CN87107008A

CN87107008A - 特别适用于农业机器的保护传动系统的过载离合器

Info

Publication number: CN87107008A
Application number: CN87107008.1A
Authority: CN
Inventors: 胡贝特·盖斯特霍夫
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1988-06-01
Also published as: JPH034771B2; DE3635163A1; CN1005744B; ES2008237A6; IT8707109V0; SU1560063A3; JPS63176825A; US4802326A; IT8705231A0; FR2605371A1; DE3635163C2; IT1221201B

Abstract

本发明涉及一种离合器，它的结构使得它可以根据它的使用条件进行改变。为此在其周围均布地装有转动体11，转动体内装有传动凸体3。在出现超负荷的情况时，由弹簧加载的传动凸体3除了作径向运动外，装着该传动凸体的转动体11还作旋转运动。通过结构设计可以得到在过载时的完全脱开并有可能对它的重新啮合的性能施加影响。

Description

本发明涉及一种用于保护机器的传动系统，特别是保护由拖拉机驱动的农业机器以防止其至少一个转动方向内超负荷的过载离合器，它由一个离合器轮毂，一个离合器套筒和在该两个部件之间发挥作用的弹簧加载的传动凸体组成。

在离合器轮毂内装有弹簧加载的传动凸体与离合器另一部件内的缺口啮合的传递转矩的过载离合器在联邦德国专利说明书DE-PS 1048749中已经公布。这类离合器以棘轮机构的方式工作，一般具有简单的结构并具有很高的功能可靠性。此类已有的棘轮离合器的缺点是离合器在超负荷情况下转动时，其传动凸体在继续转动时总是企图保持在啮合的位置内，其弹簧加载的传动凸体将承受很大的冲击力。上述冲击导致严重的磨损，产生高温，同时也发出很大的响声。

还有一类在超负荷时其传递转矩用的传动凸体会从其工作位置转出来的离合器，其中有一种在联邦德国专利说明书DE-PS 2327079中公布的过载离合器，它规定要通过离合器外部的操作才能使它啮合到传递转矩的位置。此外，该专利说明书中所述及的离合器在其结构上并不适用于农业机器，因为它的凸体的形状和装置方式以及它每个凸体上装的具有过载保护功能的支承件需要很高的成本。对于用于农业机器的离合器来说，要求它有简单的工作方式，并尽可能减少为保证它的功能而需在外面操作的环节。此外，上述已有的过载离合器所具有的可调性在用于农业机器时则有很大的缺点。为用于农业机器考虑的过载离合器应能保护被驱动的机器，因而应该是专门为配用于该被驱动的机器设计的，为此要避免那些可能要由非专业人员去操作的控制动作。

此外，农业机器还必须具有惰转能力，即要求切断动力的被驱动机构在其惰转过程中不会对其铰接轴或对拖拉机的传动装置产生不利的影响。

从上述的现有技术水平出发，本发明的任务是创造出一种离合器，它应能尽可能多地用于各种用途，即在制造时就考虑要能合理地适应各种不同的具体使用情况，只要稍为采取一些更改的措施就可具有其他的功能或具有综合的功能。这些功能应包括，例如超负荷功能和惰走功能。

另外，在超负荷的情况下离合器应尽可能彻底地脱开以减少磨损，但又能自动地重新啮合（例如当转速降低了以后），以尽可能地将啮合冲击以及由此引起的反复动作减至最少。此外，啮合应该尽可能没有拖延。

根据本发明，上述任务的完成是通过将传动凸体装在离合器部件之一上所开圆孔内的转动体内，该转动体的旋转轴线位于离合器旋转轴线之外，但与该轴线平行布置;而所述的圆孔在面对离合器另一部件的一面是开口的，部分目的是为了让传动凸体得以伸出。

这样的结构的优点是传动凸体的径向和转动的联合动作一方面可以保证它能很快地转换到脱开的位置，另一方面它的旋转动作可以导致其重新啮合既是快速而又能轻快地将转矩建立起来。

一种较好的结构方式是在同一个转动体上沿着离合器旋转轴的方向装设几个排列成一行的传动凸体。此外，最好是在一个离合器部件的周围装设几个转动体。可以通过改变转动体的数目以及装在每一个转动体上的传动凸体的数目来改变离合器的转矩传递容量。

