DE102016222174A1 - Bidirectionally effective coupling - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kupplung (1), umfassend einen äußeren Kupplungsring (2) und einen inneren Kupplungsring (3), wobei der äußere Kupplungsring (2) und der innere Kupplungsring (3) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen dem äußeren Kupplungsring (2) und dem inneren Kupplungsring (3) ein Ringspalt (4) ausgebildet ist, wobei in dem Ringspalt (4) Klemmkörper (5) zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem äußeren Kupplungsring (2) und dem inneren Kupplungsring (3) angeordnet sind, und wobei der innere Kupplungsring (3) als geteilter oder geschlitzter Ring ausgeführt ist, wobei ein Durchmesser des inneren Kupplungsrings (3) entlang der Teilung (6) oder des Schlitzes (7) variabel ist.The invention relates to a coupling (1), comprising an outer coupling ring (2) and an inner coupling ring (3), wherein the outer coupling ring (2) and the inner coupling ring (3) are arranged coaxially with each other, wherein between the outer coupling ring (2 ) and the inner coupling ring (3) an annular gap (4) is formed, wherein in the annular gap (4) clamping body (5) for transmitting torque between the outer coupling ring (2) and the inner coupling ring (3) are arranged, and wherein the inner coupling ring (3) is designed as a split or slotted ring, wherein a diameter of the inner coupling ring (3) along the pitch (6) or the slot (7) is variable.
Description
Die Erfindung betrifft eine bidirektional wirksame Kupplung zur Übertragung einer Drehbewegung oder eines Drehmoments gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a bidirectionally effective coupling for transmitting a rotational movement or a torque according to the preamble of
Bidirektional wirksame Kupplungen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die
Aus der
Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass die Kupplung in einem eingekuppelten, blockierten Zustand zur Übertragung eines Drehmoments in eine festgelegte Drehrichtung nicht in eine Freilaufposition gebracht werden kann, ohne die Kupplung ein Stück entgegen der festgelegten Drehrichtung zu drehen und somit zu entsperren. Für einige Anwendungsfälle, beispielsweise für eine Berganfahrhilfe, ist es wünschenswert, dies zu überwinden, da ein Fahrer sonst beim Anfahren an einer Steigung stets rückwärts rollen muss, um den blockierten Zustand der Kupplung zu lösen.A disadvantage of the known solutions, however, is that the clutch can not be brought into a freewheeling position in a coupled, blocked state for transmitting a torque in a fixed direction without turning the clutch a piece against the specified direction of rotation and thus unlock. For some applications, such as for a Hill Start Assist, it is desirable to overcome this because otherwise a driver must always roll backwards when approaching a grade to release the locked state of the clutch.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine bidirektional wirksame Kupplung derart weiterzubilden, dass die Kupplung auch bei eingekuppeltem, blockiertem Zustand in eine Freilaufstellung gebracht werden kann, ohne dass eine Umkehr der Drehrichtung notwendig ist.The object of the invention is to develop a bidirectionally effective coupling such that the clutch can be brought into a freewheeling position even when engaged, blocked state, without a reversal of the direction of rotation is necessary.
Die Aufgabe wird durch eine Kupplung mit einem äußeren Kupplungsring und einem inneren Kupplungsring gelöst, wobei der äußere Kupplungsring und der innere Kupplungsring koaxial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen dem äußeren Kupplungsring und dem inneren Kupplungsring ein Ringspalt ausgebildet ist, wobei in dem Ringspalt Klemmkörper zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem äußeren Kupplungsring und dem inneren Kupplungsring angeordnet sind, und wobei der innere Kupplungsring als geschlitzter oder geteilter Ring ausgeführt ist, wobei ein Durchmesser des inneren Kupplungsring entlang der Teilung oder des Schlitzes variabel ist.The object is achieved by a coupling with an outer coupling ring and an inner coupling ring, wherein the outer coupling ring and the inner coupling ring are arranged coaxially to each other, wherein between the outer coupling ring and the inner coupling ring an annular gap is formed, wherein in the annular gap clamping body for transmission a torque between the outer coupling ring and the inner coupling ring are arranged, and wherein the inner coupling ring is designed as a slotted or split ring, wherein a diameter of the inner coupling ring along the pitch or the slot is variable.
