(57)【要約】  過負荷保護クラッチであって、一方では相対回転不可能にまた他方では回転可能にクラッチ担体（３）上に支持されかつ軸線方向に連結可能な２つのクラッチ体（１１，１２）を有し、これらクラッチ体のうち軸線方向に移動可能に支持されるクラッチ体（１２）が係合解除方向に作用を受け、伝達可能なトルクの大きさに応じて移動可能なクラッチ係合用保持装置が設けられているものが記載される。有利な始動条件を与えるため、保持装置が、移動可能に支持されるクラッチ体（１２）の軸線方向操作行程を開始する切換え装置（１６）を含み、蓄勢器（２３）に接続される操作器により切換え装置（１６）が操作可能であることが提案される。【選択図】図１
2007500830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過負荷保護クラッチであって、一方では相対回転不可能にまた他方では回転可能にクラッチ担体上に支持されかつ軸線方向に連結可能な２つのクラッチ体を有し、これらクラッチ体のうち軸線方向に移動可能に支持されるクラッチ体が係合解除方向に作用を受け、伝達可能なトルクの大きさに応じて移動可能なクラッチ係合用保持装置が設けられているものにおいて、保持装置が、移動可能に支持されるクラッチ体（１２）の軸線方向操作行程を生じる切換え装置（１６）を含み、蓄勢器（２３）に接続される操作器により切換え装置（１６）が操作可能であることを特徴とする、過負荷保護クラッチ。
【請求項２】
保持装置が、軸線方向カム（１７）を介して複数の転動体（１８）のなす環に軸線方向に支持されかつクラッチ担体（３）に対して同軸的な支持環（１５）を持ち、この支持環（１５）が、切換え装置（１６）により転動体環に対してストッパにより制限されて阻止位置と釈放位置との間で回動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の過負荷保護クラッチ。
【請求項３】
切換え装置（１６）が、クラッチ担体（３）上にストッパにより限定されて回動可能に支持されかつ周方向に作用する蓄勢器（２３）としてのばね（２４）の作用を受ける切換え円板（２０）、及び伝達されるトルクに応じて釈放可能な切換え円板（２０）用鎖錠装置（２５）を持っていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の過負荷保護クラッチ。
【請求項４】
クラッチ担体（３）が、駆動クラッチ部材（１）のトルクとは逆向きに作用して伝達可能なトルクを決定するトルク負荷を受けて駆動クラッチ部材（１）と結合され、クラッチ担体（３）と駆動クラッチ部材（１）との間にそのつど作用するトルクに応じて、操作器が駆動可能であることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の過負荷保護クラッチ。
【請求項５】
クラッチ担体（３）と駆動クラッチ部材（１）が、クラッチ担体（３）及びクラッチ部材（１）の一直線をなす穴（７，８）へ回転可能に差込まれる少なくとも１つのピン（６）により結合され、切換え円板（２０）用鎖錠装置（２５）が、切換え円板（２０）の案内口（２７）へはまるこのピン（６）の偏心ほぞ（２６）から成っていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の過負荷保護クラッチ。
【請求項６】
切換え円板（２０）が、ストッパ円板（３２）とストッパにより限定されて回動可能に結合され、ストッパ円板（３２）と切換え円板（２０）との間に蓄勢器（２３）のばね（２４）が挟み込まれ、ストッパ円板（３２）が、クラッチ担体（３）又は駆動クラッチ部材（１）に支持される操作偏心輪（３５）を介して、クラッチ担体（３）又は駆動クラッチ部材（１）に対して回動可能であることを特徴とする、請求項５に記載の過負荷保護クラッチ。
【請求項７】
クラッチ担体（３）と駆動クラッチ部分（１）との間に、同軸的なねじり棒ばね（５）が予荷重をかけて取付けられていることを特徴とする、請求項４〜６の１つに記載の過負荷保護クラッチ。
【請求項８】
両方のクラッチ体（１１，１２）のうち従動側クラッチ体が、クラッチ担体（３）を包囲して角度誤差及び心合わせ誤差を補償するスリーブ（２９）を介して、被駆動クラッチ部材（２８）と伝動結合されていることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の過負荷保護クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、過負荷保護クラッチであって、一方では相対回転不可能にまた他方では回転可能にクラッチ担体上に支持されかつ軸線方向に連結可能な２つのクラッチ体を有し、これらクラッチ体のうち軸線方向に移動可能に支持されるクラッチ体が係合解除方向に作用を受け、伝達可能なトルクの大きさに応じて移動可能なクラッチ係合用保持装置が設けられているものに関する。
