JPS63176825A

JPS63176825A - 過負荷クラツチ

Info

Publication number: JPS63176825A
Application number: JP62254795A
Authority: JP
Inventors: フーベルト・ガイストフ
Original assignee: GKN Walterscheid GmbH
Current assignee: Walterscheid GmbH
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1988-07-21
Also published as: DE3635163A1; IT8707109V0; IT8705231A0; CN87107008A; IT1221201B; FR2605371A1; CN1005744B; US4802326A; DE3635163C2; SU1560063A3; JPH034771B2; ES2008237A6

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、トラクタによっ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ッ
チであって、１つのクラッチハブと、１つのクラッチス
リーブと、これら両方のクラッ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っている形式のもの
に関する。

従来の技術クラッ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ッチ部分の切欠き内に
係合する形式の過負荷クラッチは公知である（西独特許
第１０４８７４９号明細書）。この種のクラッチはラチ
ェットとして働き、−ｉ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、公知のラチェットク
ラッチは次のような難点を有している。すなわち、過負
荷の発生後に、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ッチも公知である。西独特許
第２３２７０７９号明細書に記載されているこのような
過負荷クラッチの場合、トルク伝達位置へのクラッチの
接続はたんに外部からの操作によってしかできない。ま
た、このクラッ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
あってできるだけ外部からの操作が少なくて済むクラッ
チが要求される。また、公知の過負荷クラッチにみられ
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ッ
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。従って
、専門知識を持つ者によっ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
止に伴っ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ｆ妨く。

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ッチ、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置によって他の
機能又は組み合わせた機能が達成されるクラッチを提供
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
回転数低下に伴って自動的な再接続がなされて、可能な
限り接続ショック、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、一方のクラッ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
動軸線がクラッ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ッチ
部分に面して連行突起を部分的に突出させるために開口
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
わせによっ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。

クラッチ回転軸線に沿っ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、一方のクラッチ部分の全周にわたって多くの
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ってクラッチのト
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ッチハブに属していると有
利である。これによって、クラッ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って生ずるような
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ッチ部分、す
なわちクラッ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つのばねによっ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ッチ
部分内の相応のおう所に支えられており、他方の連行突
起は他方のクラッチ部分の係合みそ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ッチのためには、
連行突起が、クラッ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。

クラッ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ッチとして
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ッ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っ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ッ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、クラッチの特に
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として中央位置外へ動い
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
並びにしゃ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って形成することも
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ッ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
方のクラッチ部分であるクラッチスリー一部内へ係合す
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ッチ部分であるクラッチハブ
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ッチ
部分であるクラッ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って本発明を説明する：本発明の過負荷クラッチは第１図に暗示したように農用
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ッチを備える。また、こ
のクラッ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。クラッチはトラクタの動力取出
軸上へ差し嵌められるクラッチハブ２を有しており、こ
のクラッチハブ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。

クラッチハブ２上にはクラッチスリーブ１が回動可能に
、かつ軸方向移動不能に保持されている。

このクラッチスリーブ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によって一方の方向
で保持されていて、他方の方向では例えば溶接によって
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ォークヨーク１７を有していて、
フォークヨーク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、クラッチが縦断面図で全体の半分が示され
ており、回転軸線０１に対してほぼ対称形に構成されて
いる。

クラッチハブ２はその全周にわたっ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ＩＯ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０２はクラッチ回転軸線
０１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
１３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はその先端面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ってもよい。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はクラッチハブ２の突出開口９からクラッチ
ハブ外へ突出し、ばね１３を介してカム面５゜６が係合
みぞ２４に接触保持される。

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

第５図の実施例の場合、クラッチハブ２は矢印方向でク
ラッチスリーブ１によって駆動される。

図示の実施例においてはクラッチが作業機械側に配置さ
れており、クラッチハブ２は被駆動機械の駆動ジャーナ
ル上に配置されている。クラッチハブ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によっ
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ッチスリー
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１Ｂ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１日は
連行突起３が係合している状態ではクラッチ回転軸線０
．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、この旋回に伴って支持
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の内方への押しすらしを助け
、連行突起３にとっ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ッチハブ２とクラ
ッチスリーブ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。回転数の低下によってはじめて、
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って戻
しモーメントが回動体１１へ作用することによって生ず
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。この実施例はクラッチが両方の回転
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よりもフラットな勾配の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って生ずる。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ッチ回転軸
線（１１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ッ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１０とクラッチハブ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から測った両方の支持面７，８までの高さＸ
ｌは個所１９．２９において突出開口９の突出制限面２
７．２８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×２で示されている。前記の寸法ぎめに従い
ｘｌはＸ２よりも大きい。