Erfindungsgemäß ist es dadurch möglich, den Ringspalt zwischen dem äußeren Kupplungsring und dem inneren Kupplungsring zu vergrößern oder zu verkleinern und somit die Kupplung unabhängig von der Position der Klemmkörper zu sperren oder zu entsperren. Somit ist keine Verdrehung eines der Kupplungsringe entgegen der Drehrichtung notwendig, um die Kupplung zu entsperren. Durch einen Schlitz oder eine Teilung des inneren Kupplungsrings kann ein Kupplungsring dargestellt werden, welcher durch elastische Verformung seinen Durchmesser reversibel ändern kann und somit zur Anpassung des Durchmessers geeignet ist.According to the invention, this makes it possible to enlarge or reduce the annular gap between the outer coupling ring and the inner coupling ring and thus to lock or unlock the coupling independently of the position of the clamping body. Thus, no rotation of one of the coupling rings against the direction of rotation is necessary to unlock the clutch. Through a slot or a division of the inner coupling ring, a coupling ring can be represented, which can change its diameter reversibly by elastic deformation and thus is suitable for adjusting the diameter.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Kupplung möglich.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim are possible coupling.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der innere Kupplungsring in axialer Richtung der Kupplung konisch ausgebildet ist. Durch eine konische Ausbildung kann durch eine einfache translatorische Bewegung des inneren Kupplungsrings in axialer Richtung der Durchmesser des inneren Kupplungsrings verändert und somit die Kupplung entsprechend gesperrt und entsperrt werden. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the inner coupling ring is conical in the axial direction of the coupling. By a conical design can be changed by a simple translational movement of the inner coupling ring in the axial direction of the diameter of the inner coupling ring and thus locked and unlocked the clutch accordingly.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der innere Kupplungsring durch einen elektromechanischen oder einen elektrohydraulischen Versteller verschiebbar ist. Durch einen elektromechanischen oder elektrohydraulischen Versteller kann auf einfache Weise eine zur Verstellung notwendige Kraft aufgebracht und eine zumindest teilautomatisierte Betätigung der Kupplung realisiert werden. So kann die Kupplung beispielsweise als elektromechanisches Sperrdifferential eingesetzt werden.It is particularly advantageous if the inner coupling ring is displaceable by an electromechanical or an electro-hydraulic adjuster. By an electromechanical or electro-hydraulic adjuster can be applied in a simple manner necessary for adjustment force and an at least partially automated actuation of the clutch can be realized. For example, the coupling can be used as an electromechanical locking differential.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlitz in dem inneren Kupplungsring Z-förmig oder ansteigend ausgebildet ist. Durch einen entsprechend geformten Schlitz ist eine einfache Anpassung des Durchmessers möglich, ohne dass die Gefahr besteht, dass ein Klemmkörper vollständig in dem Schlitz anliegt und die Funktion der Kupplung stört.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the slot is formed in the inner coupling ring Z-shaped or rising. By a correspondingly shaped slot, a simple adjustment of the diameter is possible without the risk that a clamping body completely rests in the slot and interferes with the function of the coupling.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Dorn vorgesehen ist, welcher mit dem inneren Kupplungsring in Wirkverbindung steht, wobei der Dorn über Kegelrollen im inneren Kupplungsring gelagert ist. Durch einen Dorn ist ein einfaches Spreizen des inneren Kupplungsrings möglich, wobei die Kegelrollen eine Verdrehung des Dorns gegenüber dem inneren Kupplungsring erlauben. Somit wird die Variabilität der Kupplung gesteigert und die Kupplung kann für ein breiteres Spektrum an Anwendungsfällen genutzt werden.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that a mandrel is provided, which is in operative connection with the inner coupling ring, wherein the mandrel is mounted on tapered rollers in the inner coupling ring. Through a thorn a simple spreading of the inner coupling ring is possible, wherein the tapered rollers allow a rotation of the mandrel relative to the inner coupling ring. Thus, the variability of the clutch is increased and the clutch can be used for a wider range of applications.