CN106460953A - 具有成组设置的传递体的释放‑过载离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种释放‑过载离合器，其包括在其圆周上设有轴向定向的轴套凹部(4)的轴套(5)和可旋转地支承在轴套(5)上并且具有轴向定向的压力法兰下沉部(2)的压力法兰(1)，其中，在轴套凹部(4)中分别设置有例如两个旋转对称的传递体(3、9)，所述传递体由弹簧元件(6)经由切换件(7)压入压力法兰下沉部(2)中。根据本发明，切换件(7)设有相对于其端侧自由面(21)轴向突出的切换件凸块(8)，该切换件凸块在接合状态中将弹簧元件(6)的力传递到传递体(3、9)上并且在此轴向嵌入轴套凹部(4)中。在脱接时，切换件(7)连同切换件凸块(8)相对于轴套(5)进行轴向移动和旋转运动，使得切换件凸块(8)进入这样的位置中，其中，所述切换件凸块将弹簧元件(6)的力仅传递到轴套(5)的支撑面(20)上，从而离合器可自由地减速停止。

Description

具有成组设置的传递体的释放-过载离合器

技术领域

在工业驱动技术领域中，机械过载离合器早已作为用于避免因转矩过高引起损坏的机械元件得到广泛应用。

根据具体应用情况，机械过载离合器涉及各种功能性概念：

－用于简单驱动装置的棘轮离合器(Durchrastkupplung)。

－具有角度相符的接合角度的同步离合器

－具有手动重新运行功能的释放离合器。

－具有自动重新运行功能的释放离合器。

在此提出的本发明方案涉及对根据独立权利要求前序部分的释放-过载离合器进行的技术改进。

背景技术

由现有技术已知释放离合器，其中，在离合器响应或者说脱接之后通过在驱动侧和输出侧之间缓慢的反向旋转实现重新运行。

这种类型的释放离合器由DE 3727484 C2公开。在该已知的、根据现有技术的释放离合器中，转矩从(在此称为压力法兰的)驱动元件经由所谓的切换件传递到(在下面称为轴套的)输出元件上。在此，切换件无相对转动地、但可轴向运动地与轴套连接。

为了传递转矩，在该现有技术中将第一球用作传递体，所述第一球在一个外节圆上并且优选彼此隔开相同距离地在球保持架中引导。在这里用作传递体的第一球通过在轴套上对中的弹簧元件保持在压力法兰和切换件中的锥形凹部中。

在离合器基于超过由弹簧元件的力定义的转矩而响应(即脱接)时，第一球离开在压力法兰和切换件中的锥形凹部并且在此在凹部表面上进行滚动运动。通过该滚动运动实现在球保持架(连同位于其中的第一球)和切换件之间的以及在球保持架和压力法兰之间的转动。

在同一球保持架的与此分开的内节圆上设有支撑球，所述支撑球在球保持架和切换件之间转动之后嵌入切换件的特定支撑凹部中并且由此防止释放离合器的重新接合。

为了重新运行释放离合器，使用所谓的止挡体、在下面也称为控制销，这些止挡体通过弹簧元件的力加载，这些止挡体在第三外节圆上设置在压力法兰的孔中并且这些止挡体在设有斜面的切换件控制曲面上滑动。

在根据上述现有技术已知的释放离合器脱接之后，切换件和球保持架位于相对角度位置中，在其中，控制销在释放离合器脱接期间在切换件的控制曲面和斜面上滑动。

在离合器停止并且在消除干扰原因(过载)后，反转在压力法兰和切换件之间的旋转方向并且在两个所述的部件之间进行缓慢的反向转动。在此，球保持架以第一球通过压力法兰、控制销、切换件和球保持架的带动侧面的配合作用再次转动到初始中间位置中、即释放离合器重新接合并且随后再次准备运行。

根据上述现有技术DE 3727484的释放离合器的缺点在于复杂的结构，其包括较多数量的、彼此作用连接的功能部件。基于离合器的复杂结构，离合器在相对短的运行时间之后就已经倾向于出故障，且仅可有限地用于恶劣环境下的运行并且制造相对昂贵。

类似的过载离合器在现有技术中由DE 4222574 A1和DE 3330287 A1公开。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种上面所描述的同种类型的释放离合器，其相对于根据现有技术的离合器满足下述要求并且因而与现有技术相比明显更为有利：

－包括较少功能部件的离合器的简单结构。

－离合器的稳健设计。

－在较长的使用寿命上的高的功能可靠性。

－离合器简单且低成本的制造。

该任务通过具有权利要求1特征的释放离合器来解决。

为此建议这样设计离合器，使得释放离合器的传递转矩的部件在离合器脱接时无需另外的附加部件就引起释放。这通过如下方式实现：用于转矩传递的传递体沿轴向方向优选成对地相继设置在轴套凹部中。在此，在接合状态中通过弹簧元件的力保持在压力法兰的凹部中的传递体在压力法兰和轴套之间传递转矩。

在超过通过弹簧元件的力定义的转矩之后，第一传递体在滚动运动中从压力法兰下沉部移动出，更确切地说直至第一传递体在圆周方向上位于压力法兰下沉部旁边的平面上。第一传递体的滚动运动导致由此与之接触的第二传递体相反的旋转运动，第二传递体设置在第一传递体和切换件之间并且将弹簧元件的力传递到第一传递体上。

与切换件接触的第二传递体的旋转运动最终导致切换件相对于轴套的转动，其旋转方向与压力法兰相对于轴套的旋转运动相同。通过所描述的转动，在离合器接合状态中将弹簧元件的力传递到传递体上的切换件进入这样的位置中，在其中，在其它情况下沉入轴套凹部中的切换件凸块支撑在轴套的一个平面上。由此，第一传递体不再返回到压力法兰下沉部中并且离合器可以无接触地在成型体与压力法兰之间减速停止。

为了重新接合释放离合器，在消除干扰(即过载)之后反转在轴套与切换件之间的旋转方向。由此机构开始运动，其中——类似于开头所描述的现有技术——借助于控制销使切换件、轴套和压力法兰再次转动到这样的角度位置中，在其中，传递体通过弹簧元件的力再次与压力法兰下沉部嵌接。离合器在所描述的该反向转动之后重新接合并且因此准备运行。

此外也可设想的是，按本发明的离合器不设有所描述的接合结构并且离合器的重新接合通过将参与转矩传递的功能部件手动转动到初始位置中实现，但这仅能借助可从外部安置的工具实现，这些工具是将不同功能部件送入可重新接合的相对位置中所必须的。

也可设想的是，在凹部中设置奇数(如1或3或5)个传递体，由此也在离合器释放时实现压力法兰和切换件的反向旋转运动。

通过在此简要说明的释放离合器的结构方式，其传递转矩的构件可构造得大且稳定，因为对于释放功能不需要附加的支撑元件。由此可实现离合器的高度稳健性和因此高运行可靠性以及长的使用寿命。此外，按本发明的离合器还可极为低成本地制造。

附图说明

按本发明的释放离合器的其它特征和有利细节由下面示出的优选实施例的说明给出。在附图中：

图1为处于接合状态中且具有圆柱滚子作为传递元件的按本发明的离合器的纵向剖面图，

图2为图1的离合器的纵向剖视图A-A；

图3为图1的离合器的另一纵向剖视图B-B；

图4为按本发明的离合器的分解图；

图5为处于脱接状态中且具有圆柱滚子作为传递元件的按本发明的离合器的纵向剖视图；

图6为图5的离合器的纵向剖视图C-C；

图7为图5的离合器的另一纵向剖视图D-D；

图8为处于接合状态中且具有圆柱滚子和较短的第一凸块的按本发明的离合器的纵向剖视图；

图9为图8的离合器的纵向剖视图E-E；

图10为图8的离合器脱接时的另一纵向剖视图E-E；

图11为处于接合状态中且具有球作为传递元件的按本发明的离合器的纵向剖视图。

具体实施方式

由图1可见按本发明的离合器(K1)的基本结构。离合器的转矩从在此称为压力法兰(1)并在轴套(5)上围绕旋转轴线(R)可旋转地支承的驱动元件起经由压力法兰下沉部(2)传递到构造为圆柱滚子的第一传递体(3)上并且随后经由轴向平行设置的第一轴套凹部(4)传递到轴套(5)上。在此，第一传递体(3)通过弹簧元件(6)的力保持在压力法兰下沉部(2)中，弹簧元件(6)的力通过切换件(7)、第一切换件凸块(8)和第二传递体(9)作用于第一传递体(3)上。弹簧元件(6)的力可通过借助轴套螺纹(10)与轴套(5)连接的调节螺母(11)改变。

在切换件7的端侧自由面21上在圆周上分布地设置多个轴向突出的切换件凸块8，所述切换件凸块在离合器接合状态中嵌入轴套凹部4中并且最终以弹簧元件6的所设定的力将在轴套凹部中成对设置的传递体9、3加载到压力法兰下沉部2中。

第一和第二传递体(3、9)在此通过与轴套(5)固定连接的控制套筒(13)径向保持在第一轴套凹部(4)中，所述第一轴套凹部径向在轴套(5)中或者说从轴套径向突出的圆周凸缘中加工出。

为了重新接合离合器(K1)，设置由图2清晰可见的系统，该系统包括多个分布在圆周上的控制销(12)、在其上设有控制曲面(14)的控制套筒(13)和在其上设有控制凹槽(15)的切换件(7)。控制销(12)轴向可运动地支承在压力法兰(1)的销孔(16)中，所述销孔优选轴向平行于离合器(K1)的旋转轴线(R)地设置在另一/第三节圆上。在此这样选择销孔(16)的该节圆直径，使得控制销(12)被螺钉弹簧(17)均匀压靠到控制套筒(13)的控制曲面(14)和切换件(7)的控制凹槽(15)上。在所显示的离合器(K1)接合状态中，控制销(12)沉入控制曲面(14)和控制凹槽(15)中。

此外由图3——其也示出离合器的接合状态——还可看到通过弹簧元件(6)的力加载的切换件(7)的位置，该切换件的轴向突出于自由面(21)的第一切换件凸块(8)沉入第一轴套凹部(4)中并且将第一和第二传递体(3、9)压靠到压力法兰(1)的压力法兰下沉部(2)上。第一切换件凸块(8)轴向沉入第一轴套凹部(4)中在此确保接合的离合器(K1)的切换件(7)不能相对于轴套(5)转动。

当离合器(K1)在达到所设定的极限转矩而脱接时，在压力法兰(1)和轴套(5)之间作用的转矩通过楔形压力法兰下沉部(2)产生一个反向于弹簧元件(6)的力定向的反作用力，该反作用力超过弹簧元件(6)的力。由此，第一传递体(3)从压力法兰下沉部(2)滚动出，第一传递体(3)沿着围绕自身轴线的第一旋转方向旋转。由于与第二传递体(9)接触，该第二传递体开始沿着相反的旋转方向旋转并且将该旋转运动传递到切换件(7)的第一切换件凸块(8)上。这最终导致压力法兰(1)和切换件(7)相对于轴套(5)沿着相同方向转动，在此，切换件(7)同时进行旋转运动与反向于弹簧元件(6)的力定向的轴向运动的组合运动。