最好是将转动体和传动凸体装在离合器的轮毂上。这样就可避免当将凸体装在离合器套筒上所带来的（例如由离心力引起的）不利影响。

传动凸体装置在其所属的转动体的一个盲孔内，它们的突出于转动体外面的凸体面同位于离合器另一部件，即离合器套筒内的相应的缺口相啮合。根据本发明，也可在转动体内开一个径向的穿透孔，里边装有由同一根弹簧向相反方向加载的两个传动凸体，其中一个（即支承凸体）支承于装有各该转动体的离合器部件内的一个凹坑内，而另外一个传动凸体则支承在另外一个离合器部件的相应的缺口内。

对于在两个转动方向都能起作用的离合器，它所装的传动凸体在位于垂直于该离合器旋转轴线的一个平面内的凸体面及/或支承面是对称的。

如果希望离合器在其两个转动方向具有不同的作用，例如在一个转向内具有过载离合器的作用，而在另一转向内具有空转的功能，则其传动凸体具有非对称的凸体面及/或支承面。当传动凸体同时也附加地支承于装设其转动体的离合器部件上时，可以取得一个特别有利的传递转矩的方案。

上述支承一般是作用于凸体的柱上，具体作用于装设该转动体的离合器部件的穿孔壁面范围内。当传动凸体可以有一个附加的控制面被支承在该穿孔到转动体圆孔之间的过渡区的话，就可以得到特别有利的离合器重新啮合的可能性。当出现超负荷情况时，传动凸体围绕着转动体的中线从它的中心位置移动出来，并由其支承面支承在上述的过渡区上。由于弹簧的作用以及通过该过渡区和支承面型线的选型，可以对离合器的啮合和脱开特性施加影响。

也有可能将支承面做成是凸体面的延长部分。

为确保支承面在过渡区被支承的可能性，当传动凸体处于啮合位置，即它在传递转矩的位置时，支承面底点与离合器旋转轴线之间的径向距离应该稍近于过渡区与离合器旋转轴线之间的径向距离。

此外，上述要求也可通过下面的方法来达到，即从凸体面的顶点量起到其与支承面连接的过渡区之间的伸入到另一离合器部件内部的啮合高度，要大于位于装转动体的圆孔与开有该圆孔的离合器部件（即离合器轮毂）之间的穿孔周壁面的高度。

在超负荷情况下也规定了其传动凸体通过至少一个附加的支承面，特别是位于向凸体柱面转折的过渡区的底点，被支承于开有缺口的离合器部件（即离合器套筒）的内壁面上。

本发明的一个最佳实施例示于附图。附图中：

图1是一台拖拉机带着一台它所驱动的农业机器的简单示意图;

图2是正处于传递转矩的离合器的一个方案的剖视图;

图3是图2中离合器的纵剖视图;

图4是图2中的离合器在脱开的位置，以及

图5至图8是根据使用范围优选出的几种不同的离合器结构方案。

本发明的离合器最适用于农业生产机器的传动装置中的万向轴系。拖拉机通过万向轴系驱动与之连接的农业机器。万向轴可以在接近其铰接端装上一个本发明的离合器与拖拉机上的动力输出轴连接。另外也可以将离合器装在被驱动的机器本身的传动机构中的某一位置。离合器上装有一个可以套装到拖拉机上动力输出轴的具有开孔16的离合器轮毂2。

孔16开有花键槽以供传递转矩，花键槽与拖拉机动力输出轴上的花键配合工作。

在离合器轮毂2上套装了一个离合器套筒1，它可以在轮毂2外面转动，但不能作轴向滑动。如图3所例示，它是由保险环31和盖板32将其在一个方向保持在其位置上，在另一方向离合器套筒1同一个法兰33用焊接方式相连接。法兰33上有叉形臂17（图中仅示意地画了局部），它与万向接头上的十字头连接。