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Klemmkörper als Kugeln oder Zylinderrollen ausgebildet sind. Dadurch wird ein einfaches Abrollen der Klemmkörper an den Kupplungsringen ermöglicht, was den Verschleiß der Kupplung reduziert. Zylinderrollen sind bezüglich ihrer Tragfähigkeit Kugeln zu bevorzugen, da die Zylinderrollen senkrecht zu dem Ringspalt eine näherungsweise linienförmige Kontaktfläche mit den Kupplungsringen aufweisen und somit größere Kräfte und Momente als Kugeln übertragen können, welche näherungsweise punktförmige Kontaktflächen mit den Kupplungsringen aufweisen. Vorzugsweise sind die Klemmkörper in gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Kupplungsringe angeordnet, um in allen Einbaulagen eine gleiche Traglast aufnehmen zu können.According to an advantageous embodiment, it is provided that the clamping bodies are designed as balls or cylindrical rollers. This allows a simple rolling of the clamping body on the coupling rings, which reduces the wear of the clutch. Cylindrical rollers are to be preferred in terms of their carrying capacity balls, since the cylindrical rollers have an approximately linear contact surface with the coupling rings perpendicular to the annular gap and thus can transmit greater forces and moments than balls, which have approximately punctiform contact surfaces with the coupling rings. Preferably, the clamping body are arranged at uniform intervals over the circumference of the coupling rings to accommodate in all mounting positions an equal load.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem äußeren Kupplungsring Ausnehmungen zur Aufnahme der Klemmkörper ausgebildet sind. Prinzipiell ist es auch möglich, die Ausnehmungen am inneren Kupplungsring oder an beiden Kupplungsringen vorzusehen, jedoch ist der äußere Kupplungsring nicht durch einen Schlitz geschwächt, somit wesentlich biegesteifer und damit verbunden leichter zu bearbeiten als der innere Kupplungsring. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Ausnehmungen die Breite des Ringspalts derart erweitern, dass der Ringspalt zumindest an einem Grund der Ausnehmungen breiter als ein Durchmesser der Klemmkörper ist. Somit kann auf einfache Weise ein Freilauf in der Kupplung realisiert werden, wobei die Klemmkörper bei einer Verdrehung des äußeren Kupplungsrings zum inneren Kupplungsring an Rampen der Ausnehmungen zum Anliegen kommen und somit eine Übertragung eines Drehmoments ermöglichen.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that recesses for receiving the clamping body are formed on the outer coupling ring. In principle, it is also possible to provide the recesses on the inner coupling ring or on both coupling rings, but the outer coupling ring is not weakened by a slot, thus much more rigid and thus easier to handle than the inner coupling ring. It is particularly advantageous if the recesses extend the width of the annular gap such that the annular gap is wider than a diameter of the clamping body at least at a bottom of the recesses. Thus, a freewheel in the clutch can be realized in a simple manner, wherein the clamping body come into contact with a rotation of the outer coupling ring to the inner coupling ring on ramps of the recesses and thus allow transmission of torque.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klemmkörper durch einen Käfig in dem Ringspalt gehalten werden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Klemmkörper bei einer axialen Verschiebung des inneren Kupplungsrings und/oder einer Durchmesserreduzierung des inneren Kupplungsrings aus der Kupplung fallen. Somit sind die Klemmkörper gegen ein Herausfallen aus der Kupplung gesichert.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the clamping bodies are held by a cage in the annular gap. As a result, it can be prevented that the clamping bodies fall out of the coupling during an axial displacement of the inner coupling ring and / or a reduction in the diameter of the inner coupling ring. Thus, the clamp body are secured against falling out of the clutch.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics. The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigenEmbodiments of the invention are explained in more detail in the drawings and in the following description. The same components or components with the same function are identified by the same reference numerals. Show it
In der
Kupplung
Im Inneren des inneren Kupplungsrings
Bei einem eingerückten Dorn
In
In
In
Erfindungsgemäße bidirektional wirksame Kupplungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kupplung clutch
- 22
- äußerer Kupplungsring outer coupling ring
- 33
- innerer Kupplungsring inner coupling ring
- 44
- Ringspalt annular gap
- 55
- Klemmkörper clamping bodies
- 66
- Teilung division
- 77
- Schlitz slot
- 88th
- Dorn mandrel
- 99
- Kegelrollen tapered rollers
- 1010
- Zylinderrollen cylindrical rollers
- 1111
- Ausnehmungen recesses
- 1212
- Grund reason
- 1313
- Käfig Cage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CA 2724388 A1 [0002] CA 2724388 A1 [0002]
- DE 102009037618 A1 [0003] DE 102009037618 A1 [0003]
Claims (10)
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- 2016-10-24 WO PCT/DE2016/200485 patent/WO2017080549A1/en active Application Filing
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |