DE112008003234T5

DE112008003234T5 - Drehungs-Übertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112008003234T5
Application number: DE112008003234T
Authority: DE
Inventors: Koji Iwata-shi Akiyoshi; Takanobu Iwata-shi Sato; Takahide Iwata-shi Saito
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-12-12
Filing date: 2008-12-09
Publication date: 2010-10-14
Also published as: WO2009075256A1; US8448764B2; US20100314212A1

Abstract

Drehungs-Übertragungsvorrichtung, die einen äußeren Ring mit einem Innenumfang und einen inneren Ring umfasst, der im Inneren des äußeren Rings angebracht ist und einen Außenumfang hat, wobei eine zylindrische Fläche an dem Innenumfang des äußeren Rings oder dem Außenumfang des inneren Rings ausgebildet ist, und eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Kurvenflächen an dem anderen Umfang, d. h. dem Innenumfang des äußeren Rings oder dem Außenumfang des inneren Rings, ausgebildet sind und einen keilförmigen Raum, der zu seinen Umfangsenden hin schmaler wird zwischen der zylindrischen Fläche und jeder Kurvenfläche bilden, einen Steuer-Käfig sowie einen Dreh-Käfig, die zwischen einander gegenüberliegenden Flächen des äußeren Rings und des inneren Rings angeordnet sind, wobei jeder der Käfige einen Flansch hat, der dem Flansch des anderen Käfigs axial zugewandt ist, und Brücken an der radial außenliegenden Seite des Flansches vorhanden sind, und in Umfangsrichtung abwechselnd mit Brücken des anderen Käfigs angeordnet sind, um so Vertiefungen zwischen den...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehungs-Übertragungsvorrichtung, die dazu dient, selektiv Kraft zu übertragen.
Technischer Hintergrund
Patentdokument 1 offenbart eine Drehungs-Übertragungsvorrichtung, die in einem FR-baierten Fahrzeug mit Allradantrieb eingesetzt wird, um selektiv Antriebskraft auf die Vorderräder als Zusatz-Antriebsräder zu übertragen.
Die im Patentdokument 1 offenbarte Drehungs-Übertragungsvorrichtung enthält eine Zweiwege-Kupplung, die zwischen einem großkalibrigen Abschnitt eines Eingangselementes und einem um dieses herum vorhandenen äußeren Ring angeordnet ist, sowie eine elektromagnetische Kupplung, die neben der Zweiwege-Kupplung vorhanden ist, um die Zweiwege-Kupplung wahlweise einzurücken oder auszurücken, wobei, wenn die Zweiwege-Kupplung eingerückt ist, das Eingangselement mit dem äußeren Ring gekoppelt ist, so dass Drehmoment zwischen dem Eingangselement und dem äußeren Ring übertragen wird.
Der äußere Ring der Zweiwege-Kupplung weist eine zylindrische Fläche an seinem Innenumfang auf, während Kurvenflächen an dem Außenumfang des großkalibrigen Abschnitts des Eingangselementes ausgebildet sind, die keilförmige Räume schaffen, die zwischen der zylindrischen Fläche und den jeweiligen Kurvenflächen zu ihren Umfangsenden hin schmaler werden. Die Zweiwege-Kupplung enthält des Weiteren Eingriffselemente in Form von Rollen, die zwischen den jeweiligen Kurvenflächen und der zylindrischen Fläche angebracht sind, sowie einen Käfig, der die Eingriffselemente hält. Die Eingriffselemente sind so eingerichtet, dass sie, wenn sich der Käfig und das Eingangselement relativ zueinander drehen, mit der der zylindrischen Fläche und der Kurvenflächen in Eingriff sind. Die Zweiwege-Kupplung enthält des Weiteren eine Schaltfeder, die zwischen dem Eingangselement und dem Halteelement angebracht ist und den Käfig so spannt, dass die Eingriffselemente in neutralen Positionen gehalten werden, in denen die Eingriffselemente von der zylindrischen Fläche und den Kurvenflächen gelöst sind.
Die elektromagnetische Kupplung umfasst einen Anker, der an dem Käfig drehbar so befestigt ist, dass er axial beweglich ist, einen Rotor, der mit dem äußeren Ring verbunden ist, und dem Anker axial zugewandt ist, einen Elektromagneten, der dem Rotor axial zugewandt ist, und eine Trennfeder, die den Anker von dem Rotor wegspannt, so dass, wenn der Elektromagnet erregt wird, der Anker von dem Rotor angezogen wird und die Eingriffselemente aufgrund von Drehung des Ankers, der nun mit dem äußeren Ring gekoppelt ist, mit der zylindrischen Fläche und den Kurvenflächen relativ zu dem inneren Element in Eingriff kommen.
Bei dieser Zweiwege-Kupplung ist Spiel in der horizontalen Richtung groß, da die Rollen von den breiten Abschnitten der jeweiligen keilförmigen Rollen zu einem der schmalen Enden jedes keilförmigen Raums bewegt werden, wenn sich das Eingangselement und der Käfig relativ zueinander drehen.
Des Weiteren ist es, wenn die Richtung geändert wird, in der Drehmoment zwischen dem äußeren Ring und dem Eingangselement übertragen wird, erforderlich, den Käfig so lange zu drehen, bis jede Rolle in dem gegenüberliegenden schmalen Ende des keilförmigen Raums verkeilt ist. Daher ist es nicht möglich, die Drehrichtung schnell zu ändern.
Um dieses Problem zu umgehen, schlägt Patentdokument 2 vor, die Rollen in ungleichmäßigen Abständen so anzuordnen, dass sich das eine und das andere jedes aneinandergrenzenden Paars von Rollen an einem und dem anderen Ende der keilförmigen Räume befinden.

Patentdokument 1: JP-Patentveröffentlichung 2005-249003A
Patentdokument 2: JP-Patentveröffentlichung 2003-262238A

Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung
Mit der in Patentdokument 2 offenbarten Zweiwege-Rollenkupplung ist es, obwohl es möglich ist, Spiel in der Drehrichtung zu reduzieren, unmöglich, dieses Spiel in der Drehrichtung vollständig aufzuheben. Des Weiteren neigen, da die Zwischenräume zwischen den Rollen und der zylindrischen Fläche des äußeren Rings sowie zwischen den Rollen und den Kurvenflächen des inneren Rings klein sind, die Rollen dazu, fehlerhaft in Eingriff zu kommen, wenn die Zweiwege-Kupplung leerläuft. So kann die Zweiwege-Kupplung nicht mit hoher Zuverlässigkeit im Leerlauf laufen.
Des Weiteren ist, wenn Drehmoment zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring übertragen wird, da nur die Hälfte der Rollen in Eingriff sind, während die verbleibende Hälfte der Rollen außer Eingriff sind, das Drehmomentübertragungsvermögen niedrig.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drehungs-Übertragungsvorrichtung zu schaffen, die in der Drehrichtung geringes Spiel aufweist, mit hoher Zuverlässigkeit im Leerlauf laufen kann und hohes Drehmomentübertragungsvermögen aufweist.
Mittel zum Erfüllen der Aufgabe
Um diese Aufgabe zu erfüllen, schafft die erste Erfindung eine Drehungs-Übertragungsvorrichtung, die einen äußeren Ring mit einem Innenumfang und einen inneren Ring umfasst, der im Inneren des äußeren Rings angebracht ist und einen Außenumfang hat, wobei eine zylindrische Fläche an dem Innenumfang des äußeren Rings oder dem Außenumfang des inneren Rings ausgebildet ist, und eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Kurvenflächen an dem anderen Umfang, d. h. dem Innenumfang des äußeren Rings oder dem Außenumfang des inneren Rings, ausgebildet sind und einen keilförmigen Raum, der zu seinen Umfangsenden hin schmaler wird zwischen der zylindrischen Fläche und jeder Kurvenfläche bilden, einen Steuer-Käfig sowie einen Dreh-Käfig, die zwischen einander gegenüberliegenden Flächen des äußeren Rings und des inneren Rings angeordnet sind, wobei jeder der Käfige einen Flansch hat, der dem Flansch des anderen Käfigs axial zugewandt ist, und Brücken an der radial außenliegenden Seite des Flansches vorhanden sind, und in Umfangsrichtung abwechselnd mit Brücken des anderen Käfigs angeordnet sind, um so Vertiefungen zwischen den benachbarten Brücken zu bilden, die den jeweiligen Kurvenflächen zugewandt sind, wobei der Steuer-Käfig verschiebbar und drehbar getragen wird und der Dreh-Käfig axial unbeweglich und drehbar getragen wird, ein Drehmoment-Kurvenglied, das zwischen den Flanschen des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs vorhanden ist, um zu bewirken, dass sich die Käfige relativ zueinander in einer Richtung drehen, in der sich die Umfangsbreite der Vertiefungen verringert, wenn der Steuer-Käfig in einer Richtung bewegt wird, in der sich der Abstand zwischen den Flanschen der jeweiligen Käfige verringert, eine Vielzahl von Paaren einander gegenüberliegender Rollen, wobei jedes Paar in einer der Vertiefungen aufgenommen ist, und Schraubenfedern, die jeweils in einer der Vertiefungen aufgenommen sind und die paarigen Rollen voneinander weg spannen, einen scheibenför migen Federhalter, der an einer Seite des inneren Rings befestigt ist, und an seinem Außenumfang eine Vielzahl von Drehverhinderungsteilen aufweist, die so eingerichtet sind, dass sie die jeweiligen Brücken der Käfige tragen, um so die Paare einander gegenüberliegender Rollen in neutralen Positionen zu halten, wenn sich der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen verringert wird, eine Drehmoment-Übertragungswelle, deren einer Endabschnitt in den inneren Ring eingeführt und mittels eines Keilprofils damit gekoppelt ist, sowie eine elektromagnetische Kupplung, die an der Drehmoment-Übertragungswelle angebracht ist und wenigstens einen Elektromagneten mit einer elektromagnetischen Spule enthält, wobei die elektromagnetische Kupplung so ausgeführt ist, dass sie den Steuer-Käfig axial bewegt, wenn die elektromagnetische Spule erregt und enterregt wird.