【背景技術】
【０００２】  この種の公知の過負荷保護クラッチ（ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３００９５２号明細書）では、ボスとして形成されるクラッチ担体が、半径方向に向く複数の爪を持つ爪環を保持している。クラッチ担体に相対回転しないように結合されるこの爪環に、軸線方向に向く爪を持つ爪環が付加され、玉軸受を介してクラッチ担体上に自由に回転可能に支持されている。両方の爪環の爪の間に玉状の押圧力伝達体が設けられ、押圧環により、クラッチ担体上に回転可能に支持される爪環へ軸線方向に押付けられ、この爪環の爪歯が、この爪歯にはまる押圧力伝達体により、クラッチ担体上に回転可能に支持される爪環の爪歯から押圧力伝達体を係合解除するように伝達すべきトルクの作用を受ける爪伝動装置のように作用する。押圧環は、回転可能に支持される爪環の軸線方向へ向く爪歯へ押圧力伝達体を軸線方向に係合させるための保持装置を形成している。押圧力伝達体へ及ぼされかつ伝達すべきトルクに関係する軸線方向係合解除力が、押圧環へ軸線方向に作用するクラッチばねの逆向きの力を超過すると、押圧環がクラッチばねの力に抗して押圧力伝達体を介して移動せしめられ、遂に押圧力伝達体がクラッチ担体上に回転可能に支持される爪環の爪歯から出て、この爪歯と相対回転しないように結合されているクラッチ部材を釈放する。この公知の過負荷保護クラッチの欠点は、とりわけ、クラッチばねが伝達可能なトルクを決定するだけでなく、クラッチの係合解除のため押圧力伝達体を介して押圧環に加えねばならない力も決定し、それにより、入力側クラッチ部材と出力側クラッチ部材との間で最大に伝達可能なトルクを限定するために、このような過負荷保護クラッチの始動確実性への高い要求を満足させない公差範囲を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  従って本発明の基礎になっている課題は、過負荷が生じた際過負荷保護クラッチの確実な始動のために与えられる公差範囲を著しく小さくできるように最初にあげた種類の過負荷保護クラッチを構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  本発明は、保持装置が、移動可能に支持されるクラッチ体の軸線方向操作行程を生じる切換え装置を含み、蓄勢器に接続される操作器により切換え装置が操作可能であることによって、与えられた課題を解決する。【０００５】  この手段のため、保持装置の移動のために必要なエネルギは、最大に伝達可能なトルクに関係なく、別の蓄勢器により生じることができるので、伝達されるトルクの検出は、クラッチの始動から分離して、別の構造部材に割当てることができ、このことは過負荷保護クラッチの始動のための狭い公差範囲の維持のために重要な前提条件である。更に保護装置が切換え装置を含み、過負荷保護クラッチの反応の際、この切換え装置が蓄勢器の作用を受ける操作器によって操作されて、移動可能に支持されるクラッチ体の移動運動を開始するので、過負荷保護クラッチのために非常に小さい反応時間を保証することができる。係合状態にあるクラッチ体の係合解除に必要なエネルギは、楔伝動装置のように伝達すべきトルクによりクラッチ体へ係合解除方向に作用するクラッチ歯が両方のクラッチ体の間に設けられている場合、公知のように、連結されているクラッチ体の間に作用するトルクにより利用される。しかし係合解除方向へクラッチ体に作用するために、クラッチ係合が摩擦薄板を介して行われる時に必要になる別の蓄勢器を設けることもできる。【０００６】  保持装置は種々のやり方で構造的に構成できるが、保持装置が、軸線方向カムを介して複数の転動体のなす環に軸線方向に支持されかつクラッチ担体に対して同軸的な支持環を持ち、この支持環が、切換え装置により転動体環に対してストッパにより制限されて阻止位置と釈放位置との間で回動可能であると、特に簡単な構造状態が生じる。この場合支持環の力には、クラッチ担体に対する支持環の回転位置に応じて、支持環の軸線方向位置従って移動可能に支持されるクラッチ体の阻止位置又は釈放位置を決定する。