SE450035B

SE450035B - Torque transmitting device

Info

Publication number: SE450035B
Application number: SE8502029A
Authority: SE
Inventors: L Johnson
Original assignee: Lars Johnson; Skf Ab
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1987-06-01
Also published as: DE3613868A1; SE8502029D0; DE3613868C2; SE8502029L

Description

45n~os5 2 Figur 1 visar en i en anordning enligt UPPfinningen'ingående växelmekanism med två med varandra samverkande roterbara vrid- momentöverförande element 1 och 2, vilka i den visade utföringa- formen utgör en skruv 1 och ett hjul 2 i en snäckväxel. En sådan växel har snedskurna drev, dvs. skruvens gänga 3 har en viss stigning och hjulets 2 kuggar bildar en vinkel med hjulets rotationsaxel. Det genom växeln transmitterade vrid- momentet tillföras från en icke visad motor, vilken driver en axel Ä, vilken på nedan angivet sätt överför momentet till snäckskruven 1. Den på snäokskruvens gänga verkande kraften härrörande från hjulets 2 reaktionsmoment har en axiell kompo- nent, som påverkar skruven 1. Genom att dreven är snedskurna medför momentet från hjulet 2 även att skruven 1 utsättas för ett vridmoment, vilket, om axelns Å drivning är frikopplad, kan med-_ föra att skruven roterar, dvs, växeln är inte självhämmande. Figure 1 shows a gear mechanism included in a device according to the invention with two cooperating rotatable torque transmitting elements 1 and 2, which in the embodiment shown form a screw 1 and a wheel 2 in a worm gear. Such a gear has obliquely driven gears, ie. the thread 3 of the screw has a certain pitch and the teeth 2 of the wheel form an angle with the axis of rotation of the wheel. The torque transmitted by the gear is supplied from a motor (not shown) which drives a shaft Ä, which in the manner indicated below transmits the torque to the worm screw 1. The force acting on the thread of the snow screw resulting from the reaction torque of the wheel 2 has an axial component which affects the screw 1. Because the gears are obliquely cut, the torque from the wheel 2 also causes the screw 1 to be subjected to a torque, which, if the drive of the shaft Å is disengaged, can cause the screw to rotate, ie the gear is not self-braking.

Skruven 1 är förskjutbar huvudsakligen parallellt med sin rotationsaxel. För åstadkommande av detta är den i den visade utföringsformen anordnad på en hussning 5, som är glidhart lagrad på drivaxeln H. En fríktionsyta 6,7 är anordnad i anslutning till skruven och bussningen. Motstående friktions- ytor 8,9 är anordnade på ett fixerat element 10. Då skruven påverkas av en axialkraftkomponent genom att uppta ett vrid- moment-från hjulet 2 strävar skruven och hussningen att för- skjutas så att något av paren av friktionsytor 6,8 eller 7,9 bringas i kontakt och fungerar som broms för skruvens 1 vridning.The screw 1 is displaceable substantially parallel to its axis of rotation. To achieve this, in the embodiment shown, it is arranged on a housing 5, which is slidably mounted on the drive shaft H. A friction surface 6,7 is arranged in connection with the screw and the bushing. Opposite friction surfaces 8,9 are arranged on a fixed element 10. When the screw is actuated by an axial force component by absorbing a torque from the wheel 2, the screw and the housing strive to be displaced so that one of the pairs of friction surfaces 6,8 or 7.9 is brought into contact and acts as a brake for the rotation of the screw 1.

Därmed förhindras rörelseöverföring genom växeln orsakad av vridmoment på hjulet 2, och självhämning uppnås.This prevents movement transmission through the gear caused by torque on the wheel 2, and self-braking is achieved.

