DE102024111823A1 - Coupling arrangement for torque transmission between two shafts - Google Patents
Coupling arrangement for torque transmission between two shaftsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen (3,4), dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehmomentübertragung zwei Freilaufkupplungen (1,2) mit zueinander gegenläufiger Drehmomentübertragungsrichtung (A, B) jeweils im Kraftfluss zwischen den Wellen (3, 4) angeordnet sind und die Drehmomentübertragung in der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung (A, B) auf ein vorbestimmtes maximal übertragbares Drehmoment (Mmax) begrenzt ist. The invention relates to a clutch arrangement for torque transmission between two shafts (3, 4), characterized in that for torque transmission two freewheel clutches (1, 2) with mutually opposite torque transmission directions (A, B) are each arranged in the power flow between the shafts (3, 4) and the torque transmission in the respective torque transmission direction (A, B) is limited to a predetermined maximum transmittable torque (M max ).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen.The invention relates to a coupling arrangement for transmitting torque between two shafts.
Aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung der vorgenannten Art vorzuschlagen, welche konstruktiv einfach und kostengünstig sowie bauraumsparend aufgebaut ist und eine Überlastung bei der Drehmomentübertragung vermeidet.The invention is therefore based on the object of proposing a clutch arrangement of the aforementioned type which is structurally simple, cost-effective and space-saving and avoids overloading during torque transmission.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte und beanspruchte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The object is achieved by the features of claim 1. Further advantageous and claimed embodiments emerge from the respective subclaims, the description and the drawings.
Somit wird eine Kupplungsanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen vorgeschlagen, wobei zur Drehmomentübertragung zwei Freilaufkupplungen mit gegenläufiger Drehmomentübertragungsrichtung jeweils im Kraftfluss zwischen den Wellen angeordnet sind und in der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung die Drehmomentübertragung auf ein vorbestimmtes maximal übertragbares Drehmoment begrenzt ist.Thus, a clutch arrangement for torque transmission between two shafts is proposed, wherein for torque transmission two freewheel clutches with opposing torque transmission directions are arranged in the power flow between the shafts and in the respective torque transmission direction the torque transmission is limited to a predetermined maximum transmittable torque.
Die Anordnung mit zwei gegenläufig angeordneten Freilaufkupplungen erlaubt eine konstruktiv einfache und zugleich bauraumsparende Ausgestaltung zur Drehmomentübertragung zwischen den Wellen in beiden Drehrichtungen derselben. Dabei ist in beiden Drehrichtungen jeweils eine Überlastung durch eine Begrenzung des maximal übertragbaren Drehmoments durch die jeweilige Freilaufkupplung sicher vermeidbar. Zudem sind die Freilaufkupplungen aus Bauteilen der Massenfertigung kostengünstig einfach herstellbar.The arrangement with two opposing overrunning clutches allows for a structurally simple yet space-saving design for torque transmission between the shafts in both directions of rotation. Overloading in both directions of rotation can be reliably avoided by limiting the maximum transmittable torque by the respective overrunning clutch. Furthermore, the overrunning clutches can be easily manufactured cost-effectively from mass-produced components.
Durch die vorgeschlagene Kupplungsanordnung können beispielsweise in Getriebeanwendungen kurzzeitig auftretende Drehmomentspitzen, wie sie beispielsweise in Fahrzeugen bei der Bewegung über Unebenheiten am Untergrund auftreten, sicher abgefangen und Schäden an den Freilaufkupplungen und im Getriebe vermieden werden. Zugleich wird ein störungsfreier Weiterbetrieb ermöglicht.The proposed clutch arrangement allows for the reliable absorption of short-term torque peaks in transmission applications, such as those encountered in vehicles when moving over uneven ground, thus preventing damage to the overrunning clutches and the transmission. At the same time, trouble-free operation is enabled.
Zur Begrenzung des maximal übertragbaren Drehmoments ist vorzugsweise jede Freilaufkupplung bei Erreichen des maximal übertragbaren Drehmoments in der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung in einen Rutschbetrieb überführbar. Dadurch ist auf besonders einfache Weise an der vorgeschlagenen Kupplungsanordnung die Drehmomentübertragung betriebssicher begrenzbar.To limit the maximum transmittable torque, each overrunning clutch can preferably be switched to slipping mode upon reaching the maximum transmittable torque in the respective torque transmission direction. This allows the torque transmission to be reliably limited in a particularly simple manner on the proposed clutch arrangement.
