DE102009028152A1 - Load torque stop for use in adjusting drive of motor vehicle, has ramp moving blocking element from ineffective position into position preventing rotation of rotatable element if disk is in contact with clutch surface of rotatable element - Google Patents

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Abstract

The stop has a blocking element (8) movably fastened to a clutch disk (4). The clutch disk is limitedly rotatable opposite a fixed element (1), and is axially adjustable opposite to a complementary coupling surface of a rotatable element (2) by an electromagnet coil. An inward running ramp (9) moves the blocking element from an ineffective position into a position form-fitly preventing rotation of the rotatable element opposite to the fixed element when the clutch disk is in contact with a complementary clutch surface of the rotatable element.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lastmomentsperre zum Sperren lastseitiger Drehmomente in beiden Drehrichtungen mit einem drehfesten Bauelement und einem drehbaren Bauelement, die mittels eines Aktuators miteinander drehfest verbindbar und voneinander lösbar sind.The The invention relates to a load torque lock for locking load-side Torques in both directions with a non-rotatable component and a rotatable component, which by means of an actuator with each other rotatably connected and are detachable from each other.

Lastmomentsperren werden dann eingesetzt, wenn eine Stellbewegung mittels eines Antriebsteils bewirkt wird und bei Stillstand des Antriebsteils bei von außen wirkenden Lasten eine solche Stellbewegung selbsttätig blockiert sein soll, um eine Sperrposition bei Nichtbetätigen des Antriebsteils zu halten, so dass ein unbeabsichtigtes Verstellen eines Lastteils verhindert wird.Load torque locks are then used when an actuating movement by means of a drive part is effected and at standstill of the drive part in from the outside acting loads such a movement automatically should be blocked to a locked position when not operating to keep the drive part, so that an unintentional adjustment a load part is prevented.

Wenn beispielsweise ein Stellantrieb elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt wird, muss das Lastteil im Falle eines Stromausfalls oder eines Druckabfalls automatisch in der aktuellen Position blockiert werden, wofür unterschiedliche Bremsen nutzbar sind. Es gibt durch Federdruck oder mittels Permanentmagneten betätigbare Ein- und Mehrflächenbremsen, die bei einem Stromausfall oder einem Druckabfall automatisch greifen. Derartige Ein- oder Mehrflächenbremsen, beispielsweise Scheibenbremsen, können auch elektromechanisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigte Bremskolben aufweisen, die dann allerdings für die Betätigung ein unabhängiges System umfassen müssen, das bei einem Stromausfall oder einem Druckabfall des Stellantriebs wirksam bleibt.If For example, an actuator electrically, pneumatically or hydraulically is pressed, the load part in case of power failure or a pressure drop is automatically blocked in the current position become, for which different brakes are usable. It are actuated by spring pressure or by means of permanent magnets Single and multi-surface brakes in the event of a power failure or grab a pressure drop automatically. Such inputs or Multi-surface brakes, such as disc brakes can also electromechanical, electromagnetic, pneumatic or hydraulic have actuated brake piston, but then for the operation must comprise an independent system, in the event of a power failure or pressure drop of the actuator remains effective.