För att undvika att skruven 1 bromsas då växeln överför ett vridmoment från den drivna axeln Ä innefattar anordningen kamorgan 11,12 anslutna till skruven. Kamorganen är så an- ordnade att skruven, då den vrides av axeln Ü, förskjutes av en i kamorganen uppträdande axialkraft så att nämnda friktions- ytor 6,7,S,9 blir belägna på avstånd från varandral medan skruven då den ej drives från axeln H men belastas av ett vridmo- ment pä hjulet 2 förskjutes så att friktionsytorna kontaktar varandra. n 3 450 035 En utföringsform av sådana kamorgan visas i figur 1 och 2 och innefattar ett från axeln 4 radiellt utskjutande med- bringarelement 11 som ingriper i ett urtag i den med skruven 1 förbundna bussningen 5. Urtaget är utformat i princip som en romboid och är utfört med i vinkel mot ett normalplan till axeln N anordnade begränsningsytor 12 längs vilka med- bringarelementet 11.är förskjutbart, Då anordningen drives av axeln'ä tryckes medbringarelementet 11, vilket överför vridmomentet från axeln Ä till skruven 1, in i något av urtagets ändlägen l3 eller lå beroende av i vilken riktning drivningen sker. Därmed intar skruven 1 och bussningen 5 ett läge på axeln Ä i vilket friktionsytorna 6,8 och 7,9 är belägna på avstånd från varandra, såsom visas i figuren. Växeln är således obromsad då den drives från axeln 4, Om däremot axeln Ä frikopplas och således inte överför något vridmoment, medan samtidigt ett vridmoment orsakat av t.ex. en last verkar på hjulet 2, förskjutes skruven 1 och bussningen 5 längs axeln Å tills något av ytparen 6,8 eller 7,9 uppnår kontakt. Då har medbringarelementet 11 under relativ vridning av axeln Ä och bussningen 5 förskjutits längs en sned yta 12 till ett läge i urtaget där detta är så brett att elementet 11 är frigående och således inte belastar någon yta som begränsar urtageta Friktionen i kontakten av ytorna 6,8 eller 7,9 förhindrar att skruven 1 vrides av den tangentiellt på skruven verkande kraftkomponenten som uppkommer i kontakten mellan hjulet 2 och skruven 1 på grund av de samverkande kuggarnas och gängornas snedskärning. Växeln är alltså självhämmande.To avoid the screw 1 being braked when the gear transmits a torque from the driven shaft Ä, the device comprises cam means 11,12 connected to the screw. The cam means are arranged so that the screw, when rotated by the shaft Ü, is displaced by an axial force appearing in the cam means so that said friction surfaces 6,7, S, 9 are located at a distance from each other while the screw when it is not driven from the shaft H but is loaded by a torque on the wheel 2 is displaced so that the friction surfaces contact each other. An embodiment of such cam members is shown in Figures 1 and 2 and comprises a carrier element 11 projecting radially from the shaft 4 which engages in a recess in the bushing 5 connected to the screw 1. The recess is designed in principle as a rhomboid and is made with limiting surfaces 12 arranged at an angle to a normal plane to the shaft N along which the carrier element 11 is displaceable. When the device is driven by the shaft, the carrier element 11 is pushed, which transmits the torque from the shaft Ä to the screw 1, into one of the recesses. end positions l3 or lay depending on the direction in which the drive takes place. Thus, the screw 1 and the bushing 5 assume a position on the shaft Ä in which the friction surfaces 6,8 and 7,9 are located at a distance from each other, as shown in the figure. The gear is thus unbraked when it is driven from the shaft 4. If, on the other hand, the shaft Ä is disengaged and thus does not transmit any torque, while at the same time a torque caused by e.g. a load acts on the wheel 2, the screw 1 and the bushing 5 are displaced along the axis Å until one of the surface pairs 6,8 or 7,9 reaches contact. Then the carrier element 11 has been displaced along a sloping surface 12 during a relative rotation of the shaft Ä and the bushing 5 to a position in the recess where this is so wide that the element 11 is free and thus does not load any surface which limits the recessed friction in the contact of the surfaces 6. 8 or 7, 9 prevents the screw 1 from being twisted by the force component acting tangentially on the screw which arises in the contact between the wheel 2 and the screw 1 due to the oblique cutting of the cooperating teeth and threads. The gear is thus self-inhibiting.

I den i figur 3 visade utföringsformen av uppfinningen är en snäckskruv i en snäckväxel anordnad axiellt glidbart på en driv- axel analogt med vad som beskrivits i anslutning till figur 1.In the embodiment of the invention shown in Figure 3, a worm screw in a worm gear is arranged axially slidable on a drive shaft analogous to what is described in connection with Figure 1.

Snäckskruven är förbunden med en bussning 5. Bussningen 5 har ett urtag som är försett med löpbanor 15 mot vilka rullkroppar 16 avrnllar. Ett utsprång 17 , vilket är fast förbundet med en axel motsvarande axeln Ä i figur 1, är försett med mot nyss- ånämnda löpbanor 15 motstâende löpbanor 18, varvid rullkropparna 16 är belägna mellan nämnda löpbanor och belastas med en 450 035 u komponent i en riktning parallellt med nämnda axel i löpbane- kontakterna. De varandra motetående löpbanorna är anordnade så att mellanrummet är kilformat, varvid bussningen 5 med snäckekruven förskjutes aniellt då axeln och utsprânget 17 vridas av ett på axeln verkande vridmoment från en icke visad yttre drivanordning och rullkropparna under avrullning mot löpbanorna pressas in i den avemalnande delen av mellanrummet mellan dessa. Beroende av i vilken riktning skruven och w hussningen 5 är belastad axiellt pressas antingen den ena eller I den andra av de på ömse sidor av utsprånget 17 anordnade rull- kropparna 16 in i ett kilformat utrymme och förskjuter bussningen 5 till ett läge där två par av friktionsytor motsvarande ytparen 6,8 och 7,9 i figur 1 är frigående från varandra.The worm screw is connected to a bushing 5. The bushing 5 has a recess which is provided with raceways 15 against which roller bodies 16 roll. A projection 17, which is fixedly connected to a shaft corresponding to the shaft Ä in Figure 1, is provided with treads 18 opposite to the aforementioned treads 15, the roller bodies 16 being located between said treads and being loaded with a 450 035 u component in one direction parallel to said axis in the tread contacts. The opposite raceways are arranged so that the gap is wedge-shaped, the bushing 5 with the worm screw being displaced anionally when the shaft and the projection 17 are rotated by a torque acting on the shaft from an external drive device (not shown) and the roller bodies are pressed into the raceway. the space between them. Depending on the direction in which the screw and the housing 5 are loaded axially, either one or the other of the roller bodies 16 arranged on either side of the projection 17 is pressed into a wedge-shaped space and displaces the bushing 5 to a position where two pairs of friction surfaces corresponding to the surface pairs 6,8 and 7,9 in figure 1 are free from each other.