In einer bevorzugten besonders bauraumsparenden Anordnung sind die Freilaufkupplungen koaxial hintereinander und jeweils koaxial zu den Wellen zwischen dem Innendurchmesser einer zumindest abschnittsweise als Hohlwelle ausgeführten ersten Welle und dem Außendurchmesser einer zweiten Welle angeordnet.In a preferred, particularly space-saving arrangement, the overrunning clutches are arranged coaxially one behind the other and each coaxially to the shafts between the inner diameter of a first shaft, which is designed at least in sections as a hollow shaft, and the outer diameter of a second shaft.
Eine insbesondere im Aufbau weiter vereinfachte und weiteren Bauraum sparendende sowie leichtbauenden Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Freilaufkupplungen jeweils mit dem Außendurchmesser eines Außenrings drehfest mit dem Innendurchmesser eines Hohlwellenabschnitts der ersten Welle verbunden und in einem zwischen dem jeweiligen Außenring und dem Außendurchmesser der zweiten Welle koaxial gebildeten Klemmspalt Klemmkörper beweglich angeordnet sind.A further simplified design of the invention, particularly in terms of construction, which saves further installation space and is lightweight, provides that the overrunning clutches are each connected to the inner diameter of a hollow shaft section of the first shaft in a rotationally fixed manner by the outer diameter of an outer ring and are movably arranged in a clamping gap formed coaxially between the respective outer ring and the outer diameter of the second shaft.
Alternativ können die Freilaufkupplungen in weiterhin besonders vorteilhafter Weise jeweils mit dem Innendurchmesser eines Innenrings drehfest mit dem Außendurchmesser der zweiten Welle verbunden und in einem zwischen dem jeweiligen Innenring und dem Innendurchmesser des Hohlwellenabschnitts der ersten Welle koaxial gebildeten Klemmspalt Klemmkörper beweglich angeordnet sein.Alternatively, in a further particularly advantageous manner, the overrunning clutches can each be connected to the outer diameter of the second shaft in a rotationally fixed manner by the inner diameter of an inner ring and can be movably arranged in a clamping gap formed coaxially between the respective inner ring and the inner diameter of the hollow shaft section of the first shaft.
Bevorzugt sind dabei die Klemmkörper an im jeweiligen Klemmspalt gebildeten Klemmrampen beweglich geführt und bei Überlast jeweils aus einem Arbeitsbereich zur Kraftübertragung in Drehmomentübertragungsrichtung in einen Überlastbereich an den Klemmrampen bewegbar. Dabei ist der Überlastbereich derart ausgeführt, dass die Klemmkörper jeweils auf der jeweiligen Klemmrampe rutschen und die Kraftübertragung auf ein maximal übertragbares Drehmoment begrenzt ist.Preferably, the clamping bodies are movably guided on clamping ramps formed in the respective clamping gap and, in the event of an overload, can be moved from a working area for force transmission in the torque transmission direction into an overload area on the clamping ramps. The overload area is designed such that the clamping bodies slide on the respective clamping ramp and the force transmission is limited to a maximum transmittable torque.
