Wie konstruiert bzw. findet man die richtige Rutschkupplung zum Schutz eines Schneckengetriebes bei Überlast ?

Technik Mechanik & Konstruktion
#1

Hallo Community!

Ich mache im Rahmen meiner Weiterbildung zum Maschinenbautechniker eine Projektarbeit.
Die Aufgabe besteht darin, eine Hubkonstruktion zum Montieren von Fahrzeugen zu konstruieren.
Die Fahrzeuge müssen zur Erleichterung der Arbeit für den Monteur um 360° drehbar sein. Dies soll mittels eines Schneckengetriebes über eine Handkurbel erfolgen.

Jetzt zum Problem:

Durch das Drehen des Rahmens treten je nach Lage des Fahrzeugs unterschiedliche Kräfte und Drehmomente auf (Schwerpunkt ändert sich und somit der Abstand zur Rotationsachse). Der errechnete Maximalwert beträgt hierbei ca. 370 Nm. Das verwendete Getriebe hat eine zulässige Maximalbelastung von 390 Nm und kurzzeitig bis zu 500 Nm.
Um eine gewisse Sicherheit bei Überschreitung der genannten Werte zu gewährleisten fordern unsere Betreuer eine Sicherheitsvorkehrung, um das Getriebe vor Überlast und damit verbundenen möglichen Schäden zu schützen.

=> Sprich: Eine Vorrichtung zwischen der Rotationswelle an welcher der Rahmen befestigt ist und der Ausgangswelle des Getriebes.

Nachdem ich mich nun erkundigt habe gibt es wohl Kupplungen, welche schwere Stöße abfangen können. Diese haben eine Art Kunststoff zwischen den Verbindungsklauen (Klauenkupplung).

Hier ein Beispiel:

http://bit.ly/2dUQUAh

Mein Gedanke ist nun, dass wenn das elastische Material maximal gepresst ist, die Kraft ja wieder 1:1 übertragen und somit eine Beschädigung am Getriebe hervorrufen wird.
Deswegen möchte ich eine Art Rutschkupplung entwerfen oder idealerweise ein bestehendes System mit den geforderten Eckdaten verwenden.

=> Das Ziel ist also, dass bevor die Überlast von der Rotationswelle zur Welle des Getriebes übertragen wird, diese einfach ab einer gewissen Kraft durchrutscht und somit eine Beschädigung verhindert. (Beispielsweise, wenn sich der Monteur sehr stark auf das Fahrzeug lehnt oder dieses mit sehr großer Kraft bearbeitet/ montiert)

Kennt sich da jemand aus und könnte mir in dieser Angelegenheit weiterhelfen?
Ich habe in diesem Punkt keinerlei Erfahrung und auch die Recherche im Internet konnte mir leider nicht die gewünschte Erkenntnis liefern.

Ich hoffe auf zahlreiche Antworten / Hilfestellungen!

Vielen Dank im Voraus!

#3

Hallo,

Es gibt noch die Möglichkeit einer Sollbruchstelle, wie z.B. ein Scherstift. Dieser bricht bei einer bestimmten Belastung und muss dann ersetzt werden.

Dann solltest du mal sein Internet reparieren.
Zu „Rutschkupplung“ liefert mir Google über 200’000 Resultate.

Ein bisschen Arbeit darfst du schon selbst machen!

MfG Peter(TOO)

#4

Erst einmal vielen Dank für deine Antwort!

Das mit der Sollbruchstelle ist eine nette Idee, allerdings für diesen Fall nicht tauglich insofern, als dass nach einer Überlast keine Teile ausgewechselt werden sollten, da dies einen unnötigen Aufwand darstellt. Des Weiteren gibt es ja Lösungen, die ein einfaches „wiedereinklinken“ der Kupplung ermöglichen.

