DE7315306U - Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln einer Welle - Google Patents

Description

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Polenlonwall FINK ■ D /300 Enlingen (Nedcor), Hind»nburgslro8B 44 ·

19. April 1973

p 6109

Taizo Kato,

177-3· Minatoyamacho, Hyogoku, Kobe / Japan

"Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln einer Welle"

Die Erfindung betrifft eine Kupplungseinrichtung zum Ankuppeln einer Welle, mit der die Übertragung eines zu großen Drehmoments verhindert ist; insbesondere betrifft die Erfindung eine mechanische Kupplungseinrichtung zum Kuppeln einer mit einem Motor verbundenen Antriebswelle i an ein e mit der Last verbundenen angetriebenen oder Ab trjebswelle.

Es wurde festgestellt, daß bei mechanischer Erarbeitung \

mittels rotierender Werkzeuge eine Überlastung bei der I

Bearbeitung zu einem zu starken Drehmoment führt, das an \

die Werkzeuge weitergegeben wird, die dadurch dann de- ;j

formiert und unbrauchbar werden, ja sogar zerbrechen und i zerspringen, so daß hierdurch die Sicherheit bei der Arbeit bedroht ist.

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Um solche gefährlichen Vorkommnisse zu verhindern, sollte das Drehwerkzeug nicht unmittelbar mit der Antriebswelle verbunden sein, sondern mit der angetriebenen oder Abtriebswelle, die an die Antriebswelle mittels einer Kupplungseinrichtung angekuppelt ist, die bei Normalbelastung ein normales Drehmoment überträgt, die aber eine Drehmomentübertragung stillsetzt und unterbricht, sobald das Drehwerkzeug überlastet wird, Weiterhin sollte die Kupplungseinrichtung ihre normale Funktion wieder über nehmen, sobald das rotierende Werkzeug wieder in den normalen Belastungszustand zurückkehrt.

Bekannte Kupplungsvorrichtungen dieser Art, wie Fluid- oder elektromagnetische Kupplungen weisen verschiedene Nachteile auf, als da sind, ein komplizierter und aufwendiger Mechanismus, eine mühsame und beschwerliche Handhabung sowie hohe Erstellungs- und Unterhaltskosten. Aufgrund dieser Nachteile sollte eine Kupplungseinrichtung mit einem vergleichsweise einfachen Mechanismus geschaffen werden. Um den vorerwähnten Anforderungen zu genügen, ist als mechanische Kupplungseinrichtung eine federnd gehaltene Übersetzungs- oder Getriebekupplung mit einer Kupplungsscheibe verwendet worden, die mit teilweise konkav in radialen Richtungen verlaufenden, bis zum Umfang der Scheibe rächenden Vertiefungen und mit Seitenwandungen versehen ist, die zum Umfang hin abgeschrägt und zu der anderen Kupplungsscheibe hin offen sind, die mit entsprechenden Ansätzen versehen ist, die mit den Vertiefungen in Eingriff stehen; hierbei sind die Ansätze mittels Blattfedern federnd gehalten.

Bei normaler, an die angetriebene Welle übertragener Belastung werden die Ansätze durch die Blattfedern so gedrückt, daß sie zur Übertragung eines normalen Drehmo -

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ments mit den Vertiefungen in Eingriff sind, während bei einer Überlastung der angetriebenen Welle die in axialer Richtung wirkende Komponente des auf die abgeschrägten Seitenwandungen der Vertiefungen und der Ansätze ausgeübten Drehmoments die Federkraft der Blattfedern übersteigt, wodurch die Vertiefungen und die Ansätze außer Eingriff kommen und die Übertragung des Drehmoments unterbrochen wird.

Bei dieser bekannten mechanischen Kupplungseinrichtung dreht sich aber die angetriebene Welle, wenn sie überlastet ist, frei leerlaufend weiter, wobei die Kupplungsscheibe mit einer beträchtlichen Kraft, die der rückwirkenden Kraft der durch das Außereingriffkommen der Kupplungseinrichtung zusammengedrückten Blattfeder entspricht j zusammengedrückt wird und entlangschleift; hierdurch sind dann die vorderen Eiden der Ansätze und die abgeschrägten Seitenwandungen der Vertiefungen einem schnellen Reibungsverschleiß ausgesetzt. Durch diesen Verschleiß wird aber die Form der abgeschrägten, in Anlage befindlichen Flä chen der Ansätze und Vertiefungen geändert, der Neigungswinkel wird kleiner und die Drehmumentbegrenzung, bei der die Kupplung außer Eingriff kommt, nimmt in kurzer Zeit ab. Es kann aber nicht nur die anfangs vorgeschriebene Drehmomentbegrenzung nicht aufrechterhalten werden, sondern nach kurzer Zeit kann nicht einmal mehr das normale Drehmoment übertragen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorerwähnten, den bekannten Kupp lung svoirichtung en anhaftenden Nachteile zu beseitigen, indem eine mechanische Kupplungsvorrichtung zum Ankuppeln der Antriebswelle an die angetriebaie oder Abtriebswelle geschaffen ist.