Bei dieser Drehungs-Übertragungsvorrichtung wird, wenn die elektromagnetische Kupplung aktiviert wird und der Steuer-Käfig in der Richtung bewegt wird, in der sich sein Flansch auf den Flansch des Dreh-Käfigs zubewegt, das Drehmoment-Kurvenglied aktiviert, so dass sich der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander drehen und damit die Umfangsbreite der Vertiefungen vergrößern. So werden die Paare einander gegenüberliegender Rollen durch die Brücken des Steuer-Käfigs und die Brücken des Dreh-Käfigs aufeinander zu geschoben und außer Eingriff gebracht.
In diesem Zustand wird Drehung des inneren Rings nicht auf den äußeren Ring übertragen, und der innere Ring läuft leer.
Wenn der innere Ring leerläuft und die elektromagnetische Kupplung aktiviert ist und der Steuer-Käfig in der Richtung bewegt wird, in der sich sein Flansch von dem Flansch des Dreh-Käfigs wegbewegt, drehen sich der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig durch die Spannkraft der Schraubenfedern relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen vergrößert wird. Dadurch werden die Paare einander gegenüberliegender Rollen sofort in den schmalen Enden der keilförmigen Räume verkeilt, so dass Drehmoment in einer Richtung zwischen dem inneren Ring und dem äußeren Ring über eine jedes Paars einander gegenüberliegender Rollen übertragen werden kann, während Drehmoment in der entgegengesetzten Richtung über die andere jedes Paars einander gegenüberliegender Rollen übertragen werden kann.
Das Drehmoment-Kurvenglied, mit dem der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander gedreht werden, wenn sich der Steuer-Käfig in der axialen Richtung bewegt, kann ein Paar Vorsprünge umfassen, die an jeweiligen einander gegenüberliegenden Flächen der Flansche des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs vorhanden sind, wobei die Vorsprünge geneigte Kurvenflächen haben, die einander jeweils gegenüberliegen und in Kontakt miteinander sind.
Des Weiteren kann das Drehmoment-Kurvenglied ein Paar Kurvennuten umfassen, die in jeweiligen einander gegenüberliegenden Flächen der Flansche des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs so ausgebildet sind, dass sie von ihren Mittelpunkten in Umfangsrichtung zu ihren Enden in Umfangsrichtung hin allmählich flacher werden, wobei jede der Kurvennuten einen ersten und einen zweiten Endabschnitt hat, sowie eine Kugel, die zwischen dem ersten Endabschnitt einer der Kurvennuten und einem zweiten Endabschnitt der anderen der Kurvennuten angeordnet ist. Bei dieser Anordnung kann, da der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander gedreht werden können, indem die Kugel gerollt wird, verglichen mit der Anordnung, bei der der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander gedreht werden und die geneigten Kurvenflächen dabei in Kontakt miteinander sind, der Steuer-Käfig mit geringerem Widerstand bewegt werden, und der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig können reibungsloser relativ zueinander gedreht werden.
Die elektromagnetische Kupplung zum axialen Bewegen des Steuer-Käfigs kann des Weiteren einen Anker, der mit den Brücken des Steuer-Käfigs gekoppelt ist und axial zu der Drehmoment-Übertragungswelle verschoben werden kann sowie einen Rotor umfassen, der an der Drehmoment-Übertragungswelle befestigt ist und dem Anker axial zugewandt ist, wobei der Elektromagnet von einem stationären Element so getragen wird, dass er dem Rotor axial zugewandt ist, und so eingerichtet ist, dass der Anker von dem Rotor angezogen wird, wenn der Elektromagnet erregt wird, und eine Trennfeder, die den Anker von dem Rotor wegspannt, so dass sich der Anker von dem Rotor trennt, wenn der Elektromagnet enterregt wird. Bei dieser Anordnung kann der Steuer-Käfig durch Erregen des Elektromagneten in der Richtung bewegt werden, in der sich sein Flansch auf den Flansch des Dreh-Käfigs zubewegt, und durch Enterregen des Elektromagneten kann der Steuer-Käfig in der Richtung bewegt werden, in der sich sein Flansch durch die Spannkraft der Trennfeder von dem Flansch des Dreh-Behälters wegbewegt.
Als Alternative dazu kann die elektromagnetische Kupplung des Weiteren einen Anker, der mit den Brücken des Steuer-Käfigs gekoppelt ist und axial zu der Drehmoment-Übertragungswelle verschoben werden kann, einen Rotor, der an der Drehmoment-Übertragungswelle befestigt ist und dem Anker axial zugewandt ist, eine Trennfeder, die den Anker von dem Motor wegspannt, und einen Permanentmagneten umfassen, der den Anker gegen die Kraft der Trennfeder in Richtung des Rotors und an ihn anzieht, wobei der Elektromagnet von einem stationären Element so getragen wird, dass er dem Rotor axial zugewandt ist, und so eingerichtet ist, dass die Magnetkraft des Permanentmagneten unter die Kraft der Trennfeder reduziert wird, wenn der Elektromagnet erregt wird. Bei dieser Anordndung kann, indem der Elektromagnet erregt wird, der Steuer-Käfig in der Richtung bewegt werden, in der sich sein Flansch von dem Flansch des Dreh-Käfigs wegbewegt, und indem der Elektromagnet enterregt wird, kann der Steuer-Käfig in der Richtung bewegt werden, in der sich sein Flansch auf den Flansch des Dreh-Käfigs zubewegt.
Wenn einer der oben beschriebenen Typen elektromagnetischer Kupplungen eingesetzt wird, können die Brücken des Steuer-Käfigs durch Verstemmen mit dem Anker verbunden werden. Bei dieser Anordnung ist es möglich, den Steuer-Käfig und den Anker mit hoher Genauigkeit separat voneinander auszubilden und sie kostengünstig miteinander zu verbinden. Damit ist es möglich, die Kosten für die gesamte Drehungs-Übertragungsvorrichtung zu reduzieren.
Bei der Drehungs-Übertragungsvorrichtung gemäß der ersten Erfindung kann das Keilprofil eine Keil-Nut, die im Innenumfang des inneren Rings ausgebildet ist, und einen Keil-Zahn umfassen, der am Außenumfang der Drehmoment-Übertragungswelle an dem einem Endabschnitt derselben ausgebildet und mit der Keil-Nut in Eingriff ist. In diesem Fall weist wenigstens die Keil-Nut oder der Keil-Zahn vorzugsweise einen Torsionswinkel auf, durch den Spiel in der Drehrichtung an dem Abschnitt verringert wird, an dem der innere Ring auf die Drehmoment-Übertragungswelle aufgepasst ist.
Um die obenstehende Aufgabe zu erfüllen, schafft die zweite Erfindung eine Drehungs-Übertragungsvorrichtung, die einen äußeren Ring mit einem Innenumfang und einen inneren Ring umfasst, der im Inneren des äußeren Rings angebracht ist und einen Außenumfang hat, wobei eine zylindrische Fläche an dem Innenumfang des äußeren Rings oder dem Außenumfang des inneren Rings ausgebildet ist und eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Kurvenflächen an dem anderen Umfang, d. h. dem Innenumfang des äußeren Rings bzw. dem Außenumfang des inneren Rings, ausgebildet sind und einen keilförmigen Raum, der zu seinen Umfangsenden hin schmaler wird, zwischen der zylindrischen Fläche und jeder Kurvenfläche bilden, einen zylindrischen Käfig, der zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring angebracht und sich radial nach innen erstreckende Flansche an seinen beiden Enden aufweist, und Brücken, die Vertiefungen zwischen den be nachbarten Brücken bilden, die den jeweiligen Kurvenflächen zugewandt sind, eine Vielzahl von Paaren einander gegenüberliegender Rollen, wobei jedes Paar in einer der Vertiefungen aufgenommen ist, und Schraubenfedern, die jeweils in einer der Vertiefungen aufgenommen sind und die paarigen Rollen voneinander weg spannen, wobei jede der Brücken einen ersten und einen zweiten separaten Brückenabschnitt umfasst, und der Käfig einen axial beweglichen und drehbaren Steuer-Käfig, der die ersten Brückenabschnitte enthält, sowie einen axial nicht beweglichen und drehbaren Dreh-Käfig umfasst, der die zweiten Brückenabschnitte enthält, der erste und der zweite Brückenabschnitt jeder Brücke geneigte Kurvenflächen aufweisen, die axial aneinander anliegen, die geneigten Kurvenflächen so ausgeführt sind, dass sie den Steuer-Käfig und den Dreh-Käfig relativ zueinander in einer Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen verringert wird, wenn sich der Steuer-Käfig auf den Dreh-Käfig zubewegt, einen ringförmigen Federhalter, der an einer Seite des inneren Rings befestigt ist und an seinem Außenumfang eine Vielzahl von Drehverhinderungsteilen aufweist, die in den jeweiligen Vertiefungen aufgenommen werden und so eingerichtet sind, dass sie die Brückenabschnitte des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs tragen, um so die Paare einander gegenüberliegender Rollen in neutralen Positionen zu halten, wenn sich der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen verringert wird, eine Drehmoment-Übertragungswelle, deren einer Endabschnitt in den inneren Ring eingeführt und mittels eines Keilprofils mit ihm gekoppelt ist, sowie eine elektromagnetische Kupplung, die an der Drehmoment-Übertragungswelle angebracht ist und einen Elektromagneten mit einer elektromagnetischen Spule enthält, wobei die elektromagnetische Kupplung so ausgeführt ist, dass sie den Steuer-Käfig axial bewegt, wenn die elektromagnetische Spule erregt und enterregt wird.