Elektromagnetisch betätigte, reibschlüssige Einflächenbremsen werden von der Firma magneta GmbH & Co. KG angeboten. Deren Lastaufnahme ist durch den elektromagnetisch bewirkten Reibschluss begrenzt. Eine höhere Lastmomentaufnahme lässt sich durch einen formschlüssigen Eingriff der Bremselemente erreichen, beispielsweise durch Zahnkupplungen mit elektromagnetischer Betätigung, die beispielsweise von der Firma Maschinenfabrik Mönninghoff GmbH & Co. KG angeboten werden. Nachteilig bei diesen Bremsen bzw. Kupplungen ist die Verwendung eines Betätigungsmechanismus, für den eine unabhängige Energiequelle erforderlich ist, wenn diese bekannten Bremsen bzw. Kupplungen selbsttätig im Fall eines Stromausfalls oder Druckverlustes wirksam werden sollen. Dies gilt insbesondere dann, wenn derartige Lastmomentsperren in Verbindung mit Aktuatoren im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik, der Fördertechnik, der Handhabungstechnik und der Haustechnik eingesetzt werden. So weisen die meisten gattungsgemäßen Bremsen eine Feder auf, welche die Bremselemente ständig mit einer Schließkraft belasten, während der der Bremse zugeordnete Aktuator die Bremselemente aktiv auseinander drückt. Bei einem Ausfall der Energieversorgung für den Aktuator schließt die Feder daher automatisch die Bremse. Nachteilig bei diesen zuletzt genannten Bremsen ist, dass dann, wenn sie formschlüssig wirkende Kupplungs- bzw. Bremsbauteile aufweisen, sich diese Bauteile konstruktions- und fliehkraftbedingt oberhalb einer Grenzdrehzahl gegenseitig axial abweisen und damit die Bremse wieder öffnen. Außerdem ist die Einrückkraft und damit die Bremskraft direkt von der Aktuatorkraft abhängig, denn die für das selbsttätige Schließen der Bremse zuständige Feder kann hinsichtlich ihrer Schließkraft nur so stark ausgelegt sein, wie die Öffnungskraft des zugeordneten Aktuators.electromagnetic actuated, frictional single-surface brakes are offered by the company magneta GmbH & Co. KG. Their load pickup is limited by the electromagnetically caused frictional engagement. A higher load torque absorption can be achieved achieve a positive engagement of the brake elements, for example, by toothed couplings with electromagnetic actuation, for example, from the company Maschinenfabrik Mönninghoff GmbH & Co. KG Tobe offered. A disadvantage of these brakes or clutches is the use of an actuating mechanism, for an independent source of energy is required if these known brakes or clutches automatically in the case of a Power failure or pressure loss to take effect. this applies especially when such load torque locks in conjunction with Actuators in the field of automotive technology, conveyor technology, Handling technology and building services are used. So have the most generic brakes one Spring on which the brake elements constantly with a closing force load, while the brake associated with the actuator Actively presses brake elements apart. In case of a failure the power supply for the actuator closes the spring therefore automatically the brake. The disadvantage of this last called brakes is that, if they are form-fitting acting clutch or brake components, these components due to design and centrifugal force above a limiting speed axially repel each other and thus open the brake again. In addition, the engagement force and thus the braking force is direct dependent on the Aktuator force, because the for the automatic closing of the brake responsible spring Can only be interpreted as strong in terms of their clamping force be as the opening force of the associated actuator.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden häufig selbst schaltende Freiläufe eingesetzt, die rücktreibende Drehmomente blockieren. Durch die Firma LuK GmbH & Co. OHG wird ein Klemmkörperfreilauf angeboten, der in beiden Drehrichtungen sperrt, wenn der Antrieb stehen bleibt. Bei diesem Freilauf besteht der Nachteil, dass sich der Freilauf öffnet, wenn sich das angetriebene Teil betriebsbedingt schneller dreht als der Stellantrieb, so dass sich der Freilauf kurzzeitig öffnet und dann wieder schließt, welches zu einem Rucken des Abtriebs führt, wenn wechselweise der Antrieb und der Abtrieb schneller laufen.Around To avoid this disadvantage are often self-switching Freewheels used the restoring torques To block. By the company LuK GmbH & Co. OHG is a sprag freewheel offered, which locks in both directions when the drive stop. This freewheel has the disadvantage that the freewheel opens when the driven part is operational Turns faster than the actuator, allowing the freewheel opens briefly and then closes again, which leads to a backlash of the output, if alternately the Drive and the output run faster.

Dies gilt beispielsweise auch für einen in der DE 10 2005 023 250 A1 beschriebenen Aktuator, der eine gewünschte Verstellung eines Radführungsgliedes eines Kraftfahrzeuges durchführt und ein in beide Richtungen schaltbares Klemmrollengesperre aufweist, das bewirkt, dass Außenkräfte, die über das Fahrwerk in den Aktuator rückwärts eingeleitet werden, sicher aufgefangen werden, ohne dass der Aktuator aufgrund dieser Außenkräfte unerwünschte Stellbewegungen durchführt.This also applies, for example, to one in the DE 10 2005 023 250 A1 described actuator which performs a desired adjustment of a wheel guide member of a motor vehicle and having a switchable in both directions Klemmrollengesperre which causes external forces that are introduced via the chassis in the actuator backwards, be safely collected without the actuator undesirable due to these external forces Performs adjusting movements.

Derartige Klemmrollengesperre wirken zwar sehr sicher, sie sperren aber ruckartig, so dass beim Betätigen des Aktuators unter Last der sehr ungünstige Fall des Sperrruckens auftreten kann, wenn Drehmomente, die in den Aktuator rückwärts eingeleitet werden, schneller sind, als die Betätigung des Aktuators durch das Antriebsteil, so dass das Klemmrollengesperre blockiert und dann gleich wieder löst.such Although Klemmrollengesperre work very safe, but they lock jerky, so when pressing the actuator under load the very unfavorable case of blocking pressure can occur when torques, which are fed backwards into the actuator, are faster than the actuation of the actuator by the drive part, so that the Klemmrollengesperre blocked and then solve again.

