Aus DE 296 18 871 U ist eine Überlastkupplung bekannt, die in einem Gehäuse zwei Kupplungsteller aufweist. Die Kupplungsteller sind mit zusammengreifenden Pro- filierungen versehen und sie werden von einer Feder- vorrichtung gegeneinandergedrückt. Wenn der Schraub- widerstand einer festzuziehenden Schraube größer ist als das eingestellte Auslösemoment der Überlast- kupplung, gelangen die Profilierungen außer Eingriff miteinander, so daß der erste Kupplungsteller durch- dreht. Auf diese Weise kann das aufzubringende Dreh- moment begrenzt werden. Allerdings verursachen die gegeneinanderliegenden Profilierungen der beiden Kupplungsteller Reibung, die das Auslösemoment in unvorhersehbarer Weise beeinflußt. Einerseits ist zu berücksichtigen, daß die Haftreibung größer ist als die Gleitreibung, die sich nach dem Verschieben der Pro- filierungen ergibt, und daß ferner die Gleitreibung aufgrund der Material-und Schmierbeschaffenheiten variieren kann.

Bekannt sind ferner Überlastkupplungen, die zwischen den beiden Kupplungstellern Wälzkörper in Form von Kugeln oder Rollen aufweisen. Kugeln eignen sich jedoch wegen ihres Punktkontaktes zu dem angrenzenden Kupplungsteller nur für geringe Auslösemomente, weil sie größeren Andruckkräften nicht standhalten oder Ein- drückungen in dem betreffenden Kupplungsteller ver- ursachen. Bei Rollen besteht das Problem, daß die Rollen radial zu den Kupplungstellern ausgerichtet sind, und daß entlang des inneren Radius die Abstützung nicht konform zu derjenigen am äußeren Radius ist. Wenn die Vertiefungen der Kupplungsbahn parallele Begrenzungskanten haben, so wie es der Form der zylindrischen Rollen entspricht, verlaufen die Begrenzungskanten der Vertiefungen nicht radial zu dem jeweiligen Kupplungsteller, so daß die Rolle an einem Ende die Vertiefung früher verläßt als am anderen Ende. Dies führt dazu, daß die Tragfähigkeit der Rollen nur begrenzt genutzt werden kann, und daß bei hoher Belastung Beschädigungen an der Kupplungsbahn auftreten können und somit Drehmomentstandzeit und-genauigkeit ungünstig beeinflußt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Über- lastkupplung mit langgestreckten Mitnahmekörpern zu schaffen, bei der durch gleichmäßige Lastverteilung das Auslösemoment mit hoher Genauigkeit eingehalten werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Überlastkupplung ist die Kupplungsbahn generell radial zu dem betreffenden Kupplungsteller ausgerichtet. Dies bedeutet bei zylin- drischen Mitnahmekörpern, daß die Vertiefungen der Kupplungsbahn keine parallelen Kanten oder Ränder oder sonstige Begrenzungen aufweisen. Sämtliche Höhenlinien verlaufen radial, so daß keine parallelen Höhenlinien existieren. Erfindungsgemäß besteht die Kupplungsbahn des Kupplungstellers aus einer Bahnfläche, die ein zu dem Kupplungsteller radial ausgerichteter Mitnahmekör- per von gleicher Form und Größe wie die Mitnahmekörper beschreibt, der während einer gleichmäßigen Drehung des zweiten Kupplungstellers eine periodische Axialbewegung in bezug auf den zweiten Kupplungsteller ausführt.

Hierdurch wird zugleich ein mögliches Herstellungsver- fahren der Kupplungsbahn definiert. Die Herstellung einer für zylindrische oder teilzylindrische Mitnahme- körper geeigneten Kupplungsbahn kann nämlich mit einem rotierenden zylindrischen Fräser erfolgen, der axial zu dem Kupplungsteller ausgerichtet wird und mit seiner Umfangsflache die Kupplungsbahn bearbeitet. Der rotie- rende Fräser wird axial zu dem Kupplungsteller bewegt, beispielsweise in einer sinusförmigen Hin-und Herbewe- gung, während der Kupplungsteller gleichmäßig um seine Achse herum gedreht wird. Der Fräser erzeugt dann die gewünschte Kontur der Kupplungsbahn. Auf dieser Bahn rollen oder gleiten später die Mitnahmekörper, die den gleichen Durchmesser haben wie der erzeugende Fräser.

