JPH034771B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、トラクタによつて駆動される農業機
械のような被駆動機械におけるパワートレーンを
少なくとも一方の回転方向での過負荷から保護す
るための過負荷クラツチであつて、１つのクラツ
チハブと、１つのクラツチスリーブと、これら両
方のクラツチ部分間で作用するばね負荷された複
数の連行突起とから成つている形式のものに関す
る。

従来の技術 クラツチハブ内でばね負荷されて案内されてい
る連行体がトルク伝達のために他方のクラツチ部
分の切欠き内に係合する形式の過負荷クラツチは
公知である（西独特許第1048749号明細書）。この
種のクラツチはラチエツトとして働き、一般に簡
単に構成されていて大きな機能安全性を有してい
る。しかし、公知のラチエツトクラツチは次のよ
うな難点を有している。すなわち、過負荷の発生
後、ばね負荷されている連行体、つまり引き続く
回転時に係合位置を占めようとする連行体の大き
な衝撃エネルギが生ずるのである。この衝撃エネ
ルギは著しい摩耗、大きな加熱およびとりわけ著
しい騒音を伴う。

トルク伝達用の連行突起が過負荷の際にトルク
伝達位置から旋回してはずれるクラツチも公知で
ある。西独特許第2327079号明細書に記載されて
いるこのような過負荷クラツチの場合、トルク伝
達位置へのクラツチの接続はたんに外部からの操
作によつてしかできない。また、このクラツチは
その構造の点から農業機械に使用するには適して
いない。というのは、連行突起およびこれらの個
個の連行突起に付属する過負荷安全機構付きの支
承部の構造および配置のために著しい費用を伴う
からである。農業機械への使用のためには、作用
形式が簡単であつてできるだけ外部からの操作が
少なくて済むクラツチが要求される。また、公知
の過負荷クラツチにみられる調節操作も農業機械
に使用する場合著しい難点となる。すなわち、農
業機械への適用を考慮した過負荷クラツチは被駆
動側の装置を保護する必要があり、要するに被駆
動側の装置に合わせて特別に設計されている。従
つて、専門知識を持つ者によつてしか行なえない
ような操作は避けねばならない。

農業機械においてはフリーホイール機構も必要
となる。このフリーホイール機構は、トラクタ側
の駆動装置の停止に伴つて付属の機械の惰力が自
在軸又は駆動装置へ不利な影響を及ぼさないよう
に働く。

発明が解決しようとする課題 以上の従来技術から出発して、本発明の課題
は、できるだけ万能型であるクラツチ、すなわ
ち、種種の用途に合理的に適合でき、たんにわず
かな変更処理によつて他の機能又は組み合わせた
機能が達成されるクラツチを提供することであ
る。この場合の機能とは例えば過負荷およびフリ
ーホイール機能である。

さらに、過負荷の際摩耗を減少させるためにで
きるだけ十分な解放切替えがなされねばならず、
しかも、例えば回転数低下に伴つて自動的な再接
続がなされて、可能な限り接続シヨツク、ひいて
は新たな応動が減少するようでなければならな
い。また、再接続は遅れなしになされねばならな
い。

課題を解決するための手段 このような課題を本発明は次のようにして解決
した。すなわち、連行突起が、一方のクラツチ部
分の切欠き内に受容された回動体の内部に配置さ
れており、回動体の回動軸線がクラツチの回転軸
線の外側に、かつこの回転軸線に対して平行に延
びており、切欠きは他方のクラツチ部分に面して
連行突起の軸面と一致する突出制限面を備え、連
行突起を部分的に突出させるための突出開口を有
しているのである。

このような構成になれば次のような利点が得ら
れる。すなわち、連行突起の半径方向運動と回動
運動との組み合わせによつて一面において解放位
置への迅速な移行が保証され、他面においては再
接続用の回動運動が迅速でしかも衝撃的でないト
ルク伝達を生ずる。