图3中仅示出了离合器的一半，它实际上是与纵轴线O₁对称的。

沿着离合器轮毂2的圆周方向分布着圆孔状的空穴10，它的旋转轴线O₂布置在离合器的旋转轴线O₁的外侧。在圆孔10中装有可转动的转动体11，它基本上是圆柱形的。转动体11上开有径向的盲孔12。盲孔12内装入传动凸体3，它们由弹簧13支承在盲孔的底部。弹簧13嵌接在传动凸体3的空心柱体内。传动凸体3在其顶面4处有凸体面5、6，它们可以根据使用的场合具有不同的形状。这些不同形状的细节可从图5到图8中看出，并结合着这些图作相应的说明。传动凸体3突出于离合器轮毂的一个穿孔9之外，并在弹簧13的作用下其凸体面5、6被保持在与缺口24啮合的状态。

图2、3以及图5至8各自示出了离合器在传递转矩的位置。

按照图5中所示的构造，离合器轮毂2受到离合器套筒1的推动向着图2所示箭头方向旋转。它的安装方式是离合器是装在被驱动的农机的一侧，亦即是离合器轮毂2套在被驱动农机的传力轴上。如果离合器轮毂2是套在拖拉机的动力输出轴上的，则传动凸体3和缺口24就按对映象的方向装设。凸体面5与凸体面6相比，其陡度小些。此外在凸体面5的延长线上有一个支承面7，而凸体面6则有一个过渡点29将它与支承面8分开。支持面8在与传动凸体3的柱面21接合处有一个底点18。支承面8在传动凸体3处于啮合状态时支承在离合器套筒1的内表面30上。穿孔9的周壁面28同时也作为凸体3的柱面21的接触面。同时也起支承面作用的凸体面7的底点18位于圆孔10和穿孔9之间的过渡段15的径向的内侧。因此当传动凸体在其啮合状态时，相对于离合器的旋转轴线O₁而言，底点18与它的距离要比过渡段15更近些。当在箭头所示的旋转方向出现超负荷的情况时，传动凸体3连同转动体11一起向箭头所示的方向摆动，这样凸体面7就与过渡段15接触。同时由于传动凸体3撞向过渡段15，它就被径向地推向内边，同时在它的继续摆动中脱出缺口24。

为此缺口24与旋转凸体3之间要有间隙，特别是顶面4同凸体面5连接的过渡区与同其配合的缺口24的内表面之间要有间隙。

在凸体的摆动过程中，支承面8的底点18也作摆动。从某一位置开始，这一支承区的接触，亦即是底点18同离合器套筒1的内壁30的接触也促使传动凸体3向内移动，直至达到传动凸体3几乎完全脱离与离合器套筒1接触的位置。当继续旋转、从而当离合器轮毂2与离合器套筒1之间存在着相对运动时，底点18是与内壁30接触的。等到转速减小时，由于弹簧13的弹力作用以及凸体面7与过渡段15接触上以后由于凸体面7的形状的作用，传动凸体3开始回复到传递转矩的状态。这一回复运动是所述的接触和弹簧力造成在转动体11上的一个复位转矩作用的后果。

在图6所示的结构中，传动凸体3的断面是对称的。它是一种用于双方向作用的离合器的结构形状。转矩的限制是通过其控制机能，也就是存在于本实施例中的两个陡度比两边的凸体面5、6平缓的支承面7、8与过渡区15之间的动力啮合来达到的。在各该凸体面5、6和支承面7、8之间有一个相应的过渡段19、29。两个支承面7、8的底点18，如同在说明图5时已述及的，它与离合器的旋转轴线O₁的径向距离要比穿孔9和装转动体11的圆孔10之间的过渡段15近些。同样的，为了能自由转动，传动凸体3与缺口24之间也要有一定的间隙。

图7中是一个具有高转矩容量的离合器的实施例。传动凸体3的凸体面5、6和支承面7、8同样具有对称的形状。由于下面将述及的特点，此种离合器可用于传递高转矩。凸体面5、6具有比支承面7、8更陡的形态。此外，传动凸体3在传递转矩时其柱体面21还由位于圆孔10和离合器轮毂2外缘间的穿孔周壁面27和28所支承。

凸体面5、6的啮合高度，具体地说是从该两个凸体面5、6的顶点20到其两个支承面7、8的过渡点19、29之间的距离X₁大于穿孔9的周壁27、28的尺寸X₂。

在图7中标示了其顶部高度X₁和穿孔周壁高度X₂。根据上述定义，X₁大于X₂。

这样就提供了一种特别的作用方式。在超负荷的条件下首先必须有传动凸体3的向内移动，才能有转动体11的摆动。转动体11在圆孔10内的转动只有当传动凸体3的柱体面21与其相应的在离合器轮毂2内的穿孔周壁27和28（决定于转动的方向）脱离接触以后才能开始，也就是当支承面7、8的底点18达到低于过渡区15的时候（即底点18与离合器的旋转轴线O₁的径向距离比过渡区15近些），传动凸体3以及与之一起的转动体11然后转动一个角度，在此角度下传动凸体3的凸体面5、6应该尽可能远地脱离缺口24，这样当离合器轮毂2和离合器套筒1之间继续发生相对运动时可尽少出现磨损现象和产生冲击能。当转速，也就是离合器的两个部件1、2之间的相对转速降低后，由于弹簧13的弹力作用通过支承面同过渡段15的接触过程所产生的一个作用于转动体11的复位力矩，促使传动凸体3及其凸体面5、6缓慢地啮合到缺口24中去。

图8中的实施例示出的传动凸体3在它的传动方向具有一个相对陡的、接近于径向，即平行于凸体轴线的凸体面6，而在它的脱开方向则有一个相对地平缓的凸体面5。与凸体面5连接的支承面7基本上是与离合器套筒1的内表面30相配的。与凸体面6连接的是一个较陡的支承面8，其底点18与离合器的旋转轴线O₁之间的径向距离比装有转动体11的圆孔10和穿孔9之间的过渡段15与离合器旋转轴线间的径向距离近些。由于这一不同的结构形式使得在圆柱形的传动凸体3的侧边的柱体面21的长度是不等的。在支承面7范围内的柱体面21的长度使得在传递转矩时，传动凸体3的柱体面21也附带地支承在穿孔周壁面27上，而对于支承面8则没有此可能性。由于凸体面6的凸体形状而使离合器在其传递转矩的方向有一条较陡的特性曲线。特性曲线的形状可以通过改变凸体面5、8的斜度加以改变。

相反方向的转动出现在这样的情况下，即当拖拉机停止驱动，而被驱动的机器的转动着的质量由于惰性而继续转动，此时离合器轮毂2就有可能超越离合器套筒1。凸体面5具有相应的较为平坦的形状。关于在此条件下传动凸体是如何进入其脱开的状态的，可以用已经解说过的图7的原理来说明。

前述的实施例及其相应的独特的特征是可以组合的，因此可以根据使用的情况选用不同的和合适的传动凸体的形状。本发明的离合器的优点在于此种可变性也可使生产的批量合理化。

最后还有另外一个可能性（图2、3、4），即转动体11可以具有一个穿透孔25。在此穿透孔中可以装有两个凸体，其中一个就是传动凸体3，而另一个凸体则是一个具有支承功能的支承凸体23。支承凸体23的凸体面支承在凹坑26内。在实施例中示出的凹坑26是开在离合器轮毂2内的。在传动凸体3和支承凸体23之间装有一个弹簧13，它同时将两个凸体向外推。传动凸体3的形状可以是图5至图8的实施例中的一种。当出现超负荷情况时两个凸体（即传动凸体3和支承凸体23）都相对于转动体11的旋转轴线O₂向内作径向移动，因而从与缺口24和凹坑26啮合的状态下解脱出来，尤其是凸体的顶高可以结合弹簧13的特性曲线进行选择，使得转动体11的重新啮合特性，也就是它的复位运动可以在较广的范围内加以影响。