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Die Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung weist eine Antriebswelle auf, deren zylinderförmiges Rohrende das koaxiale Zylinderende einer angetriebenen Welle umfaßt, wobei ein radialer zylindrischer Schlitz zwischen den beiden Wellen vorhanden ist, wobei mehrere Stahlkugeln eingesetzt sind, die den Spalt überbrücken. Zwei Keil ringe mit jeweils symmetrisch abgeschrägten Seitenwandungen kommen in Anlage mit den Kugeln, die dadurch in radialer Richtung gehalten sind, und werden gleichzei tig in axialer Richtung mittels der Federkraft einer Schraubenfeder gedrückt. Wenn dann die angetriebene Welle innerhalb der vorgeschriebenen Drehmomentbegrenzung normal belastet wird, drückt die Schraubenfeder gegen die aneinanderliegenden Keilringe, die die Stahlkugel bzw. -kugeln durch ihre abgescnragten Seitenwandungen halten, so daß die Kugel bzw. die Kugeln sowohl mit der Antriebsais auch der Abtriebswelle in Eingriff stehen. Hierdurch wird dann das Drehmoment von der Antriebs- an die Ab triebswelle übertragen.

Wenn dann aber die Abtriebswelle über die vorgeschriebene Belastungsbegrenzung hinaus belastet, d.h. als*überlastet wird, bewirkt das Überlastungsdrehmoment an der Abtriebswelle, daß die abgeschrägten Seitenwaadungen der Keilringe mit Gewalt durch die Stahlkugel oder -kugeln auseinandergedrückt werden, wodurch die Stahlkugel oder -kugeln in radialer Richtung in ihrer Lage verschoben wird bzw. werden und hierdurch zwischen die Keilringe eindringen, so daß sie außer Eingriff kommen und von der früheren Kupplungslage in eine andere Lage gebracht werden, in der nur eine der beiden Wellen mit der Federkraft der Feder beaufschlagt wird. Durch dieses Verschieben der Stahlkugel oder -kugeln wird die Übertragung des Drehmoments von der Antriebs- an die Abtriebswelle unter-

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brochen und letztere läuft im Leerlauf; hierdurch ist die Gefahr beseitigt, daß ein Überlastungsdrehraoment an die angetriebene Welle übertragen wird und gleichzeitig ist verhindert, daß die Drehwerkzeuge verbogen werden oder in Stücke zerbrechen.

Wenn dann der Grund für die Überlastung an der überlasteten Abtriebswelle beseitigt ist und wieder ein normaler Belastungszustand vorhanden ist, verringert sich bei Abnahme des Lastdrehmoments an der angetriebenen Welle auch der Berührungsdruck der Stahlkugeln gegen die abgeschrägten Seitenwandungen der Keilringe, auf die dann durch die Schraubenfeder ein solcher Druck ausgeübt wird , daß die Stahlkugeln wieder in ihre normale Lage zurückgedrückt und in dieser Lage gehalten werden; die Stahlkugel bzw. -kugeln stehen dann wieder sowohl mit der Antriebs- als auch der Abtriebswelle in Ein griff. Aufgrund dieser Änderung wird dann mittels der Stahlkugel bzw. -kugeln das normale Drehmoment von der Antriebs- an die angetriebene Welle übertragen.Die Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung ist also so ausgelegt, daß nur ein unter der vorgeschrxebenen Drehmomentbegrenzung liegendes, normales Drehmoment übertragen wird und die Übertragung unterbrochen wird, wenn die angetriebene Welle überlastet ist; somit ist eine Sicherheitseinrichtung zum Schutz des mit der angetriebenen Welle verbundenen Drehwerkzeugs geschaffen.