Ähnlich wirkt auch eine in der DE 197 53 106 A1 beschriebene Lastmomentsperre, die anstatt Klemmrollen Klemmkörper aufweist, die sowohl einen kraftschlüssigen als auch einen formschlüssigen Eingriff zwischen dem Antriebsteil und dem Abtriebsteil aufweisen können.Similarly, one in the DE 197 53 106 A1 described load torque lock, which instead of clamping rollers clamping body, which may have both a non-positive and a positive engagement between the drive member and the output member.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lastmomentsperre zum selbsttätigen Sperren lastseitiger Drehmomente in beiden Richtungen zu schaffen, die bei einem Ausfall der Energiezufuhr zu einem Stellantrieb selbsttätig wirkt, und die in der Sperrposition hohe Lastmomente sicher sperren kann. Vorteilhaft wäre auch, wenn die Sperrwirkung progressiv eintritt.The invention has for its object to provide a load torque lock for automatically locking load-side torques in both directions, which acts automatically in case of failure of the power supply to an actuator, and in the Lock position high load moments can safely lock. It would also be advantageous if the blocking effect occurs progressively.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, eine Lastmomentsperre zum Sperren lastseitiger Drehmomente in beiden Drehrichtungen mit einem drehfesten Bauelement und einem drehbaren Bauelement, die mittels eines Aktuators drehfest miteinander verbindbar und voneinander lösbar sind, derartig auszubilden, dass wenigstens ein Sperrelement beweglich an einer Kupplungsscheibe befestigt ist, dass die Kupplungsscheibe gegenüber dem drehfesten Bauelement begrenzt drehbar sowie mittels des Aktuators gegen eine komplementäre Kupplungsfläche des drehbaren Bauelements axial verschiebbar ist, und dass am drehfesten Bauelement eine mit dem wenigstens einen Sperrelement zusammenwirkende Nockenanordnung vorhanden ist, die das Sperrelement aus einer unwirksamen Stellung in eine eine Drehung des drehbaren Bauelements gegenüber dem drehfesten Bauelement formschlüssig verhindernde Stellung dann bewegt, wenn die Kupplungsscheibe mit der komplementären Kupplungsfläche des drehbaren Bauelements in Eingriff ist.to Solution to this problem is proposed, a load torque lock to lock load-side torques in both directions with a non-rotatable component and a rotatable component, the by means of an actuator rotatably connected to each other and from each other are solvable, form such that at least one Locking element is movably attached to a clutch disc, that the clutch disc relative to the rotationally fixed component limited rotatable and by means of the actuator against a complementary Clutch surface of the rotatable component axially displaceable is, and that the non-rotatable component with the at least one Block member cooperating cam assembly is present, which is the Locking element from an inactive position into a one turn the rotatable component relative to the rotationally fixed component positively locking position then moved when the Clutch disc with the complementary coupling surface of the rotatable component is engaged.

Die Kupplungsscheibe verdreht sich demnach zunächst begrenzt gegenüber dem drehfesten Bauelement, da sie von dem drehbaren Bauelement so lange mitgenommen wird, bis das Sperrelement durch die Nockenanordnung aus seiner unwirksamen Stellung in die das drehbare Bauelement festhaltende Stellung bewegt wird, wobei in der Endstellung ein formschlüssiges Ineinandergreifen erfolgt und die Größe des sperrbaren, lastseitigen Drehmoments nur von der Dimensionierung der Nockenanordnung und des Sperrelements abhängt.The Clutch disc thus initially twisted limited relative to the non-rotatable component, since they are rotatable Component is taken as long until the blocking element by the cam assembly from its inoperative position into the rotatable Component holding position is moved, wherein in the end position a positive interlocking takes place and the size of lockable, load-side torque only from the dimensioning the cam arrangement and the locking element depends.

Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass das wenigstens eine Sperrelement derart elastisch verschiebbar an der Kupplungsscheibe angeordnet ist, dass es durch die Nockenanordnung radial verschiebbar zum formschlüssigen Eingriff mit wenigstens einem Rastvorsprung am drehbaren Bauelement sowie zum formschlüssigen Eingriff an eine radial gegenüberliegenden Rastfläche an der Nockenanordnung führbar ist. Dies lässt sich vorzugsweise durch eine Nockenanordnung am drehfesten Bauelement aus wenigstens einer radial nach innen führenden Rampe und wenigstens einer radialen Rastfläche am Ende der Rampe bewirken.A advantageous embodiment is that at least a locking element so elastically displaceable on the clutch disc is arranged to be radially displaceable by the cam assembly for positive engagement with at least one latching projection on the rotatable component and for positive engagement to a radially opposite latching surface the cam assembly is feasible. This is possible preferably by a cam arrangement on the non-rotatable component from at least one radially inwardly leading ramp and at least one radial locking surface at the end of the ramp cause.

Für einen symmetrischen Aufbau, der auch für hohe Drehzahlen geeignet ist, und für eine Erhöhung des aufnehmbaren lastseitigen Drehmoments sind bevorzugt zwei jeweils diametral gegenüberliegende Paare der Sperrelemente an der Kupplungsscheibe, zwei jeweils diametral gegenüberliegende Paare der Rastvorsprünge am drehbaren Bauelement und zwei jeweils diametral gegenüberliegende Rastflächen an der Nockenanordnung vorgesehen, von denen jeweils ein Paar in der einen Drehrichtung und das andere Paar in der anderen Drehrichtung wirkt.For a symmetrical design, which is also suitable for high speeds is suitable, and for an increase in the recordable load-side torque are preferably two diametrically opposed Pairs of locking elements on the clutch disc, two each diametrically opposite pairs of latching projections on rotatable component and two diametrically opposite locking surfaces provided on the cam assembly, of which in each case a pair in one direction of rotation and the other pair in the other direction of rotation acts.

Die Sperrelemente können mittels flexibler Stege mit der Kupplungsscheibe verbunden sein, die nur geringe Kräfte zu übertragen haben. Die flexiblen Stege sind dazu radial außen an der Kupplungsscheibe angeordnet.The Locking elements can by means of flexible webs with the clutch disc be connected, which transmit only small forces to have. The flexible webs are radially outward on the Clutch disc arranged.