Die Freilaufkupplungen sind vorzugsweise baugleich ausgeführt. Alternativ können sie auch unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise hinsichtlich der Ausführung der Klemmrampen, um insbesondere in den unterschiedlichen Drehrichtungen eine unterschiedliche Begrenzung des übertragbaren Drehmoments einstellen zu können.The overrunning clutches are preferably of identical design. Alternatively, they can also be designed differently, for example, with regard to the design of the clamping ramps, in order to be able to set different limits on the transmittable torque, particularly in different directions of rotation.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind als Klemmkörper jeweils Klemmrollen vorgesehen. Demzufolge ist am Klemmkontakt zwischen den Klemmrampen und den Klemmkörpern und zwischen diesen und der zweiten Welle ein Linienkontakt erreichbar, wodurch die Belastung am Klemmkontakt im Betrieb reduzierbar ist. Alternativ ist auch der Einsatz von Kugeln als Klemmkörper denkbar.In a further particularly preferred embodiment of the invention, clamping rollers are provided as clamping bodies. Accordingly, A line contact can be achieved at the clamping contact between the clamping ramps and the clamping bodies, and between these and the second shaft, thereby reducing the load on the clamping contact during operation. Alternatively, the use of balls as clamping bodies is also conceivable.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Außenringe der Freilaufkupplungen jeweils als Hülse aus Blech ausgeführt. Dadurch können diese besonders leichtbauend und zugleich besonders einfach und kostengünstig in blechverarbeitenden Verfahren, insbesondere durch Stanzen und Tiefziehen spanlos hergestellt werden. Vorzugsweise sind dabei die Klemmrampen am Innendurchmesser des jeweiligen Außenrings durch Tiefziehen spanlos hergestellt. Dadurch sind die Außenringe jeweils in einem Arbeitsschritt mit den Klemmrampen spanlos herstellbar.In an advantageous development of the invention, the outer rings of the overrunning clutches are each designed as a sheet metal sleeve. This allows them to be manufactured particularly lightweight and, at the same time, particularly easily and cost-effectively using sheet metal processing methods, particularly by punching and deep drawing. Preferably, the clamping ramps on the inner diameter of the respective outer ring are manufactured using a non-cutting deep drawing process. This allows the outer rings to be manufactured in a single step with the clamping ramps.
In einer alternativen Ausgestaltung können die Klemmrampen am Außendurchmesser eines jeweiligen Innenrings der Freilaufkupplungen vorzugsweise in Blech ausgebildet sein.In an alternative embodiment, the clamping ramps on the outer diameter of a respective inner ring of the overrunning clutches can preferably be formed in sheet metal.
Es ist auch von Vorteil, wenn die Außenringe der Freilaufkupplungen jeweils an den axialen Enden mit einem nach radial innen vorstehenden Bord zur axialen Führung der Klemmkörper ausgeführt sind. Der jeweilige Bord ist in der Ausführung in Blech einfach durch Tief- oder Kragenziehen herstellbar.It is also advantageous if the outer rings of the overrunning clutches are designed with a radially inwardly projecting rib at each axial end to provide axial guidance for the clamping elements. The respective rib can be easily manufactured from sheet metal by deep drawing or collar drawing.
Im Rahmen einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Welle am Ende mit einem Wellenstumpf nach radial innen abgesetzt ist und in einen an der ersten Welle nach radial innen abgesetzten zweiten Hohlwellenabschnitt radial gelagert eingreift. Auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise ist so eine radial gelagerte Abstützung der Wellen in einer sehr kompakten bauraumsparenden Anordnung erreichbar. Dadurch sind die Freilaufkupplungen radiallastfrei anordenbar, wodurch Schäden durch Stöße im Betrieb sicher vermeidbar sind.In a further development of the invention, the second shaft is offset radially inward at the end with a shaft stub and engages radially inwardly in a second hollow shaft section offset radially inward on the first shaft. In a structurally simple and cost-effective manner, radially mounted support of the shafts can be achieved in a very compact, space-saving arrangement. This allows the overrunning clutches to be arranged without radial load, reliably preventing damage caused by impacts during operation.
Bevorzugt ist als radiale Lagerung zwischen dem Wellenstumpf und dem zweiten Hohlwellenabschnitt eine Wälzlagerung vorgesehen. Denkbar ist aber auch eine Gleitlagerung, insbesondere durch eine feingeschliffene Übergangs- oder Spielpassung zwischen dem Wellenstumpf und dem zweiten Hohlwellenabschnitt.Preferably, a rolling bearing is provided as the radial bearing between the shaft stub and the second hollow shaft section. However, a plain bearing is also conceivable, in particular by means of a finely ground transition or clearance fit between the shaft stub and the second hollow shaft section.
Vorzugsweise ist dabei die Wälzlagerung mit einem Lageraußenring mit dem Außendurchmesser drehfest mit dem Innendurchmesser des zweiten Hohlwellenabschnitts verbunden.Preferably, the rolling bearing is connected to a bearing outer ring with the outer diameter in a rotationally fixed manner to the inner diameter of the second hollow shaft section.