Zum zweiten Punkt:

Du hast natürlich Recht!
Allerdings (vll. habe ich mich ungünstig ausgedrückt) ist mir einfach nicht klar, welche Lösung denn für so einen Fall am besten wäre. Die Kupplungen die ich bisher fand, sind alle nicht für einen solchen Fall ausgelegt (Drehzahl etc.) Weiterführend ist es ja so, dass selbst wenn ich den richtigen Typ der Kupplung feststellen könnte, es dann so viele Varianten davon gibt, das ich schlichtweg überfragt bin.

Schönes Wochenende!

#5

Handkurbel!
So lange da nicht Supermann dran dreht ist die Drehzahl kein Thema. Durch Fliehkräfte zerlegen sich rotierende Bauteile oberhalb einer bestimmten Drehzahl, wenn du richtig liest, steht da bei den Angaben noch maximal.

Der Typ hängt natürlich auch von den Einbauverhältnissen ab, die kennen wir nicht.

In deinem Fall ist sicher Verschmutzung ein Thema, da kann im Prinzip alles Mögliche vom Fahrzeug auf die Kupplung heruntertropfen. Auch kann man mal mit der Kriechöl-Spraydose daneben treffen. Das alles darf keinen Einfluss auf die Rutschkupplung haben.

#6

Das mit der Drehzahl war mir durchaus bewusst! (Ganz blöd bin ich ja auch nicht :wink: )

Ich möchte vor allem im Bezug auf die Anforderungen nicht überdimensionieren, da der Kosten - Nutzen Faktor im Vordergrund steht!
Aber es gibt scheinbar keine Kupplungen die auf derart kleine Drehzahlen ausgelegt sind…

#7

https://www.google.de/search?q=Rutschkupplung&ie=utf-8&oe=utf-8&client=firefox-b-ab&gfe_rd=cr&ei=jX0KWIpd6I7xB871v7AL

MfG kheinz

#8

Was ist an „maximal“ so schwer zu verstehen?

#9

Was ist so schwer daran, zu verstehen, dass ich z.B. für eine axiale Lagerkraft die 2 kN beträgt kein Lager mit einem Maximalwert von 50 kN brauche?
Ebensowenig muss ich eine Kupplung , die sich 10 mal am Tag dreht auf 5000 1/min auslegen ?

Und das war mitunter eine meiner Kernfragen. Gibt es eine einfache konstruktive Lösung für solche Anwendungen? Nicht mehr nicht weniger!

Ich lasse mich ja gerne belehren und bin durchaus bemüht, meinen Horizont zu erweitern, aber „sachlich“ nenne ich das nicht, tut mir leid…

#10

Tja, das ist halt bei Standard-Bauteilen halt mal so.
Der Hersteller versucht mit möglichst wenig Typen einen möglichst grossen Bereich abzudecken.
Dadurch ergeben sich grosse Stückzahlen und entsprechend kleine Preise.
Auf der anderen Seite bekommt man halt oft mehr als man benötigt.

Jede Entwicklung ist ein Kompromiss aus unterschiedlichen, manchmal sogar widersprechenden, Anforderungen.

Gerade in der Mechanik hängt die Konstruktion auch sehr vom vorhandenen Maschinenpark ab. Hat man eine Schweisserei wird die Konstruktion anders, als wenn man eine CNC Blechbiegemaschine rumstehen hat. Je nach Bearbeitungskapazität der vorhandenen Blechbiegemaschine besteht dann die eine Konstruktion aus 3 Blechen und eine andere nur aus einem.

#11

Ein Tip vom Kfz-ler:
Kupplungen für Anlasser (Starter) müssen bei geringer Drehzahl hohe Kräfte übertragen, dürfen bei Überlast aber auch nicht brechen. Bei größeren Aggregaten können die Kupplungen auch instandgesetzt / eingestellt werden.
Schaue als Fingerzeig einfach einmal „MONARK Kupplung für BOSCH QD (BPD) 24V 6 PS Starter“ an. Als angehender Maschinenbautechniker solltest Du damit Etwas anfangen können.