在切换件(7)和轴套(5)之间少许的可旋转性在此通过位于调节螺母(11)和弹簧元件(6)之间的轴向轴承(24)实现。

当切换件(7)的止挡面(18)碰撞到与轴套(5)连接的并且从其径向突出的止挡件(19)上时，切换件(7)的所述的旋转和轴向运动停止，这在图4的分解图中可见。

通过切换件(7)的所述的轴向和旋转运动，第一切换件凸块(8)离开第一轴套凹部(4)并且在离合器(K1)脱接状态中将弹簧元件(6)的力传递到轴套(5)的支撑面(20)上，如这在图5和6中可见。也可看到，在该释放状态中第一传递体(3)与压力法兰下沉部(2)脱接地位于压力法兰下沉部旁边，并且第二传递体(9)与切换件(7)的自由面(21)间隔开地相对置。离合器(K1)释放，并且在基于离合器的脱接关断转矩驱动装置之后压力法兰(1)可相对于轴套(5)沿着所示的脱接方向(D1)无转矩传递地减速停止。

图7一方面示出在离合器(K1)脱接状态中重新接合系统的状态并且另一方面示出在离合器(K1)重新接合时该系统的作用方式。在离合器(K1)的压力法兰(1)沿着脱接方向减速停止时，控制销(12)在每转一周时沉入控制套筒(13)的控制曲面(14)中和切换件(7)的控制凹槽(15)中并且通过控制曲面(14)的控制斜面(22)再次被导出，且由此不引起离合器(K1)的其它功能部件的运动。

为了重新接合离合器(K1)，反转转矩驱动装置的旋转方向并且使压力法兰(1)相对于轴套(5)以较慢的速度沿着所显示的接合方向D2(图7)转动。在此，控制销(12)再次沉入控制套筒(13)的控制曲面(14)和切换件(7)的控制凹槽(15)中。由于切换件(7)相对于轴套(5)转动，因此在此控制销(12)碰到控制凹槽(15)的切换侧面(23)，由此带动切换件(7)并且在切换件(7)和轴套(5)之间发生转动，当传递体(3、9)沉入压力法兰(1)的下沉部(2)中，当由此第一轴套凹部(4)在切换件(7)侧被释放用于嵌入第一切换件凸块(8)，当第一切换件凸块(8)再次嵌入第一轴套凹部(4)中并且当由此弹簧元件(6)的力再次加载到传递体(3、9)以及压力法兰下沉部(2)上时，该转动才终止。离合器(K1)再次准备运行并且可重新传递所设定的全部转矩。

基于离合器内部机构在圆周方向上的对称结构，离合器可在两个旋转方向上运行。在脱接之后，重新接合总是在与脱接相反的旋转方向上进行。

图8以纵剖视图示出按本发明的离合器(K2)的另一种实施方式，其借助图9和图10中的剖视图详细被说明。在此图9示出离合器的接合状态。

压力法兰下沉部(2)和第一轴套凹部(4)彼此对齐，由此第一和第二传递体(3、9)通过弹簧元件(6)的力被压到压力法兰下沉部(2)中并且因此在压力法兰(1)和轴套(5)之间传递转矩。在此，弹簧元件(6)的力也通过切换件(7)的第一切换件凸块(8)传递到传递体(3、9)上。但第一切换件凸块(8)在此沿轴向方向构造得较短，从而它们在轴向上并未嵌入第一轴套凹部(4)中。然而为了使切换件(7)在离合器(K2)接合状态中不能相对于轴套(5)转动，在切换件(7)上设置附加的第二切换件凸块(26)，所述第二切换件凸块(26)在轴向上嵌入另外的第二轴套凹部(25)中并且与其在离合器(K2)的旋转方向上形成形锁合连接。

在离合器(K2)脱接时，压力法兰(1)的旋转运动再次通过传递体(3、9)传递到第一切换件凸块(8)上，由此产生图10所示的情况。在此，压力法兰下沉部(2)和具有第一和第二切换件凸块(8、26)的切换件(7)沿着所显示的脱接方向(D1)相对于轴套(5)转动。第一切换件凸块(8)现在与第二传递体(9)这样错开，使得第二传递体不再被弹簧元件(6)的力加载。第二切换件凸块(26)现在与第二轴套凹部(25)错开并且将弹簧元件(6)的力传递到轴套(5)的支撑面(20)上。