Wenn die Mitnahmekörper die Vertiefungen verlassen, liegen sie entlang einer exakten radialen Linie an der Kupplungsbahn an, also in Linienberührung. Dadurch wird erreicht, daß der Mitnahmekörper auf seiner gesamten Länge trägt bzw. abgestützt wird, und daß eine gleich- mäßige Lastverteilung erfolgt. Aufgrund der ausschließ- lich radial zu dem Kupplungsteller ausgerichteten Berührungslinie erfolgt ein definiertes Abrollen oder Gleiten und ein ebenfalls definiertes Auslösen der Überlastkupplung dann, wenn die Mitnahmekörper die Gipfelbereiche der Kupplungsbahn erreicht haben.

Bei einer Kupplungsbahn für zylindrische Mitnahmekörper ist zu beachten, daß die mit den Mitnahmekörpern zu- sammenwirkenden Bereiche der Kupplungsbahn nicht zu nahe an die Achse des Kupplungstellers heranreichen dürfen, weil andernfalls die Linienberührung nicht bis zum Erreichen der Gipfel der Kupplungsbahn aufrechter- halten würde. Daher muß der innere (kleinere) Radius der Kupplungsbahn so groß sein, daß die Bahn an ihrem inneren Radius die gleiche Höhe hat wie am äußeren Ra- dius.

Die erfindungsgemäße Überlastkupplung eignet sich be- sonders für große Lasten. Dies bedeutet, daß sie bei gegebener Last bzw. gegebenem Auslösemoment relativ kleinformatig und leichtgewichtig ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist die Kontur der Kupplungsbahn auf dem äußeren Radius etwa sinusförmig. Dadurch wird ein gutes Abrollverhalten erzeugt. Die Gipfel der Sinusform können allerdings auch abgeflacht sein.

Die Mitnahmekörper mit zylindrischer Oberfläche können entweder Rollen sein, die relativ zu beiden Kupplungs- tellern drehbar sind und somit auf der Kupplungsbahn abrollen, oder Zylinderkörper, die einem Kupplungs- teller integral angeformt sind. Die Oberfläche der Mitnahmekörper muß nur in demjenigen Bereich zylindrisch sein, der mit der Kupplungsbahn zusammen- wirkt. Alternativ ist es auch möglich, kegelförmige Mitnahmekörper oder andere Mitnahmekörper, deren Ober- fläche durch Rotation einer Geraden erzeugt ist, zu verwenden.

Es ist auch möglich, jeden der beiden Kupplungsteller mit einer in der Höhe variierenden Kupplungsbahn zu versehen. In diesem Fall bestehen die Kupplungskörper aus Rollen, die in einem Rollkäfig geführt sind. Der Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß die vollzylindrischen Mitnahmekörper an den Kupplungsbahnen beider Kupplungsteller abrollen können, ohne daß Gleit- reibung entsteht. Hierdurch ergibt sich ein geringer Verschleiß und eine hohe Genauigkeit des Auslöse- moments.

Wenn die Mitnahmekörper als Zylinderrollen ausgebildet sind, können anstelle einer einzigen Zylinderrolle jeweils zwei (oder mehr) Zylinderrollen vorgesehen sein, die axial zueinander ausgerichtet sind. Hierdurch wird der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem inneren und dem äußeren Teil der Kupplungsbahn besser ausgeglichen, da die außenliegenden Zylinderrollen eine größere Umfangsgeschwindigkeit haben können als die innenliegenden Zylinderrollen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Überlastkupplung, bei der das Auslösemoment durch relatives Verstellen zweier Gehäuseteile einstellbar ist. Die Überlastkupp- lung nach DE 296 18 815 U weist eine Gehäusekapsel und einen damit verschraubten Gehäusedeckel auf. Durch Drehen des Gehäusedeckels relativ zu der Gehäusekapsel kann die Spannung der Federvorrichtung verändert werden, wodurch das Auslösemoment einstellbar ist.

Die Erfindung bezweckt nun, eine exakte Einhaltung des eingestellten Auslösemoments bei einer Überlastkupplung zu gewährleisten.