クラツチ回転軸線に沿つて前後して位置する多
くの連行突起が１つの共通の回動体に付属してい
ると有利である。さらに、一方のクラツチ部分の
全周にわたつて多くの回動体が配置されていると
有利である。回動体の数および各回動体に属する
連行突起の数によつてクラツチのトルク容量を変
えることができる。

回動体および連行突起がクラツチハブに属して
いると有利である。これによつて、クラツチスリ
ーブに連行突起が属している場合に例えば遠心力
によつて生ずるような不利な影響が回避される。

各連行突起はその所属の回動体の袋孔内に配置
されており、袋孔外へ突出したカム面が他方のク
ラツチ部分、すなわちクラツチスリーブの相応の
係合みぞに係合している。本発明の場合また、回
動体が半径方向で１つの貫通孔を有していて、こ
の貫通孔内に２つの連行突起が共通の１つのばね
によつて相互に支えられて配置されているように
してもよい。この場合には、一方の連行突起、す
なわち支持突起が、回動体を受容している方のク
ラツチ部分内の相応のおう所に支えられており、
他方の連行突起は他方のクラツチ部分の係合みぞ
内に支えられている。

両方の回転方向で同様に作用するクラツチのた
めには、連行突起が、クラツチ回転軸線に対して
直角な一横断平面内で対称形に形成されたカム面
および支持面又はそのいずれかを有している。

クラツチの両方の回転方向で異なる作用形式が
望まれる場合、例えば一方の回転方向では過負荷
クラツチとしての作用が、他方の回転方向ではフ
リーホイール機能が望まれる場合には、連行突起
が非対称形のカム面および支持面又はそのいずれ
かを有している。連行突起が回動体を受容してい
る方のクラツチ部分に付加的に支えられているな
らば、トルク伝達方向にとつて特に良好な解決策
が得られる。

連行突起の支持は一般にはその軸部を介して、
それも回動体を受容している方のクラツチ部分の
突出制限面の範囲においてなされる。連行突起が
少なくとも１つの付加的な支持面を介して、突出
開口と回動体用の切欠きとの間の移行範囲に支持
可能であるならば、クラツチの特に有利な再接続
が可能となる。すなわち、過負荷の時連行突起は
回動体の回動軸線を中心位置外へ動いて付加的な
支持面を介して移行範囲で支えられる。ばねの作
用と移行範囲および支持面の形状に基いて接続並
びにしや断の挙動に影響を及ぼすことができる。

支持面を一方のカム面の延長面によつて形成す
ることも可能である。

移行範囲での支持面の支持可能性は次のように
して保証される。すなわち、支持面の基点が、連
行突起の係合状態、つまりトルク伝達位置におい
て半径方向でわずかに移行範囲よりもクラツチ回
転軸線に近く位置するようにするのである。

同じことが次のようにしても達成される。すな
わち、他方のクラツチ部分であるクラツチスリー
ブ内へ係合するカム面の深さ、それも頂点から支
持面への移行部まで測定した場合の係合深さを、
回動体用の切欠きと、回動体を受容している方の
クラツチ部分であるクラツチハブの周面との間の
突出制限面の高さよりも大きくするのである。

過負荷の場合のために次のようにしてもよい。
すなわち、連行突起が少なくとも１つの別の支持
面の、軸面への移行部における基点を介して、カ
ム面の係合の解除状態において、係合みぞを有し
ている方のクラツチ部分であるクラツチスリーブ
の内面に支えられるようにするのである。

実施例 次に、図面に示した実施例に従つて本発明を説
明する： 本発明の過負荷クラツチは第１図に略示したよ
うに農用駆動装置、例えばトラクタのための自在
軸に使用すると有利である。トラクタは自在軸を
介して付随する機器を駆動する。自在軸は例えば
トラクタの動力取出軸への連結端部近くに本発明
によるクラツチを備える。また、このクラツチを
被駆動の機器自体の駆動機構の特定個所に配置す
ることもできる。クラツチはトラクタの動力取出
軸上へ差し嵌められるクラツチハブ２を有してお
り、このクラツチハブ２は差嵌めのための中央孔
１６を有している。