Gemäß der zweiten Erfindung entstehen, wenn der Steuer-Käfig von dem Dreh-Käfig wegbewegt wird, indem die elektromagnetische Kupplung aktiviert wird, Zwischenräume zwischen den geneigten Kurvenflächen, die an den Brückenabschnitten des Steuer-Käfigs ausgebildet sind, und den geneigten Kurvenflächen, die an den Brückenabschnitten des Dreh-Käfigs ausgebildet sind. So werden die Brückenabschnitte des Steuer-Käfigs und die Brückenabschnitte des Dreh-Käfigs durch die Schraubenfedern über die einander gegenüberliegenden Paare von Rollen voneinander weggedrückt. Dadurch drehen sich der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen vergrößert wird, so dass die Paare einander gegenüberliegender Rollen in den jeweiligen schmalen Enden der keilförmigen Räume verkeilt werden können. In diesem Zustand wird Drehmoment in einer Richtung über eine jedes Paars einander gegenüberliegender Rollen übertragen, während Drehmoment in der entgegengesetzten Richtung über die andere jedes Paars von Rollen übertragen wird.
Während Drehmoment zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring übertragen wird, drehen sich, wenn der Steuer-Käfig auf den Dreh-Käfig zubewegt wird, indem die elektromagnetische Kupplung aktiviert wird, der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen aufgrund der Kurvenwirkung zwischen den geneigten Kurvenflächen der Brücken vergrößert wird, die aneinander anliegen. Dadurch werden die Paare einander gegenüberliegender Rollen durch die Brückenabschnitte des Steuer-Käfigs und die Brückenabschnitte des Dreh-Käfigs auf einander zu gedrückt und kommen außer Eingriff. Übertragung von Drehmoment zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring wird dadurch unterbrochen.
Bei der zweiten Erfindung können die Drehverhinderungsteile, die an dem Außenumfang des Federhalters vorhanden sind, jeweils ein Trageteil aufweisen, das sich in einer Richtung quer zu den Schraubenfedern erstreckt, um zu verhindern, dass sich die Schraubenfedern radial nach außen bewegen. Bei dieser Anordnung ist es möglich, zu verhindern, dass sich die Schraubenfedern aus ihrer Position zwischen den Paaren einander gegenüberliegender Rollen radial nach außen lösen, wodurch es wiederum möglich wird, die Paare einander gegenüberliegender Rollen zuverlässig in und außer Eingriff zu bringen.
Als ein Enderzeugnis umfasst die Drehungs-Übertragungsvorrichtung gemäß entweder der ersten oder der zweiten Erfindung des Weiteren ein zylindrisches Gehäuse, in dem der äußere Ring und die elektromagnetische Kupplung angebracht sind, sowie ein Lager, das in dem Gehäuse an einem Ende desselben angebracht ist, um den äußeren Ring drehbar zu tragen, wobei der Elektromagnet der elektromagnetischen Kupplung von dem Gehäuse getragen wird.
In diesem Fall weist der äußere Ring vorzugsweise eine Lager-Passfläche, die in eine radial innenliegende Fläche des Lagers eingepasst ist, sowie eine Positionierfläche auf, die an einer Innenseitenfläche des Lagers anliegend gehalten wird, um so den äußeren Ring axial zu positionieren, und ein Spannelement ist vorhanden, das den äußeren Ring in einer Richtung spannt, in der die Positionierfläche an die Innenseitenfläche des Lagers gepresst wird. Bei dieser Anordnung kann der äußere Ring ohne axiales Spiel angebracht werden, so dass es möglich ist, die Zweiwege-Rollenkupplung zuverlässig zu betreiben.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der ersten Erfindung drehen sich, wenn die elektromagnetische Kupplung aktiviert wird und der Steuer-Käfig in der Richtung bewegt wird, in der sich sein Flansch von dem Flansch des Dreh-Käfigs wegbewegt, der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen durch die Spannkraft der Schraubenfedern vergrößert wird. Dies bewirkt, dass die Paare einander gegenüberliegender Rollen sofort in den schmalen Enden der keilförmigen Räume verkeilt werden. So ist es in der Drehungs-Übertragungsvorrichtung möglich, Spiel in der Drehrichtung zu minimieren.
Wenn der Steuer-Käfig in der Richtung bewegt wird, in der sich sein Flansch auf den Flansch des Dreh-Käfigs zubewegt, wird das Drehmoment-Kurvenglied aktiviert, so dass sich der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander drehen und die Umfangsbreite der Vertiefungen vergrößern. So werden die einander gegenüberliegenden Paare von Rollen durch die Brücken des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs geschoben und kommen außer Eingriff. In diesem außer Eingriff befindlichen Zustand verhindern die Brücken des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs, dass die einander gegenüberliegenden Paare von Rollen in die schmalen Enden der keilförmigen Räume gedrückt werden, wodurch wiederum verhindert wird, dass die Rollen in die schmalen Enden der keilförmigen Räume geschoben werden, wodurch wiederum verhindert wird, dass die Rollen fälschlicherweise in Eingriff kommen, während die Zweiwege-Rollenkupplung leerläuft. Dadurch wird zuverlässiger Leerlauf der Zweiwege-Rollenkupplung gewährleistet.
Da Drehmoment von dem inneren Ring auf den äußeren Ring über so viele Rollen übertragen wird wie Kurvenflächen vorhanden sind, ist das Drehmomentübertragungsvermögen der Drehungs-Übertragungsvorrichtung groß.
Gemäß der zweiten Erfindung drehen sich, wenn der Steuer-Käfig von dem Dreh-Käfig weg bewegt wird, der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen durch die Spannkraft der Schraubenfedern vergrößert wird. Dadurch werden die Paare einander gegenüberliegender Rollen sofort in den schmalen Enden der keilförmigen Räume verkeilt. So ist es in der Drehungs-Übertragungsvorrichtung wie bei der ersten Erfindung möglich, Spiel in der Drehrichtung zu minimieren.
Wenn der Steuer-Käfig auf den Dreh-Käfig zubewegt wird, werden die Paare einander gegenüberliegender Rollen durch die Brückenabschnitte des Steuer-Käfigs und des Dreh- Käfigs gedrückt und kommen außer Eingriff. In diesem außer Eingriff befindlichen Zustand verhindern die Brückenabschnitte des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs, dass die Paare einander gegenüberliegender Rollen in die schmalen Enden der keilförmigen Räume geschoben werden, wodurch wiederum verhindert wird, dass die Rollen fälschlicherweise in Eingriff kommen, wenn die Zweiwege-Rollenkupplung leerläuft. Dadurch ist zuverlässiger Leerlauf der Zweiwege-Rollenkupplung gewährleistet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine als Vertikalschnitt ausgeführte Vorderansicht einer Drehungs-Übertragungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2(I) ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1; und 2(II) ist eine ähnliche Schnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem die Rollen außer Eingriff sind.
3 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Käfigs der Zweiwege-Rollenkupplung.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 1.
5(I) ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts, in dem der Anker durch Verstemmen mit dem Steuer-Käfig verbunden ist; und 5(II) zweigt ein weiteres Beispiel der Verbindung des Ankers mit dem Steuer-Käfig durch Verstemmen.
6(I) und 6(II) sind Schnittansichten eines anderen Drehmoment-Kurvengliedes vor bzw. in Funktion.
7 ist eine Vertikalschnittansicht einer anderen elektromagnetischen Kupplung.
8 ist eine Schnittansicht einer anderen Keilprofilkopplung des inneren Rings und der Eingangswelle.
9 ist eine Schnittansicht von 8.
10 ist eine Schnittansicht einer Tragestruktur des äußeren Rings.
11(I) ist eine Schnittansicht einer anderen Tragestruktur des äußeren Rings; und 11(II) ist eine Perspektivansicht eines gewellten Sicherungsrings.
12(I) ist eine Schnittansicht einer weiteren Tragestruktur des äußeren Rings; und 12(II) ist eine Perspektivansicht eines Sicherungsrings.
13 ist eine als Vertikalschnitt ausgeführte Vorderansicht einer Drehungs-Übertragungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 13.
15 ist eine Teildraufsicht auf den Käfig der in 13 gezeigten Zweiwege-Rollenkupplung.
16 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVI-XVI in 15.
17 ist eine Schnittansicht entlang der Linie XVII-XVII in 15.

1: Gehäuse
5: Lager
11: äußerer Ring
12: innerer Ring
15: Eingangswelle (Drehmoment-Übertragungswelle)
16: Keilprofil
16a: Keilprofil-Zahn
16b: Keilprofil-Nut
17: zylindrische Fläche
18: Kurvenfläche
19A: Steuer-Käfig
19B: Dreh-Käfig
20, 22: Flansch
21, 23: Brücke
25: Vertiefung
26: Rolle
27: Schraubenfeder
30: Drehmoment-Kurvenglied
31, 32: Vorsprung
33,: 34 geneigte Kurvenfläche
35: Feder-Halter
36: Drehverhinderungsteil
40: elektromagnetische Kupplung
41: Anker
42: Rotor
43: Elektromagnet
43a: elektromagnetische Spule
44: Trennring
52, 53: Kurvennut
54: Kugel
62: Permanentmagnet
70: Lager-Passfläche
71: Positionierfläche
72: Eingriffsnut
74: wellenförmige Scheibe (Spanneinrichtung)
75: wellenförmiger Sicherungsring (Spanneinrichtung)
76: Sicherungsring (Spanneinrichtung)
80: Käfig
80A: Steuer-Käfig
80B: Dreh-Käfig
80a, 80b: Flansch
81: Vertiefung
82: Brücke
82a, 82b: Brückenabschnitt
84a, 84b: geneigte Kurvenfläche
85: Feder-Halter
86: Drehverhinderungsteil
87: Trageteil

Beste Ausführungsweise der Erfindung
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die erste Ausführungsform enthält, wie dargestellt, ein Gehäuse 1, das ein stationäres Element ist und ein zylindrisches Element 2 sowie ein Paar Deckelelemente 3a und 3b umfasst, die in die jeweiligen Öffnungen des zylindrischen Elementes 2 an beiden Enden desselben eingepasst sind. Das zylindrische Element 2 weist einen dickwandigen Abschnitt 2a an seinem einen Ende auf. Der dickwandige Abschnitt 2a weist an seinem Innenumfang eine Lager-Passfläche 4 sowie einen Positionierabsatz 6 zum axialen Positionieren eines Lagers 5 auf, das in die Lager-Passfläche 4 pressgepasst ist.