Hierzu ist erfindungsgemäß eine lösbare Blockier- vorrichtung vorgesehen, die den Gehäusedeckel in seiner eingestellten Schraubposition festhält.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß bei dem Auslösen der Überlastkupplung Schläge erzeugt werden, durch die der Gehäusedeckel an der Gehäusekapsel unbeabsichtigt verdreht werden kann. Eine weitere Mög- lichkeit des unbeabsichtigten Verdrehens ist dadurch gegeben, daß der Gehäusedeckel manuell drehbar sein muß, um das gewünschte Auslösemoment einzustellen. Dies setzt eine leichte Drehbarkeit voraus, mit der Folge, daß auch unbeabsichtigte Verstellungen erfolgen können.

Mit der erfindungsgemäßen Blockiervorrichtung wird er- reicht, daß eine einmal vorgenommene Einstellung sicher beibehalten wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Blockiervorrichtung aus einem an dem Ge- häusedeckel verschiebbaren Rastelement, welche in eine Innenverzahnung der Gehäusekapsel eingreift. Die Innen- verzahnung, die sich über eine gewisse Länge der Gehäusekapsel erstreckt, ermöglicht es, dem Rastelement in unterschiedlichen axialen Stellungen des Gehäuse- deckels und auch in unterschiedlichen Drehstellungen anzugreifen, um die Verriegelung durchzuführen.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungs- beispiels der überlastkupplung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 1, Fig. 5 einen Axialschnitt durch den zweiten Kupplungsteller, Fig. 6 eine schematische Darstellung der Erzeugung der Kupplungsbahn, Fig. 7 eine Teil-Draufsicht aus Richtung des Pfeiles VII in Fig. 1, Fig. 8 einen Schnitt durch die Blockiervorrichtung im blockierenden Zustand, Fig. 9 in gleicher Darstellung wie Fig. 8 die Blockiervorrichtung im entsperrten Zustand, Fig. 10 eine weitere Ausführungsform eines Kupplungstellers mit integral angeformten Mitnahmekörpern und Fig. 11 eine Seitenansicht einer Ausführungsform bei der jeder der Kupplungsteller eine kontrollierte Kupplungsbahn aufweist.

Die Überlastkupplung der Figuren 1 bis 9 weist eine Eingangswelle 10 auf, an die ein Schraubgerät in Form eines Kraftschraubers oder eines manuellen Schraubers angesetzt werden kann. Zu diesem Zweck ist die Eingangswelle mit einem Vierkant 11 versehen. Die Eingangswelle 10 ist in einem Gehäuse 12 gelagert, welches aus einer becherförmigen Gehäusekapsel 13 und einem ebenfalls becherförmigen Gehäusedeckel 14 besteht. Der Gehäusedeckel 14 ist mit einem Innen- gewinde 15 auf ein Außengewinde 16 der Gehäusekapsel 13 aufgeschraubt.

In dem Gehäuse 12 befindet sich ein erster Kupplungs- teller 17, der mit der Eingangswelle 10 fest verbunden ist, und ein zweiter Kupplungsteller 18, der mit einer Ausgangswelle 19 fest verbunden ist. Der erste Kupplungsteller 17 enthält eine Ausnehmung, in der ein Gleitlagerring 20 zur Lagerung der Ausgangswelle 19 angeordnet ist. Die Ausgangswelle 19 ragt aus einer Öffnung im Boden der Gehäusekapsel 13 hindurch und der zweite Kupplungsteller 18 stützt sich auf dem Boden der Gehäusekapsel 13 ab. Durch die Reibung zwischen dem zweiten Gehäuseteller 18 und dem Boden der Gehäuse- kapsel 13 wird während des Drehbetriebes das Gehäuse 12 mit der Ausgangswelle 19 mitgedreht.

Im Gehäuse 12 ist ferner eine Federvorrichtung 21, die aus einem Tellerfederpaket besteht, angeordnet. Diese Federvorrichtung 21 stützt sich am Gehäusedeckel 14 ab und sie drückt den ersten Gehäuseteller 17 in Richtung auf den zweiten Gehäuseteller 18.

