 sind flache Oberflächenabschnitte 19. Zwischen der rechten Fläche 17 a der angetriebenen Platte 17 und dem Kragen 13 ist ein Drucklager 20 vorgesehen.
An dem linken Teil des zylindrischen Teils 11 ist ein Gewinde 21 vorgesehen. Eine Feststellmutter 22 ist auf das Gewinde 21 aufgeschraubt. Eine Stellschraube 23 ist in die Feststellmutter 22 eingeschraubt und drückt eine Sperrhülse 24 so, daß sie mit dem Gewinde 21 in Eingriff tritt. Die Feststellmutter 22 ist somit gegen Lösen gesichert. Zwischen der Befestigungsmutter 22 und der angetriebenen Platte 17 ist ein Drucklager 25 vorgesehen. Die Befestigungsmutter 22 dient zum Aufbringen einer Vorspannung auf die Drucklager 20, 25 und hält die angetriebene Platte 17 drehbar auf der Nabe 11.
Eine ringförmige Druckplatte 30 ist drehbar auf der rechten Seite des Kragens 13 auf das zylindrische Teil 11 der Nabe 10 aufgepaßt. Ein geneigter Abschnitt 31 ist in der Nähe des äußeren Randes der inneren axialen Endfläche 30 a der Druckplatte ausgebildet, wobei die Fläche 30 a dem Kragen 13 gegenüberliegt. Der geneigte Abschnitt 31 ist als kegelstumpfförmige konische Fläche ausgebildet. Der geneigte Abschnitt 31 drückt die Kugeln 15 in Richtung des Bodens 14 a der Nuten 14 als auch in Richtung der Kugelaufnahmeaussparungen 18 mittels der Federn 34, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Die Nabe 10 ist an ihrem rechten Ende ebenfalls mit einem Gewinde 32 versehen. Eine Einstellmutter 33 ist auf das Gewinde 32 aufgeschraubt.
Zwischen der Einstellmutter 33 und der Druckplatte 30 sind über ein Drucklager 35 Schraubenfedern 34 vorge­ sehen. Die Einstellmutter 33 dient zum Einstellen der Kraft, mit der die Druckplatte 30 auf die Kugeln 15 drückt. Eine Sperrhülse 37 ist an der Innenseite einer Einstellschraube 36 angeordnet und drückt gegen das Gewinde 32, so daß die Einstellmutter 33 gegen Lösen gesichert ist.
Unter der Annahme, daß die Welle A 1 eine Antriebswelle ist, und daß die angetriebene Platte 17 von ihr ange­ trieben wird, soll im folgenden die Arbeitsweise erläutert werden.
Wenn keine Überlast auftritt, werden die Kugeln 15 aufgrund der von dem geneigten Abschnitt 31 infolge der Federn 34 aufgebrachten Druckkraft nach links gedrückt. Die Druckkraft wird gleichzeitig in Richtung der Kugelaufnahmeaussparungen 18 infolge der seitlichen (axialen) Kraftkomponente P 1 (Fig. 1) relativ zur Welle A 1 und in Richtung der Böden 14 a der Nuten 14 infolge der senkrechten (radialen) Kraftkomponente F 1 relativ zur Welle A 1. Entsprechend berührt jede Kugel 15 die Nabe 10 an zwei Punkten bzw. die angetriebene Platte 17 an zwei Punkten. Da die Kugeln 15 stabil in die V-förmigen Aussparungen 18 gedrückt werden, kann die Kugelkupplung sich als ein einstückiger Körper drehen. Das Drehmoment der Welle A 1 wird somit auf ein geeignetes System (nicht dargestellt), wenn es mit der angetriebenen Platte 17 verbunden ist, übertragen.
Wenn an der angetriebenen Platte 17 eine Überlast auftritt, dreht sich die Welle A 1 weiter, obwohl die angetriebene Platte 17 sich nicht dreht. Die Kugeln 15 bewegen sich dann in Fig. 1 nach rechts und werden mittels der Böden 14 a gegen die Kraftkomponente P 1 geführt, lösen sich aus den Kugelaufnahmeaussparungen 18, laufen auf die flachen Flächenabschnitte 19 (Fig. 5) und werden zwischen die flachen Flächenabschnitte 19 und die Böden 14 a gedrückt und dort gehalten. In der Zwischenzeit wird die Druckplatte 30 von der angetriebenen Platte 17 mittels der Kugeln 15 entfernt gehalten.
Entsprechend wird die Nabe 10 zur Drehung frei, so daß sich die Welle A 1 im Leerlauf drehen kann.
Wie oben beschrieben tritt bei der Überlastkupplung dieser Ausführungsform zwischen der Nabe 10 und der angetriebenen Platte 17 kein Rütteln auf, da die Kugeln 15 durch den geneigten Abschnitt 31 in die Böden 14 a der Nuten 14 und in die V-förmigen Aussparungen 18 gedrückt werden und mittels der Nabe 10 und der angetriebenen Platte 17 mit einer Zweipunktberührung gelagert werden, auch wenn die Drehrichtung der Nabe 10 umgekehrt wird.
Wenn weiter eine Überlastbedingung auftritt, können sich die Kugeln 15 in Fig. 1 unter der Führung der Böden 14 a mit einer Zweipunktberührung mit der Nabe 10 nach rechts bewegen. Nach Aufheben der Überlastbedingung fallen die Kugeln 15 in die Kugelaufnahmeaussparungen 18 wieder zurück und stellen einen erneuten Eingriff sicher, da sich die Kugeln 15 in Fig. 1 nach links bewegen können.
