DE2031527B2 - Drehmomentbegrenzer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehmomentbegrenzer zur Begrenzung des von einer Eingangswelle auf eine dazu koaxiale Ausgangswelle übertragenen Drehmoments, der ein mit der Eingangswelle verbundenes Nockenglied, einen mit der Ausgangswelle verbundenen, das Nockenglied umfassenden Käfig, einen äußeren, den Käfig umgebenden Laufring und eine oder mehrere vom Käfig gehaltene und in einem Ringraum zwischen dem Nockenglied und dem Laufring angeordnete Rollen aufweist, wobei der Drehmomentbegrenzer eine die Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindende, in ihrer Drehrichtung wirkende Feder zur Übertragung des Drehmoments aufweist und bei einer Verdrehung dieser Feder und damit der Eingangsgegenüber der Ausgangswelle infolge eines übermäßig großen, auf die Ausgangswelle übertragenen Drehmoments die Rollen durch das Nockenglied verschiebbar sind und in Eingriff mit diesem und dem. Laufring gelangen.

Drehmomentbegrenzer werden dazu verwendet, die Drehmomentübertragung zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle zu unterbrechen, wenn auf die Ausgangswelle ein übermäßig großes Drehmoment übertragen wird. Bei einem Drehmomentbegrenzer gemäß der US-PS 32 11 262 laufen die Rollen in einem durch die Eingangswelle und den Käfig begrenzten Ringraum, der so ausgeführt ist, daß die Rollen mit Eingangswelle und Käfig nur in Eingriff stehen, wenn sie an einem der Nocken des Käfigs anliegen. In diesem Fall wird zwischen Welle und Käfig das gewünschte Drehmoment übertragen. Steigt das Drehmoment infolge Überlastung an, so rollen die Rollen von den Nocken in den Ringraum ab, in der sie mit Spiel gelagert sind, so daß die Verbindung zwischen Eingangswelle und dem Käfig und damit der Ausgangswelle gelöst, so daß die Eingangswelle freigegeben wird.

Durch die Freigabe der Eingangswelle wird der mit der Eingangswelle verbundene Motor schlagartig entlastet und tendiert dazu, seine Drehzahl zu erhöhen, s insbesondere bei pneumatischen oder hydraulischen Antriebsmotoren kann diese Drehzahlerhöhung zu Schwierigkeiten führen, da der Motor kurzfristig mit einer Drehzahl arbeitet, die über der Drehzahl liegt, für die der Motor ausgelegt ist

ίο Aus der DE-OS 18 11454 ist ein Antrieb für ein Fahrzeug mit Haupt- und Hilfstreibrädern bekannt, bei dem die Hilfstreibräder über eine Schaltkupplung mit dem Drehmomentbegrenzer bei fehlendem Kraftschluß der Haupttreibräder angetrieben werden. Die Eingangs- und Ausgangswelle der Schaltkupplung sind über eine Feder miteinander verbunden; bei einer Verdrehung dieser Feder und damit der Eingangs- gegenüber der Ausgangswelle infolge eines übermäßig großen, auf die Ausgangswelle übertragenen Drehmomentes werden die Rollen des Drehmomentbegrenzers durch das Nockenglied verschoben und gelangen in Eingriff mit diesem und dem Laufring.

Der Drehmomentbegrenzer innerhalb der Schaltkupplung dient dazu, bei dem Antrieb des Fahrzeuges lediglich durch die Haupttreibräder das typische »Schlaggeräusch« bei einer Geschwindigkeit von etwa 30 km/h zu verhindern. Die Feder in dem Drehmomentbegrenzer hält über den Käfig zwangsläufig die Rollen im Laufring unterhalb von Drehzahlen, die dem erwähnten »Schlaggeräusch« zugeordnet sind, in ihrer ausgerückten Stellung. Bei einer bestimmten Drehzahl und damit auch einem bestimmten Drehmoment wird der Käfig verdreht, so daß über die Rollen im Laufring eine Antriebsverbindung zwischen Eingangs- und Ausgangswelle hergestellt wird. Sobald das Drehmoment unter einen bestimmten Wert fällt, werden die Rollen durch die Feder wieder in den ausgerückten Zustand überführt.
Der in diesem Antrieb verwendete Drehmomentbegrenzer sorgt demnach dafür, daß die Schaltkupplung unterhalb bestimmter Drehzahlen nicht einrücken kann, da die Eingangs- und Ausgangswelle über den Käfig und die Rollen im Laufring gekoppelt sind. Erst wenn der Allradantrieb eingeschaltet wird oder die Hinterräder

•»5 einen Schlupf erhalten, wird die Schaltkupplung voll wirksam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehmomentbegrenzer der eingangs genannten Art anzugeben, der bei einfacher Konstruktion einerseits

einwandfrei die Übertragung des Drehmoments von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle und andererseits eine schädliche Rückwirkung auf den Antriebsmotor der Eingangswelle bei Überlastung verhindert.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Feder zwischen Eingangs- und Ausgangswelle mit deren entgegengesetzten Enden verbunden und als Torsionsfeder ausgebildet und daß der Laufring ortsfest angeordnet ist.