Weiterhin ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgelegt, daß die Stahlkugel bzw. -kugeln bei Überlastung der angetriebenen Welle in radialer Richtung drehbar verschoben werden, da sie aufgrund des Gegendrucks der aufrechterhaltenen Federkraft der Feder, die über den Keilring an die Kugel bzw. Kugeln weitergegeben wird, gegen

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die angetriebene Welle drückt oder drücken, ο line daß sie an der entsprechenden Schmiegungsf lache der angetriebenen Welle unter Schleifwirkung verschoben wird oder werden. Da die Kugel oder Kugeln auf der Schmiegungsfläche nur mit dem erforderlichen Anlagedruck rollen, ist da durch die Abnutzung und der Verschleiß auf ein Minimum herabgesetzt.

In ähnlicher Weise wird bzw. werden die Kugel oder Kugeln, die in Anlage mit der abgeschrägten Seitenwand des Keil ringes sind, nicht an der Seitenwand anliegend gleitend oder schleifend verschoben, sondern sie rollen nur, so daß sie einem erheblich ger ingoren Reibungsverschleiß ausgesetzt sind. Infolgedessen kann die Einrichtung aufgrund ihrer vorbeschriebenen stabilen Beschaffenheit über erheblich längere Zeiträume benutzt werden als die bekanntenherkömmlichen Einrichtungen, die wegen der unter Druck erfolgenden Gleitreibung einer sehr starken Abnutzung und damit einem sehr großen Verschleiß ausgesetzt wird; auch ist durch die spezielle Ausbildung der Vorrüitung gemäß der Erfindung sichergestellt, daß ohne StÖlung und irgendwelche Fehler ihre Wirkungsweise bezüglich der anfange vorgeschriebenen Drehmomentbegrenzung ständig eingehalten werden kann, so daß hierdurch die Einrichtung wesentlich betriebssicherer und zuverlässiger als bekannte Einrichtungen wird.

Ferner kann bei der Einrichtung gemäß der Erfindung mittels einer Einstellschraube die Länp der Schraubenfeder Tein eingestellt werden, die über den Keilring die Stahlkugel oder -kugeln federnd hält und trägt; durch die federnde Halterung der Stahlkugeln kann der ausgeglichene Zustand sehr leicht fein verändert werden und auf dieselbe empfindliche Weise kann der vorgeschriebene Drehmomentenwert eingestellt werden, so daß die Einrich-

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tung als Sicherheitseinrichtung wirkt.

Auch ist die Stahlkugel federnd in einer bestimmten Lage in Anlage mit den abgeschrägten Seitenwandungen der Keilringe so gehalten, daß die Seitenwandungen die Federkraft der Schraubenfedor verstärken. Hierdurch ist es dann möglich, Schraubenfedern mit bestimmten speziellen, für die Einrichtung gemäß der Erfindung geeigneten Federeigenschaften zu verwenden, ohne daß kräftige starke Blattfedern wie beim Stand der Technik vorgesehen sein müssen, die unmittelbar auf den Kupplungsmechanismus wirken. Weiterhin ist es möglich, den vorgeschriebenen Drehmomentenwert bei der als Sicherheitseinrichtung wirkenden Vorrichtung gemäß der Erfindung innerhalb eines großen Bereichs einzustellen, da die Keilringe nur gegen Keilringe mit einem anderen Neigungsgrad der SeitenwäTide ausgewechselt werden müssen, um dadurch das vorerwähnte Gleichgewicht bei der Halterung der Stahlkugel oder -kugeln in einem entsprechend großen Umfang zu ändern.

Auch kann die Kupplungseinrichtung einen radialen Spalt zwischen den zusammenpassenden Seiten des Rohrendes der Antriebs- und der angetriebenen Welle aufweisen, wobei die Stahlkugel oder -kugeln unmittelbar wirkt bzw. wirken; wenn die Größe des Spaltes geändert wird, kann mittels des Spaltes mittelbar die Lage der eingesetzten Stahlkugel oder -kugeln geändert werden, wodurch ein großer Änderungsbereich des Wirkungsgrads bei der Drehmomentübertragung erhalten wird. Durch Auswechseln der angetriebenen Welle gegen eine Wells mit einem anderen Durchmesser kann der vorgeschriebene Sicherheitsdrehmomentenwert sehr weitgehend geändert werden.