Da die Kugeln 15 die Nabe 10 unveränderbar sowohl bei einer Drehmomentübertragungsbedingung und einer Über­ lastbedingung berühren, stellen sich die Kugeln 15 an vorbestimmten Lagen ein, unabhängig von der Bearbeitungs­ genauigkeit der Nuten 14. Entsprechend können die Nuten 14 mit niedrigeren Kosten hergestellt werden, da eine Aufhebung der Spannung nach der Wärmebehandlung nicht erforderlich ist.
Die Nuten 14 können in irgendeiner Form ausgebildet werden, vorausgesetzt sie sind hohl und erweitern sich in Richtung radial zur äußeren Kante.
Fig. 6 und 7 zeigen eine zweite Ausführungsform der Überlastkupplung. Wie in diesen Figuren dargestellt, kann die Beziehung zwischen dem Kragen der Nabe und der angetriebenen Platte gegenüber Fig. 1 umgekehrt werden. In diesem Fall sind die Kugelhalteraussparungen 52 im Kragen 51 einer Nabe 50 und die V-förmigen hohlen Abschnitte 54 mit Böden 54 a in einer angetriebenen Platte 53 ausgebildet. Ein Sprengring 55 dient zur Festlegung der Stellung der angetriebenen Platte 53. Bei dieser Ausführungsform sind die hohlen Abschnitte 54 keine sich radial nach außen erweiternden Nuten wie in Fig. 1 sondern Öffnungen. Es ist daher nicht erforderlich eine Hülse an dem linken Ende der Druckplatte 30 vorzusehen, um ein Lösen der Kugeln aus den hohlen Abschnitten 54 zu verhindern. Alternativ können die Nuten, die hohlen Abschnitte 54 und die Kugelaufnahmeaussparungen 18, 52 in gleichen Abständen wie oben erwähnt angeordnet sein.
Fig. 8 bis 15 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Überlastkupplung 100 umfaßt eine Nabe 110 und eine angetriebene Platte 117, wie dies in Fig. 8 und 9 dargestellt ist.
Wie man in Fig. 10 sieht, sind mehrere V-förmige Nuten (hohle Abschnitte zur Aufnahme der Drehmomentübertra­ gungselemente) 114 radial in unregelmäßigen winkligen Abständen an der angetriebenen Platte 117 angeordnet, die sich in Richtung der radial inneren Wand der angetrie­ benen Platte 117 erweitert. Ein Drehmomentübertragungs­ element oder eine Kugel 115 ist am Boden 114 a jeder Nut 114 angeordnet.
Die angetriebene Platte 117 umfaßt eine Innenschraube 117 b zur Befestigung eines Kupplungsflansches 140. Der Kupplungsflansch 140 ist an einer Welle B 3 mittels eines zylindrischen Teils von ihm befestigt. Eine bekannte Einrichtung 144 wird zum Befestigen des Kupplungsflan­ sches 114 und der Welle B 3 verwendet. Der Kupplungs­ flansch 114 und die Welle B 3 werden mittels der Keilwir­ kung von Keilringen mittels eines Druckflansches 145 und Schrauben 146 befestigt.
In der Nabe 110 ist der Kragen 113 an einem Ende eines zylindrischen Teils 111, und ein Gewinde 132 ist auf der Außenfläche am anderen Ende des Teils 111 ausgebildet, wobei ein Stufenabschnitt 110 a in der Innenfläche und ein Innengewinde 110 b in der Endfläche am anderen Ende des zylindrischen Teils 111 ausgebildet sind. Eine am Stufenabschnitt 110 a befestigte Befestigung 147 ent­ spricht der Befestigung 144 und legt die Nabe 110 und die Welle A 3 mittels eines Druckflansches 148 und Schrauben 149 fest.
Aus Fig. 11 und 12 sieht man, daß an der rechten Fläche des Kragens 113 radial V-förmige Aussparungen (Aussparung zur Aufnahme der Drehmomentübertragungselemente) an unregelmäßig winkligen Abständen längs des Umfangs ausgebildet sind.
Eine Druckplatte 130 ist drehbar mit einem Spiel an ihrer Innenfläche mittels des zylindrischen Teils 111 der Nabe 110 gelagert. Die Endfläche der Druckplatte 130 gegenüber dem Kragen 113 weist einen geneigten Abschnitt 131 auf, so daß eine konische Fläche mit einer Neigung ausgebildet wird, die den Böden 114 a der Nuten 114 der angetriebenen Platte 117 gegenüberliegt. Der geneigte Abschnitt 131 dient dazu, die Kugeln 115 in Richtung der Böden 114 a und 118 a der V-förmigen Aussparungen 118 mittels der Schraubenfedern 134 zu drücken, wie dies weiter unten beschrieben wird.
Eine Einstellmutter 133 ist auf das Gewinde 132 der Nabe 110 geschraubt. Zwischen der Einstellmutter 133 und der Druckplatte 130 sind mehrere Schraubenfedern 134, eine scheibenförmige Fühlerplatte 138 und ein Drucklager 135 angeordnet. Die Einstellmutter 133 dient zum Einstellen der Druckkraft, mit der die Druckplatte 130 auf die Kugeln 115 drückt. In die Einstellmutter 133 ist eine Stellschraube 136 eingeschraubt, die mit einer Sperrhülse 143 am Ende der Stellschraube unmittelbar nach Einstellen der Druckkraft in Eingriff tritt, so daß ein Lösen der Einstellmutter 133 vom Gewinde 132 verhindert wird. Die entsprechenden Schraubenfedern 134 dienen zum Andrücken der Druckplatte 130.
