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Patent Searching and Data


Title:
MAIN BODY FOR A SAFETY COUPLING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/007129
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a main body made of metal for a safety coupling used to directly or indirectly connect at least one shaft and a drive wheel, for example a sprocket or toothed belt wheel, by means of a key groove, claws, a metal bellows, and/or clamping hub(s), comprising additional metal parts, namely a mounting flange that is supported on the main body by means of bearing balls and that can be rotated relative to the main body, wherein the one end face of the mounting flange can be connected to the shaft or the drive wheel in a force-closed manner and the other end face of the mounting flange has depressions, a bearing ring that secures the bearing balls on the outside of the main body by means of a securing ring, locking balls arranged in the depressions, and a switching ring, which acts on the locking balls and presses the locking balls in the direction of the depressions due to the force of a spring preferably designed as a disk spring and thus establishes a form-fit connection to the main body that can be connected to the other shaft, wherein the force of the spring can be adjusted by means of an adjusting nut, wherein at least the bearing ring is made of a steel as the metal and at least the main body and the switching ring are made of aluminum.

Inventors:
RIMPEL ANDREAS (DE)
WOEBER MICHAEL (DE)
WOLF TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/003404
Publication Date:
January 19, 2012
Filing Date:
July 08, 2011
Export Citation:
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Assignee:
R & W ANTRIEBSELEMENTE GMBH (DE)
RIMPEL ANDREAS (DE)
WOEBER MICHAEL (DE)
WOLF TOBIAS (DE)
International Classes:
F16D7/08
Foreign References:
DE102005027291A12006-12-21
DE102008050670A12010-05-27
US20070034472A12007-02-15
DE19739469A11999-03-25
DE102006050995A12008-05-08
Attorney, Agent or Firm:
SÄGER, Manfred (CH)
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Claims:
Ansprüche

1. Grundkörper (2) aus Metall für eine der direkten oder indirekten Verbindung zumindest einer Welle und eines Antriebsrades, z.B. Ketten- oder Zahnriemenrades über eine Passfedernut , Klauen, über einen Metallbalg und/oder Klemmnabe (n) dienenden Sicherheitskupplung, mit metallischen Zusatzteilen, nämlich mit einem über Lagerkugeln (8) sich an dem Grundkörper (2) abstützenden und gegenüber demselben drehbaren Anbauflansch (1) , dessen eine Stirnseite kraftschlüssig mit der Welle oder dem Antriebsrad verbindbar ist und dessen andere Stirnseite Einsenkungen aufweist, mit einem auf der Aussenseite des Grundkörpers über einen Sicherungsring (9) die Lagerkugeln (8) sichernden Lagerring (4) , mit in den Einsenkungen angeordneten Rastkugeln (7) , und mit einem an diesen angreifenden und diese in Richtung der Einsenkungen aufgrund der Kraft einer vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildten Feder pressenden und damit einen Formschluss zu dem mit der anderen Welle verbindbaren Grundkörper bildenden Schaltring (3), deren Kraft durch eine

Einstellmutter (5) einstellbar ist, wobei zumindest der Lagerring (4) als Metall aus einem Stahl und zumindest der Grundkörper (2) und der Schaltring (3) aus Aluminium besteht .

2. Grundkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stahl hochbelastbar sowie gehärtet und/oder Aluminium geschmiedet ausgebildet ist.

3. Grundkörper (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das geschmiedete Aluminium oberflächenbeschichtet ausgebildet ist.

4. Grundkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbauflansch (1) , der Schaltring (3) und/oder die Einstellmutter (5) , aus dem Aluminium bestehen.

5. Grundkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkugeln (7) , die Lagerkugeln (8) und/oder der Sicherungsring (9) aus Stahl bestehen.

6. Grundkörper (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbauflansch (1) zugleich als Lagerkäfig für die Lagerkugeln (8) ausgebildet ist.

Grundkörper nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anbauflansch (1) über die Lagerkugeln (8) von dem Grundkörper (2) beabstandet rotationssymmetrisch zu diesem radial aussen angeordnet ist.

Description:
Grundkörper für eine Sicherheitskupplung

Die Erfindung betrifft einen Grundkörper für eine Sicherheitskupplung .