Der Aktuator kann beispielsweise einen mit der Kupplungsscheibe verbundenen Anker und eine damit zusammenwirkende, drehfest angeordnete Elektromagnetspule umfassen, jedoch kann zum axialen Verschieben der Kupplungsscheibe auch ein pneumatischer oder hydraulischer Stellantrieb vorgesehen sein.Of the Actuator, for example, one connected to the clutch disc Anchor and a cooperating, non-rotatably mounted electromagnetic coil may, however, for axial displacement of the clutch disc also provided a pneumatic or hydraulic actuator be.

Bevorzugt umfasst der Aktuator eine die Kupplungsscheibe mit der komplementären Kupplungsfläche des drehbaren Bauelements in Eingriff bringende Feder, während die Elektromagnetspule oder ein pneumatisches oder hydraulisches Betätigungsglied die Kupplungsschreibe durch Energiebeaufschlagung außer Eingriff bringt. Auf diese Weise wird erreicht, dass die erfindungsgemäße Lastmomentsperre bei Stromausfall oder Druckabfall zur Wirkung kommt und somit keine Energiezufuhr erforderlich ist.Prefers the actuator comprises a clutch disc with the complementary one Clutch surface of the rotatable component engaging Spring, while the electromagnetic coil or a pneumatic or hydraulic actuator the Kupplungsschreibe disengaged by energization. On This way it is achieved that the inventive Lastmomentsperre comes in case of power failure or pressure drop effect and thus no energy supply is required.

Wenn der Aktuator eine zylindrische Schraubendruckfeder umfasst, die auf die Kupplungsscheibe in Richtung eines Eingriffs mit der komplementären Kupplungsfläche des drehbaren Bauelements wirkt, dann kann deren eines Ende drehfest mit Bezug auf das drehfeste Bauelement befestigt sein, während das andere Ende drehfest an der Kupplungsscheibe befestigt ist. Hierdurch wirkt die zylindrische Schraubendruckfeder nicht nur als Druckfeder zum Anpressen der Kupplungsscheiben an die komplementäre Kupplungsfläche, sondern sie erzeugt auch einen Torsionswiderstand gegen ein Verdrehen der Kupplungsscheibe, wodurch der Auflauf der Rastvorsprünge auf die Rampen der Nockenordnung verzögert wird und das Sperren der erfindungsgemäßen Lastmomentsperre bei Stromausfall oder Druckabfall progressiv erfolgt.If the actuator comprises a cylindrical helical compression spring which on the clutch disc in the direction of engagement with the complementary Clutch surface of the rotatable component acts, then can one end of which is non-rotatable with respect to the non-rotatable component be attached while the other end against rotation on the Clutch disc is attached. As a result, the cylindrical acts Helical compression spring not only as compression spring for pressing the clutch discs to the complementary coupling surface, but It also creates a torsional resistance against twisting the Clutch disc, causing the casserole of locking projections is delayed to the ramps of the cam order and the Locking the load torque lock according to the invention in case of power failure or pressure drop is progressive.

Als eine Variante zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass anstelle der Nockenanordnung ein Kurvenscheibengetriebe genutzt wird, welches zumindest zwei relativ zueinander verdrehbare Bauteile aufweist, wobei wenigstens eines dieser Bauteile eine gekrümmte Führungsfläche aufweist, an der das zumindest andere Bauteil bei einer Relativverdrehung dieser Bauteile entlang führbar ist. Bei einer speziellen Ausführungsform weist jedes dieser beiden Bauteile des Kurvenscheibengetriebes gekrümmte Führungsflächen auf, die aneinander gleiten, so dass im Vergleich zur beschriebenen Nockenanordnung in sehr viel variableren Weise zeitlich nicht lineare axiale Betätigungsverläufe realisierbar sind.As a variant of the embodiment described above, it can be provided according to the invention that instead of the cam arrangement, a cam gear is used which has at least two relatively rotatable components, wherein at least one of these components has a curved guide surface on which the at least other component at a relative rotation of these components can be guided along. In a special embodiment, each of these two components of the cam gear GE curved guide surfaces, which slide against each other, so that in comparison to the described cam arrangement in a much more variable manner temporally non-linear axial operation profiles can be realized.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. In der Zeichnung zeigtThe Invention will be described below with reference to an illustrated in the drawing Embodiment further explained. In the Drawing shows

1 einen schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Lastmomentsperre in ihrer entsperrten Stellung, 1 a schematic cross section through the load torque lock according to the invention in its unlocked position,

2 einen verkleinerten, schematischen Längsschnitt durch die Lastmomentsperre gemäß 1, und 2 a reduced, schematic longitudinal section through the load torque lock according to 1 , and

3 die Lastmomentsperre der 1 in ihrer Sperrstellung. 3 the load torque lock the 1 in their locked position.

Von der erfindungsgemäßen Lastmomentsperre sind nur die wesentlichen Bauteile dargestellt, insbesondere ist kein Antrieb gezeigt. Ein drehfestes Bauelement 1, das koaxial zu einem drehbaren Bauelement 2 in einem Getriebe angeordnet sein kann, dient dazu, das drehbare Bauelement 2 in der augenblicklichen Position festzuhalten, wenn die Energieversorgung eines diese Lastmomentsperre aufweisenden Stellantriebs ausfällt.From the load torque lock invention, only the essential components are shown, in particular, no drive is shown. A non-rotatable component 1 coaxial with a rotatable component 2 can be arranged in a transmission, serves to the rotatable component 2 to hold in the instantaneous position when the power supply of an actuator having this load torque lock fails.

Am drehbaren Bauelement 2 sind vier unter einem Winkel von 90° angeordnete, radial hervorstehende Rastvorsprünge 3 angeordnet. Eine zum drehbaren Bauelement 2 koaxial angeordnete Kupplungsscheibe 4 weist eine mit einer komplementären Kupplungsfläche 5 am drehbaren Bauteil 2 zusammenwirkende Kupplungsfläche 5' auf, wobei diese Kupplungsflächen 5, 5' vorzugsweise mit Reibbelägen versehen sind, um einen Reibschluss zwischen dem drehbaren Bauelement 2 und der Kupplungsscheibe 4 zu bewirken. Jedoch können die komplementären Kupplungsflächen 5, 5' auch Radialverzahnung aufweisen, so dass auch eine formschlüssige Kupplung zwischen der Kupplungsscheibe 4 und dem drehbaren Bauelement 2 möglich ist.On the rotatable component 2 are four at an angle of 90 °, radially projecting locking projections 3 arranged. One to the rotatable component 2 Coaxially arranged clutch disc 4 has one with a complementary coupling surface 5 on the rotatable component 2 co-operating coupling surface 5 ' on, with these coupling surfaces 5 . 5 ' are preferably provided with friction linings to a frictional engagement between the rotatable component 2 and the clutch disc 4 to effect. However, the complementary coupling surfaces 5 . 5 ' Also have radial teeth, so that a positive connection between the clutch disc 4 and the rotatable component 2 is possible.

An der Kupplungsscheibe 4 sind vier unter einem Winkel von 90° angeordnete Radialschenkel 6 befestigt, die in Umfangsrichtung verlaufende federnde Stege 7 übergehen, an deren Enden sich in Richtung zu dem drehbaren Bauelement 2 erstreckende Sperrelemente 8 befestigt sind. Am drehfesten Bauelement 1 ist eine Nockenanordnung vorgesehen, die aus radial nach innen verlaufenden Rampen 9 und radialen Rastflächen 10 besteht. Die Kupplungsscheibe 4 lässt sich mittels eines Aktuators aus einer Elektromagnetspule 11, einem darin axial verschiebbaren Anker 12 und einer zylindrischen Schraubendruckfeder 13 axial bewegen.At the clutch disc 4 are four at a angle of 90 ° arranged radial leg 6 attached, the circumferentially extending resilient webs 7 go over, at the ends towards the rotatable component 2 extending blocking elements 8th are attached. On the non-rotatable component 1 a cam arrangement is provided which consists of radially inwardly extending ramps 9 and radial locking surfaces 10 consists. The clutch disc 4 can be by means of an actuator from an electromagnetic coil 11 , an anchor axially displaceable therein 12 and a cylindrical helical compression spring 13 move axially.

Wird die Elektromagnetspule 11 bestromt, so wird der Anker 12 mit der daran befestigten Kupplungsscheibe 4 in Richtung zu der Elektromagnetspule 11 gezogen. Dabei wird die zylindrische Schraubendruckfeder 13 zusammengedrückt und die Kupplungsscheibe 4 wird von der komplementären Kupplungsfläche 5 am drehbaren Bauelement 2 abgehoben. Hierbei nehmen die an der Kupplungsscheibe 4 befestigten Sperrelemente 8 die in der 1 dargestellte Stellung ein, in der sie durch die Federwirkung der Stege 7 radial außen gehalten werden und mit den Rastvorsprüngen 3 am drehbaren Bauelement 2 nicht in Berührung kommen.Will the solenoid coil 11 energized, it becomes the anchor 12 with the clutch disc attached thereto 4 towards the electromagnetic coil 11 drawn. In this case, the cylindrical helical compression spring 13 squeezed and the clutch disc 4 is from the complementary coupling surface 5 on the rotatable component 2 lifted. Here take the at the clutch disc 4 attached locking elements 8th the in the 1 shown position in which they by the spring action of the webs 7 be held radially outside and with the locking projections 3 on the rotatable component 2 do not come into contact.

Wird die Stromzufuhr zur Elektromagnetspule 11 unterbrochen, so drückt die zylindrische Schraubendruckfeder 13 den Anker 12 und die daran befestigte Kupplungsscheibe 4 mit ihrer Kupplungsfläche 5' gegen die komplementäre Kupplungsfläche 5 am drehbaren Bauelement 2. Hierdurch wird die Drehung des drehbaren Bauelements 2 auf die Kupplungsscheibe 4 übertragen. Die Kupplungsscheibe 4 kann sich begrenzt verdrehen, wobei die Sperrelemente 8 durch die Rampen 9 radial nach innen geführt werden, bis sie an der radialen Rastfläche 10 am drehfesten Bauelement 1 anstoßen. In dieser Stellung ragen die Sperrelemente 8 in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarte Rastvorsprünge 3 radial hinein, und sie hindern das drehbare Bauelement 2 an einer weiteren Drehung, sobald die Rastvorsprünge 3 an den Sperrelementen 8 anstoßen, die 8 sich in Umfangsrichtung nicht weiter bewegen können, da sie an den radialen Rastflächen 10 anliegen (siehe 3).Is the power supply to the electromagnetic coil 11 interrupted, so presses the cylindrical helical compression spring 13 the anchor 12 and the attached clutch disc 4 with its coupling surface 5 ' against the complementary coupling surface 5 on the rotatable component 2 , This will cause the rotation of the rotatable component 2 on the clutch disc 4 transfer. The clutch disc 4 can twist limited, with the locking elements 8th through the ramps 9 be guided radially inward until they at the radial locking surface 10 on the non-rotatable component 1 nudge. In this position, the locking elements protrude 8th in the space between two adjacent locking projections 3 radially in, and they prevent the rotatable component 2 at a further rotation, as soon as the locking projections 3 at the locking elements 8th toast that 8th can not move in the circumferential direction, as they are at the radial locking surfaces 10 abutment (see 3 ),