トルク伝達のために中央孔１６はスプラインキ
ーみぞを有しており、このスプラインキーみぞは
トラクタの動力取出軸の相応のスプラインキーと
協働する。

クラツチハブ２上にはクラツチスリーブ１が回
動可能に、かつ軸方向移動不能に保持されてい
る。このクラツチスリーブ１は第３図に示されて
いるように止めリング３１および閉鎖円板３２に
よつて一方の方向で保持されていて、他方の方向
では例えば溶接によつてフランジ３３に結合され
ている。フランジ３３は図中にその一部のみ示し
たフオークヨーク１７を有していて、フオークヨ
ーク１７に十字継手のクロススパイダが接続され
ている。

第３図には、クラツチが縦断面図で全体の半分
が示されており、回転軸線O₁に対してほぼ対称
形に構成されている。

クラツチハブ２はその全周にわたつて分配され
た孔の形の切欠き１０を有しており、これらの切
欠き１０内にはほぼ円筒形の回動体１１が回動可
能に支承されている。この場合回動体１１の回動
軸線O₂はクラツチ回転軸線O₁の外側に位置して
いる。回動体１１は半径方向に延びた袋孔１２を
有しており、この袋孔１２内へ連行突起３が挿入
されている。連行突起３は袋孔１２の底にばね１
３を介して支えられている。ばね１３は連行突起
３の中空軸部内へ係合している。連行突起３はそ
の先端部４にカム面５，６を有しており、これら
のカム面５，６は実地に合わせて別の形状であつ
てもよい。このような種種の形状については第５
図〜第８図に示されている。連行突起３はクラツ
チハブ２の突出開口９からクラツチハブ外へ突出
し、ばね１３を介してカム面５，６が係合みぞ２
４に接触保持される。

第２図、第３図、第５図〜第８図はそれぞれク
ラツチをトルク伝達位置で示している。

第５図の実施例の場合、クラツチハブ２は第２
図に示した矢印Ａの方向でクラツチスリーブ１に
よつて駆動される。図示の実施例においてはクラ
ツチが作業機械側に配置されており、クラツチハ
ブ２は被駆動機械の駆動ジヤーナル上に配置され
ている。クラツチハブ２がトラクタの動力取出軸
上に配置される場合には連行突起３および係合み
ぞ２４を対称形に配置する必要がある。カム面５
は突起面を形成しているカム面６に比して勾配が
小さい。カム面５の延長上には支持面７が設けら
れており、カム面６は移行点２９によつて支持面
８から区切られている。支持面８は連行突起３の
軸面２１への移行部に基点１８を有している。こ
の支持面８は連行突起３が係合した状態ではクラ
ツチスリーブ１の内面３０に支えられる。突出開
口９の制限面２８は連行突起３の軸面２１の接触
面としても役立てられる。カム面としても役立て
られる支持面７の基点１８は半径方向で見て切欠
き１０と突出開口９との間の移行範囲１５より内
方に位置している。要するにこの基点１８は連行
突起３が係合している状態ではクラツチ回転軸線
O₁に対して移行範囲１５よりも近く位置してい
る。矢印方向で過負荷が生ずると、連行突起３は
回動体１１と一緒にやはり矢印方向で旋回され、
この旋回に伴つて支持面７は移行範囲１５に接触
するに至る。同時に連行突起３自体が半径方向で
内方へ押しずらされ、ひいては係合みぞ２４から
の離脱を呈する。

このため係合みぞ２４は連行突起３に対して、
特に先端面４と係合みぞ２４におけるカム面５に
合致させた面との移行部に対して遊びを有してい
る。

支持面７の旋回動と同時に支持面８の基点１８
の旋回動も生ずる。一定の旋回位置からは、内面
３０における基点１８の接触が連行突起３の内方
への押しずらしを助け、連行突起３にとつてのほ
ぼ完全な解放位置を生ずる。さらに進む回転およ
びこれに伴うクラツチハブ２とクラツチスリーブ
１との相対運動の際基点１８は内面３０と接触し
たままである。回転数の低下によつてはじめて、
ばね１３のばね力と支持面７の形状とに基き、移
行範囲１５との支持面７の接触の結果トルク伝達
位置への戻り運動が生ずる。このことは接触およ
びばね力によつて戻しモーメントが回動体１１へ
作用することによつて生ずる。

第６図の実施例においては連行突起３が横断面
で見て対称形をなしている。この実施例はクラツ
チが両方の回転方向で等しく作用するように構成
されている例である。トルク制限は、カム面５，
６よりもフラツトな勾配の２つの支持面７，８と
移行範囲１５との間で働く制御作用もしくは摩擦
結合によつて生ずる。各カム面５，６と支持面
７，８との間には移行範囲１９，２９が形成され
ている。両方の支持面７，８の基点１８は、第５
図の例に関して延べたように、突出開口９と切欠
き１０との間の移行範囲１５よりも半径方向でわ
ずかにクラツチ回転軸線O₁に近く配置している。
この場合にも自由回動のために係合みぞ２４に対
する遊びが設けられている。

第７図には高トルク容量用のクラツチの実施例
が示されている。連行突起３はやはり対称形のカ
ム面５，６および支持面７，８を有している。後
述の特性に基き、この連行突起３は高トルク容量
用にも使用できる。カム面５，６は支持面７，８
よりも急勾配の形状をなしている。この連行突起
３は、付加的にその軸面２１を介して、切欠き１
０とクラツチハブ２の外周面との間に設けられた
突出制限面２７，２８にトルク伝達を目的として
支えられている。

カム面５，６の係合深さ、つまり、両方のカム
面５，６の頂点２０から測つた両方の支持面７，
８までの高さX₁は移行点１９，２９において突
出開口９の突出制限面２７，２８の高さX₂より
も大きく設定されている。

第７図中に天頂の高さが符号X₁で、また突出
制限面の高さが符号X₂で示されている。前記の
寸法ぎめに従いX₁はX₂よりも大きい。

このような構成から特別な作用効果が生ずる。
過負荷の場合、先ず回動体１１の旋回動が行なわ
れる前に連行突起３の半径方向での内向き運動が
必要となる。切欠き１０内での回動体１１の旋回
動は、連行突起３の軸面２１がクラツチハブ２の
回転方向次第で突出制限面２７，２８のいずれか
との接触からはずれた時にはじめて行なわれると
になる。これは支持面７，８の基点１８が半径方
向で移行範囲１５よりもクラツチ回転軸線O₁に
近く位置している場合に相当する。連行突起３お
よびこれと一緒に回動体１１は次いで或る角度位
置へ動かされる。この角度位置は、連行突起３の
カム面５，６が係合みぞ２４との係合を十分はず
されて、その結果として引き続くクラツチハブ２
とクラツチスリーブ１との相対運動に伴つて可能
な限りわずかな摩耗の発生にとどまつて、かつ可
能な限りわずかな衝撃エネルギの発生にとどまる
ように考慮されている。回転数、つまり両方のク
ラツチ部分１，２間の相対回転数の低下と共に、
ばね１３の力に基いて移行範囲１５に接触してい
る支持面７を介して戻しモーメントが回動体１１
へ及ぼされる。この戻しモーメントは結果的に連
行突起３のカム面５，６を遅れを伴つて係合みぞ
２４内へ入り込ませる。

第８図の実施例の場合、連行突起３は駆動回転
方向で比較的急勾配の、要するにほとんど半径方
向へ延びているか又は連行突起軸線の半径平面に
対して平行に延びているカム面６を有しており、
解放回転方向用に比較的フラツトなカム面５を有
している。カム面５に属する支持面７はほぼクラ
ツチスリーブ１の内面３０の輪郭に適合されてい
る。支持面８はそのカム面６に属する側に比較的
急な勾配を有していて、基点１８は半径方向で移
行範囲１５よりもクラツチ回転軸線に近く位置し
ている。このような異なる構成によつてさらに円
筒状の連行突起３に異なる軸面の長さが生ずる。
支持面７の範囲では軸面２１の長さがトルク伝達
の際付加的に突出制限面２７に支えられるように
設定されている。この点支持面８の範囲では不可
能である。クラツチはトルク伝達方向でカム面６
の勾配に基いて比較的急勾配の特性を有する。こ
の特性の曲線経過はカム面５，６の勾配次第で変
えることができる。

逆の回転方向は、トラクタの駆動装置が停止さ
れ、被駆動機械の回転質量が引き続き回転し、ク
ラツチハブ２に対して相対的なクラツチスリーブ
１のオーバーランニングが可能になる場合であ
る。カム面５は相応にフラツトな勾配を有してい
る。解放位置への連行突起３の転位に関しては第
７図の例について述べたのと原理的に同じであ
る。

以上述べた実施例およびその特徴事項は組み合
わせることができ、従つて用途次第で異なるカム
面形状を選択することができる。本発明によるク
ラツチの利点として、このような可変性が生産す
べきロツトに関する合理化のためにあたえられて
いる点もあげることができる。

回動体１１が貫通孔２５を有しているならば別
の実施可能性が生ずる（第２図、第３図および第
４図参照）。この場合、貫通孔２５内へ２つの突
起部材を挿入することができ、その内一方の突起
部材は連行突起３であり、他方の突起部材は支持
突起２３として主として支持機能を果たす。この
支持突起２３はカム面を介して１つの凹所２６に
支えられている。凹所２６は図示の実施例の場合
クラツチハブ２内に設けられている。連行突起３
と支持突起２３との間には両部材を押し離す１つ
のばね１３が配置されている。連行突起３自体の
構成は第５図〜第８図に示す実施例のいずれかに
合わせることができる。過負荷の際連行突起３お
よび支持突起２３の両方が回動体１１の回動軸線
O₂に対して半径方向で内方へ動き、係合みぞ２
４並びに凹所２６との係合位置から転位する。支
持突起２３のカム形状、特にばね１３のばね特性
曲線に関連した頂天の高さは、再接続の挙動、つ
まり回動体１１の戻し運動に広範囲に影響を及ぼ
すように選定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はトラクタを付属の被駆動機械と共に示
した概略図、第２図はトルク伝達位置でのクラツ
チの横断面図、第３図は第２図のクラツチの縦断
面図、第４図は解放位置でのクラツチの横断面
図、第５図、第６図、第７図、第８図はそれぞれ
異なる実施例を示す部分横断面図である。 O₁…クラツチ回転軸線、O₂…回動体回動軸線、
X₁…係合深さ、X₂…突出制限面の高さ、１…ク
ラツチスリーブ、２…クラツチハブ、３…連行突
起、４…先端面、５，６…カム面、７，８…支持
面、９…突出開口、１０…切欠き、１１…回動
体、１２…袋孔、１３…ばね、１４…クラツチス
リーブ内面、１５…移行部、１６…中央孔、１７
…フオークヨーク、１８…基点、１９，２９…移
行部、２０…頂天、２１…軸面、２２…クラツチ
ハブ外周面、２３…支持突起、２４…係合みぞ、
２５…貫通孔、２６…凹所、２７，２８…突出制
限面、３０…クラツチスリーブ内面、３２…カバ
ー板、３３…フランジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トラクタによつて駆同される農業機械のよう
   な被駆動機械におけるパワートレーンを少なくと
   も一方の回転方向での可負荷から保護するための
   可負荷クラツチであつて、１つのクラツチハブ
   と、１つのクラツチスリーブと、これら両方のク
   ラツチ部分間で作用するばね負荷された複数の連
   行突起とから成つている形式のものにおいて、連
   行突起３が、一方のクラツチ部分１または２の切
   欠き１０内に受容された回動体１１の内部に配置
   されており、回動体１１の回動軸線O₂がクラツ
   チの回動軸線O₁の外側に、かつこの回動軸線O₁
   に対して平行に延びており、切欠き１０は他方の
   クラツチ部分１に面して連行突起３の軸面２１と
   一致する突出制限面２７，２８を備えた突起開口
   ９を有していることを特徴とする過負荷クラツ