【０００７】  支持環を回動させるために必要な切換え装置が、クラッチ担体上にストッパにより限定されて回動可能に支持されかつ周方向に作用する蓄勢器としてのばねの作用を受ける切換え円板を持ち、この切換え円板が伝達されるトルクに応じて釈放可能な鎖錠装置と共同作用することができる。所定の限界トルクを超過する際鎖錠装置が釈放されると、周方向に作用するばねが、クラッチ担体に対して切換え円板を回動させ、それに伴って、切換え円板と支持環との結合の際、移動可能に支持されるクラッチ体のため阻止位置から釈放位置への支持環の移動が行われる。【０００８】  伝達すべき限界トルクを検出するための有利な前提条件を与えるため、クラッチ担体が、駆動クラッチ部材のトルクとは逆向きに作用して伝達可能なトルクを決定するトルク負荷を受けて駆動クラッチ部材と結合されることができるので、伝達されるトルクが、クラッチ担体と駆動クラッチ部材との間に作用する予荷重トルクを減少する。従ってクラッチ担体と駆動クラッチ部材との間にそのつど作用するトルクに応じて、切換え装置用操作器が駆動可能である。この目的のため、クラッチ担体と駆動クラッチ部材が、クラッチ担体及びクラッチ部材の一直線をなす穴へ回転可能に差込まれる少なくとも１つのピ��により結合され、切換え円板用鎖錠装置が、切換え円板の案内口へはまるこのピンの偏心ほぞから成っている。ピンはクラッチ担体と駆動クラッチ部材との間のトルク支持部なので、このピンは、クラッチ担体と駆動クラッチ部材との間の予荷重トルクのため、この構造部分の穴内に、逆向きに作用する力により摩擦で固定的に保持され、これらの力は伝達されるトルクの増大と共に減少される。なぜならば、クラッチ担体と駆動クラッチ部材との間の予荷重トルクが減少するからである。ピンの回動を阻止するピンとそれを受入れる穴との間の摩擦は、予荷重トルクを介して設定される限界トルクに達するまで減少し、この限界トルクを超過すると、切換え円板の案内口へはまるピンの偏心ほぞを介してこのピンの回動が可能になる。切換え円板は蓄勢器を介して適当なトルクの作用を受けるので、ピンは案内口へはまる偏心ピンを介して回動せしめられ、その際偏心ほぞは半径方向に移動し、このほぞが案内口のほぼ半径方向に延びる部分から周方向に延びる部分へ入ると、クラッチ担体に対する切換え円板の回転運動が開始される。それに伴う鎖錠装置の釈放の結果、切換え円板と結合される支持環が阻止位置から釈放位置へ回動し、この釈放位置でクラッチ体がクラッチ結合を解除される。【０００９】  過負荷保護クラッチの始動後、クラッチ体の間の係合を再び行うだけでなく、切換え装置の操作器のために設けられる蓄勢器に新たに荷重をかけることもできる。これは、構造的に、切換え円板が、ストッパ円板とストッパにより限定されて回動可能に結合され、ストッパ円板と切換え円板との間に蓄勢器のばねが挟み込まれ、ストッパ円板が、クラッチ担体又は駆動クラッチ部材に支持される操作偏心輪を介して、クラッチ担体又は駆動クラッチ部材に対して回動可能であることによって解決される。鎖錠装置の釈放及び蓄勢器の釈放により、切換え円板が、蓄勢器のばねにより、操作偏心輪によりクラッチ担体又は駆動クラッチ部材に対して相対回転しないように保持されるストッパ円板に対して回動せしめられる。従って蓄勢器に新たに荷重をかけるため、ストッパ円板が切換え円板に対して初期位置へ回し戻され、切換え円板は付加的に鎖錠されねばならない。この目的のため、ストッパ円板用操作偏心輪は、切換え円板を回し戻すように回動せしめられる。切換え円板の回し戻し中に、鎖錠装置のピンの偏心ほぞが、案内口の周方向に延びる部分から半径方向部分へ滑り、それにより切換え円板の回転位置が鎖錠される。操作偏心輪を介して切換え円板へ及ぼされるトルクは、クラッチ担体と駆動クラッチ部材との間の予荷重トルクにより生じる偏心ほぞを持つピンの摩擦に打勝つのに充分な大きさでなければならない。初期回動位置に切換え円板を鎖錠した後、ストッパ円板を操作偏心輪を介して初期位置へ回し戻すことができ、これにより今や蓄勢器が荷重をかけられる。なぜならば、切換え円板がクラッチ担体又はクラッチ部材に対して回転しないように鎖錠されているからである。【００１０】  初期位置への切換え円板の回し戻しにより、切換え装置用操作器の戻しも行われ、それによりクラッチ体の係合が行われるので、操作偏心輪を介して蓄勢器に荷重をかけた後、過負荷保護クラッチは再び使���可能になる。【００１１】  クラッチ担体と駆動クラッチ部材との間の予荷重トルクは、構造的に異なるやり方で保証できるが、クラッチ担体と駆動クラッチ部分との間に、同軸的なねじり棒ばねが予荷重をかけて取付けられていると、特に場所を節約する構造条件が得られる。