Der erste Gehäuseteller 17 weist an seiner dem zweiten Gehäuseteller 18 zugewandten Stirnfläche Nester 22 zur Aufnahme zylindrischer Mitnahmekörper 23 auf, die hier als drehbare Zylinderrollen ausgebildet sind. Diese Nester 22 sind radiale Bohrungen, die jedoch umfangs- mäßig nicht geschlossen sind und sich über einen Umfang von etwas mehr als 180° erstrecken, wie aus Fig. 4 hervorgeht. In das Nest 22 kann die Rolle 23 in axialer Richtung eingeführt werden. Die Rollen werden dann gegen Herausfallen durch einen Ring 24 gesichert, der um den Kupplungsteller 17 herumgelegt ist. Die zylindrischen Rollen 23 sind radial zu dem Kupplungs- teller 17 hin ausgerichtet, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht. Sie ragen mit einem Teil ihres Umfangs aus der Stirnseite des Kupplungstellers 17 heraus. Der Kupplungsteller 17 bildet somit einen Rollenkäfig.

Jedes Nest 22 ist teilzylindrisch ausgebildet und hat einen Durchmesser, der es der Rolle 23 ermöglicht, sich in dem Nest 22 um ihre Achse zu drehen. Die dem ersten Kupplungsteller 17 zugewandte Stirnseite des zweiten Kupplungstellers 18 weist eine kreisförmige Kupplungsbahn 25 auf, auf der die Rollen 23 abrollen. Diese Kupplungsbahn 25 hat eine der Anzahl der Rollen 23 entsprechende Zahl von Vertiefungen 26 und Erhöhungen 27. Entlang des äußeren Radius der Kupplungsbahn 25 bilden die Erhöhungen und Vertiefungen eine sinusförmige Linie. Entlang des inneren Radius der Kupplungsbahn 25 sind die Vertiefungen 26 breiter als die Erhöhungen 27.

Die Kupplungsbahn 25 besteht gemäß Fig. 6 aus einer Bahnfläche, die ein zu dem zweiten Kupplungsteller 18 radial ausgerichteter Zylinder 29 von gleichem Durch- messer wie die Rollen 23 beschreibt, der während einer gleichmäßigen Drehung des zweiten Kupplungstellers 18 (Richtung des Pfeiles 30) eine periodische Axial- bewegung (Doppelpfeil 31) in bezug auf den zweiten Kupplungsteller 18 ausführt. Die Bahnfläche ist dabei die Hüllkurve, die der Zylinder 29 an dem Kupplungs- teller 18 beschreibt. Diese Hüllkurve entsteht dann, wenn der Zylinder 29 beispielsweise ein um seine Achse rotierender Fräser ist. Würde ein solcher Fräser aller- dings zu weit nach innen (zur Achse der Ausgangswelle 19) ragen, so würde er mit seinem inneren Bereich die Erhöhung, die zwei Vertiefungen voneinander trennt, abtragen, bevor er mit seiner Unterseite auf die ent- sprechende Höhe angehoben worden ist. Daher darf der Zylinder 29 nur so weit an die Achse heranragen, daß die Kupplungsbahn 25 an ihrem inneren Radius immer noch die gleiche Höhe hat wie am äußeren Radius. Ebenso wie der Zylinder bzw. Fräser 29 die Kupplungsbahn 25 erzeugt, rollen später die Rollen 23 auf dieser Kupplungsbahn ab. Dabei hat jede Rolle 23 eine exakte Linienberührung mit der Kupplungsbahn 25, und zwar an jeder Stelle der Kupplungsbahn. Diese Linienberührung erstreckt sich über die gesamte Länge der Rolle 23.

Die Kupplungsbahn 25 bezeichnet nur denjenigen Streifen, der von den Rollen 23 berührt wird. Die Kontur der Kupplungsbahn kann sich nach innen fort- setzen, wobei die fortgesetzten Bereiche jedoch nicht mehr zur Bahnfläche gehören.

Bei einem auf die Eingangswelle 10 einwirkenden Drehmo- ment ist der Kupplungsteller 17 bestrebt, den Kupplungsteller 18 über die Rollen 23 mitzudrehen.

Übersteigt das auf die Ausgangswelle 19 wirkende Last- moment das eingestellte Kupplungsmoment, dann bleibt die Drehung des Kupplungstellers 18 zurück, wobei die Rollen 23 auf der Kupplungsbahn 25 zur jeweiligen Erhöhung 27 hin hochrollen. Hierbei wird die Feder- vorrichtung 21 zusammengedrückt. Werden die Erhöhungen 27 von den Rollen 23 überschritten, bedeutet dies, daß die Überlastkupplung auslöst und der Kupplungsteller 17 nunmehr dreht, während der Kupplungsteller 18 stehen- bleibt. Das Auslösemoment der Überlastkupplung kann also durch Spannen der Federvorrichtung 21 eingestellt werden.