In dem Gehäuse 1 sind eine Zweiwege-Rollenkupplung 10 und eine elektromagnetische Kupplung 40 angebracht, die die Zweiwege-Rollenkupplung 10 selektiv in und außer Eingriff bringt.
Die Zweiwege-Rollenkupplung 10 enthält einen äußeren Ring 11 und einen inneren Ring 12, der in dem äußeren Ring 11 angebracht ist. Der äußere Ring 11 wird drehbar von dem Lager 5 getragen, das in dem Gehäuse 1 an einem Ende desselben angebracht ist.
Der innere Ring 12 hat einen zylindrischen Abschnitt 12a mit kleinem Durchmesser an seinem einen Ende. Der äußere Ring 11 und der innere Ring 12 können über ein Lager 13, das auf die radial außenliegende Fläche des zylindrischen Abschnitts 12a mit kleinem Durchmesser aufgepasst ist, relativ zueinander gedreht werden.
Der äußere Ring 11 trägt eine Ausgangswelle 14 an seinem geschlossenen Ende. Das Ende einer Eingangswelle 15 als einer Drehmoment-Übertragungswelle ist in den inneren Ring 12 eingepasst. Keilprofile 16 sind an den Abschnitten der Eingangswelle 15 und des inneren Rings 12 dort ausgebildet, wo die Eingangswelle 15 in den inneren Ring 12 eingepasst ist, um so die Eingangswelle 15 und den inneren Ring 12 drehend aneinander zu befestigen. Ein Sicherungsring 52 ist sowohl in einer Eingriffsnut 50, die in der Eingangswelle 15 an ihrem Ende ausgebildet ist, als auch in einer Ringnut 51 aufgenommen, die in der radial innenliegenden Fläche des inneren Rings 12 ausgebildet ist, um so Trennung der Eingangswelle 15 und des inneren Rings 12 voneinander zu verhindern.
Die Eingangswelle 15 erstreckt sich durch das Deckelelement 3a des Gehäuses 1 hindurch und wird von einem Lager 7 drehbar getragen, dass an dem Abschnitt angebracht ist, an dem sich die Welle 15 durch das Deckelelement 3a hindurch erstreckt.
Der äußere Ring 11 hat, wie in 2 gezeigt, eine zylindrische Fläche 17 an seinem Innenumfang. Der innere Ring 12 weist an seinem Außenumfang eine Vielzahl in gleichen Winkelabschnitten angeordneter flacher Kurvenflächen 15 auf, die zusammen mit der zy lindrischen Fläche 17 Keilräume bilden, die zu beiden Umfangsenden derselben hin schmaler werden.
Zwischen dem äußeren Ring 11 und dem inneren Ring 12 sind ein Steuer-Käfig 19A und ein Dreh-Käfig 19B angebracht. Der Steuer-Käfig 19A weist, wie in 1 und 3 gezeigt, so viele in gleichen Winkelabständen angeordnete Brücken 21 wie Kurvenflächen 18 auf, die sich von dem radial außenliegenden Rand eines Flansches 20 aus erstrecken. Der Dreh-Käfig 19B weist so viele in gleichen Winkelabständen angeordnete Brücken 23 wie die Kurvenflächen 18 auf, die sich in einer Richtung von dem radial außenliegenden Rand eines Flansches 22 aus erstrecken, sowie einen zylindrischen Abschnitt 24, der sich in der entgegengesetzten Richtung von dem radial innenliegenden Rand des Flansches 22 aus erstreckt.
Der zylindrische Abschnitt 24 des Dreh-Käfigs 19B ist auf den zylindrischen Abschnitt 12a des inneren Rings 12 mit kleinem Durchmesser aufgepasst, wobei sich die Brücken 23 zwischen der zylindrischen Fläche 17 und den Kurvenflächen 18 befinden. Der Flansch 20 des Steuer-Käfigs 19A ist auf den zylindrischen Abschnitt 24 des Dreh-Käfigs 19B so aufgepasst, dass der Flansch 20 dem Flansch 22 des Dreh-Käfigs 19B axial gegenüberliegt, wobei sich seine Brücken 21 zwischen den angrenzenden Brücken 23 des Dreh-Käfigs 19B befinden.
Wenn die Käfige 19A und 19B auf diese Weise angebracht sind, werden Vertiefungen 25 zwischen den aneinander grenzenden Brücken 21 und 23 des Steuer-Käfigs 19A bzw. des Dreh-Käfigs 19B gebildet, wie dies in 2(I) und 3 dargestellt ist. Die Vertiefungen 25 sind den jeweiligen Kurvenflächen 18 des inneren Rings 12 radial zugewandt. In jeder Vertiefung 25 sind ein Paar einander gegenüberliegender Rollen 26 und eine Schraubenfeder 27 angebracht, wobei die Schraubenfeder 27 die Rollen 26 voneinander weg spannt.
Der Dreh-Käfig 19B wird, wie in 1 gezeigt, von einem Axiallager drehbar getragen, das zwischen einer Seite des inneren Rings 12 und dem Flansch 22 angebracht ist, und wird an axialer Bewegung durch einen Sicherungsring 53 gehindert, der an dem Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 12a mit kleinem Durchmesser angebracht ist.
Der Steuer-Käfig 19A kann an der radial außenliegenden Fläche des zylindrischen Abschnitts 24 des Dreh-Käfigs 19B entlang bewegt und um den zylindrischen Abschnitt 24 herum gedreht werden.
Ein Drehmoment-Kurvenglied 30 ist, wie in 3 gezeigt, zwischen dem Flansch 20 des Steuer-Käfigs 19A und dem Flansch 22 des Dreh-Käfigs 19B vorhanden. Das Drehmoment-Kurvenglied 30 umfasst ein Paar einander in Umfangsrichtung gegenüberliegender Vorsprünge 31 und 32, die an den einander gegenüberliegenden Flächen 20 des Steuer-Käfigs 19A und des Flansches 22 des Dreh-Käfigs 19B ausgebildet sind. Die Vorsprünge 31 und 32 haben geneigte Kurvenflächen 33 bzw. 34, die in Kontakt miteinander sind.
Das Drehmoment-Kurvenglied 30 ist so aufgebaut, dass, wenn sich der Steuerflansch 19A in der axialen Richtung bewegt, in der sich der Flansch 20 des Steuer-Käfigs 19A auf den Flansch 22 des Dreh-Käfigs 19B zubewegt, sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 aufgrund der Kurvenwirkung zwischen den geneigten Kurvenflächen 33 und 34 abnimmt.
Ein Feder-Halter 35 ist, wie in 1, 3 und 4 gezeigt, an der anderen Seite des inneren Rings 12 befestigt. Der Feder-Halter 35 ist eine ringförmige Platte, die mit einer Vielzahl von Drehverhinderungsteilen 36 versehen ist, die in den jeweiligen Vertiefungen 25 aufgenommen werden, die zwischen den Brücken 21 und 23 des Steuer-Käfigs 19A und des Dreh-Käfigs 19B aufgenommen sind.
Wenn sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 kleiner wird, tragen die Drehverhinderungsteile 36 die Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A und die Brücken 23 des Dreh-Käfigs 19B an ihren beiden seitlichen Rändern und halten so die jeweiligen Paare von Rollen 26 in ihren neutralen Positionen.
Jedes Drehverhinderungsteil 36 trägt ein sich axial erstreckendes Trageteil 37, das die Schraubenfeder 27 trägt.
Die elektromagnetische Kupplung 40 umfasst, wie in 1 gezeigt, einen Anker 41, der den Endflächen der Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A axial zugewandt ist, einen Rotor 42, der dem Anker 41 axial zugewandt ist, einen Elektromagneten 43, der dem Rotor 42 axial zugewandt ist, und eine Trennfeder 44, die den Anker 41 von dem Rotor 42 weg spannt.
Der Anker 41 ist auf die Eingangswelle 15 aufgepasst und wird drehbar von ihr getragen. Der Anker 41 und die Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A sind durch Verstemmen fest miteinander gekoppelt.
Um den Anker 41 und die Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A zu koppeln, ist in 5(I) ein Vorsprung 45 an dem freien Ende jeden der Brücken 21 ausgebildet, der Vorsprung 45 ist über einen Abschnitt 46a eines abgesetzten Lochs 46, das in dem Anker 41 ausgebildet ist, eingeführt, ein Paar gebogener Teile 45a sind an dem freien Ende des Vorsprungs 45 so vorhanden, dass sie in dem Abschnitt 46b des abgesetzten Lochs 46 mit großem Durchmesser aufgenommen sind, und die gebogenen Teile 45a werden mit dem Absatz 46c des abgesetzten Lochs 46 in Eingriff gebracht. In 5(II) ist ein einzelnes gebogenes Teil 45a vorhanden, das mit dem Absatz 46c des abgesetzten Lochs 46 in Eingriff gebracht wird.
Der Vorsprung 45 besteht vorzugsweise aus einem Material, das weicher ist als das Material, das den Anker 41 bildet, so dass der Vorsprung 45 leicht verstemmt werden kann, ohne den Anker 41 zu verformen.
Der Rotor 42 ist, wie in 1 gezeigt, auf die Eingangswelle 15 aufgepasst und wird durch einen Absatz 15a am Außenumfang der Eingangswelle 15 und einen Sicherungsring 47, der an dem Außenumfang der Eingangswelle 15 angebracht ist, an der Eingangswelle 15 axial positioniert und drehend befestigt.
Der Elektromagnet 43 umfasst eine elektromagnetische Spule 43a und einen Kern 43b, der die elektromagnetische Spule 43a trägt. Der Kern 43b wird von dem stationären Deckelelement 3a des Gehäuses 1 getragen.
Im Folgenden wird die Funktion der Drehungs-Übertragungsvorrichtung der ersten Ausführungsform beschrieben. 1 zeigt den Zustand, in dem die elektromagnetische Spule 43a des Elektromagneten 43 abgeschaltet ist und so der Anker 41 durch die Trennfeder 44 von dem Rotor 42 getrennt wird. In diesem Zustand ist die Zweiwege-Rollenkupplung 10 in Eingriff, wobei ihre Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 in Eingriff mit der zylindrischen Fläche 17 des äußeren Rings 11 und den Kurvenflächen 18 des inneren Rings 12 gehalten werden, wie dies in 2(I) gezeigt ist.