Beroende av vridningsriktningen sker klämning av rullkroppen vid det ena eller det andra ändpartiet av utsprånget 17.Depending on the direction of rotation, squeezing of the roller body takes place at one or the other end portion of the projection 17.

När axeln är frikopplad, dvs. ej momentupptagande, och skruven belastas axiellt genom att det med denna samverkande och i figur 3 ej visade kugghjulet påverkas av ett vridmoment, förskjutes bussningen 5 axiellt, medan rullkropparna under relativ vridning mellan bussningen 5 och utsprånget 17 rullar mot det kilformade mellanrummets största utrymme så att den axiella förskjutningen inte förhindras. Förskjutningen begrän- sas av att något av nämnda par friktionsytor motsvarande ytparen 6,8 eller 7,9 i figur 1 kontaktar varandra, varvid bromsning och självhämning sker på sätt som motsvarar beskrivningen i anslutning till figur 1 och 2.When the shaft is disengaged, ie. non-torque absorbing, and the screw is loaded axially by the coaxial and not shown in Fig. 3 being actuated by a torque, the bushing 5 is displaced axially, while the roller bodies during relative rotation between the bushing 5 and the projection 17 roll towards the largest space of the wedge-shaped gap the axial displacement is not prevented. The displacement is limited by the fact that one of the said pairs of friction surfaces corresponding to the surface pairs 6, 8 or 7, 9 in Figure 1 contacts each other, braking and self-inhibition taking place in a manner corresponding to the description in connection with Figures 1 and 2.

Modifikationer av uppfinningen är givetvis tänkbara. Exempel- vis kan anordningen med uppenbara förenklingar appliceras på en enkelverkande växelmekanism, där drivning sker åt endast ett 'UModifications of the invention are of course conceivable. For example, the device with obvious simplifications can be applied to a single-acting gear mechanism, where drive takes place for only one 'U

Claims

450 035 PATENT CLAIMS

Torque transmitting device comprising a gear mechanism with two cooperating rotatable torque transmitting elements (1,2), of which a first (1) under load caused by a torque on the second (2) element is actuated by an axial force and a torque, characterized in that said first element is connected to an outer drive device and displaceable substantially parallel to its axis of rotation and connected to a friction surface (6,7), which, when the second element (2) loads the first element and this is not driven by the drive device, abuts against an opposite fixed friction surface (8,9) and which, when the elements are driven by the drive device, is free relative to the fixed friction surface, and by cam means (11,12, 15, 16,18) cooperating with the first element and arranged so that the element, when rotated by the drive device, is displaced by an axial force appearing in the cam means, so that said friction surfaces are located at a distance from each other, with the element, when it is not driven by the drive device but is loaded by the other element, is displaced so that the friction surfaces contact each other.

2. A device according to claim 1, characterized in that it comprises a worm gear with a worm screw, which constitutes said first element and is axially displaceably mounted on a driving shaft (h), this shaft being provided with a carrier element projecting radially from the shaft (11) which engages in a recess arranged in a part connected to the worm screw made with limiting surfaces (12) arranged at an angle to a normal plane to the shaft along which the carrier element is displaceable, so that the worm screw is displaced axially on the shaft during relative rotation of shaft and sleeve, when the carrier element is displaced along said surfaces.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises two pairs of cooperating friction surfaces (6,8 and 7,9) and that the cam means are arranged such that when said first element (1) is rotated by a drive device both the pair is freewheeling, while when the element is only affected by torque 450 035 and axial force from the other element (2) one pair bring: to contact when the torque acts in one direction and the other pair brings to contact when the torque acts in the opposite direction . Device according to claim 1, characterized in that the cam means comprise roller bodies (16) abutting opposite raceways (15, 18) connected partly to said first element and partly to a non-axially displaceable element (17), wherein at least one raceway in at least a section is arranged at an angle to a normal plane to the axis of rotation of said projecting element. »S JJ, 'U