Bevorzugt ist die Wälzlagerung als Nadellager ausgeführt, das nur eine geringe radiale Bauhöhe und eine hohe Tragkraft aufweist. Vorzugsweise sind dabei Nadelrollen einerseits am Innendurchmesser des Lageraußenrings und andererseits am Außendurchmesser des Wellenstumpfes abwälzend geführt.The rolling bearing is preferably designed as a needle bearing, which has a low radial height and a high load capacity. Needle rollers are preferably guided in a rolling manner on the inner diameter of the bearing outer ring and on the outer diameter of the shaft stub.
Weitere beanspruchte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen, anhand derer die vorliegende Erfindung weiter erläutert wird. Es zeigen:
-
1 eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen in einem Querschnitt, -
2 eine entlang der Schnittlinie A - A teilgeschnittene Seitenansicht einer ersten Freilaufkupplung der Kupplungsanordnung, -
3 einen vergrößerten Ausschnitt aus2 , -
4 eine entlang der Schnittlinie B - B teilgeschnittene Seitenansicht einer zweiten Freilaufkupplung der Kupplungsanordnung, -
5 einen vergrößerten Ausschnitt aus4 ,
-
1 a coupling arrangement according to the invention for torque transmission between two shafts in a cross section, -
2 a side view, partially sectioned along the section line A - A, of a first overrunning clutch of the clutch arrangement, -
3 an enlarged section of2 , -
4 a side view, partially sectioned along the section line B - B, of a second freewheel clutch of the clutch arrangement, -
5 an enlarged section of4 ,
In den Figuren sind verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung zur Drehmomentübertragung zwischen zwei Wellen beispielhaft dargestellt.The figures show various views of a coupling arrangement according to the invention for transmitting torque between two shafts by way of example.
Die in
Die Wellen 3, 4 sind koaxial hintereinander angeordnet. Dabei umfasst eine erste Welle 3 mit einem am Ende derselben aufgeweiteten ersten Hohlwellenabschnitt 8 das freie Ende der zweiten Welle 4. Die erste Welle 3 bildet beispielsweise eine Eingangswelle und die zweite Welle 4 eine Ausgangswelle.The shafts 3, 4 are arranged coaxially one behind the other. A first shaft 3, with a first hollow shaft section 8 widened at its end, encompasses the free end of the second shaft 4. The first shaft 3 forms, for example, an input shaft, and the second shaft 4 an output shaft.
Die Freilaufkupplungen 1, 2 sind jeweils radial zwischen dem Innendurchmesser des ersten Hohlwellenabschnitts 8 der ersten Welle 3 und dem Außendurchmesser der zweiten Welle 4 angeordnet. Eine erste Freilaufkupplung 1 ist mit dem Außendurchmesser eines Außenrings 6, 7 drehfest mit dem Innendurchmesser des ersten Hohlwellenabschnitts 8 verbunden. In diesem sind die Freilaufkupplungen 1, 2 unmittelbar hintereinander mit dem jeweiligen Außenring 6, 7 vorzugsweise eingepresst. Sie sind dabei koaxial zur zweiten Welle 4 letztere jeweils am Außendurchmesser umfassend angeordnet. Die Drehachse 5 der Wellen 3, 4 bildet zugleich die jeweilige Mittelachse der Freilaufkupplungen 1, 2.The overrunning clutches 1, 2 are each arranged radially between the inner diameter of the first hollow shaft section 8 of the first shaft 3 and the outer diameter of the second shaft 4. A first overrunning clutch 1 is connected to the outer The diameter of an outer ring 6, 7 is connected in a rotationally fixed manner to the inner diameter of the first hollow shaft section 8. The one-way clutches 1, 2 are preferably pressed into the outer ring 6, 7 directly behind one another. They are arranged coaxially to the second shaft 4, enclosing the latter at the outer diameter. The axis of rotation 5 of the shafts 3, 4 simultaneously forms the respective center axis of the one-way clutches 1, 2.