Gemäß der Erfindung wird daher — im Gegensatz zu bekannten Drehmomentbegrenzern — der Weg beschritten, die Eingangswelle bei Überlastung der Ausgangswelle zu blockieren, d. h. sozusagen das Eingangsdrehmoment »abzuwürgen«, so daß das Drehmoment von der Eingangswelle nicht mehr auf die Ausgangswelle übertragen wird. Die Blockierung wird sofort wieder aufgehoben, sobald das Drehmoment an der Ausgangswelle unter den zulässigen Wert abgesunken ist. Ein Überdrehen des mit der Eingangswelle

gekoppelten Antriebsmotors wird zuverlässig vermieden. Sinkt das Drehmoment an der Ausgangswelle wieder unter den zulässigen Wert, so bewegen sich die Rollen im ortsfesten Laufring in ihre ausgerückte Stellung, so daß das Drehmoment zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle wieder über die Torsionsfeder übertragen wird. Hinzu kommt, daß während der Blockierung und der nachfolgenden Freigabe des Antriebes zwischen Eingangs- und Ausgangswelle deren Winkelbeziehung zueinander nicht verändert wird, was für viele Systeme von Vorteil ist

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Torsionsfeder ein Torsionsstab. Torsionsstäbe sind zwar bereits als verdrehweiche Zwischenglieder in Antrieben für Kraftfahrzeuge bekannt; vergleiche die DE-PS 10 89 281. Dieser Torsionsstab dient im wesentlichen neben der Übertragung des Drehmoments dazu, die von der Antriebsachse auf das leerlaufende Getriebe übertrager εη Stöße federnd aufzunehmen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. In dieser stellt dar

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Drehmomentbegrenzer;

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, wobei der Begrenzer in der antreibenden Lage gezeigt ist;

Fig.3 einen der Fig.2 ähnlichen Schnitt mit gesperrtem Drehmomentbegrenzer.

Der dargestellte Drehmomentbegrenzer umfaßt einen Nocken 10, der das Eingangsglied bildet, eine Vielzahl von Rollen 11, einen Rollenkäfig 12, der das Ausgangsglied bildet, einen festen äußeren Laufring 13 und eine Torsionsfeder 14, die das Eingangsglied 10 mit dem Ausgangsglied 12 verbindet. Die Torsionsfeder 14 ist als Torsionsstab dargestellt, kann aber auch als Schraubenfeder ausgebildet sein. Im Gebrauch ist das

s Eingangsglied 10 mit einer Eingangswelle und das Ausgangsglied 12 mit einer Ausgangswelle verbunden.

Unter normalen Bedingungen wird eine durchgehende Antriebsübertragung erreicht, die in F i g. 2 gezeigt ist. Wenn das Antriebsdrehmoment auf das Eingangsgiied einwirkt, wird das Drehmoment auf das Ausgangsglied übertragen. Das auf die Torsionsfeder 14 einwirkende Drehmoment wird bei übermäßigem von der angetriebenen Vorrichtung zurückwirkendem Drehmoment die Torsionsfeder 14 verformen, um eine relative Drehung des Nockens 10 und des Käfigs 12 in eine in F i g. 3 gezeigte Stellung zu bewirken, in welche die Rollen 11 nach außen gedrückt sind, um in dem Keilwinkel zwischen dem Nocken 10 und dem äußeren Laufring 13 zu sperren, wodurch das Eingangsdrehmoment abgewürgt wird.

Wie ersichtlich, arbeitet der Drehmomentbegrenzer in gleicher Weise für beide Drehrichtungen des Eingangsgliedes. Er wird in dem Sinne zurückgeführt, daß für den Fall, nachdem das Eingangsdrehmoment abgedrosselt ist, das rückwirkende Drehmoment auf einen vorbestimmten Wert abfällt, der Begrenzer zu einer durchgenenden Antriebsübertragung zurückkehrt.

Der Drehmomentbegrenzer kann wahlweise so

ausgebildet sein, daß er seine einmal erreichte

jo Sperrstellung solange beibehält, bis das Eingangsdrehinoment vorsätzlich vermindert oder umgekehrt wird.

Der Drehmomentbegrenzer kann als unabhängige

Einheit ausgebildet oder in eine Antriebseinheit bzw. eine getriebene Einheit eingebaut sein.

Hierzu 1 Blatt Zcichniinccn

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehmomentbegrenzer zur Begrenzung des von einer Eingangswelle auf eine dazu koaxiale Ausgangswelle übertragenen Drehmoments, der ein mit der Eingangswelle verbundenes Nockenglied, einen mit der Ausgangswelle verbundenen, das Nockenglied umfassenden Käfig, einen äußeren, den Käfig umgebenden Laufring und eine oder mehrere vom Käfig gehaltene und in einem Ringraum zwischen dem Nockenglied und dem Laufring angeordnete Rollen aufweist, wobei der Drehmomentbegrenzer eine die Eingangswelle mit der Ausgangswelle verbindende, in ihrer Drehrichtung wirkende Feder zur Übertragung des Drehmoments aufweist und bei einer Verdrehung dieser Feder und damit der Eingangs- gegenüber der Ausgangswelle infolge eines übermäßig großen, auf die Ausgangswelle übertragenen Drehmoments die Rollen durch das Nockenglied verschiebbar sind und in Eingriff mit diesem und dem Laufring gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder zwischen Eingangs- (10) und Ausgangswelle (12) mit deren entgegengesetzten Enden verbunden und als Torsionsfeder (14) ausgebildet und daß der Laufring (13) ortsfest angeordnet ist.

2. Drehmomentbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder ein Torsionsstab (14) ist.