在此借助图8、图9和图10所描述的离合器(K2)与图1至图7中所描述的离合器一样具有重新接合系统，该系统主要包括控制销(12)，所述控制销与轴套(5)的控制曲面(14)和切换件的控制凹槽(15)配合作用。

在图11中示出按本发明的离合器(K3)的最后一种实施方式，传递体(3、9)构造为球。该实施方式的优点在于制造进一步简化并且加工成本进一步降低。可设想，轴套凹部(4)构造为孔，由此，轴套(5)和设置在其上的控制套筒(13)可构造为一体的。

在基本作用方式方面在此所示的离合器(K3)相应于借助图1至图7显示和说明的离合器(K1)。

此外可设想，作为传递体(3、9)使用其它不同于之前所描述的旋转对称的滚动体。例如可使用桶形或锥形的滚子。

在各第一轴套凹部(4)中所使用的传递体(3、9)数量方面也可设想与所示实施方式不同的方案：由此在具有所描述的、用于借助旋转方向反转重新接合的系统的离合器方案中，可在轴套凹部(4)中在第一传递体(3)和第二传递体(9)之间设置任意数量的其它传递体，为了确保压力法兰(1)和切换件(7)的相同旋转方向，附加传递体的数量必须是偶数。

由此，在具有所描述的、用于重新接合的手动系统的离合器方案中，也可在轴套凹部(4)中在第一传递体(3)和第二传递体(9)之间设置任意奇数个另外的传递体，因为在释放离合器脱接时也可接受在压力法兰(1)和切换件(7)之间相反的旋转方向。同样地，在用于重新接合的手动系统中可完全省却第二传递体(9)，从而弹簧元件(6)的力直接作用于第一传递体(3)并且将其保持在压力法兰下沉部(2)中。

在图4的分解图中可以看到六个等距间隔开地设置在一个节圆上的压力法兰下沉部(2)和类似的六组第一和第二传递体(3、9)。类似地也可设想，设置更少或更多数量的压力法兰下沉部(2)连同相应的传递体(3、9)，它们也能以不同距离间隔开地设置在一个节圆上。

然而，用于重新接合离合器的、包括控制销(12)、控制曲面(14)和控制凹槽(15)的系统也可其仅一次或多次分布设置在离合器的圆周上。

总之，本申请涉及一种释放-过载离合器，其包括轴套(5)和可旋转地支承在轴套(5)上的压力法兰(1)，该轴套具有在其圆周上设置的轴向定向的轴套凹部(4)，该压力法兰具有轴向定向的压力法兰下沉部(2)，其中，在轴套凹部(4)中例如分别设置有两个旋转对称的传递体(3、9)，所述传递体被弹簧元件(6)经由切换件(7)压入压力法兰下沉部(2)中。根据本发明，切换件(7)设有相对于其端侧自由面(21)轴向突出的切换件凸块(8)，所述切换件凸块在接合状态中将弹簧元件(6)的力传递到传递体(3、9)上并且在此在轴向上嵌入轴套凹部(4)中。在脱接时，切换件(7)连同切换件凸块(8)相对于轴套(5)进行轴向运动和旋转运动，由此，切换件凸块(8)进入这样的位置中，其中，切换件凸块将弹簧元件(6)的力仅传递到轴套(5)的支撑面(20)上，由此离合器可自由地减速停止。

附图标记列表

1 压力法兰

2 压力法兰下沉部

3 第一传递体

4 第一轴套凹部

5 轴套

6 弹簧元件

7 切换件

8 第一切换件凸块

9 第二传递体

10 轴套螺纹

11 调节螺母

12 控制销

13 控制套筒

14 控制曲面

15 控制凹槽

16 销孔

17 螺钉弹簧

18 止挡面

19 止挡件

20 支撑面

21 自由面

22 控制斜面

23 切换侧面

24 轴向轴承

25 第二轴套凹部

26 第二切换件凸块

D1 脱接方向

D2 接合方向

K1 离合器(具有滚子作为传递体)