Wenn die Zweiwege-Rollenkupplung 10 in Eingriff ist und die elektromagnetische Spule 43a erregt wird, wirkt Anziehungskraft auf den Anker 41 und bewegt den Anker 41 axial, bis er an den Rotor 42 gepresst wird.
Da der Anker 41 fest mit den Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A gekoppelt ist, bewegt sich der Steuer-Käfig 19A, wenn sich der Anker 41 axial bewegt, in der Richtung, in der sich sein Flansch 20 auf den Flansch 22 des Dreh-Käfigs 19B zubewegt.
Wenn sich der Käfig 19A in diese Richtung bewegt, presst die geneigte Kurvenfläche 33 des Vorsprungs 31 an dem Steuer-Käfig 10A auf die geneigte Kurvenfläche 34 des Vorsprungs 32 an dem Dreh-Käfig 19B und bewirkt so, dass sich der Steuer-Käfig 19 und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 abnimmt. So pressen die Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A und die Brücken 23 des Dreh-Käfigs 19B auf die jeweiligen Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 und bringen sie außer Eingriff und rücken damit die Zweiwege-Rollenkupplung 10 aus, wie dies in 2(II) dargestellt ist.
Wenn die Zweiwege-Rollenkupplung 10 ausgerückt ist und Drehmoment auf die Eingangswelle 15 ausgeübt wird und der innere Ring 12 in einer Richtung gedreht wird, werden die Drehverhinderungsteile 36 an die Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A und die Brücken 23 des Dreh-Käfigs 19B gepresst. Dadurch drehen sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B zusammen mit dem inneren Ring 12. Da die einander gegenüberliegenden Paare von Rollen 26 außer Eingriff gebracht werden, d. h. in ihre neutralen Positionen, wird in diesem Zustand Drehung des inneren Rings 12 nicht auf den äußeren Ring 11 übertragen.
Wenn sich der Anker 41 auf den Rotor 42 zubewegt und sich der Steuer-Käfig 19A in der gleichen Richtung bewegt wie der Anker 41, pressen die Brücken 21 und 23 des Steuer-Käfigs 19A und des Dreh-Käfigs 19B die einander gegenüberliegenden Paare von Rollen 26 und bringen so die Rollen 26 außer Eingriff. In diesem Zustand verhindern die Brücken 21 und 23 des Steuer-Käfigs 19A und des Dreh-Käfigs 19B, dass sich die einander gegenüberliegenden Paare von Rollen 26 in die schmalen Enden jedes Keilraums hinein bewegen und verhindern so, dass die Rollen 26 fälschlicherweise in Eingriff gebracht werden, während die Zweiwege-Rollenkupplung 10 leerläuft.
Wenn sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 verringert wird, schlagen die Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A und die Brücken 23 des Dreh-Käfigs 19B an beiden Seiten des Drehverhinderungsteils 36 des Feder-Halters 35 an und schränken so das Maß relativer Drehung ein.
Dadurch wird der Betrag des Zusammendrückens der Schraubenfedern 27 auf ein erforderliches Minimum begrenzt, wodurch das Brechen der Schraubenfedern 27 aufgrund von Ermüdung verhindert wird, auch wenn sie wiederholt zusammengedrückt und ausgedehnt werden.
Wenn die elektromagnetische Spule 43a enterregt wird, während der innere Ring 12 leerläuft, wird der Steuer-Käfig 19A durch die Trennfeder 44 axial in der Richtung bewegt, in der sich der Flansch 20 des Steuer-Käfigs 19A von dem Flansch 22 des Dreh-Käfigs 19B weg bewegt. Dadurch drehen sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 durch die Spannkraft der Schraubenfedern 27 vergrößert wird. Die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 werden so sofort in den schmalen Enden der Keilräume verkeilt, und Drehmoment in einer Richtung wird zwischen dem inneren Ring 12 und dem äußeren Ring 11 über eine jedes Paars einander gegenüberliegender Rollen 26 übertragen.
In diesem Zustand wird, wenn die Eingangswelle 15 angehalten und dann in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, die Drehung des inneren Rings 12 über die andere jedes Paars einander gegenüberliegender Rollen 26 auf den äußeren Ring 11 übertragen.
So drehen sich, wenn die elektromagnetische Spule 43a enterregt wird, der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 vergrößert wird, und die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 werden sofort in den schmalen Enden der Keilräume verkeilt. Damit ist es möglich, die Drehung des inneren Rings 12 mit einem minimalen Spiel in der Drehrichtung sofort auf den äußeren Ring 11 zu übertragen.
Da Drehmoment von dem inneren Ring 12 auf den äußeren Ring 11 über so vielen Rollen 26 übertragen wird, wie Kurvenflächen 18 vorhanden sind, ist es möglich, ein starkes Drehmoment von dem inneren Ring 12 auf den äußeren Ring 11 zu übertragen.
Das in 3 gezeigte Drehmoment-Kurvenglied 30 umfasst das Paar einander in Umfangsrichtung gegenüberliegender Vorsprünge 31 und 32, die an den einander gegenüberliegenden Flächen des Flansches 20 des Steuer-Käfigs 19A bzw. des Flansches 22 des Dreh-Käfigs 19B ausgebildet sind und die geneigten Kurvenflächen 33 bzw. 34 aufweisen, die einander zugewandt sind, jedoch ist das Drehmoment-Kurvenglied 30 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt.
6(I) zeigt ein anderes Drehmoment-Kurvenglied 30, das ein Paar einander gegenüberliegender Kurvennuten 52 und 53 umfasst, die an den einander gegenüberliegenden Flächen des Flansches 20 des Steuer-Käfigs 19A und des Flansches 22 des Dreh-Käfigs 19B ausgebildet sind und die an ihren in Umfangsrichtung mittigen Abschnitten am tiefsten sind und zu beiden Enden derselben hin allmählich flacher werden, sowie eine Kugel 54, die zwischen einem Ende der Kurvennut 52 und dem anderen Ende der Kurvennut 53 angeordnet sind.
Die Kurvennuten 52 und 53 sind als V-förmige Nuten dargestellt, können jedoch bogenförmige Nuten sein.
Bei dieser Anordnung rollt, wenn der Anker 41 durch Erregung der elektromagnetischen Spule 43a auf den Rotor 41 zubewegt wird und der Steuer-Käfig 19A in der gleichen Richtung bewegt wird wie der Anker 41, wie in 6(II) gezeigt, die Kugel 54 auf den tiefsten Punkt der Kurvennuten 52 und 53 zu, während sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 reduziert wird. So pressen die Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A und die Brücken 23 des Dreh-Käfigs 19B auf die Paare einander gegenüberliegender Rollen 6 und bringen sie außer Eingriff, wie dies in 3 gezeigt ist.
Wenn die elektromagnetische Spule 43a enterregt wird, wird der Steuer-Käfig 19A durch die in 1 gezeigte Trennfeder 44 axial in der Richtung bewegt, in der sich der Flansch 20 des Steuer-Käfigs 19A von dem Flansch 22 des Dreh-Käfigs 19B wegbewegt. Dies bewirkt, dass sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B durch die Spannkraft der Schraubenfedern 27 relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 vergrößert wird, wie dies in 3 dargestellt ist. Die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 kommen so mit der zylindrischen Fläche 17 und den Kurvenflächen 18 in Eingriff, wie dies in 2(I) gezeigt ist.
Bei diesem Drehmoment-Kurvenglied 30 kann, da der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B durch die Rollbewegung der Kugel 54 in den Kurvennuten 52 und 53 relativ zueinander gedreht werden, gegenüber der Anordnung in 3, in der der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander gedreht werden und die geneigten Kurvenflächen 33 und 34 in Kontakt miteinander sind, der Steuer-Käfig 19A mit geringerem Widerstand bewegt werden, und der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B können reibungsloser relativ zueinander gedreht werden.
7 zeigt eine andere elektromagnetische Kupplung 40. Diese elektromagnetische Kupplung 40 unterscheidet sich von der in 1 gezeigten elektromagnetischen Kupplung 40 nur dadurch, dass eine Ringnut 60 in der Fläche des Rotors 42 ausgebildet ist, die dem Anker 41 zugewandt ist, die Trennfeder 44 in der Ringnut 60 angebracht ist und Permanentmagneten 62 in einer Vielzahl bogenförmiger Schlitze 61 angebracht sind, die in der geschlossenen Endfläche der Ringnut 60 ausgebildet sind. So sind ihre Elemente, die identisch mit denen der in 1 gezeigten elektromagnetischen Kupplung 40 sind, mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Bei dieser elektromagnetischen Kupplung wird, wenn die elektromagnetische Spule 43a des Elektromagneten 43 nicht erregt wird, der Anker 41 durch die Magnetkraft der Permanentmagneten 62 auf den Rotor 42 zu gezogen. Wenn die elektromagnetische Spule 43a erregt wird, wird die Magnetkraft der Permanentmagneten 62 verringert, so dass der Anker 41 durch die Trennfeder 44 von dem Rotor wegbewegt wird.
Wenn der Anker 41 axial bewegt wird, indem der Elektromagnet 43 auf die oben beschriebene Weise erregt und enterregt wird, wird der Steuer-Käfig 19A, der fest mit dem Anker 41 gekoppelt ist, ebenfalls axial bewegt. Wenn der Steuer-Käfig 19A in der Richtung bewegt wird, in der sich sein Flansch 20 auf den Flansch 22 des Dreh-Käfigs 19B zubewegt, drehen sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B aufgrund der Wirkung des Drehmoment-Kurvengliedes 30 relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 verringert wird. Die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 werden so durch die Brücken 21 und 23 des Steuer-Käfigs 19A und des Dreh-Käfigs 19B geschoben und kommen außer Eingriff.
Wenn der Steuer-Käfig 19A in der Richtung bewegt wird, in der sich der Flansch 20 des Steuer-Käfigs 19A von dem Flansch 22 des Dreh-Käfigs 19B wegbewegt, drehen sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B durch die Spannkraft der Schraubenfedern 27 relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen vergrößert wird. So werden die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 sofort in den schmalen Enden der Keilräume verkeilt.