Um eine progressive Bremswirkung zwischen der Kupplungsscheibe 4 und der komplementären Kupplungsfläche 5 am drehbaren Bauelement 2 zu erreichen, ist ein Ende 14 der zylindrischen Schraubendruckfeder 13 mit dem drehfesten Bauelement 1 verbunden, während das andere Ende 15 mit der Kupplungsscheibe 4 über den Anker 12 verbunden ist. Dadurch dreht sich die Kupplungsscheibe 4, wenn sie an die komplementäre Kupplungsfläche 5 angepresst ist, gegen den Torsionswiderstand der zylindrischen Schraubendruckfeder 13, so dass hierdurch das drehbare Bauelement 2 abgebremst wird, bevor die Rastvorsprünge 3 am drehbaren Bauelement 2 an die radial nach innen gewanderten Sperrelemente 8 anstoßen und die Weiterdrehung des drehbaren Bauelements 2 dann formschlüssig blockieren.For a progressive braking effect between the clutch disc 4 and the complementary coupling surface 5 on the rotatable component 2 to reach is an end 14 the cylindrical helical compression spring 13 with the non-rotatable component 1 connected while the other end 15 with the clutch disc 4 over the anchor 12 connected is. This causes the clutch disc to rotate 4 when attached to the complementary coupling surface 5 is pressed against the torsional resistance of the cylindrical helical compression spring 13 , so that thereby the rotatable component 2 is slowed down before the locking projections 3 on the rotatable component 2 to the radially inwardly migrated locking elements 8th abut and the further rotation of the rotatable component 2 then block positively.

Für jede Drehrichtung wirken jeweils zwei diametral gegenüberliegende Rastvorsprünge 3, Sperrelemente 8 und radiale Rastflächen 10 zusammen, jedoch können auch mehr Rastvorsprünge 3 und Sperrelemente 8 vorgesehen sein, für die dann eine entsprechende Anzahl von Nockenanordnungen 9, 10 vorzusehen ist.For each direction of rotation act two diametrically opposed locking projections 3 , Locking elements 8th and radial locking surfaces 10 together, but can also more locking projections 3 and blocking elements 8th be provided for then a corresponding number of cam assemblies 9 . 10 is to be provided.

Für das Sperren in nur einer Drehrichtung sind ein Rastvorsprung 3, ein Sperrelement 8, eine Rampe 9 und eine radiale Rastfläche 10 erforderlich. Für das Sperren in beiden Richtungen mit nur einem Rastvorsprung am drehbaren Bauelement 2 sind zwei Sperrelemente 8, zwei Rampen 9 und zwei radiale Rastflächen 10 erforderlich, jedoch funktioniert die Lastmomentsperre auch mit einer beliebigen Anzahl dieser Koppelelemente.For locking in only one direction of rotation are a locking projection 3 , a blocking element 8th a ramp 9 and a radial locking surface 10 required. For locking in both directions with only one locking projection on the rotatable component 2 are two blocking elements 8th , two ramps 9 and two radial locking surfaces 10 required, but the load torque lock also works with any number of these coupling elements.

Die drehsteif mit der Kupplungsscheibe 4 und dem drehfesten Bauelement 1 verbundene Schraubendruckfeder 13 sowie die elastische Verformung der Stege 7 drehen die Kupplungsscheibe 4 bei Betätigung des Aktuators 11, 12 und einem aktiven Zurückdrehen des drehbaren Bauelements 2 in die Ausgangslage, wodurch die Lastmomentsperre entsperrt wird.The torsionally rigid with the clutch disc 4 and the non-rotatable component 1 connected helical compression spring 13 as well as the elastic deformation of the webs 7 turn the clutch disc 4 upon actuation of the actuator 11 . 12 and an active turning back of the rotatable component 2 in the starting position, whereby the load torque lock is unlocked.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lastmomentsperre liegt in der Betätigung der Sperrelemente 8, die durch das zu blockierende drehbare Bauelement 2 und die Nockenanordnung 9, 10 radial nach innen bewegt werden, wodurch eine selbstverstärkende Wirkung bei der Betätigung erreicht wird, ohne die Lastmomentsperre zu verklemmen. Des Weiteren kann der Hub des Aktuators 11, 12, 13 für eine Betätigung der Lastmomentsperre sehr gering sein, da nur der Lüftspalt der Kupplungsscheibe 4 zu überwinden ist, was den erforderlichen Bauraum klein hält.The advantage of the load torque lock according to the invention lies in the actuation of the locking elements 8th passing through the rotatable component to be blocked 2 and the cam assembly 9 . 10 be moved radially inwardly, whereby a self-energizing effect is achieved in the operation, without jamming the load torque lock. Furthermore, the stroke of the actuator 11 . 12 . 13 be very low for an actuation of the load torque lock, since only the air gap of the clutch disc 4 must be overcome, which keeps the required space small.