In einem zwischen dem Innendurchmesser des jeweiligen Außenrings 6, 7 und dem Außendurchmesser der zweiten Welle 4 koaxial gebildeten radialen Klemmspalt 9 sind als Klemmrollen ausgeführte Klemmkörper 10 angeordnet (
Die Freilaufkupplungen 1, 2 weisen an den Klemmrampen 11 jeweils einen Arbeits- bzw. Klemmbereich 13 zur Kraft- und Drehmomentübertragung in der jeweiligen Drehrichtung A, B und einen Überlastbereich 14 auf. Der Arbeits- bzw. Klemmbereich 13 ist in der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung A, B ist jeweils durch einen bogenförmigen Abschnitt 15 und der Überlastbereich 14 entgegen der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung A, B durch einen Knick 16 begrenzt. Entgegen der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung A, B verlaufen die Klemmrampen 11 zum Überlastbereich 14 hin leicht ansteigend, so dass sich dabei der zur zweiten Welle 4 gebildete radiale Klemmspalt 9 verjüngt. Hierbei ist der Verlauf der Klemmrampen 11 am Knick 16 im Anlage- bzw. Anlaufpunkt der Klemmkörper 10 im jeweiligen Übelastbereich 14 durch eine Tangente an den Außendurchmesser der Klemmkörper 10 gebildet.The overrunning clutches 1, 2 each have a working or clamping area 13 for transmitting force and torque in the respective direction of rotation A, B and an overload area 14 on the clamping ramps 11. The working or clamping area 13 is delimited in the respective torque transmission direction A, B by an arcuate section 15, and the overload area 14 is delimited by a kink 16 opposite the respective torque transmission direction A, B. Opposite the respective torque transmission direction A, B, the clamping ramps 11 rise slightly towards the overload area 14, so that the radial clamping gap 9 formed towards the second shaft 4 tapers. The course of the clamping ramps 11 at the kink 16 at the contact or starting point of the clamping bodies 10 in the respective overload area 14 is formed by a tangent to the outer diameter of the clamping bodies 10.
Zu jedem Klemmkörper 4 ist ein Federelement 17 im Klemmspalt angeordnet, das als Druckfeder jeden Klemmkörper 10 entgegen der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung A, B der Freilaufkupplungen 1, 2 vorspannt.For each clamping body 4, a spring element 17 is arranged in the clamping gap, which acts as a compression spring and preloads each clamping body 10 against the respective torque transmission direction A, B of the overrunning clutches 1, 2.
Befindet sich die jeweilige Freilaufkupplung 1, 2 im Stillstand oder im Leerlaufbetrieb, d.h. es ist kein Drehmoment in der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung A, B aufgebracht, sind die jeweiligen Klemmkörper 10 in einer Ausgangsstellung im Arbeits- bzw. Klemmbereich 13 der Klemmrampen 11 im Bereich des Abschnitts 15 eingewälzt. Dabei sind die Klemmkörper 10 im Klemmspalt 9 verklemmt, so dass am Klemmkontakt der Klemmkörper 10 mit den Klemmrampen 11 unter Haftreibungsbedingungen reibschlüssig eine Kraft vom Außenring 6, 7 der jeweiligen Freilaufkupplung 1, 2 über die am Außendurchmesser der zweiten Welle 4 abwälzenden Klemmkörper 4 auf die zweite Welle 4 oder umgekehrt von dieser auf den Außenring 6, 7 übertragbar ist.If the respective one-way clutch 1, 2 is at a standstill or in idle operation, i.e. no torque is applied in the respective torque transmission direction A, B, the respective clamping bodies 10 are rolled into an initial position in the working or clamping area 13 of the clamping ramps 11 in the area of the section 15. The clamping bodies 10 are clamped in the clamping gap 9, so that at the clamping contact of the clamping bodies 10 with the clamping ramps 11, under static friction conditions, a force can be frictionally transmitted from the outer ring 6, 7 of the respective one-way clutch 1, 2 via the clamping bodies 4 rolling on the outer diameter of the second shaft 4 to the second shaft 4 or vice versa from the latter to the outer ring 6, 7.