Solche Grundkörper für eine der kraftschlüssigen Verbindung zweier Wellen über eine Passfedernut, Klauen, über einen Metallbalg und/oder Klemmnabe (n) dienende Sicherheitskupplung sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. So ist das Prinzip, bei Überlast den Kraftschluss zwischen den beiden Wellen durch Freikommen der Rastkugeln aus den Einsenkungen des Anbauflansches entgegen der Kraft der als Tellerfeder ausgebildten Feder bekannt (DE 197 39 469 AI) . Der Einsatz von Klauen, ggf. mit einem sogenannten Elastomerkranz an dem Grundkörper ist ebenfalls bekannt (DE 10 2006 050 995 AI) .

Von Nachteil bei diesen bekannten Grundkörpern nebst den Zusatzteilen besteht darin, dass diese sämtlich aus Stahl gefertigt und damit naturgemäss schwer sind, was den Einsatz dieser bekannten Grundkörper nebst Zusatzteilen für Sicherheitskupplungen stark einschränkt .

BESTÄTIGUNGSKOPIE Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Grundkörper nebst Zusatzteilen bei gleicher Sicherheit der daraus erstellten Kupplung erheblich leichter auszugestalten.

Diese Aufage wird erfindungsgemäss durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, also durch einen Grundkörper aus Metall für eine der direkten oder indirekten Verbindung zumindest einer Welle und eines Antriebsrades, z.B. Ketten- oder Zahnriemenrades über eine Passfedernut, Klauen, über einen Metallbalg und/oder Klemmnabe (n) dienenden Sicherheitskupplung, mit metallischen Zusatzteilen, nämlich mit einem über Lagerkugeln sich an dem Grundkörper abstützenden und gegenüber demselben drehbaren Anbauflansch, dessen eine Stirnseite kraf schlüssig mit der einen Welle verbindbar ist und dessen andere Stirnseite Einsenkungen aufweist, mit einem auf der Aussenseite des Grundkörpers über einen Sicherungsring die Lagerkugeln sichernden Lagerring, mit in den Einsenkungen angeordneten Rastkugeln, und mit einem an diesen angreifenden und diese in Richtung der Einsenkungen aufgrund der Kraft einer vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildten Feder pressenden und damit einen Formschluss zu dem mit der anderen Welle verbindbaren Grundkörper bildenden Schaltring, deren Kraft durch eine (auf dem Mantel des Grundkörpers befindliches Aussengewinde auf diesem drehbare) Einstellmutter einstellbar ist, wobei zumindest der Lagerring aus einem Stahl als Metall und zumindest der Grundkörper und der Schaltring aus Aluminium als Metall besteht.

Eine aus diesem Grundkörper nebst Zusatzteilen erfindungsgemäss hergestellte Sicherheitskupplung weist nicht nur eine deutlich reduziertes Gewicht auf, sie ist auch gut wärmeableitend sowie elektisch isolierend als auch beim Ein- sowie Auskuppeln deutlich leiser und das alles ohne Einfluss auf die Lebensdauerfestigkeit oder die Genauigkeit. In Summe ergibt sich damit eine leichtere, kompaktere und stärkere Sicherheitskupplung. Mit der Erfindung kann eine Gewichtsreduzierung von wenigstens 50% und bis zu 60% im Vergleich zur Standardbaureihe erreicht werden. So hat eine Sicherheitskupplung für eine Drehmomentbegrenzung von bis zu 160 Nm hat nur ein Eigengewicht von 370 Gramm und ein

Massenträgheitsmoment von 0,8 * 10 *3 kgm 2 . Dieses Verhältnis von Drehmomentleistung zu Abmessungen und Gewicht ist derzeit beim Stand der Technik nicht erzielbar und daher einmalig.

Wenn ausserdem der Stahl hochbelastbar sowie gehärtet ist, können dünnere und damit leichtere Teile eingesetzt werden, ohne dass die Belastbarkeit der damit hergestelltten Sicherheitskupplung geringer wird. Im wesentlichen dasselbe gilt, wenn das Aluminium nicht gegossen, sondern geschmiedet ist, wodurch sich nicht nur eine komprimiertere Struktur, sondern zugleich ein demgegenüber grössere Zähigkeit bei zugleich geringem Gewicht ergibt.