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Die Erfindung schafft also eine mechanische Kupplungseinrichtung mit mindestens einer an dem Kupplungsteil zwischen der Antriebs- und der Abtriebswelle eingesetzten Stahlkugel, die zur Übertragung eines normalen Drehmoments bei Normalbelastung sowohl mit der Antriebs- als auch der Abtriebswelle in Eingriff steht, die aber bei Überlastung in ihrer Lage verschoben wird, um dadurch die Übertragung an die Abtriebswelle zu unterbrechen, so daß die Antriebswelle leer läuft und kein zu hohes Drehmoment auf die angetriebene WeIJe wirkt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden anhand von bevorzugten AusführungsbexspieLen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig.l in Längsrichtung eine Schnittansicht durch eine bevorzugte Ausführungform einer Kupplungseinrichtung gemäß der Erfindung bei Normalbdiastung;

Fig.2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig.Ij

Fig.3 in Längsrichtung eine Schnittansicht derselben Kupplungseinrichtung bei Überlastung}

Fig.4l· eine Schnittansicht entlang der Linie B-B der Fig.3;

Fig.5 eine perspektivische Ansicht, in der einzelne Tei» Ie einschließlich der Keilringe und der Schraubenfedern derselbenKupplungseinrichtung dargestellt sind;

Fig.6 einen Teil einer Schnittansicht mit der in derselben Kupplungseinrichtung vorgesehenen Stahlkugel;

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Fig.7 eine Querschnittsansicht einer weiteren Anordnung von Schraubenfedern in derselben Kupplungseinrichtung j

Fig.8 in Längsrichtung eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Kupplungs einrichtung gemäß der Erfindung bei Normalbelastung;

Fig, 9 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig.8;

Fig.10 in Längsrichtung eine Schnittansicht der in Fig.8 dargestellten Kupplungseinrichtung bei Überlastung}

Fig.11 eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in Fig.10;

Fig.12 eine der Fig.9 entsprechende Querschnittsansicht mit einem schmalen radialen Spalt zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle;

Fig.13 eine der Fig.9 entsprechende Qurschnittsansieht mit einem mittleren, radialen Spalt zwischen der Antriebs- und Abtriebswelle; und

Fig.I^ eine der Fig.9 entsprechende Querschnittsarisicht mit. einem großen radialen Spalt zwischen der An triebs- und Abtriebswelle.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird die Erfindung im folgenden anhand einzelner Ausführungsbeispiele erläu tert; selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.

Beispiel 1

Wie in den Fig.l bis 7 dargestellt, weist die Antriebs-

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welle 1 eine entsprechend vorgegebene Anzahl konkaver Ausnehmungen in der zylindrischen Innenwandung des WeI-lonrohrendes auf; ein Ende der angetriebenen oder Ab triebswelle, die durchgehende Bohrungen an den Stellen aufweist, die den Ausnehmungen des Rohrendes der An triebswelle 1 entsprechen, ist verschiebbar in der Verlängerung des Rohrendes der Antriebswelle eingepaßt und untergebracht. Ein Schraubenbolzen 6 in der Vertiefung am Ende der Abtriebswelle hat einen Schraubenkopf 6' mit einer zur Antriebswelle hin abgeschrägten Seitenwandung 5 und ist in einen verschiebbaren Keilring 9 mit einer abgeschrägten, an die abgeschrägte Seitenwandung 5 angrenzenden bzw. an dieser anliegenden Seitenwandung 8 eingepaßt. Der Keilring 9 ist zwischen dem Schraubenkopf 6' und einer Schraubenmutter 7 angeordnet und wird durch eine Schraubenfeder 10 gegen den Schraubenkopf 6' gedrückt. Weiterhin kann eine Unterlagscheibe zwischen der Mutter 7 und der Feder eingesetzt sein. Eine Kugel 11, deren Durchmesser größer ist als die Stärke des zylindrischen Rohrs der Abtriebswelle, ist, ohne in Eingriff ζ j. stehen, in die Nut oder Ausnehmung 3 eingesetzt und kommt mit dem Teil der Kugel, der in das zylindrische Ende der angetriebenen Welle vorsteht, in Anlage mit den abgeschrägten Seitenwandungen 5 und 8.