K2 离合器(具有滚子作为传递体、具有第一和第二轴套凹部

并且具有第一和第二切换件凸块)

K3 离合器(具有球作为传递体)

R 旋转轴线

Claims (8)

1.形锁合工作的释放-过载离合器，其包括：

－轴套(5)，该轴套具有在其圆周上设置的轴向定向的第一轴套凹部(4)；和

－可旋转地支承在轴套(5)上并且具有轴向定向的压力法兰下沉部(2)的压力法兰(1)，

－其中，在每个所述第一轴套凹部(4)中设置偶数个旋转对称的传递体(3、9)，

－所述传递体经由被弹簧元件(6)的力加载的切换件(7)压入压力法兰下沉部(2)中，

－所述离合器通过从外部沿着第一或第二旋转方向(D1、D2)作用的转矩能在轴套(5)和压力法兰(1)之间脱接，并且

－随后传递体(3、9)克服弹簧元件(6)的力地在轴向上从压力法兰下沉部(2)运动到第一轴套凹部(4)中，

其特征在于，

－所述切换件(7)设有轴向突出的第一切换件凸块(8)，该第一切换件凸块在过载离合器的接合状态中在与压力法兰(1)轴向相对置的一侧上将弹簧元件(6)的力传递到传递体(3、9)上，

－第一切换件凸块(8)轴向嵌入第一轴套凹部(4)中或附加设置的第二切换件凸块(26)轴向嵌入第二轴套凹部(25)中，

－在离合器脱接时，通过传递体(3、9)、压力法兰(1)和切换件(7)的第一切换件凸块(8)之间发生的滚动运动，压力法兰(1)和切换件(7)同向地相对于轴套(5)转动，

－为了限制在轴套(5)和切换件(7)之间的旋转运动设置适合的止挡元件(18、19)，

－在旋转运动结束之后，第一和第二切换件凸块(8、26)沿着周向方向位于第一和第二轴套凹部(4、25)旁边，

－接着，第一或第二切换件凸块(4、26)将弹簧元件(6)的力传递到轴套的支撑面(20)上，

－并且切换件(7)的沿轴向方向后移的自由面(21)位于第一和第二切换件凸块(8、26)旁边，该自由面在离合器脱接状态中为传递体(3、9)提供如此多的轴向空间，使得所述传递体不再沉入压力法兰下沉部(2)中。

2.根据上述权利要求中至少一项所述的过载离合器，其特征在于，在每个所述第一轴套凹部(4)中设置偶数个旋转对称的传递体(3、9)，并且由此在离合器脱接时压力法兰(1)和切换件(7)同向地相对于轴套(5)转动。

3.根据权利要求1所述的过载离合器，其特征在于，所述离合器能通过由弹簧加载的控制销(12)、控制曲面(14)和控制凹槽(15)构成的附加的重新接合机构再次接合，其中，离合器的重新接合通过在轴套(5)和压力法兰(1)之间将第一旋转方向(D1)反转成相反的第二旋转方向(D2)实现。

4.根据上述权利要求至少一项所述的过载离合器，其特征在于，所述控制销(12)在压力法兰(1)的销孔(16)中引导，控制曲面(14)与轴套(5)固定连接，并且控制凹槽(15)与切换件(7)固定连接。

5.根据权利要求1所述的过载离合器，其特征在于，所述离合器能通过这样的外部动作重新接合，其中，离合器的重新接合通过对齐压力法兰下沉部(2)和轴套凹部(4)并且通过随后逆着脱接方向旋转切换件(7)实现。

6.根据上述权利要求中至少一项所述的过载离合器，其特征在于，所述传递体(3、9)构造为圆柱滚子。

7.根据上述权利要求中至少一项所述的过载离合器，其特征在于，所述传递体(3、9)构造为锥形或桶形滚子。

8.根据上述权利要求中至少一项所述的过载离合器，其特征在于，所述传递体(3、9)构造为球并且用于容纳传递体(3、9)的轴向定向的轴套(5)凹部(4)构造为孔。