In 7 können die Keilprofile 16, die verhindern, dass sich der innere Ring 12 und die Eingangswelle 15 als die Drehmoment-Übertragungswelle relativ zueinander drehen, gerade Keil-Nuten und gerade Keil-Zähne umfassen. Bei derartigen geraden Keilpro filen 16 besteht jedoch die Neigung zur Bildung von Zwischenräumen in der Drehrichtung zwischen den geraden Keil-Nuten und den geraden Keil-Zähnen. Diese Zwischenräume bewirken häufig, dass die Keil-Zähne an den Seitenwänden der Keil-Nuten aufschlagen, wenn sich die Drehrichtung der Eingangswelle 15 ändert, so dass Geräusch entsteht.
Um dieses Problem zu vermeiden, umfassen in 8 und 9 die Keilprofile 16 gerade Keil-Nuten 16b, die in der radial innenliegenden Fläche des inneren Rings 12 so ausgebildet sind, dass sie parallel zu der Achse des inneren Rings 12 verlaufen, und Keil-Nuten 16a, die an den radial außenliegenden Flächen der Eingangswelle 15 so ausgebildet sind, dass sie einen Torsionswinkel θ aufweisen und in die jeweiligen Keil-Nuten 16b pressgepasst werden.
Da diese Keil-Zähne 16a, die einen Torsionswinkel θ aufweisen, zunächst lose in die geraden Keil-Nuten 16b eingepasst werden können, kann der innere Ring 12 leicht auf die Eingangswelle 15 pressgepasst werden. Des Weiteren wird, da die Keil-Zähne 16 in die Keil-Nuten 16b pressgepasst werden, eine Seitenwand jedes Keil-Zahns 16a an eine Seitenwand der entsprechenden Keil-Nut 16b an ihrem vorderen Ende in Bezug auf die Einführrichtung gepresst, und ihre andere Seitenwand wird an die andere Seitenwand der Keil-Nut 16b an ihrem hinteren Ende gepresst. So werden die Eingangswelle und der innere Ring ohne Spiel in der Drehrichtung miteinander gekoppelt.
Als Alternative dazu können die Keilprofile 16 gerade Keil-Zähne 16a, die parallel zur Achse der Eingangswelle 15 verlaufen, und Keil-Nuten 16b umfassen, deren Torsionswinkel θ es ermöglicht, dass Keil-Zähne 16a in Presspassung eingesetzt werden können. Des Weiteren können die Keil-Zähne 16a und die Keil-Nuten 16b als Alternative dazu Torsionswinkel haben, die sich voneinander unterscheiden.
10 bis 12 zeigen Tragestrukturen, die den äußeren Ring 11 drehbar tragen. In dem Beispiel in 10 weist der Außenumfang des äußeren Rings 11 eine Lager-Passfläche 70 auf, die in die radial innenliegende Fläche des Lagers 5 eingepasst ist, das in dem Gehäuse 1 an einem Ende desselben angebracht ist, sowie eine Positionierfläche 71, die an der Innenseitenfläche des Lagers 5 anliegt. Eine Eingriffsnut 72 ist in der Lager-Passfläche 70 an einer Position ausgebildet, die der Außenseitenfläche des Lagers 5 entspricht. Der radial innenliegende Abschnitt eines Sicherungsrings 73 greift in die Eingriffsnut 72 ein, wobei eine wellenförmige Scheibe 74 zwischen dem Sicherungsring 73 und der Außenseitenfläche des Lagers 5 in einem axial zusammengedrückten Zustand angeordnet ist. So spannt die wellenförmige Scheibe 74 den äußeren Ring 11 in der Richtung, in der die Positionierfläche 71 an die Innenseitenfläche des Lagers 5 gepresst wird.
In dem in 11(I) und 11(II) gezeigten Beispiel ist ein wellenförmiger Sicherungsring 75 in die Eingriffsnut 72 eingepasst, die in der Lager-Passfläche 70 des äußeren Rings 11 aus gebildet ist. Der wellenförmige Sicherungsring 75 weist in Umfangsrichtung getrennte Enden auf, so dass er radial verformt werden kann, und weist in Umfangsrichtung abwechselnde Spitzen und Täler auf, so dass er axial elastisch verformt werden kann. Der wellenförmige Sicherungsring 75 ist in einem axial zusammengedrückten Zustand in die Eingriffsnut 72 eingepasst und spannt so den äußeren Ring 11 in der Richtung, in der die Positionierfläche 71 an die Innenseitenfläche des Lagers 5 gepresst wird.
Bei dem Beispiel in 12(I) und 12(II) ist ein elastisch radial verformbarer Sicherungsring 76 in einem radial ausgedehnten Zustand so in die Eingriffsnut 72 eingepasst, die in der Lager-Passfläche 70 des äußeren Rings 11 ausgebildet ist, dass eine konische Fläche 77, die an der Außenseitenfläche des Sicherungsrings 76 an seinem radial innenliegenden Abschnitt ausgebildet ist, an den Rand e einer Seitenfläche 72a der Eingriffsnut 72 gepresst wird. So spannt der Sicherungsring den äußeren Ring 11 in der Richtung, in der die Positionierfläche 71 durch die elastische Kraft des Sicherungsrings 76, durch die der Sicherungsring 76 radial zusammengedrückt wird, an die Innenseitenfläche des Lagers 5 gepresst wird. In diesem Fall kann die eine Seitenfläche der Eingriffsnut 72 eine konische Fläche sein, die sich in der gleichen Richtung verjüngt wie die konische Fläche 77 des Sicherungsrings 76.
Bei jeder der in 10 bis 12 gezeigten Tragestrukturen kann der äußere Ring 11 so angebracht werden, dass er axial nicht beweglich ist.
13 bis 17 zeigen die Drehungs-Übertragungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie bei der Drehungs-Übertragungsvorrichtung in 1 enthält dieses Ausführungsform eine Zweiwege-Rollenkupplung 2, die in einem Gehäuse 1 angebracht ist, und eine elektromagnetische Kupplung 40, die ebenfalls in dem Gehäuse 1 angebracht ist, um die Zweiwege-Rollenkupplung 10 selektiv einzurücken und auszurücken.
Wie bei der Zweiwege-Rollenkupplung 10 der ersten Ausführungsform enthält die Zweiwege-Rollenkupplung 10 der zweiten Ausführungsform einen Käfig 80, der zwischen der zylindrischen Fläche 17 am Innenumfang eines äußeren Rings 11 angebracht ist, und die Kurvenflächen 18 am Außenumfang des inneren Rings 12.
Der Käfig 80 ist ein zylindrisches Element, das einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 80a und 80b an seinen beiden Enden aufweist und mit Vertiefungen 81 versehen ist, die den jeweiligen Kurvenflächen 18 zugewandt sind. In jeder Vertiefung 18 sind ein Paar einander gegenüberliegender Rollen 26 und eine Vielzahl von Schraubenfedern 27 angebracht, die Rollen 26 des Paars voneinander weg spannen.
Die Vertiefungen 81 sind, wie in 15 gezeigt, zwischen aneinandergrenzenden Brücken 82 des Käfigs 80 ausgebildet. Jede Brücke 82 umfasst zwei separate Abschnitte, so dass der Käfig 80 zwei separate Elemente umfasst, die einen und den anderen der zwei separaten Abschnitte jeder Brücke einschließen, d. h. einen Steuer-Käfig 80A und einen Dreh-Käfig 80B.
Der Steuer-Käfig 80A enthält, wie in 14 gezeigt, einen zylindrischen Abschnitt 80c, der an der radial innenliegenden Kante des Flansches 80a vorhanden ist und von der Eingangswelle 15 verschiebbar und drehbar getragen wird. Der Dreh-Käfig 80B ist auf einen Abschnitt 12a mit kleinem Durchmesser, der an dem Ende des inneren Rings 12 ausgebildet ist, aufgepasst und wird drehbar von ihm getragen und an axialer Bewegung durch einen Sicherungsring 83 gehindert, der am Außenumfang des Abschnitts 12a mit kleinem Durchmesser und einer Seitenfläche des inneren Rings 12 angebracht ist.
Die Brückenabschnitte 82a des Steuer-Käfigs 80A und die Brückenabschnitte 82b des Dreh-Käfigs 80B weisen, wie in 15 gezeigt, konische Kurvenflächen 84a bzw. 84b auf, die axial aneinander anliegen. So drehen sich, wenn der Steuer-Käfig 80A auf den Dreh-Käfig 80B zubewegt wird, der Steuer-Käfig 80A und der Dreh-Käfig 80B aufgrund der Kurvenwirkung zwischen den geneigten Kurvenflächen 84a und 84b relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 81 verringert wird.
Ein ringförmiger Feder-Halter 85 ist, wie in 14 bis 16 gezeigt, an der anderen Seitenfläche des inneren Rings 12 befestigt und weist eine Vielzahl von Drehverhinderungsteilen 86 an seinem Außenumfang auf, die sich in den jeweiligen Vertiefungen 81 des Käfigs 80 befinden.
Wenn sich der Steuer-Käfig 80A und der Dreh-Käfig 80B relativ zueinander in der Richtung drehen, in der sich die Umfangsbreite der Vertiefungen 81 verringert, tragen die Drehverhinderungsteile 86 die Brückenabschnitte 82a des Steuer-Käfigs 80A und die Brückenabschnitte 82b des Dreh-Käfigs 80B an beiden Seiten derselben und halten so die jeweiligen Paare von Rollen 26 in ihren neutralen Positionen.
Jedes Drehverhinderungsteil 86 trägt ein Trageteil 87, das sich in der Richtung quer zu den Schraubenfedern 27 erstreckt, um radial nach außen gerichtete Bewegung der Schraubenfedern 27 zu verhindern.