Wenn durch die Kraft der Schraubenfeder der Keilring 9 und der Schraubenkopf 6' konstant mit einer Druckkraft E gegeneinander gedrückt werden, drückt die Stahlkugel 11 unter der Wirkung der Druckkraft E ihrerseits gegen die zylinderfürmige Innenwandung der Antriebswelle 1 mit einer abgehenden, d.h. nach außen gerichteten Kraft F. Durch Ändern der aufeinander abgestimmten Lage der Schraube 6 und der Mutter 7 oder durch Ändern dos Winkels der abgeschrägten Seitenwandungen 5 und 8 kann die durch die Druckkraft E und den Neigungswinkel der Seitenwand e 5 und 8 bestimmte Kraft F eingestellt werden.

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Hierbei kann die ersterwähnte Einstellung vor dem Einbau der Kupplungseinrichtung vorgenommen werden, während bei der zweiten Einstellmöglichkeit der gerade verwendete Schraubenbolzen und der Keilring 9 durch irgendeinen . Satz ersetzt werden kann, bei dem die abgeschrägten Seitenwandungen 5 und 8 einen anderen Winkel besitzen. Die vorbeschriebene Einstellung kann ohne weiteres durchgeführt werden, wenn aus irgendeinem Grund eine größere oder auch eine feine Änderung vorgenommen werden muß.

Wie oben ausgeführt, drückt die Stahlkugel 11 mit einer vorgeschriebenen Kraft F ständig gegen die Antriebswelle 1, wobei sie aus der durchgehenden Bohrung 3 in die Ausnehmung 2 vorsteht, wenn, wie in Fig.l und 2 dargestellt, die Ausnehmung 2 und die durchgehende Bohrung 3 entsprechend eingestellt bzw. einander gegenüberliegen. Wie in Fig.6 dargestellt, krnn der Keilring 9 und der Schraubenkopf 6¹ so ausgelegt sein, daß sie entlang der Drucklinie oder Auflagefläche L in Anlage kommen, wenn die Stahlkugel 11 mit der Ausnehmung 2 in Eingriff kommt; hierbei nimmt dann die gegen die Ausnehmung 2 drückende Stelle 2' der Stahlkugel 11 oder der gegen die abgeschrägten Seitenwandungen 5 und 8 drückende Teil der Stahlkugeln nicht mehr Druckkraft auf als tatsächlich erforderlich ist, so daß hierdurch der Reibungsverschleiß an den vorerwähnten Stellen erheblich verringert ist.

Wenn in diesem Zustand die Antriebswelle 1 in Richtung dos Pfeils 12 gedreht wird, wird ihr Drehmoment über die Ausnehmung 2, die Stahlkugel 11 und die durchgehende Bohrung an die Abtriebswelle k übertragen, wodurch dann das mit der Abtriebswelle verbundene Schneid- oder Zerspannungswerkzeug 13 in der geforderten Weise angetrieben wird. Wenn dann das Werkzeug im Laufe der Bearbeitung auf einen über den vorgeschriebenen Wert hinausgehenden Wider-

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stand trifft, wirkt die Drehkraft der angetriebenen Welle k_% um sie zum Stillstand zu bringen, entgegen der Drehkraft der Antriebswelle 1, die sich weiter dreht. Hierdurch wirkt dann auf die Stahlkugel 11 eine nach innen gerichtet Kraft F·, welche, wenn sie stärker als die nach außen gerichtete Kraft F ist, die Stahlkugel fest zwischen den Keilring und den Schraubenkopf 6' hineindrückt und dadurch in die durchgehende Bohrung 3 eindringt, wodurch sie außer Eingriff von der Antriebswelle 1 kommt.

Da die Stahlkugel 11 dann nicht mehr als Zwischen- oder Übertragungsglied zwischen der An- und Abtriebswelle wirken kann, kommt die angetriebene Welle zum Stillstand. Die Antriebswelle dreht sich aber weiter und nimmt infolge der Reibung an der zylindrischen Innenwandung des Rohrendes der Antriebswelle 1 die Stahlkugel 11 mit, so daß sich diese ebenfalls weiterdreht. Die sich drehende Stahlkugel 11 bewirkt dann ihrerseits, daß der Schraubenbolzen 6 und der Keilring 9 sich frei axial drehen und mit ihren abgeschrägten Seitenwandungen gegen die Stahlkugel 11 drücken, so daß sie sich koaxial mit dieser drehen, wodurch die Berührungsstelle zwischen der Stahlkugel 11 und den abgeschrägten Seitenwandungen 5 und 8 ständig geändert wird, so daß durch diese Berührung nur ein vernachlässigbar kleiner Abrieb und Verschleiß zustandekommt; dadurch wird insgesamt die Lebensdauer dieser Teile vergrößert.

Wenn somit das Schneidwerkzeug 13 auf einen der voreingestellten Kraft F entsprechenden Widerstand trifft, wird auf diese Weise die Antriebswelle automatisch zum Stillstand gebracht, so daß hierdurch eine Sicherheitseinrichtung geschaffen ist. Sobald der Widerstand beseitigt ist,

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springt*¹ die Stahlkugel, wenn die Ausnehmung 2 und die durchgehende Bohrung 3 in die entsprechenden Lagen kommen, wieder in die Ausnehmung 2 vor, worauf sich die Abtriebswelle k entsprechend der Antriebswelle 1 zu drehen beginnt. Die vorbeechriebene Funktions- und Wirkungsweise bleibt, selbst wenn die Beziehung zwischen der Ab und der Antr Je bswelle k bzw. 1 umgekehrt wird, genau dieselbe,

Xn Fig.7 sind anstelle der Schraubenfeder 10 eine Anzahl von Federn 14 dargestellt, deren Funktions- und Wirkungsweise aber die gleiche ist. Wie oben ausgeführt, wird mittels des Keilrings 9 und des Schraubenkopfs 6' die Stahlkugel 11 an deren abgeschrägte Seitenwandungen gedrückt-, so daß durch Änderung des Neigungswinkela der Seitenwand die Kraft F in einem großen Bereich fein eingestellt werden kann. Darüber hinaus sind der Keilring 9 und der \ Schraubenkopf 6¹ vollkommen frei sowohl von der Antriebs- ] als auch der Abtriebswelle 1 bzw. 4; wie in Fig.l und 6 dargestellt ist; wird auf die Stahlkugel 11 kein größerer Druck ausgeübt als notwendig ist, so daß sich ein minimaler Abrieb sowohl an der Stahlkugel 11 als auch an den änderet Teilen der Einrichtung ergibt, die miteinander in Anlage kommen; dadurch ist auch eine größere Haltbarkeit des Schneidwerkzeugs sichergestellt.

Beispiel 2

Wie in den Fig.8 bis 11 dargestellt, weist die Antriebswelle 1 eine vorgegebene Anzahl von Bohrungen 3 auf, die in die zylinderförmige Wandung des Rohrendes der Antriebswelle 1 gebohrt sind; die angetriebene oder Abtriebswelle 4, die mit Ausnh ermutig en 2 an den den Bohrungen 3 entsprechenden Stellen versehen ist, is t in das zylindrische, hohle Rohrende der Antrieb swelle 1 so eingepaßt, daß sich das Ende der angetriebenen Welle koaxial drehen

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- Ik -

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kann. Ein Zylinder l6 mit einem in radialer Richtung verlaufenden Bodenteil 15 zum Einstellen des Drehmoments ist leerlaufend bezüglich des Außenumfangs der Antriebswelle 1 angebracht} in ihm sind zwei Keilringe 9 und 17 untergebracht, von denen der Keilring 9 eine gegen die Antriebswelle IhLn abgeschrägte untere Seitenwand 8 und der Keilring 17 eine darüber angeordnete, ebenfalls zur Antriebswelle 1 hin abgeschrägte Seitenwandung 5 aufweist; die beiden Keilringe berühren einander an symmetrischen Stellen und können leerlaufen oder in axialer Richtung in ihren Lagen verschoben werden. Der Zylinder l6 weist weiterhin eine soura Einstellen der Drehmomentbegrenzung an seinem oberen Ende in ihn eingeschraubte .Mutter 7* sowie eine zwischen die Mutter 7' und den Keilring 9 eingesetzte Schraubenfeder 10 auf. Jede Bohrung 3 ist so ausgelegt, daß in ihr eine Stahlkugel 11 in neutraler Lage untergebracht werden kann, deren Durchmesser größer als die Stärke der zylindrischen Rohrwandung der Antriebswelle 1 ist und die teilweise mit den abgeschrägten Seitenwänden 5 und 8 in Eingriff steht.

Mittels der Schraubenfeder 10 werden daher die Keilringe 17 und 9 gegeneinander gedruckt, wobei der Druck mittels der abgeschrägten Seitenwände 5 und 8 auf die Stahlkugel und von dort an die Abtriebswelle 4 übertragen wird. Die Federkraft der Schraubenfeder 10 ist durch Ein- oder Herausschrauben der Feder 7¹ in oder aus dem Zylinder l6 einstellbar. Die Andrückkraft der Stahlkugel 11 gegen die Abtriebswelle 4 kann daher ohne weiteres durch Einstellen der Federkraft der Schraubenfeder 10 oder dadurch geändert werden, daß andere Keilringe mit Seitenwänden mit anderem Neigungsgrad verwendet werden.

Wie oben ausgeführt, steht die Stahlkugel 11, die ständig

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mit einem voreingestellten Druck gegen die Abtriebswelle k drückt, mit der Ausnehmung 2 in Eingriff, wenn diese sich in einer der Bohrung 3 entsprechenden Lage befindet} in diesem Fall wird dann das Drehmoment der Antriebswelle 1 über die Bohrung 3, die Stahlkugel 11 und die Aus nehmung 2 an die Abtriebswelle k und damit an das Schneidwerkzeug übertragen.

Wenn das Schneidwerkzeug 13 auf einen Widerstand trifft, der größer als dieses Drehmoment ist, dann wirkt auf die Abtriebswelle k eine Kraft, um sie zum Stillstand zu bringen, wenn sich die Antriebswelle 1 weiterdreht; hierbei wirkt dann auf die Stahlkugel 11 eine Kraft, um sie aus der Ausnehmung 2 herauszudrücken. Wenn diese Kraft stärker als die Federkraft der Schraubenfeder 10 ist, wird diese zusammengedrückt und dadurch werden die Keilringe 17 und 9 auseinandergedrückt, so daß die Stahlkugel 11 iii die Bohrung 3 ausweischen kann, wodurch die Verbindung zwischen der An- und der Abtriebswelle 1 bzw. k unterbrochen wird und letztere zum Stillstand kommt.

/das Wenn der vorerwähnte Widerstand, auf den Schneidwerkzeug 13 getroffen ist_s beseitigt wird, springt die Stahlkugel 11 aus der Bohrung 3 in die Ausntimung 2 vor, sobald die Bohrung 3 und die Ausnehmung 2 in die entsprechenden Stellungen kommen; dadurch kommt die Kugel in die in den Fig.10 und 11 dargestellte Lage, in der sich die An- und Abtriebswelle 1 bzw. k koaxial drehen.

Beispiel 3

Entsprechend dem vorbeschriebenen Beispßil 2 sind drei Abtriebswellen k,k'und k" mit unterschiedlichem ^Außendurchmesser b, c, d an einem Teil der Welle (einschließlich dem der Bohrung 3 entsprechenden Teil), der in das zylinderförmige hohle Ende der Antriebswelle 1 einge-

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setzt wird, jeweils mit der Bohrung 3 entsprechenden Ausnehmungen 2 versehen, wie in den den Fig.8 und 9 entsprechenden Fig.12 und 14 dargestellt ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann anstelle der Ausnehmung eine abgeschrägte bzw. verbreiterte Welle verwendet werden. Wie in den Fig.8 und 9 dargestellt, ist die Abtriebswelle k in das hohle Ende der Antriebswelle 1 eingesetzt und so in dieser befestigt, daß sie sich nicht aus ihr lösen kann. In dieser Lage steht die Stahlkugel 11 in die Ausnehmung, wie in den Fig.8 und 9 dargestellt ist, infolge der Druckkraft der Schraubenfeder 10 vor.

Wenn dann die Antriebswelle 1 in der durch die Pfeile in den Fig.12, 13 und l4 angegebenen Richtung gedreht wird, wird das Drehmoment über die Stahlkugel 11 und die Stelle P der Abtriebswelle, an der die Stahlkugel 11 gerade in Anlage ist, an die Abtriebswelle übertragen. Die Abtriebswellen 4, 4t' und 4" mit entsprechend unterschiedlichen Außendurchmessern b, c und d weisen, wenn sie in das zylindrische Rohrende der Antriebswelle 1 eingesetzt sind, unterschiedliche Winkel c< zwischen der Tangente an der Stelle P und der durch die Mitte der Stahlkugel 11 hindurchgehenden Mittellinie der Welle auf, wie in den Fig. 12 bis l4 dargestellt ist. Wegen der Kugelform der Stahlkugel 11 ändert sich dieser Winkel O^ sehr stark; hierbei ist das Drehmoment, das übertragen werden kann, umso größer, je kleiner der Winkel ist.

Wenn eine Anzahl Abtriebswellen unterschiedliche Durchmesser aufweisen,kann, wie gerade ausgeführt ist, das Drehmomefc in einem weiten Bereich durch Auswechseln der Wellen gegeneinander eingestellt werden, wenn es erforderlich ist.

Obwohl nur wenige Ausführungsformen der Erfindung im

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einzelnen dargestellt und beschrieben worden sind, sind selbstverständlich auch alle Modifikationen und Abänderungen mit umfaßt, die unter den Gegenstand der Erfindung fallen.

Schutzansprüche

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Claims (1)

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   Schutz ansprüche

   1. Kupplungseinrichturg, bei der die Übertragung eines zu großen Drehmoments verhindert ist, gekennzeichnet durch

   eine Antriebswelle (l) mit einem koaxialen, zylinderförmigen Rohrende,

   eine Abtriebswelle (4t) mit einem koaxialen, zylinderför~ migen Ende, dessen Außendorchinesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohrendes der Antriebswelle (l)jund wobei das zylinderfönnige Ende der Antriebswelle in das Rohrende der Antriebswelle (l) so eingesetzt und drehbar angekuppelt ist, daß ein zylinderförmiger Spalt bleibt} mindestens eine Stahlkugel (ll).die so zwischen das Rohrende der Antriebswelle (l) und das zylinderförmige Ende der Abtriebswelle (4) eingesetzt ist, daß die Lage der Stahlkugel nur in radialer Richtung quer zu dem zylinderförmigen Spalt verschiebbar ist; und obere und untere Keilringe (6¹, 9» 9i 17)i die jeweils eine abgeschrägte, an die Stahlkugel (11) angrenzende Seitenwandung (5» 8) aufweisen, und von denen einer in axialer Richtung federnd verschiebbar ist, wobei zur Übertragung eines normalen Drehmoments die Stahlkugel (11) eine Lage einnimmt, in der sie sowohl mit dem Rohrende der Antriebswelle (l) als auch mit dem zylinderf örmigen Ende der Abtriebswelle (4) in Eingriff steht, während bei einer Überlastung an der Abtriebswelle (k) die Stahlkugel (ll) die oberen und unteren Keilringe (6¹, 9i 9i 17) auseinanderdrückt und in eine andere Lage kommt, in der sie außer Eingriff entweder mit dem Rohrende der Antriebswelle (l) oder dem zylinderfÖrmigen Ende der Abtriebswelle (k) kommt.

   2. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -

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   kennzeichnet, daß

   das zylinderförroige Ende der Abtriebswelle (k) eire radial verlaufende, durchgehende Bohrung (3) aufweist, in welcher die Sthlkugel (11) verschiebbar angeordnet istj das Rohrende der Antriebswelle (l) eine konkave Bohrung (2) aufweist, in welcher die Stahlkugel (ll) aufgenommen ist, um in Eingriff zu kommen; und

   die oberen und unteren Keilringe (6¹, 9; 9, 17) im Inneren des zylinderförniigenEirfes der Abtriebswelle (k) so eingesetzt sind, daß sie an der Stahlkugel (ll) anliegen.

   3· Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   das Rohrende der Antriebswelle (l) eine radial verlaufende durchgehende Bohrung aufweist, in welcher die Stahlkugel (ll) verschiebbar angeordnet istj das zylinderförmige Ende der Abtriebswelle (4t) eine konkave Bohrung aufweist, in welcher die Stahlkugel (11) untergebracht ist; und

   die oberen und unteren Keilringe in den äußeren Teil des zylinderförmigen Endes der Antriebswelle (l) eingesetzt sind, so daß sie an der Stahlkugel (ll) anliegen.

   k. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (4) gegen solche mit andersn Außendurchmessern (b, c, d) auswechselbar ist, um dadurch die radial verlaufende Öffnung zu ändern, die durch die zylindrische Öffnung zwischen dem Rohrende der Antriebswelle (l) und dem zylinderförmigen Ende der Abtriebswelle (4t) gebildet ist.

   5. Kupplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Antriebswelle (l) anstelle des koaxialen, zylinderförmigen Rohrendes einen Koaxialzylinder aufweist;

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   die Abtriebswelle (k) anstelle des koaxialen zylinderförmigen Endes ein koaxiales zylinderförmiges Endrohr aufweist, und

   das Rohrende der Abtriebswelle (k) mit einem zylinderförmigen Spalt drehbar unyilas zylinderförmige Ende der Antriebswelle (l) angekuppelt ist.

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