Die Dicke des Kugelhalteabschnitts der angetriebenen Platte 117 ist bei dieser Ausführungsform geringer als der Durchmesser der Kugeln 115. Die angetriebene Platte 117 wird somit mit einem Spalt C 2 relativ zur Druckplatte 113 und mit einem Spalt C 3 relativ zum Kragen 113 angeordnet. Die von der Druckplatte 117 auf die Kugeln 115 ausgeübte Druckkraft bewirkt, daß die Kugeln die Böden 114 a der Nuten 114 der angetriebenen Platte 117 in Richtung F 3 und die Böden 118 a der V-förmigen Aussparun­ gen 118 in Richtung P 3 (siehe Fig. 13 und 14) an zwei Punkten berühren.
Die radiale Lage der angetriebenen Platte 117 relativ zur Druckplatte 130 kann positiv durch die Druckkraft F 3 bestimmt werden, wohingegen die angetriebene Platte 117 relativ zur Nabe 110 schwimmt. Die angetriebene Platte 117 kann sich frei in axialer Richtung innerhalb des Bereiches des Spalts bewegen. Ebenfalls nimmt die Druckplatte 130 eine schwimmende Beziehung relativ zu der Nabe 110 ein. Trotz der schwimmenden Lage entsteht kein Rütteln, da die Kugeln 115 die Nuten 114 der angetriebe­ nen Platte 117 bzw. die V-förmigen Aussparungen 118 des Kragens 117 an zwei Punkten berühren.
Wie oben ausgeführt, ist bei dieser Ausführungsform die angetriebene Platte 117 relativ zur Nabe 110 und zur Druckplatte 130 mit Spalten dazwischen versehen. Somit kann die angetriebene Platte 117 sich relativ zur Nabe 110 in axialer Richtung bewegen, wie dies in Fig. 14 dargestellt ist, auch wenn irgendeine abstandsmäßige Fehlausrichtung M 3 auftritt, wenn die Nabe 110 an der Welle A 3 befestigt wird, und wenn die angetriebene Platte 117 und der Kupplungsflansch 140 an der Welle B 3 befestigt werden. Die angetriebene Platte 117 kann sich weiter neigen oder kippen, um den Fehler, wie in Fig. 15 dargestellt ist, aufzunehmen, auch wenn irgendeine winklige Fehlausrichtung M 3′ zwischen den Wellen A 3 und B 3 besteht.
Da die Kugeln 115 eine stabile Lage durch die Berührung der Nuten 114 der angetriebenen Platte 117 an zwei Punkten durch Berühren der V-förmigen Aussparungen 118 des Kragens 113 der Nabe 110 an zwei Punkten aufgrund der von der Druckplatte 130 aufgebrachten Druckkraft einnehmen, wenn keine Überlastbedingung während einer Drehmomentübertragungsbedingung auftritt, drehen sich die Wellen A 3 und B 3 integral als eine Einheit. Wie oben erwähnt, ist die Überlastkupplung 100 in der Lage, diese Fehlausrichtungen zu absorbieren, auch wenn eine winklige Fehlausrichtung und/oder eine axiale Fehlausrichtung während der Drehung auftritt. Es erübrigt sich festzu­ stellen, daß kein Rütteln auftritt.
Wenn an der angetriebenen Platte 117 eine Überlast auftritt, dreht sich die Welle A 3 weiter, obwohl sich die angetriebene Platte 117 nicht drehen kann. Die Kugeln 115 bewegen sich dann in Fig. 8 nach rechts, wobei sie durch die Böden 114 a entgegen der Kraftkomponente P 3 geführt werden, wobei sich die Kugeln aus den Kugelaufnahme­ aussparungen 118 lösen und auf den flachen Abschnitten 119 rollen (Fig. 12 und 13) und zwischen den flachen Abschnitten 119 und den Böden 114 a gedrückt und gehalten. Dabei wird die Druckplatte 130 von der angetriebenen Platte 117 durch die Kugeln 115 ferngehalten.
Die Fühlerplatte 138 ist in axialer Richtung längs der Druckplatte 130 bewegbar. Ein Grenzschalter, ein Näherungsschalter oder eine ähnliche Einrichtung erfaßt die Bewegung, wodurch die Überlastbedingung erfaßt wird.
Wie oben beschrieben, tritt zwischen der Nabe 110 und der angetriebenen Platte 117 kein Rütteln auf, da die Kugeln 115 durch den geneigten Flächenabschnitt 131 zwischen den Böden 114 a der Nuten 114 und den V-förmigen Aussparungen 118 gedrückt werden und sowohl durch die Nabe 110 und die angetriebene Platte 117 an zwei Punkten gelagert werden, auch wenn sich die Drehrichtung der Nabe 110 umkehrt.
Wenn weiter eine Überlast auftritt, werden die Kugeln 115 durch Bewegen in Fig. 8 nach rechts freigegeben, wobei sie durch die Böden 114 a geführt werden, so daß die Zweipunktberührung mit der angetriebenen Platte 117 beibehalten wird. Da sich die Kugeln 115, wenn die Überlastbedingung aufgehoben ist, wieder nach links in Fig. 8 bewegen können, gelangen die Kugeln 115 erneut in Eingriff mit den V-förmigen Aussparungen 118, wodurch ein erneuter Eingriff der Überlastkupplung sichergestellt ist.
Da weiter die Kugeln 115 die angetriebene Platte 117 unveränderbar an zwei Punkten berühren, gleichgültig ob ein Drehmoment übertragen wird oder nicht, können die Kugeln 115 wieder an ihren entsprechenden ursprünglichen Stellen angeordnet werden. Hierdurch können die Nuten 114 relativ grob bei geringen Kosten ausgebildet werden.
Die Überlastkupplung entsprechend der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform schließen ein Rütteln aufgrund der Tatsache aus, daß die Kugeln unveränderbar mit den Nuten an zwei Punkten in Berührung stehen. Bei Überlast­ bedingung können sich jedoch die Kugeln nicht drehen, da die Kugeln fest zwischen den Böden und den Nuten durch die Druckplatte während der relativen Drehung zwischen der Nabe und der angetriebenen Platte eingepreßt werden, so daß ein Schlupf zwischen den Kugeln und der Nabe auftritt. Aufgrund dieses Schlupfes wird ein sog. "Schleppmoment" auf die angetriebene Platte übertragen, auch wenn die Überlastbedingung aufgehoben ist. Die angetriebene Platte neigt daher dazu, sich integral mit der Nabe zu drehen. Im schlimmsten Fall wird ein Fressen und/oder ein Verschleiß bewirkt. Mit den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen soll diesbezüglich eine Verbesserung erreicht werden.
Fig. 16 bis 22 zeigen eine vierte Ausführungsform der Überlastkupplung. Die Konstruktion dieser Überlastkupp­ lung ist der der ersten Ausführungsform ähnlich.
Bei der in Fig. 16 dargestellten Überlastkupplung weist eine Nabe 210 einen Kragen 213 an der Mitte eines zylindrischen Hülsenteils 211 auf. Eine Stellschraube 212 ist in die Nabe 210 so eingeschraubt, daß sie von einer Innenfläche der Nabe 210 vorsteht. Somit kann sich die Nabe 210 mit einer Welle A 4 drehen.
Wie oben in Verbindung mit der ersten Ausführungsform ausgeführt, sind mehrere V-förmige Aussparungen 214 (hohle Abschnitte zur Aufnahme von Drehmomentübertra­ gungselementen) radial an unregelmäßigen winkligen Abständen im Kragen 213 ausgebildet, die sich radial nach außen durch den Außenumfang des Kragens 213 erweitern. Ein Drehmomentübertragungselement oder eine Kugel 215 (Stahlkugel) ist im Boden 214 a jeder Nut 214 angeordnet.
Wie man in Fig. 16 sieht, ist eine scheibenförmige angetriebene Platte 217 vorgesehen, die von der linken Endfläche des Kragens 213 getrennt ist, und die über ein radiales Lager 216, das am zylindrischen Teil 211 befestigt ist, drehbar ist.
Wie in Fig. 17 bis 19 dargestellt, sind V-förmige Aussparungen 218, in denen Kugeln 215 angeordnet sind, radial an der rechten Endfläche 217 a der angetriebenen Platte 217 benachbart zum Kragen 213 so angeordnet, daß sie den Nuten 214 an entsprechenden Stellen gegenüber­ liegen. Zwischen den benachbarten Kugelaufnahmeaussparun­ gen 218 sind flache Oberflächenabschnitte 219 ausgebil­ det. Auf diesen flachen Oberflächenabschnitten 219 sind benachbart zu ihren radial inneren Ende geneigte Stufenabschnitte 219 a ausgebildet, die sich axial in Richtung des Kragens 213 erstrecken. Die geneigten Stufenabschnitte 219 a beginnen an einem Durchmesser D 2, der kleiner als der Teilkreisdurchmesser D 1 der umfangs­ mäßig angeordneten Kugeln 215 ist, und neigen sich axial und radial nach außen in Richtung der Kugelaufnahme­ aussparungen 218 und treffen auf die flachen Abschnitte 219. Der Durchmesser D 1 ist ein Durchmesser, den man durch Verbinden der mit den Nuten 214 an zwei Punkten in Verbindung stehenden Kugeln 215 erhält, wie oben beschrieben. Die geneigte Richtung der geneigten Stufenabschnitte 219 a ist die gleiche wie die einer Druckplatte 230, wie weiter unten ausgeführt. Der Neigungswinkel Φ 4 (als Maß relativ zu einer nach außen gerichteten radialen Richtung) des geneigten Stufenab­ schnitts 219 a ist größer als der Neigungswinkel R 4 der Druckplatte (Fig. 16). Weiter fluchtet der Rand 219 c der geneigten Fläche 219 b mit den Kugelaufnahmeaussparungen 218, so daß die Kugeln 215 glatt auf der geneigten Fläche 219 b beim Auftreten einer Überlast laufen. Weiter ist ein Drucklager 220 zwischen der rechten Endfläche 217 a der angetriebenen Platte 217 und dem Kragen 213 vorgesehen.
Am zylindrischen Teil 211 ist am linken Ende ein Gewinde 221 vorgesehen. Eine Befestigungsmutter 222 ist auf das Gewinde 211 aufgeschraubt. Die Befestigungsmutter 222 hält die angetriebene Platte 217 über das Drucklager 220 fest gegen den Kragen 213. In die Feststellmutter 222 ist eine Stellschraube 223 eingeschraubt, die eine Sperrhülse 224 gegen das Gewinde 221 drückt. Die Befestigungsmutter 222 ist somit gegen Lösen gesichert. Weiter ist ein Drucklager 225 zwischen der Befestigungs­ mutter 222 und der angetriebenen Platte 217 vorgesehen.
Die Druckplatte 230 ist drehbar auf der rechten Seite des Kragen 213 auf das zylindrische Teil 211 der Nabe 210 aufgepaßt. Eine geneigte Ringfläche 231 ist in der Nähe des radial äußeren Randes der Endfläche 230 a der Druckplatte 230 ausgebildet, so daß sie dem Kragen 213 gegenüberliegt. Die geneigte Ringfläche 231 hat die Form eines Kegelstumpfes und einen in Richtung der Welle A 4 abfallenden Gradienten. Die geneigte Ringfläche 231 drückt die Kugeln 215 radial in Richtung der Böden 214 a der Nuten 214 nach innen und axial in die Kugelaufnahme­ aussparungen 218 infolge des Drucks der Federn 234, wie weiter unten beschrieben.
Die Nabe 210 ist am rechten Ende mit einem Gewinde 232 versehen. Eine Einstellmutter 233 steht mit dem Gewinde 232 in Eingriff.
Zwischen der Einstellmutter 233 und der Druckplatte 230 sind über ein Drucklager 235 Schraubenfedern 234 vorgesehen. Die Einstellmutter 233 dient zum Einstellen der Kraft, mit der die Druckplatte 230 gegen die Kugeln 215 drückt. Eine Sperrhülse 237 ist an der Innenseite der Einstellschraube 236 vorgesehen und drückt gegen das Gewinde 232, so daß ein Lösen der Einstellmutter 233 verhindert wird.
Unter der Annahme, daß die Welle A 4 die Antriebsseite und die angetriebene Platte 217 die Abtriebsseite darstellt, soll im folgenden die Arbeitsweise beschrieben werden.
Wenn keine Überlast auftritt, werden die Kugeln 215 durch die von dem geneigten Abschnitt 231 aufgebrachte Kraft belastet. Die Kraft wird gleichzeitig in Richtung der Kugelhalteaussparungen 218 infolge der axialen Kraftkom­ ponente P 4 (Fig. 16) relativ zur Welle A 4 und in Richtung der Böden 214 a der Nuten 214 infolge der senkrechten (d. h. radialen) Kraftkomponente F 4 relativ zur Welle A 4. Jede Kugel 215 berührt den Boden 214 a der entsprechenden Nut 214 an zwei Punkten, berührt die entsprechende Kugelhaltenut 218 der angetriebenen Platte 217 an zwei Punkten und berührt den geneigten Abschnitt 231 der Druckplatte 230 an einem Punkt. Somit hat die Kugel 215 insgesamt fünf Berührungspunkte. Entsprechend werden die Kugeln 215 in die V-förmige Kugelhalteaussparung 218 gedrückt und festgehalten und die Kugelkupplung dreht sich als integraler Körper. Das Drehmoment der Welle A 4 kann somit auf einen mit der angetriebenen Platte 217 verbundenen geeigneten Mechanismus (nicht dargestellt) übertragen werden.
Wenn an der angetriebenen Platte 217 eine Überlast auftritt, dreht sich die Welle A 4 weiter, obwohl die angetriebene Platte 217 an einer Drehung gehindert wird. Die Kugeln 215 bewegen sich dann unter der Führung der Böden 214 a in Fig. 16 nach rechts in entgegengesetzter Richtung zur Kraftkomponente P 4 und treten aus den Kugelhalteaussparungen 218 aus, so daß sie auf den flachen Abschnitten 219 rollen. Dieses Rollen wird bewirkt, wenn die Kugeln 215 sich über die Grenzkante 218 b bewegen wo die Aussparung 218 auf den flachen Abschnitt 219 trifft (siehe Fig. 19) und bewegen sich axial um die Länge L 4, wie in Fig. 21 gezeigt. Die Kugeln 215 laufen dann glatt auf den geneigten Flächen 219 b, wobei sie durch die Kante 219 c geführt werden. Das Bezugszeichen D 3 bezeichnet den Teilkreisdurchmesser der Kugeln 215 nachdem sie sich wie erwähnt bewegt haben.
Die Kugeln 215 können so auf der geneigten Fläche 219 d des Stufenabschnitts 219 a laufen. Dann werden die Kugeln 215 um eine Strecke H 4 unter dem Einfluß der radialen Kraftkomponente, wie in Fig. 21 dargestellt, nach außen bewegt, da der Neigungswinkel Φ 4 der geneigten Fläche 219 b größer als der Neigungswinkel R 4 der Druckplatte 230 ist. Entsprechend werden die Kugeln 215 durch drei Teile gelagert, nämlich die Druckplatte 230, die flachen Abschnitte 219 und die geneigten Stufenabschnitte 219 a.