【００１２】  過負荷保護クラッチにより、駆動側軸と徒動側軸との間の角度誤差及び心合わせ誤差も補償できるようにするため、両方のクラッチ体のうち従動側クラッチ体が、クラッチ担体を包囲して角度誤差及び心合わせ誤差を補償するスリーブを介して、被駆動クラッチ部材と伝動結合されているので、付加的な補償クラッチは不要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】  図示した実施例による過負荷保護クラッチは、駆動側に、駆動される軸と結合可能な駆動クラッチ部材１を持ち、この駆動クラッチ部材１は、滑り軸受４を介して軸受スリーブ２上に支持されるクラッチ担体３用の支持スリーブ２を形成している。クラッチ担体３と駆動クラッチ部材１は、予荷重をかけられるねじり棒ばね５を介して互いに伝動結合されている。ねじり棒ばね５によりクラッチ部材１とクラッチ担体３との間に生じる予荷重トルクは、クラッチ部材１及びクラッチ担体３の互いに対向する２つのフランジ９，１０の一直線をなす穴７，８へ差込まれているピン６により受止められる。【００１４】  クラッチ担体３上に２つのクラッチ体１１，１２が設けられ、これらのうち一方のクラッチ体１１はクラッチ担体３と相対回転しないように結合され、他方のクラッチ担体１２は転がり軸受１３を介してクラッチ担体３上に回転可能に支持されている。端面のクラッチ歯１４を介して軸線方向にクラッチ体１１に連結可能なクラッチ体１２は、転がり軸受１３を受入れる支持環１５を介して、付加的に軸線方向移動可能にクラッチ担体３上に設けられている。支持環１５は、切換え装置１６によりクラッチ歯１４の係合を保証する阻止位置に保持され、またクラッチ歯１４の係合を解除するため切換え装置１６の操作により釈放されることができる。この目的のため支持環１５は、軸線方向カム１７を介して、クラッチ体３と相対回転しないように結合される保持器１９内に保持されている転動体１８の環に支持されている。カム１７を回動させるため、クラッチ担体３に対して同軸的な環状切換え円板２０により形成される操作器が用いられ、切換え円板２０は支持環１５と相対回転しないように結合され、その内周の範囲にある切欠き２１の間に軸線方向カム１７を形成している。クラッチ体３と支持環１５との間の可能な回転角は、転動体１８の環の保持器１９に支持されてクラッチ体３及び支持環１５の受入れ穴にはまる連結ピン２２によって規定される。切換え円板２０の回動のため、周囲にわたって分布されて周方向に作用するばね２４から構成される蓄勢器２３が役立つ。【００１５】  クラッチの係合を保証する切換え円板２０の回転位置において、切換え円板は鎖錠装置２５によりクラッチ担体３に対して回転しないように支持される。この鎖錠装置２５は、ピン６に設けられて切換え円板２０の案内口２７へはまる偏心ほぞ２６により形成される。この案内口２７は、半径方向に延びて切換え円板２０の回転を阻止する部分と、それに続いて周方向に延びて切換え円板２０の回転を可能にする部分を持っている。【００１６】  既に述べたように、ピン６は、駆動クラッチ部材１及びクラッチ担体３の互いに予荷重トルクを受けているフランジ９，１０の間で、これらのフランジの周方向に穴７，８の壁へ押付けられるので、それによりピン６と穴７，８の壁との間に生じる摩擦が、ピン６従って偏心ほぞ２６の回動を阻止する。クラッチ部材１とクラッチ担体３との間のねじり棒ばね５による予荷重トルクは、クラッチ部材１からクラッチ担体３へ伝達すべきトルクに対して逆向きに向けられているので、クラッチ部材１とクラッチ担体３との間の予荷重トルクは、駆動トルクの増���と共に減少する結果、受入れ穴７，８におけるピンの摩擦は適当に減少され、遂に蓄勢器２３を介して切換え円板２０へ及ぼされるトルクが、偏心ほぞ２６を介してピン６を回すのに充分となる。これは、偏心ほぞ２６が案内口２７の半径方向部分から周方向に延びる部分へ入り、それにより切換え円板２０の回転が開始されることを意味するので、カム１７は転動体１８の支持範囲から旋回され、転動体１８がカム１７の間の切欠き２１へはまる。それにより得られる切換え装置の釈放位置は、クラッチ体１２の軸線方向移動を可能にし、クラッチ体１２はクラッチ歯１４を介して係合解除方向に作用を受けるので、釈放位置への到達によりクラッチ体１１，１２が急激に係合解除され、その結果駆動クラッチ部材１と従動クラッチ部材２８との動力伝達路が中断される。従動クラッチ部材２８は、角度誤差及び心合わせ誤差を補償するスリーブ２９を介してクラッチ体１２と結合されている。この目的のため、図１からわかるように、従動クラッチ部材２８とクラッチ体１２は、スリーブ２９の内歯と共同作用する球面状歯３０を持つ平歯車を形成している。