Die erfindungsgemäße Lastmomentsperre besteht aus wenigen und einfachen Bauteilen, die eine kostengünstige Herstellung ermöglichen. Die Lastmomentsperre eignet sich insbesondere für das Schließen bei hoher Relativdrehzahl, da bis zum Einrasten der Lastmomentsperre die Reibung zwischen der Kupplungsscheibe und der komplementären Kupplungsfläche 5 am drehbaren Bauelement 2 unterstützend wirkt.The load torque lock according to the invention consists of few and simple components, which allow a cost-effective production. The load torque lock is particularly suitable for closing at high relative speed, as to the engagement of the load torque lock, the friction between the clutch disc and the complementary clutch surface 5 on the rotatable component 2 supports.

Da die erfindungsgemäße Lastmomentsperre eine geringe Relativverdrehung des drehbaren Bauelements 2 gegenüber dem drehfesten Bauelement 1 erfordert, ist sie insbesondere dann trotz dieser Eigenschaft sehr vorteilhaft einsetzbar, wenn dem drehbaren Bauelement 2 ein Getriebe mit hoher Übersetzung nachgeschaltet ist.Since the load torque lock according to the invention a small relative rotation of the rotatable component 2 relative to the non-rotatable component 1 requires, in particular, despite this property is very advantageous used when the rotatable component 2 a transmission with high translation is connected downstream.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Drehfestes BauelementRotationally module
22
Drehbares Bauelementrotatable module
33
Rastvorsprungcatch projection
44
Kupplungsscheibeclutch disc
55
Kupplungsfläche am drehbarem Bauteil 2coupling surface on the rotatable component 2
5'5 '
Kupplungsfläche an der Kupplungsscheibe 4coupling surface on the clutch disk 4
66
Radialschenkelradial leg
77
Federnde StegeSpring Stege
88th
Sperrelementblocking element
99
Ramperamp
1010
Radiale Rastflächeradial Rest area
1111
ElektromagnetspuleElectromagnetic coil
1212
Ankeranchor
1313
Zylindrische Schraubendruckfedercylindrical Helical compression spring
1414
Axiales Ende der Schraubendruckfeder 12axial End of the helical compression spring 12
1515
Anderes axiales Ende der Schraubendruckfeder 12Other axial end of the helical compression spring 12th

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 102005023250 A1 [0006] - DE 102005023250 A1 [0006]
  • - DE 19753106 A1 [0008] DE 19753106 A1 [0008]

Claims (9)