Das Einstellen des Auslösemoments erfolgt durch Drehen des Gehäusedeckels 14 relativ zu der Gehäusekapsel 13.

Im Auslösefall der Kupplung treten axiale Schläge auf, durch die der Kupplungsdeckel 14 unbeabsichtigt ver- dreht werden kann, was eine Verstellung des Auslöse- moments zur Folge hätte. Um eine solche Verstellung zu vermeiden, ist die Blockiervorrichtung 33 vorgesehen.

Diese Blockiervorrichtung 33 weist ein Rastelement 34 auf, das mit einer Verzahnung versehen ist. Eine ent- sprechende Verzahnung 35 ist als Innenverzahnung am oberen Ende der Gehäusekapsel 13 angebracht. Das Rast- element 34 ist in einer Ausnehmung 36 des Gehäuse- deckels 14 radial geführt und wird von einer Feder 37 nach außen gedrückt. Das Rastelement 34 wird von einem Exzenter 38 betätigt, der in der Stirnwand des Gehäuse- deckels 14 gelagert ist und einen Hebel 39 zum Ver- drehen aufweist. Durch Drehen des Exzenters 38 kann das Rastelement 34 entweder in die in Fig. 8 gezeigte Sperrposition oder in die in Fig. 9 gezeigte Freigabe- position gebracht werden. Die Innenverzahnung 35 hat eine solche Länge, daß das Rastelement sie in jeder der möglichen Stellungen des Gehäusedeckels erreichen kann.

Bei dem geringstmöglichen eingestellten Auslösemoment der Überlastkupplung ist die Federvorrichtung 21 im wesentlichen ungespannt, damit das Verstellen ohne zu großen manuellen Kraftaufwand möglich ist. Damit die Kupplungsteile im Innern der Kupplung nicht klappern, ist eine Feder 40 vorgesehen, die die beiden Kupplungs- teller 17,18 auseinanderdrückt und damit der Feder- vorrichtung 21 entgegenwirkt. Die Feder 40 ist jedoch sehr weich, so daß ihre Kraft diejenige der Feder- vorrichtung 21 nicht beeinträchtigt.

Figur 10 zeigt eine andere Ausführungsform des Kupplungstellers 17. Die Mitnahmekörper bestehen hier- bei aus teilzylindrischen Vorsprüngen 23a, die dem Kupplungsteller 17 integral angeformt sind. Diese Vor- sprünge 23a wirken mit einem zweiten Kupplungsteller 18 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zusammen. Da die Vorsprünge 23a sich nicht um ihre Achse drehen können, gleiten sie längs der Kupplungsbahn 25.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Figur 11 sind nur die Eingangswelle 10 und die Ausgangswelle 19 mit den beiden Kupplungstellern 17,18 dargestellt. Das Gehäuse und die übrigen Teile sind in gleicher Weise aus- gebildet wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Gemäß Figur 11 sind die Rollen 23 in einem Rollenkäfig 40 geführt und in gegenseitigem Abstand gehalten. Der Kupplungsteller 18 ist mit einer Kupplungsbahn 25 ver- sehen, die in gleicher Weise ausgebildet ist wie die- jenige des ersten Ausführungsbeispiels. Der Kupplungs- teller 17 ist an seiner Stirnseite ebenfalls mit einer entsprechenden Kupplungsbahn 25a ausgestattet, wobei im Normalzustand jede Rolle 23 in zwei einander gegenüber- liegende Vertiefungen der Kupplungsbahnen 25 und 25a sitzt. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß durch das gleiche Profil der beiden Kupplungsbahnen 25,25a die gleichen Kräftepaare von oben und unten auf die Rollen 23 einwirken. Beim Verdrehen der Kupplungs- teller zueinander wird aufgrund des gleichen Profils die gleiche Wegstrecke entlang der Rollen 23 zurück- gelegt. Dadurch wird erreicht, daß die zylindrischen Rollen 23 sich nahezu gleitreibungsfrei drehen.