Ansonsten ist die Zweiwege-Rollenkupplung 10 dieser Ausführungsform strukturell mit der in 1 gezeigten Zweiwege-Rollenkupplung 10 identisch. So sind identische Elemente mit den identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Die elektromagnetische Kupplung 40 dieser Ausführungsform hat wie die in 7 gezeigte elektromagnetische Kupplung 40 einen Anker 41. Der Anker 41 ist drehbar auf den zylindrischen Abschnitt 80c aufgepasst, der an dem Flansch 80a des Steuer-Käfigs 80A ausgebildet ist und wird an axialer Bewegung durch einen Sicherungsring 88 gehindert, der am Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 80c angebracht ist.
Ansonsten ist die elektromagnetische Kupplung 40 dieser Ausführungsform strukturell mit der in 7 gezeigten elektromagnetischen Kupplung 40 identisch. So sind identische Elemente mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet.
Im Folgenden wird die Funktion der Drehungs-Übertragungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform beschrieben. 14 zeigt den Zustand, in dem die elektromagnetische Spule 43a des Elektromagneten 43 erregt ist und der Anker 41 durch die Trennfeder 44 von dem Rotor 42 getrennt ist. In diesem Zustand werden, wie in 7 gezeigt, die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 der Zweiwege-Rollenkupplung 10 in ihren neutralen Positionen gehalten und dabei von der zylindrischen Fläche 17 des äußeren Rings 11 und den Kurvenflächen 18 des inneren Rings 12 getrennt, und so ist die Zweiwege-Rollenkupplung 10 ausgerückt.
Wenn die Zweiwege-Rollenkupplung 10 ausgerückt ist und Drehmoment auf die Eingangswelle 15 wirkt und der innere Ring 12 in einer Richtung gedreht wird, drücken die Drehverhinderungsteile 86, die an dem Feder-Halter 85 ausgebildet sind, auf die Brückenabschnitte 82a des Steuer-Käfigs 80A oder die Brückenabschnitte 82b des Dreh-Käfigs 80B und drehen so den Steuer-Käfig 80A und den Dreh-Käfig 80B zusammen mit dem inneren Ring 12. In diesem Zustand wird, da sich die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 in ihren neutralen Positionen befinden, die Drehung des inneren Rings 12 nicht auf den äußeren Ring 11 übertragen, und der innere Ring 12 läuft leer.
Wenn der innere Ring 12 leerläuft und die elektromagnetische Spule 43a enterregt ist, wird der Anker 41 durch die Magnetkraft der Permanentmagneten 62 gezogen und axial bewegt, bis er an den Rotor 42 gepresst wird.
Da der Anker 41 von dem Steuer-Käfig 80A so getragen wird, dass er in Bezug auf ihn axial nicht bewegt werden kann, bewegt sich, wenn der Anker 41 axial in dieser Richtung bewegt wird, der Steuer-Käfig 80A von dem Dreh-Käfig 80B weg.
Dadurch entstehen Zwischenräume zwischen den geneigten Kurvenflächen 84a der Brückenabschnitte 82a des Steuer-Käfigs 80A und den geneigten Kurvenflächen 84b der Brückenabschnitte 82b des Dreh-Käfigs 80B. Die Brückenabschnitte 82a des Steuer-Käfigs 80A und die Brückenabschnitte 82b des Dreh-Käfigs 80B werden durch die Schraubenfedern 27 über die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 voneinander weggedrückt, so dass sich der Steuer-Käfig 80A und der Dreh-Käfig 80B relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 81 zunimmt. Dadurch werden die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 sofort in die jeweiligen schmalen Enden der Keilräume verkeilt, so dass die Drehung des inneren Rings 12 über eine jedes Paars einander gegenüberliegender Rollen 26 übertragen wird und sich der äußere Ring 11 in der gleichen Richtung dreht wie der innere Ring 12.
Wenn in diesem Zustand die Eingangswelle 15 angehalten und dann in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, wird die Drehung des inneren Rings 12 über die andere jedes Paars einander gegenüberliegender Rollen 26 auf den äußeren Ring 11 übertragen.
So drehen sich, wenn sich der Steuer-Käfig 80A von dem Dreh-Käfig 80B wegbewegt, der Steuer-Käfig 80A und der Dreh-Käfig 80B durch die Spannkraft der Schraubenfedern 27 relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 81 zunimmt. Die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 werden so sofort in den schmalen Enden der Keilräume verkeilt, so dass das Drehmoment des inneren Rings 12 mit minimalem Spiel in der Drehrichtung sofort auf den äußeren Ring 11 übertragen werden kann.
Da Drehmoment von dem inneren Ring 12 über so viele Rolle 26 auf den äußeren Ring 11 übertragen wird, wie Kurvenflächen 18 vorhanden sind, kann starkes Drehmoment von dem inneren Ring 12 auf den äußeren Ring 11 übertragen werden.
Wenn Drehmoment zwischen dem äußeren Ring 11 und dem inneren Ring 12 übertragen wird und die elektromagnetische Spule erregt wird, nimmt der Magnetfluss der Permanent magneten 62, die auf den Anker 41 wirken, ab, so dass sich der Anker 41 unter der Spannkraft der Trennfeder 44 von dem Kern 43b wegbewegt und so der Steuer-Käfig 80A auf den Dreh-Käfig 80B zubewegt wird.
Dadurch drehen sich der Steuer-Käfig 80A und der Dreh-Käfig 80B aufgrund der Kurvenwirkung zwischen den geneigten Kurvenflächen 84a und 84b der Brückenabschnitte 82a des Steuer-Käfigs 80A bzw. der Brückenabschnitte 82b des Dreh-Käfigs 80B, die aneinander anliegen, relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 81 verringert wird. So drücken die Brückenabschnitte 82a des Steuer-Käfigs 80A und die Brückenabschnitte 82b des Dreh-Käfigs 80B auf die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 und bringen sie außer Eingriff, wie dies in 17 gezeigt ist. So wird in diesem Zustand die Drehung des inneren Rings 12 nicht auf den äußeren Ring 11 übertragen, und der innere Ring 12 läuft leer.
So drücken, wenn sich der Steuer-Käfig 80A auf den Dreh-Käfig 80B zubewegt, die Brückenabschnitte 82a und 82b des Steuer-Käfigs 80A und des Dreh-Käfigs 80B auf die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 und bringen sie außer Eingriff. In diesem außer Eingriff befindlichen Zustand verhindern so die Brückenabschnitte 82a und 82b des Steuer-Käfigs 80A und des Dreh-Käfigs 80B, dass die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 in die schmalen Enden der keilförmigen Räume geschoben werden, wodurch wiederum verhindert wird, dass die Rollen fälschlicherweise in Eingriff kommen, wenn die Zweiwege-Rollenkupplung leerläuft.
Wenn der innere Ring 12 leerläuft, versuchen die Schraubenfedern 27 aufgrund von Zentrifugalkraft, die auf die Schraubenfedern 27 wirkt, sich radial auszudehnen. Die Trageteile 87, die radial außerhalb der Schraubenfedern 27 vorhanden sind, hindern die Schraubenfeder 27 jedoch daran, sich radial aus ihrer Position zwischen den Paaren einander gegenüberliegender Walzen 26 zu lösen.
Wenn der Steuer-Käfig 80A auf den Dreh-Käfig 80B zubewegt wird und so die Käfige 80A und 80B in der Richtung gedreht werden, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 81 zunimmt, schlagen die Brückenabschnitte 82a des Steuer-Käfigs 80A und die Brückenabschnitte 82b des Dreh-Käfigs 80B an den Seitenkanten der jeweiligen Drehverhinderungsteile 86 des Feder-Halters 85 an und schränken so das Maß relativer Drehung zwischen den Käfigen ein.
Dadurch wiederum wird der Grad des Zusammendrückens der Schraubenfedern 27 auf ein notwendiges Minimum begrenzt, so dass Bruch der Schraubenfedern 27 aufgrund von Ermüdung selbst dann verhindert wird, wenn sie wiederholt zusammengedrückt und ausgedehnt werden.
Zusammenfassung
Drehungs-Übertragungsvorrichtung
Geschaffen wird eine Drehungs-Übertragungsvorrichtung, die geringes Spiel in der Drehrichtung aufweist, mit hoher Zuverlässigkeit leerlaufen kann und große Drehmoment-Übertragungsfähigkeit aufweist.