Die Fig. 21 und 22 zeigen die Bewegung der Kugeln 215 und die Beziehung zwischen den Kugeln 215 und den Nuten 214, wenn die Kugeln 215 auf die geneigten Stufenab­ schnitte 219 a laufen. Die Kugeln 215, die sich radial um eine Strecke H 4 bewegt haben, sind von der Keilwirkung frei, mit der die Druckplatte 230 die Kugeln 215 fest in die Nuten 214 drückt. Entsprechend werden die Kugeln 215 mit drei Teilen gelagert, nämlich der Druckplatte 230, den flachen Abschnitten 219 und den geneigten Stufenab­ schnitten 219 a und können frei abrollen. Da zwischen den Kugeln 215 und den Nuten 214 der Spalt C 4 besteht, wenn die Kugeln 215 rollen, wird die Drehung der Kugeln 215 nicht behindert.
Hierdurch kann sich die Nabe 210 leer drehen, so daß die Antriebswelle A 4 sich leer drehen kann.
Wie oben beschrieben, tritt, wenn sich die Kugelkupplung in dem Drehmomentübertragungszustand befindet zwischen der Nabe 210 und der angetriebenen Platte 217 kein Rütteln auf, da die Kugel 215 durch den geneigten Abschnitt 231 zwischen den Böden 214 a der Nuten 214 und den V-förmigen Aussparungen 218 gedrückt werden und durch die Nabe 210 und die angetriebene Platte 217 mit entsprechenden Zweipunktberührungen gelagert werden, und zwar auch, wenn sich die Drehrichtung der Nabe 210 umkehrt.
In einem Überlastzustand bewegen sich die Kugeln 215 unter der Führung der Böden 214 a axial nach rechts. Wie oben erwähnt, werden die Kugeln 215 durch die Druckplatte 230, die flachen Abschnitte 219 und die geneigten Stufenabschnitte 219 a gelagert, wenn die Kugeln 215 auf den flachen Abschnitten 219 laufen und sind aus der Zweipunktberührung mit den Nuten 214 gelöst und können somit frei abrollen.
Wenn der Überlastzustand aufgehoben ist und die Kugeln 215 in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren, fallen die Kugeln 215 in die Kugelhalteaussparungen 218 der angetriebenen Platte 217 und berühren erneut die Böden 214 a an zwei Punkten. Die Kugeln 215 kommen erneut mit den Böden 214 a ohne Rütteln in Eingriff.
Da die Kugeln 215 die Nabe 210 infolge der Keilwirkung während der Drehmomentübertragung an zwei Punkten berühren, können die Kugeln 215 die vorbestimmten Lagen unabhängig von der Bearbeitungsgenauigkeit der Nuten 214 einnehmen. Entsprechend können die Nuten 214 mit geringeren Herstellungskosten ausgebildet werden.
Fig. 23 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Überlast­ kupplung. Man sieht, daß die Beziehung zwischen dem Kragen der Nabe und der angetriebenen Platte gegenüber Fig. 16 umgekehrt ist. In diesem Fall sind die Kugelhal­ teaussparungen 252 in einem Kragenabschnitt 251 der Nabe 250 ausgebildet, und die V-förmigen hohlen Abschnitte 254 mit den Böden 254 a sind in einer angetriebenen Platte 253 ausgebildet. Ein Sprengring 255 dient zur Festlegung der Lage der angetriebenen Platte 253. Ein Sprengring 255 dient zur Sicherung der Lage der angetriebenen Platte 253. Bei dieser Ausführungsform sind die hohlen Abschnit­ te 254 "Öffnungen" und keine radial offenen Nuten. Es ist daher nicht erforderlich auf dem linken Ende der Druckplatte 230 einen Hülsenabschnitt vorzusehen, um ein Herausfallen der Kugeln aus den hohlen Abschnitten 254 zu verhindern.
Alternativ können die Nuten 214, die hohlen Abschnitte 254 und die Kugelhalteaussparungen 218, 252 in gleichen winkligen Abständen angeordnet werden.
Schließlich zeigen die Fig. 24 bis 30 eine sechste Ausführungsform der Überlastkupplung.
Die Konstruktion der Überlastkupplung gemäß dieser Ausführungsform ist der der dritten Ausführungsform Fig. 8 bis 15) ähnlich. Es werden somit die gleichen Bezugs­ zeichen wie in Fig. 8 bis 15 für gleiche Elemente in den Fig. 24 bis 30 verwendet. Der Hauptunterschied liegt in der unterschiedlichen Form des Kragens der Nabe.
Wie in Fig. 25 dargestellt, sind in dem Kragen 313 etwas längliche V-förmige Aussparungen 318 in entsprechender Beziehung zu den Nuten 114 ausgebildet. Die Abschnitte zwischen den V-förmigen Aussparungen 318 sind flache Abschnitte 319.
An diesen flachen Abschnitten 319 sind geneigte Stufenab­ schnitte 319 a ausgebildet, die an der radial äußeren Kante der flachen Abschnitte 319 liegen und sich axial in Richtung der Druckplatte 130 erstrecken. Die geneigten Stufenabschnitte 319 a beginnen mit einem Durchmesser D 5, der größer als der Teilkreisdurchmesser D 4 der umfangs­ mäßig angeordneten Kugeln 115 ist, neigen sich axial und radial nach innen in Richtung der V-förmigen Aussparungen 318 und treffen auf die flachen Abschnitte 319. Der Durchmesser D 4 ist ein Durchmesser den man durch verbinden der Mittelpunkte der Kugeln 115 erhält, die die V-förmigen Nuten 114 an zwei Punkten berühren. Die Neigungsrichtung der geneigten Stufenabschnitte 319 a ist die gleiche wie die der Druckplatte 330 (siehe Fig. 27), wie weiter unten erläutert. Der Neigungswinkel der geneigten Stufenabschnitte 319 a Φ 6 ist größer als der Neigungswinkel der Druckplatte 130 R 6. Die Kante der geneigten Fläche 319 b fluchtet mit den V-förmigen Aussparungen 318, so daß die Kugeln 115 glatt auf der geneigten Fläche 319 b laufen können, wenn ein Überlast­ zustand auftritt. Ansonsten entspricht diese Ausführungs­ form der dritten Ausführungsform.
Diese Laufwirkung wird bewirkt, wenn die Kugeln 115 über den Grenzabschnitt der flachen Abschnitte 319 aus den V- förmigen Aussparungen 318 laufen und sich axial um die Strecke L 6 bewegen, wie dies in Fig. 29 dargestellt ist. Die Kugeln können auf der geneigten Fläche 319 b unter der Führung der Kante der geneigten Fläche 319 b laufen.
Die Kugeln 115 können so auf der geneigten Fläche 319 b des geneigten Stufenabschnitts 319 a laufen. Da der Neigungswinkel Φ 6 der geneigten Fläche 319 b größer als der Neigungswinkel R 6 der Druckplatte 130 ist, bewegen sich dann die Kugeln 115 um eine Strecke H 6 radial nach innen, wie dies in den Fig. 29 und 30 dargestellt ist. Entsprechend werden die Kugeln 115 durch drei Teile gelagert, nämlich die Druckplatte 130, die flachen Abschnitte 319 und die geneigten Stufenabschnitte 319 a.
Die Kugeln 115, die sich radial um die Strecke H 6 bewegt haben, sind von der Keilwirkung der Druckplatte 130 frei, die die Kugeln 115 fest in die Nuten 319 drückt. Unter dieser Bedingung werden die Kugeln 115 durch drei Teile gelagert, nämlich die Druckplatte 115, die flachen Abschnitte 319 und die geneigten Stufenabschnitte 319 a und können frei rollen. Da zwischen den Kugeln 115 und den Nuten 319 ein Spalt C 6 besteht, wenn sich die Kugeln 115 drehen, können sich die Kugeln 115 frei drehen.
Wenn eine Überlast auftritt, bewegen sich die Kugeln 115 unter der Führung der Böden 314 a. Wie oben erwähnt, werden die Kugeln 115 durch die Druckplatte 130, die flachen Abschnitte 319 und die geneigten Stufenabschnitte 319 a gelagert, wenn die Kugeln 115 auf den flachen Abschnitten 319 der Nabe 310 laufen und sind von der Zweipunktberührung mit den Nuten 114 gelöst und können somit frei rollen.
Wenn der Überlastzustand aufgehoben ist und die Kugeln 115 wieder ihre ursprüngliche Lage eingenommen haben, fallen die Kugeln 115 exakt in die V-förmigen Aussparun­ gen 318 der angetriebenen Platte 117 und berühren die Böden 114 a an zwei Punkten. Die Kugeln 115 treten mit den Böden 114 a ohne Rütteln in Eingriff.
Es ist zu bemerken, daß die Richtung der Erweiterung der Nuten 114 wie bei den vorherigen Ausführungsformen radial umgekehrt werden kann. Ebenfalls können die Nuten 114 und Aussparungen 118, 318 in gleichen winkligen Abständen angeordnet sein.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im einzelnen zur Darstellung beschrieben wurde, ist es verständlich, daß Abänderungen und Änderungen der beschriebenen Vorrichtung einschließlich der Wiederan­ ordnung der Teile im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims (11)

1. Überlastkupplung, bei der Drehmomentübertragungs­ elemente innerhalb hohler, in einem Nabenabschnitt oder einer angetriebenen Platte ausgebildeten Abschnitten gehalten und mittels einer Druckplatte gegen in den anderen Teil, d. h. dem Nabenabschnitt oder der ange­ triebenen Platte ausgebildeten Aussparungen gedrückt werden, so daß ein Drehmoment übertragen werden kann und die Drehmomentübertragungselemente aus den V-förmigen Aussparungen gegen eine Druckkraft austreten können, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte mit geneigten Abschnitten versehen ist, um die Drehmomentübertragungselemente in eine Richtung zu drücken, die im wesentlichen eine Rotations­ achse der Überlastkupplung schneidet, daß die hohlen Abschnitte zur Aufnahme der Drehmomentübertragungs­ elemente in axialer Richtung gesehen im wesentlichen V- förmig ausgebildet sind und die Aussparungen zur Aufnahme der Drehmomentübertragungselemente als Nuten mit einem V- förmigen Querschnitt ausgebildet sind.
2. Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Platte zwischen der Nabe und der Druckplatte mit entsprechenden Spielspalten dazwischen gelagert ist.
3. Überlastkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Teil zwischen den Aussparungen flache Abschnitte und geneigte Stufenabschnitte aufweist, die in der Nähe der Böden der hohlen Abschnitte von dem Teilkreis der Drehmomentübertragungselemente angeordnet sind, wenn sie die hohlen Abschnitte an zwei Punkten so berühren, daß der Neigungswinkel der Stufenabschnitte größer als der Neigungswinkel der geneigten Abschnitte der Druckplatte ist.