このような構成から特別な作用形式が生ずる。

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がクラッチハブ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
て行なわれることになる。これは支持面７，８の基点１
８が半径方向で移行範囲１５よりもクラッチ回転軸線０
１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は次いで成る角度位置へ動か
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
て引き続くクラッチハブ２とクラッチスリーブ１との相
対運動に伴って可能な限りわずかな摩耗の発生にとどま
って、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０回転数、つまり両方のク
ラッチ部分１．２間の相対回転数の低下と共に、ばね１
３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
遅れを伴って係合みぞ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
ットなカム面５を有している。カム面５に属する支持面
７はほぼクラッチスリーブ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
クラッ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っ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幻に
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。クラッ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、クラッチハブ２に
対して相対的なりラッチスリーブ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は相応にフラッ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０本発明によるクラッチの利点として、
このような可変性が生産すべきロフ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を存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つのおう
所２６に支えられている。おう所２６は図示の実施例の
場合クラッチハブ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１
３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Ｏｔに対して半径方向で内方へ動き
、係合みぞ２４並びにおう所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ッチの横断面図、
第３図は第２図のクラッチの継断面図、第４図は解放位
置でのクラッチの横断面図、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。０、・−クラッチ回転軸線、０２・−・回動体回動軸線
。Ｘ、・−・係合深さ、　　　　　Ｘｚ・−・突出制限面
の高さ。１−・−クラッチスリーブ、２・−クラッチハブ。３・・・連行突起、　　　　　４・−先端面。５．６−・−カム面、７．８・・−支持面。９・・−突出量０．１０・・−切欠き。１１・−回動体、１２・・・袋孔。１３・−・ばね。１４−・−クラッチスリーブ内面。１５−・・移行部、　　　　　　１６・−・中央孔。１７−・フォークヨーク、　　１８−基点。１９．２９・−移行部、２０・・頂天。２１−・−軸面、２２−・クラッチハブ外周面。２３・・・支持突起、２４−・・係合みぞ。２５−・貫通孔、２６−・−おう所。２７．２８−・・突出制限面。３０−・クラッチスリーブ内面。３２−　カバー板、　　　　　３３−フランジＦｌ［３
，７ＦＩＧ、８

Claims

【特許請求の範囲】１）トラクタによっ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ッチであ
って、１つのクラッチハブと、１つのクラッチスリーブ
と、これら両方のクラッ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っている形式のものにおい
て、連行突起（３）が、一方のクラッチ部分（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（０＿２）が
クラッチの回動軸線（０＿１）の外側に、かつこの回動
軸線（０＿１）に対して平行に延びており、切欠き（１
０）は他方のクラッチ部分（１）に面して突起開口（９
）を有していることを特徴とする、過負荷クラッチ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ッチ３）一方の
クラッチ部分（２）の全周にわたって多くの回動体（１
１）が配置されている、特許請求の範囲第１項に記載の
過負荷クラッチ４）回動体（１１）および連行突起（３）がクラッチハ
ブ（２）内に配置されている、特許請求の範囲第１項に
記載の過負荷クラッチ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）が他方のクラッチ部分であるクラッチ
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ッ
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）によって相
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
一方のクラッチ部分（２）内の相応のおう所（２６）に
支えられており、他方の連行突起（３）は他方のクラッ
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ッチ７）連行突起（３）が、両方の回転方向で同様に作用す
るクラッチのために、クラッチ回転軸線（０＿１）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項に記載の過
負荷クラッチ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ッチ９）連行突起（３）が、回動体（１１）を受容している
方のクラッチ部分であるクラッチハブ（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ッチ１０）連行突起（３）がその軸面（２１）によって、回
動体（１１）を受容しているクラッチ部分（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ッチ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ッチ
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ッチ１
３）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
りもわずかにクラッチ回転軸線（０＿１）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ッ
チ１４）他方のクラッチ部分であるクラッチスリーブ（
１）内へ係合するカム面（５、６）の係合深さ（Ｘ＿１
）、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（Ｘ＿１）が、回動体（
１１）用の切欠き（１０）と、回動体（１１）を受容し
ている方のクラッチ部分であるクラッチハブ（２）の周
面との間の突出制限面（２７、２８）の高さ（Ｘ＿２）
よりも大きい、特許請求の範囲第７項に記載の過負荷ク
ラッチ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（１
８）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ッチ部分
であるクラッチスリーブ（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
荷クラッチ