代号对照表

O₁离合器的旋转轴线

O₂转动体的旋转轴线

X₁啮合高度

X₂穿孔周壁高度

1 离合器套筒

2 离合器轮毂

3 传动凸体

4 顶面

5 凸体面

6 凸体面

7 支承面

8 支承面

9 穿孔

10 圆孔

11 转动体

12 盲孔

13 弹簧

14 离合器套筒内壁

15 从穿孔到离合器轮毂内的圆孔之间的过渡段（边缘）

16 离合器轮毂内的开孔

17 叉形臂

18 底点、支承面

19 凸体面到支承面的过渡区

20 凸体顶部

21 凸体柱面

22 离合器轮毂外表面

23 支承凸体

24 缺口

25 穿透孔

26 凹坑

27 穿孔周壁面

28 穿孔周壁面

29 凸体面到支承面的过渡段

30 离合器套筒内壁

31 保险环

32 盖板

33 法兰

Claims

1、一种用于保护机器传动系统，特别是保护由拖拉机驱动的农业机器以防止其至少在一个转动方向内超负荷的过载离合器，它由一个离合器轮毂、一个离合器套筒，和在该两个部件之间发挥作用的弹簧加载的传动凸体组成，其特征是，传动凸体(3)装设在装于离合器部件(2)的圆孔(10)内的转动体(11)内，该转动体(11)的旋转轴线O₂位于离合器旋转轴线O₁之外，但与该轴线平行布置，圆孔(10)在面向另一离合器部件(2)的一面开有穿孔(9)。

2、根据权利要求1的过载离合器，其特征是，在同一个转动体（11）上装有几个传动凸体（3）。

3、根据权利要求1的过载离合器，其特征是，在离合器部件（2）的周围装有几个转动体（11）。

4、根据权利要求1的过载离合器，其特征是，其转动体（11）和传动凸体（3）是装在离合器轮毂（2）内的。

5、根据权利要求1的过载离合器，其特征是，每个传动凸体（3）装在其所属的转动体（11）的一个盲孔（12）内，它的突出于转动体（11）外面的凸体面（5、6）同位于另一离合器部件，具体是离合器套筒（1）内的相反的凹坑（缺口24）相啮合。

6、根据权利要求1的过载离合器，其特征是，其转动体（11）开有一个径向的穿透孔（25），在该穿透孔内装有由同一个弹簧（13）向相反方向加载的两个传动凸体（3、23），其中一个凸体（支承凸体23）支承于装有转动体（11）的离合器部件（2）内的一个相应的凹坑内，其另一个传动凸体（3）支承于另一个离合器部件（1）内的一个缺口（24）内。

7、根据权利要求5或6的过载离合器，其特征是，装于一个在两个转动方向都起作用的离合器内的、位于垂直于该离合器旋转轴线（01）的一个平面内的传动凸体（3）具有对称的凸体面（5、6）及/或支承面（7、8）。

8、根据权利要求5或6的过载离合器，其特征是，其传动凸体（3）具有非对称的凸体面（5、6）及/或支承面（7、8）。

9、根据权利要求1的过载离合器，其特征是，其传动凸体（3）支承于装设其转动体（11）的离合器部件（离合器轮毂2）上。

10、根据权利要求8的过载离合器，其特征是，其传动凸体（3）及其柱体面（21）支承于装设其转动体（11）的离合器部件（2）上的穿孔周壁面（27、28）中的至少一个面上。

11、根据权利要求1的过载离合器，其特征是，其传动凸体（3）通过其附加支承面（7、8）中的至少一个支承面支承于穿孔（9）和装转动体（11）的圆孔（10）之间的过渡区（边缘15）上。

12、根据权利要求10的过载离合器，其特征是，其支承面（7）是凸体面之一（5）的延长段（图2）。

13、根据权利要求10的过载离合器，其特征是，当传动凸体（3）处于啮合位置时，其支承面（7、8）的底点（18）与离合器旋转轴线（01）之间的径向距离比之过渡区（15）与离合器旋转轴线（01）之间的径向距离稍近些。

14、根据权利要求10的过载离合器，其特征是，其啮合高度X₁，具体地说是其啮合到离合器套筒（1）内的凸体面（5、6）的顶点（20）量到该凸体面（5、6）与支承面（7、8）连接的过渡区之间的距离，比装有转动体（11）的圆孔（10）与开有该圆孔的离合器部件，特别是离合器轮毂（2）之间的穿孔周壁面（27、28）的高度（X₂）为大。

15、根据权利要求1或10的过载离合器，其特征是，其传动凸体（3）通过至少一个附加的支承面（7或8），特别是位于连接柱体面（21）的过渡区内的该支承面（7或8）的底点（19或29），当凸体面（5，6）处于脱开位置时，支承于开有缺口（24）的离合器部件的与之相对的面上，具体是离合器套筒（1）的内壁面（30）上。