4. Überlastkupplung, gekennzeichnet durch,
ein drehbar um eine Kupplungsachse gelagertes Antriebs­ teil;
ein axial benachbart zum Antriebsteil und drehbar im wesentlichen um die Kupplungsachse gelagertes angetrie­ benes Teil, wobei
eins der Teile mehrere axial durchgehende umfangsmäßig beabstandete Öffnungen aufweist, von denen jede, gesehen in axialer Richtung zwischen einem Paar Seitenwänden begrenzt wird, die im Bezug zueinander in radialer Richtung relativ zur Kupplungsachse konvergieren, und wobei das andere Teile axial benachbart zu einer Seite des einen Teils angeordnet ist und eine axiale Endfläche aufweist, die dem einen Teil direkt gegenüberliegt, und das andere Teil mehrere kanalähnliche Nuten in der einen Endfläche hat, die sich allgemein radial relativ zur Kupplungsachse erstrecken und umfangsmäßig beabstandet an Stellen entsprechend dem lagemäßigen Abstand der Öffnungen angeordnet sind, weiter
eine Drehmomentübertragungskugel innerhalb jeder der Öffnungen angeordnet ist und mit einer der kanalähnlichen Nuten in Eingriff bringbar ist, um einen Drehmomentüber­ tragungsantriebseingriff zwischen dem antreibenden und dem angetriebenen Teil zu bewirken,
eine Druckplatte axial benachbart zur anderen Seite des einen Teils angeordnet ist und eine ringförmige Endfläche aufweist, die normalerweise mit den Kugeln in Berührung steht, um die Kugeln axial aus den Öffnungen in Eingriff mit dem anderen Teil zu drücken, weiter
Mittel vorgesehen sind, um die Druckplatte und das andere Antriebsteil relativ axial aufeinander zu zu drücken, um die Kugeln normalerweise in Eingriff mit den kanalähn­ lichen Aussparungen zu halten, und wobei
die ringförmige Endfläche der Druckplatte eine kegel­ stumpfförmige konische Form aufweist, die sich in einer Neigung relativ zu einer radialen Richtung erstreckt, so daß die Druckplatte normalerweise die Kugeln radial aus den Öffnungen in die Richtung drückt, in der die gegenüberliegenden Seitenwände der Öffnungen konver­ gieren, so daß die Kugeln normalerweise mit jeder der gegenüberliegenden Seitenwände der entsprechenden Öffnung in Berührung gehalten wird.
5. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen eine allgemein V-förmige Form auf­ weisen, gesehen in axialer Richtung, wobei die gegenüber­ liegenden Seitenwände der entsprechenden Öffnung in bezug auf einander in radialer Richtung nach innen konver­ gieren, die Öffnung sich nach außen durch eine umgebende äußere Umfangsfläche des einen Teils erstreckt, und wobei die kegelstumpfförmig konische Oberfläche eine Innenfläche ist, die radial nach außen geneigt ist, so daß sie sich axial in Richtung des anderen Teils erstreckt.
6. Überlastkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte einen ringförmigen Hülsenabschnitt aufweist, der radial außerhalb der konischen Fläche angeordnet ist, und der sich zur äußeren Umfangsfläche des einen Teils umgebend in axialer Richtung erstreckt, um die Kugeln innerhalb der Öffnungen aufzunehmen.
7. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil ringförmig mit einer mittleren Bohrung ausgebildet ist, die sich koaxial dadurch erstreckt und eine innere im wesentlichen zylindrische Umfangsfläche bildet, und wobei die kegelstumpfförmige konische Fläche eine Außenfläche ist, die radial nach innen geneigt ist, so daß sie sich axial in Richtung des anderen Teils erstreckt.
8. Überlastkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Teil einen koaxialen Nabenteil umfaßt, der sich durch die mittlere Bohrung erstreckt, um die Kugeln innerhalb der Öffnungen zu begrenzen.
9. Überlastkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Endfläche des anderen Teils ein abgestuf­ tes Profil, gesehen in axialem Querschnitt aufweist, und eine erste ringförmige Endfläche einschließt, die sich im allgemeinen in radialer Richtung erstreckt, und die an einer radialen Kante auf eine zweite ringför­ mige Endfläche trifft, die sich axial von der ersten Endfläche in axialer Richtung allgemein in Richtung des einen Teils erstreckt, wobei die zweite ringförmige Endfläche eine kegelstumpfförmige konische Form aufweist, die relativ zur Kupplungsachse geneigt ist, wobei die Neigungsrichtung der zweiten Ringfläche im allgemeinen die gleiche wie die Neigungsrichtung der kegelstumpfför­ migen konischen Fläche an der Druckplatte ist, und wobei die Kugeln die zweite Ringfläche während einer Überlastbedingung rollend berühren.
10. Überlastkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Wände der Öffnungen relativ zueinander in radialer Richtung nach innen konvergieren, und wobei die zweite Ringfläche an der radial inneren Kante der ersten Ringfläche gebildet wird, und daß die zweite Ringfläche eine begrenzte radiale Versetzung der Kugeln nach außen innerhalb der ent­ sprechenden Öffnungen während einer Überlastbedingung bewirken.
11. Überlastkupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Seitenwände der Öffnungen relativ zueinander in einer radialen Richtung nach außen konvergieren, und
wobei die zweite Ringfläche an der radial äußeren Kante der ersten Ringfläche gebildet wird, und
daß die zweite Ringfläche eine begrenzte radiale Versetzung der Kugeln nach innen innerhalb der ent­ sprechenden Öffnungen während einer Überlastbedingung bewirken.
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