【００１７】  過負荷保護クラッチの反応後再び作動準備のため、クラッチ体１１，１２の間でクラッチ歯１４を係合させるだけでなく、切換え円板２０を駆動するためゆるんだ蓄勢器２３に荷重をかけねばならない。これを行うため、図示した実施例によれば、切換え円板２０にストッパ円板３２が付属し、切換え円板２０に対してストッパ円板３２が、長穴３４にはまる案内ピン３３を介してストッパにより限定されて回動可能に支持されている。ストッパ円板３２の回転位置は、クラッチ部材１又はクラッチ担体３のフランジ９又は１０に回動可能に支持される操作偏心輪３５によって決定され、操作偏心輪３５の偏心操作部材３６がストッパ円板３２の半径方向長穴３７にはまっている。【００１８】  特に図２からわかるように、圧縮蓄勢器２３のばね２４は、ストッパ円板３２の切欠き３８及び切換え円板２０の切欠き３９へ挿入され、これらの切欠き３８，３９の互いに離れている周方向端部は、ばね２４を支持する支持体４０を形成している。ストッパ円板３２が図３に示す初期位置に、この位置で死点位置をとる操作偏心輪３５を介して保持され、伝達可能な限界トルクを超過する際鎖錠装置２５が釈放されると、ばね２４により形成される蓄勢器２３が、図２において反時計方向に切換え円板２０へ作用し、その結果時計方向に回される偏心ほぞ２６により解錠が行われ、従ってクラッチ体１１，１２のクラッチ歯１４の係合解除が行われる。クラッチ歯１４の係合後クラッチの係合を保証するため、切換え円板２０を図２の初期位置へ回し戻さねばならない。この目的のため図３による操作偏心輪３５が反時計方向に回され、それによりストッパ円板３２が時計方向に連行回転される。図２に対し異なる長穴端部に当たる案内ピン３３を介して切換え円板２０を強制連行するため、ピン６の摩擦にもかかわらず、案内口２７を介して偏心ほぞ２６を図２の鎖錠位置へ回し戻すことができるので、操作偏心輪３５の操作部材３６の図３に示す死点位置４１の範囲で、偏心ほぞ２６を介する切換え円板２０の鎖錠が行われているが、蓄勢器２３が荷重を除かれている場合ばね２４に荷重を加えるため、操作偏心輪３５を回し戻さねばならず、その際ばね蓄勢器が荷重をかけられる。なぜならば、切換え円板２０は鎖錠装置２５により連行回転を防止されているからである。ストッパ円板３２を初期位置へ回し戻すことにより、過負荷保護クラッチの作動準備が再び行われる。操作偏心輪３５の回動は、手により操作可能な工具を介して、例えば適当な差込み突起を備えたクランクハンドルで有利に行うことができる。【００１９】  そのつど要求される始動トルクを設定するため、公知のようにねじり棒ばね５の予荷重を設定することができる。【００２０】  もちろん本発明は、図示した実施例に限定されない。なぜならば、クラッチ体１１，１２のクラッチ係合部の構成が重要なのではなく、クラッチ係合を確実にする保持装置が切換え装置として作用し、切換え装置が蓄勢器を介して操作され、その際移動可能に支持されるクラッチ体の軸線方向操作行程を開始し、クラッチ体が伝達すべきトルク又は別の蓄勢器により係合解除の方向に作用を受けることが重要だからである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】  本発明による過負荷保護クラッチの軸線に沿う概略断面を示す。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線による断面を大きい寸法で示す。
【図３】  ＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面を大きい寸法で示す。
【図４】  図２のＩＶ−ＩＶによる断面を大きい寸法で示す。
【図５】  図３のＶ−Ｖ線による断面を大きい寸法で示す。
【図６】  図１のＶＩ−ＶＩ線による断面を係合された過負荷保護クラッチの概略拡大展開図で示す。
【図７】  図１のＶＩ−ＶＩ線による断面を係合解除された過負荷保護クラッチの概略拡大展開図で示す。
【図１】
2007500830.tif 000003
【図２】
2007500830.tif 000004
【図３】
2007500830.tif 000005
【図４】
2007500830.tif 000006
【図５】
2007500830.tif 000007
【図６】
2007500830.tif 000008
【図７】
2007500830.tif 000009
【国際調査報告】
2007500830.tif 000010
2007500830.tif 000011
2007500830.tif 000012
2007500830.tif 000013