Ein axial beweglicher Steuer-Käfig 19A und ein drehbarer Dreh-Käfig 19B sind zwischen einem äußeren Ring 11, der eine zylindrische Fläche 17 an seinem Innenumfang aufweist, und einem inneren Ring 12 angebracht, der Kurvenflächen an seinem Außenumfang aufweist. Ein Paar einander gegenüberliegender Rollen 26 und eine Schraubenfeder 27, die die paarigen Rollen 26 voneinander wegspannt, sind in jeder Vertiefung 25 aufgenommen, die zwischen Brücken 21 und 23 der jeweiligen Käfige 19A und 19B ausgebildet ist. Ein Drehmoment-Kurvenglied 30 ist zwischen Flanschen 20 und 22 des Steuer-Käfigs 19A bzw. des Dreh-Käfigs 19B vorhanden. Ein Anker 41 ist mit den Brücken 21 des Steuer-Käfigs 19A gekoppelt. Ein Elektromagnet 43 ist so vorhanden, dass er einem Rotor 42 zugewandt ist, der dem Anker 41 axial zugewandt ist, so dass, wenn der Elektromagnet 43 erregt wird, sich der Steuer-Käfig 19A auf den Rotor 42 zubewegt und sich der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 abnimmt, um so die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 außer Eingriff zu bringen. Wenn der Elektromagnet 43 enterregt wird, bewegt sich der Steuer-Käfig 19A durch die Spannkraft der Trennfeder 44 von dem Rotor 42 weg, und der Steuer-Käfig 19A und der Dreh-Käfig 19B drehen sich relativ zueinander in der Richtung, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen 25 zunimmt, und bringen so die Paare einander gegenüberliegender Rollen 26 in Eingriff.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2005-249003 A [0008]
- JP 2003-262238 A [0008]

Claims

Drehungs-Übertragungsvorrichtung, die einen äußeren Ring mit einem Innenumfang und einen inneren Ring umfasst, der im Inneren des äußeren Rings angebracht ist und einen Außenumfang hat, wobei eine zylindrische Fläche an dem Innenumfang des äußeren Rings oder dem Außenumfang des inneren Rings ausgebildet ist, und eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Kurvenflächen an dem anderen Umfang, d. h. dem Innenumfang des äußeren Rings oder dem Außenumfang des inneren Rings, ausgebildet sind und einen keilförmigen Raum, der zu seinen Umfangsenden hin schmaler wird zwischen der zylindrischen Fläche und jeder Kurvenfläche bilden, einen Steuer-Käfig sowie einen Dreh-Käfig, die zwischen einander gegenüberliegenden Flächen des äußeren Rings und des inneren Rings angeordnet sind, wobei jeder der Käfige einen Flansch hat, der dem Flansch des anderen Käfigs axial zugewandt ist, und Brücken an der radial außenliegenden Seite des Flansches vorhanden sind, und in Umfangsrichtung abwechselnd mit Brücken des anderen Käfigs angeordnet sind, um so Vertiefungen zwischen den benachbarten Brücken zu bilden, die den jeweiligen Kurvenflächen zugewandt sind, wobei der Steuer-Käfig verschiebbar und drehbar getragen wird und der Dreh-Käfig axial unbeweglich und drehbar getragen wird, ein Drehmoment-Kurvenglied, das zwischen den Flanschen des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs vorhanden ist, um zu bewirken, dass sich die Käfige relativ zueinander in einer Richtung drehen, in der sich die Umfangsbreite der Vertiefungen verringert, wenn der Steuer-Käfig in einer Richtung bewegt wird, in der sich der Abstand zwischen den Flanschen der jeweiligen Käfige verringert, eine Vielzahl von Paaren einander gegenüberliegender Rollen, wobei jedes Paar in einer der Vertiefungen aufgenommen ist, und Schraubenfedern, die jeweils in einer der Vertiefungen aufgenommen sind und die paarigen Rollen voneinander weg spannen, einen scheibenförmigen Federhalter, der an einer Seite des inneren Rings befestigt ist, und an seinem Außenumfang eine Vielzahl von Drehverhinderungsteilen aufweist, die so eingerichtet sind, dass sie die jeweiligen Brücken der Käfige tragen, um so die Paare einander gegenüberliegender Rollen in neutralen Positionen zu halten, wenn sich der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen verringert wird, eine Drehmoment-Übertragungswelle, deren einer Endabschnitt in den inneren Ring eingeführt und mittels eines Keilprofils damit gekoppelt ist, sowie eine elektromagnetische Kupplung, die an der Drehmoment-Übertragungswelle angebracht ist und wenigstens einen Elektromagneten mit einer elektro magnetischen Spule enthält, wobei die elektromagnetische Kupplung so ausgeführt ist, dass sie den Steuer-Käfig axial bewegt, wenn die elektromagnetische Spule erregt und enterregt wird.
Drehungs-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Drehmoment-Kurvenglied ein Paar Vorsprünge umfasst, die an jeweiligen einander gegenüberliegenden Flächen der Flansche des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs vorhanden sind, wobei die Vorsprünge geneigte Kurvenflächen aufweisen, die einander jeweils gegenüberliegen und in Kontakt miteinander sind.
Drehungs-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Drehmoment-Kurvenglied ein Paar Kurvennuten umfasst, die in jeweiligen einander gegenüberliegenden Flächen der Flansche des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs so ausgebildet sind, dass sie von ihren Mittelpunkten in Umfangsrichtung zu ihren Enden in Umfangsrichtung hin allmählich flacher werden, wobei jede der Kurvennuten einen ersten und einen zweiten Endabschnitt hat, sowie eine Kugel, die zwischen dem ersten Endabschnitt einer der Kurvennuten und einem zweiten Endabschnitt der anderen der Kurvennuten angeordnet ist.
Drehungs-Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elektromagnetische Kupplung des Weiteren einen Anker umfasst, der mit den Brücken des Steuer-Käfigs gekoppelt ist und axial zu der Drehmoment-Übertragungswelle verschoben werden kann, sowie einen Rotor umfasst, der an der Drehmoment-Übertragungswelle befestigt ist und dem Anker axial zugewandt ist, wobei der Elektromagnet von einem stationären Element so getragen wird, dass er dem Rotor axial zugewandt ist, und so eingerichtet ist, dass der Anker von dem Rotor angezogen wird, wenn der Elektromagnet erregt wird, und eine Trennfeder, die den Anker von dem Rotor wegspannt, so dass sich der Anker von dem Rotor trennt, wenn der Elektromagnet enterregt wird.
Drehungs-Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die elektromagnetische Kupplung einen Anker, der mit den Brücken des Steuer-Käfigs gekoppelt ist und axial zu der Drehmoment-Übertragungswelle verschoben werden kann, einen Rotor, der an der Drehmoment-Übertragungswelle befestigt ist und dem Anker axial zugewandt ist, eine Trennfeder, die den Anker von dem Motor wegspannt, sowie einen Permanentmagneten umfasst, der den Anker gegen die Kraft der Trenn feder in Richtung des Rotors und an ihn anzieht, wobei der Elektromagnet von einem stationären Element so getragen wird, dass er dem Rotor axial zugewandt ist, und so eingerichtet ist, dass die Magnetkraft des Permanentmagneten unter die Kraft der Trennfeder reduziert wird, wenn der Elektromagnet erregt wird.
Drehungs-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Brücken des Steuer-Käfigs durch Verstemmen mit dem Anker verbunden sind.
Drehungs-Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Keilprofil eine Keil-Nut, die im Innenumfang des inneren Rings ausgebildet ist, und einen Keil-Zahn umfasst, der am Außenumfang der Drehmoment-Übertragungswelle an dem einem Endabschnitt derselben ausgebildet ist und mit der Keil-Nut in Eingriff ist, und wobei wenigstens die Keil-Nut oder der Keil-Zahn einen Torsionswinkel aufweist.
Drehungs-Übertragungsvorrichtung, die einen äußeren Ring mit einem Innenumfang und einen inneren Ring umfasst, der im Inneren des äußeren Rings angebracht ist und einen Außenumfang hat, wobei eine zylindrische Fläche an dem Innenumfang des äußeren Rings oder dem Außenumfang des inneren Rings ausgebildet ist und eine Vielzahl in Umfangsrichtung beabstandeter Kurvenflächen an dem anderen Umfang, d. h. dem Innenumfang des äußeren Rings bzw. dem Außenumfang des inneren Rings, ausgebildet sind und einen keilförmigen Raum, der zu seinen Umfangsenden hin schmaler wird, zwischen der zylindrischen Fläche und jeder Kurvenfläche bilden, einen zylindrischen Käfig, der zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring angebracht und sich radial nach innen erstreckende Flansche an seinen beiden Enden aufweist, und Brücken, die Vertiefungen zwischen den benachbarten Brücken bilden, die den jeweiligen Kurvenflächen zugewandt sind, eine Vielzahl von Paaren einander gegenüberliegender Rollen, wobei jedes Paar in einer der Vertiefungen aufgenommen ist, und Schraubenfedern, die jeweils in einer der Vertiefungen aufgenommen sind und die paarigen Rollen voneinander weg spannen, wobei jede der Brücken einen ersten und einen zweiten separaten Brückenabschnitt umfasst, und der Käfig einen axial beweglichen und drehbaren Steuer-Käfig, der die ersten Brückenabschnitte enthält, sowie einen axial nicht beweglichen und drehbaren Dreh-Käfig umfasst, der die zweiten Brückenabschnitte enthält, der erste und der zweite Brückenabschnitt jeder Brücke geneigte Kurvenflächen aufweisen, die axial aneinander anliegen, die geneigten Kurvenflächen so ausgeführt sind, dass sie den Steuer-Käfig und den Dreh-Käfig relativ zueinander in einer Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen ver ringert wird, wenn sich der Steuer-Käfig auf den Dreh-Käfig zubewegt, einen ringförmigen Federhalter, der an einer Seite des inneren Rings befestigt ist und an seinem Außenumfang eine Vielzahl von Drehverhinderungsteilen aufweist, die in den jeweiligen Vertiefungen aufgenommen werden und so eingerichtet sind, dass sie die Brückenabschnitte des Steuer-Käfigs und des Dreh-Käfigs tragen, um so die Paare einander gegenüberliegender Rollen in neutralen Positionen zu halten, wenn sich der Steuer-Käfig und der Dreh-Käfig relativ zueinander in der Richtung drehen, in der die Umfangsbreite der Vertiefungen verringert wird, eine Drehmoment-Übertragungswelle, deren einer Endabschnitt in den inneren Ring eingeführt und mittels eines Keilprofils mit ihm gekoppelt ist, sowie eine elektromagnetische Kupplung, die an der Drehmoment-Übertragungswelle angebracht ist und einen Elektromagneten mit einer elektromagnetischen Spule enthält, wobei die elektromagnetische Kupplung so ausgeführt ist, dass sie den Steuer-Käfig axial bewegt, wenn die elektromagnetische Spule erregt und enterregt wird.
Drehmoment-Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei jedes Drehverhinderungsteil ein Trageteil aufweist, das sich in einer Richtung quer zu den Schraubenfedern erstreckt, um zu verhindern, dass sich die Schraubenfedern radial nach außen bewegen.
Drehungs-Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die des Weiteren ein zylindrisches Gehäuse, in dem der äußere Ring und die elektromagnetische Kupplung angebracht sind, sowie ein Lager umfasst, das in dem Gehäuse an einem Ende desselben angebracht ist, wobei der äußere Ring eine Lager-Passfläche, die in eine radial innenliegende Fläche des Lagers gepasst ist, und eine Positionierfläche aufweist, die an einer Innenseitenfläche des Lagers anliegend gehalten wird, um so den äußeren Ring axial zu positionieren, und eine Spanneinrichtung umfasst, die den äußeren Ring in einer Richtung spannt, in der die Positionierfläche an die Innenseitenfläche des Lagers gepresst wird, wobei der Elektromagnet der elektromagnetischen Kupplung von dem Gehäuse getragen wird.