Durch die Oberflächenbeschichtung des geschmiedeten Aluminium -mit der sogenannten HCGL-Beschichtung (Hart Coat Glatt) - wird nicht nur eine Glättung sowie Versteifung der Oberfläche, sondern sowohl eine dadurch bedingte höhere Verschleissfestigkeit an den durch die Lager- sowie die Rastkugeln belasteten Stellen, als auch ein Höchsmass an

Korrosionsbeständigkeit (von über 2000 h in der Salzsprühkammer) erreicht. Vorzugsweise bestehen der Anbauflansch, der Schaltring und/oder die Einstellmutter aus dem Aluminium, wobei zugleich die Rastkugeln, die Lagerkugeln und/oder der Sicherungsring aus Stahl bestehen. Es ist also wesentlich für die erfindungsgemässe Idee, dass zumindest der Grundkörper und die Zusatzteile aus dem Aluminium und zumindest der Lagerring sowie ggf. die Rastkugeln, die Lagerkugeln und/oder der Sicherungsring aus Stahl für eine Sicherheitskupplung verwendet werden.

Mit Vorteil ergibt sich eine kompakte Bauweise, wenn der Anbauflansch zugleich als Lagerkäfig für die Lagerkugeln ausgebildet ist.

Daurch, dass der Anbauflansch über die Lagerkugeln von dem Grundkörper beabstandet rotationssymmetrisch zu diesem radial ganz aussen angeordnet ist, ergibt sich mit Vorteil eine sehr steife Ausbildung.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfplgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt:

Figur 1 den Grundkörper nebst Zusatzteilen, im

schematischen Halbschnitt;

Figur 2 eine Vorderansicht II -II nach Fig. 1 und

Figur 3 eine Rückansicht III-III nach Fig. 1.

Der in Figur 1 gezeigte Grundkörper 2 besteht aus Metall und dient der direkten oder indirekten Verbindung von zumindest einer Welle und eines Antriebsrades, z.B. Ketten- oder Zahnriemenrades. So ist beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel auf der einen Stirnseite des Grundkörpers 2 eine Klemmnabe 6 für eine Sicherheitskupplung vorgesehen.

Der Grundkörper 2 ist mit metallischen Zusatzteilen versehen, nämlich mit einem über Lagerkugeln 8 sich an dem Grundkörper 2 abstützenden und gegenüber demselben drehbaren Anbauflansch 1, dessen eine Stirnseite kraftschlüssig mit der Welle oder dem Antriebsrad verbindbar ist und dessen andere Stirnseite Einsenkungen aufweist. Er (2) ist ferner mit einem auf der Aussenseite des Grundkörpers über einen Sicherungsring 9 die Lagerkugeln 8 sichernden Lagerring 4, mit in den Einsenkungen angeordneten Rastkugeln 7 versehen.

Schliesslich weist der Grundkörper einen an den Rastkugeln 7 angreifenden und diese in Richtung der Einsenkungen aufgrund der Kraft einer vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildten Feder pressenden und damit einen Formschluss zu dem mit der Welle bzw. dem Antriebsrad verbindbaren Grundkörper bildenden Schaltring 3 auf, deren Kraft durch eine Einstellmutter 5 einstellbar ist, wobei zumindest der Lagerring 4 und evtl. die Rastkugeln 7, die Lagerkugeln 8 und/oder der Sicherungsring 9 als Metall aus einem hochbelastbaren sowie gehärteten Stahl und zumindest der Grundkörper 2 und der Schaltring 3 sowie ggf. der Anbauflansch 1, der Schaltring 3 und/oder die Einstellmutter 5 aus geschmiedetem sowie ggf. oberflächenbeschichteten Aluminium bestehen.

Der Anbauflansch 1 ist zugleich als Lagerkäfig für die Lagerkugeln 8 ausgebildet und über die Lagerkugeln 8 von dem rotationssymmetrischen Grundkörper 2 beabstandet auch rotationssymmetrisch zu diesem radial aussen angeordnet ist.