Lastmomentsperre zum Sperren lastseitiger Drehmomente in beiden Drehrichtungen mit einem drehfesten Bauelement (1) und einem drehbaren Bauelement (2), die mittels eines Aktuators (11, 12, 13) miteinander drehfest verbindbar und voneinander lösbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sperrelement (8) beweglich an einer Kupplungsscheibe (4) befestigt ist, dass die Kupplungsscheibe (4) gegenüber dem drehfesten Bauelement (1) begrenzt drehbar und mittels des Aktuators (11, 12, 13) gegen eine komplementäre Kupplungsfläche (5) des drehbaren Bauelements (2) axial verschiebbar ist, und dass am drehfesten Bauelement (1) eine mit dem wenigstens einen Sperrelement (8) zusammenwirkende Nockenanordnung (9, 10) vorhanden ist, die das Sperrelement (8) aus einer unwirksamen Stellung in eine eine Drehung des drehbaren Bauelements (2) gegenüber dem drehfesten Bauelement (1) formschlüssig verhindernde Stellung dann bewegt, wenn die Kupplungsscheibe (4) mit der komplementären Kupplungsfläche (5) des drehbaren Bauelements (2) in Eingriff ist.Load torque lock for locking load-side torques in both directions of rotation with a non-rotatable component ( 1 ) and a rotatable component ( 2 ), which by means of an actuator ( 11 . 12 . 13 ) are rotatably connected to one another and detachable from each other, characterized in that at least one blocking element ( 8th ) movable on a clutch disc ( 4 ) is attached, that the clutch disc ( 4 ) relative to the non-rotatable component ( 1 ) and limited by means of the actuator ( 11 . 12 . 13 ) against a complementary coupling surface ( 5 ) of the rotatable component ( 2 ) is axially displaceable, and that on the non-rotatable component ( 1 ) one with the at least one blocking element ( 8th ) cooperating cam arrangement ( 9 . 10 ), which is the blocking element ( 8th ) from an inoperative position to a rotation of the rotatable component ( 2 ) relative to the non-rotatable component ( 1 ) positively locking position then moves when the clutch disc ( 4 ) with the complementary coupling surface ( 5 ) of the rotatable component ( 2 ) is engaged. Lastmomentsperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Sperrelement (8) derart elastisch verschiebbar an der Kupplungsscheibe (4) angeordnet ist, dass es (8) durch die Nockenanordnung (9, 10) radial verschiebbar zum formschlüssigen Eingriff mit wenigstens einem Rastvorsprung (3) am drehbaren Bauelement (2) sowie zum formschlüssigen Eingriff an eine radial gegenüberliegenden Rastfläche (10) an der Nockenanordnung (9, 10) führbar ist.Lastmomentsperre according to claim 1, characterized in that the at least one blocking element ( 8th ) so elastically displaceable on the clutch disc ( 4 ) is arranged that it ( 8th ) by the cam arrangement ( 9 . 10 ) radially displaceable for positive engagement with at least one latching projection ( 3 ) on the rotatable component ( 2 ) and for positive engagement with a radially opposite latching surface ( 10 ) on the cam arrangement ( 9 . 10 ) is feasible. Lastmomentsperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei jeweils diametral gegenüberliegende Paare der Sperrelemente (8) an der Kupplungsscheibe (4), zwei jeweils diametral gegenüberliegende Paare der Rastvorsprünge (3) am drehbaren Bauelement (2) und zwei jeweils diametral gegenüberliegende Rastflächen (10) an der Nockenanordnung (9, 10) vorgesehen sind.Lastmomentsperre according to claim 2, characterized in that two pairs of diametrically opposed pairs of locking elements ( 8th ) on the clutch disc ( 4 ), two pairs of diametrically opposite locking projections ( 3 ) on the rotatable component ( 2 ) and two diametrically opposite latching surfaces ( 10 ) on the cam arrangement ( 9 . 10 ) are provided. Lastmomentsperre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrelemente (8) mittels flexibler Stege (7) mit der Kupplungsscheibe (4) verbunden sind.Load torque lock according to claim 2 or 3, characterized in that the locking elements ( 8th ) by means of flexible webs ( 7 ) with the clutch disc ( 4 ) are connected. Lastmomentsperre nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenanordnung (9, 10) am drehfesten Bauelement (1) aus wenigstens einer radial nach innen führenden Rampe (9) und wenigstens einer radialen Rastfläche (10) besteht.Load torque lock according to one of claims 2 to 4, characterized in that the cam arrangement ( 9 . 10 ) on the non-rotatable component ( 1 ) of at least one radially inwardly leading ramp ( 9 ) and at least one radial locking surface ( 10 ) consists. Lastmomentsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (11, 12, 13) einen mit der Kupplungsscheibe (4) verbundenen Anker (12) und eine damit zusammenwirkende, drehfeste Elektromagnetspule (11) aufweist.Load torque lock according to one of claims 1 to 5, characterized in that the actuator ( 11 . 12 . 13 ) one with the clutch disc ( 4 ) connected anchors ( 12 ) and a cooperating, non-rotatable electromagnetic coil ( 11 ) having. Lastmomentsperre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (11, 12, 13) eine die Kupplungsscheibe (4) mit der komplementären Kupplungsfläche (5) des drehbaren Bauelements (2) in Eingriff bringende Feder (13) aufweist, während die Elektromagnetspule (11) die Kupplungsscheibe (4) durch Anlegen einer elektrischen Spannung außer Eingriff bringt.Load torque lock according to claim 6, characterized in that the actuator ( 11 . 12 . 13 ) a the clutch disc ( 4 ) with the complementary coupling surface ( 5 ) of the rotatable component ( 2 ) engaging spring ( 13 ), while the electromagnetic coil ( 11 ) the clutch disc ( 4 ) is disengaged by applying an electrical voltage. Lastmomentsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (11, 12, 13) eine zylindrische Schraubendruckfeder (13) umfasst, die auf die Kupplungsscheibe (4) in Richtung eines Eingriffs mit der komplementären Kupplungsfläche (5) des drehbaren Bauelements (2) wirkt, deren eines Ende (14) drehfest mit Bezug auf das drehfeste Bauelement (1) befestigt ist und deren anderes Ende (15) drehfest an der Kupplungsschreibe (4) befestigt ist.Load torque lock according to one of claims 1 to 7, characterized in that the actuator ( 11 . 12 . 13 ) a cylindrical helical compression spring ( 13 ), which is on the clutch disc ( 4 ) in the direction of engagement with the complementary coupling surface ( 5 ) of the rotatable component ( 2 ) whose one end ( 14 ) rotationally fixed with respect to the non-rotatable component ( 1 ) and the other end ( 15 ) rotatably on the clutch sprocket ( 4 ) is attached. Lastmomentsperre nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Nockenanordnung (9, 10) ein Kurvenscheibengetriebe genutzt wird, welches zumindest zwei relativ zueinander verdrehbare Bauteile aufweist, wobei beide Bauteile des Kurvenscheibengetriebes gekrümmte Führungsflächen aufweisen, die aneinander gleiten, so dass bei einer Relativverdrehung dieser Bauteile zeitlich nicht lineare axiale Betätigungsverläufe realisierbar sind.Load moment lock according to one of claims 1 to 8, characterized in that instead of the cam arrangement ( 9 . 10 ), a cam disc transmission is used, which has at least two relatively rotatable components, both components of the cam gear having curved guide surfaces which slide against each other, so that in a relative rotation of these components temporally non-linear axial actuation profiles can be realized.
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