   チ。 ２ 軸線方向に前後して位置する多くの連行突起
   ３が１つの共通の回動体１１内に配置されてい
   る、特許請求の範囲第１項に記載の過負荷クラツ
   チ。 ３ 一方のクラツチ部分２の全周にわたつて多く
   の回動体１１が配置されている、特許請求の範囲
   第１項に記載の過負荷クラツチ。 ４ 回動体１１および連行突起３がクラツチハブ
   ２内に配置されている、特許請求の範囲第１項に
   記載の過負荷クラツチ。 ５ 各連行突起３が所属の回動体１１の袋孔１２
   内に配置されており、袋孔１２外へ突出したカム
   面５，６が他方のクラツチ部分であるクラツチス
   リーブ１の相応の１つの係合みぞ２４に係合して
   いる、特許請求の範囲第１項に記載の過負荷クラ
   ツチ。 ６ 回動体１１が半径方向で１つの貫通孔２５を
   有していて、この貫通孔２５内に２つの連行突起
   ３，２３が共通の１つのばね１３によつて相互に
   支えられて配置されており、一方の連行突起であ
   る支持突起２３は、回動体１１が配置されている
   一方のクラツチ部分２内の相応の凹所２６に支え
   られており、他方の連行突起３は他方のクラツチ
   部分１の係合みぞ２４内に支えられている、特許
   請求の範囲第１項に記載の過負荷クラツチ。 ７ 連行突起３が、両方の回転方向で同様に作用
   するクラツチのために、クラツチ回転軸線O₁に
   対して直角な一横断平面内で対称形に形成された
   カム面５，６および支持面７，８又はそのいずれ
   かを有している、特許請求の範囲第５項又は第６
   項に記載の可負荷クラツチ。 ８ 連行突起３が非対称形のカム面５，６および
   支持面７，８又はそのいずれかを有している、特
   許請求の範囲第５項又は第６項に記載の過負荷ク
   ラツチ。 ９ 連行突起３が、回動体１１を受容している方
   のクラツチ部分であるクラツチハブ２に支えられ
   ている、特許請求の範囲第１項に記載の過負荷ク
   ラツチ。 １０ 連行突起３がその軸面２１によつて、回動
   体１１を受容しているクラツチ部分２の突出制限
   面２７，２８の少なくとも一方に支えられてい
   る、特許請求の範囲第８項に記載の過負荷クラツ
   チ。 １１ 連行突起３が少なくとも１つの付加的な支
   持面７，８を介して、突出開口９と回動体１１用
   の切欠き１０との間の移行範囲１５で支持可能で
   ある、特許請求の範囲第１項に記載の過負荷クラ
   ツチ。 １２ 支持面７が一方のカム面５の延長面であ
   る、特許請求の範囲第１０項に記載の過負荷クラ
   ツチ。 １３ 支持面７，８の基点１８が、連行突起３の
   係合状態において、半径方向で移行範囲１５より
   もわずかにクラツチ回転軸線O₁に近く位置して
   いる、特許請求の範囲第１１項に記載の過負荷ク
   ラツチ。 １４ 他方のクラツチ部分であるクラツチスリー
   ブ１内へ係合するカム面５，６の係合深さX₁、
   それも頂点２０から支持面７，８への移行部まで
   測定した場合の係合深さX₁が、回動体１１用の
   切欠き１０と、回動体１１を受容している方のク
   ラツチ部分であるクラツチハブ２の周面との間の
   突出制限面２７，２８の高さX₂よりも大きい、
   特許請求の範囲第７項に記載の過負荷クラツチ。 １５ 連行突起３が少なくとも１つの別の支持面
   ７，８の、軸面２１への移行部における基点１８
   を介して、カム面５，６の係合の解除状態におい
   て、係合みぞ２４を有している方のクラツチ部分
   であるクラツチスリーブ１の内面３０に支えられ
   る、特許請求の範囲第１項又は第１０項に記載の
   過負荷クラツチ。