Wird ein Drehmoment in der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung A, B aufgebracht entsteht am Klemmkontakt der Klemmkörper 10 mit den Klemmrampen 11 eine Normalkraft zur Aufweitung des Außenrings 6, 7. Dabei kann die erste Welle 3 am ersten Hohlwellenabschnitt 8 entsprechend einfedern. Dadurch kommt es zu einer Aufweitung des Klemmspalts 9 und die Klemmkörper 10 bewegen sich entlang der Klemmrampen 11 in Richtung des Überlastbereichs 14.If a torque is applied in the respective torque transmission direction A, B, a normal force is generated at the clamping contact of the clamping bodies 10 with the clamping ramps 11, expanding the outer ring 6, 7. The first shaft 3 can deflect accordingly at the first hollow shaft section 8. This causes the clamping gap 9 to widen, and the clamping bodies 10 move along the clamping ramps 11 toward the overload area 14.
Ist die Überlast an der jeweiligen Freilaufkupplung 1, 2 mit einem vorbestimmten maximal übertragbaren Drehmoment Mmax erreicht, laufen die Klemmkörper 4 an dem zweiten Knick 16 am Überlastbereich 14 an bzw. auf wie in
Der Anstell- oder Klemmwinkel α am Klemmkontakt ist gebildet zwischen einer zu übertragenden Kraft F und der Normalen N am Klemmkontakt wie beispielhaft in
Durch die Drehmomentbegrenzung kann eine Spitzenlast automatisch abgefangen werden und ein Weiterbetrieb unterhalb der Überlast ermöglicht ohne den Weiterbetrieb, insbesondere durch einen Abfall der Drehmomentübertragung auf null, zu stören. Die Begrenzung der Belastung ermöglicht insbesondere eine kleinere Auslegung der Freilaufkupplungen 1, 2.Torque limitation allows peak loads to be automatically absorbed, allowing continued operation below the overload level without disrupting continued operation, particularly due to a drop in torque transmission to zero. Limiting the load, in particular, allows for a smaller design of the overrunning clutches 1 and 2.
Wird im Betrieb die Belastung der jeweiligen Freilaufkupplung 1, 2 wieder abgesenkt, bewegen sich die jeweiligen Klemmkörper 10 an den jeweiligen Klemmrampen 11 wieder zurück in den Arbeits- bzw. Klemmbereich 13 und die Drehmomentübertragung wird wieder aufgenommen. Im Arbeits- bzw. Klemmbereich 13 verringert sich der Klemmwinkel α am Klemmkontakt wieder, so dass tan α < µ ist und Haftreibungsbedingter Reibschluss am Klemmkontakt erreicht wird. Dadurch ist am Klemmkontakt wieder eine Kraft übertragbar.If the load on the respective overrunning clutch 1, 2 is reduced again during operation, the respective clamping bodies 10 move along the respective clamping ramps 11 back into the working or clamping area 13 and the torque transmission is resumed. In the working or clamping area 13, the clamping angle α at the clamping contact decreases again, so that tan α < µ and static friction-related frictional engagement at the clamping contact contact is reached. This allows force to be transmitted again at the terminal contact.
Im Betrieb wird durch Aufbringen eines Drehmoments an der ersten Welle 3 eine der Freilaufkupplungen 1, 2 in der jeweiligen Drehmomentübertragungsrichtung A, B das Drehmoment aufnehmen. Über den jeweiligen Außenring 6, 7 und über die Klemmkörper 10 wird das Drehmoment auf die zweite Welle 3 übertragen. Die andere Freilaufkupplung 1, 2 befindet sich dabei im Leerlauf und ist lastfrei. In geänderter Drehmomentübertragungsrichtung A, B erfolgt über Letztere die Drehmomentübertragung, während die zuerst genannte Freilaufkupplung 1, 2 sich im Leerlauf befindet und lastfrei ist.During operation, by applying a torque to the first shaft 3, one of the overrunning clutches 1, 2 will absorb the torque in the respective torque transmission direction A, B. The torque is transmitted to the second shaft 3 via the respective outer ring 6, 7 and the clamping bodies 10. The other overrunning clutch 1, 2 is idling and load-free. In the changed torque transmission direction A, B, the torque is transmitted via the latter, while the first-mentioned overrunning clutch 1, 2 is idling and load-free.
Auf diese Weise wird in beiden Drehrichtungen A, B durch die gegenläufig angeordneten Freilaufkupplungen 1, 2 eine Drehmomentübertragung ermöglicht und zugleich eine entsprechende vorangehend beschriebene Drehmomentbegrenzung erreicht. Die Drehmomentübertragung ist entsprechend auch in umgekehrter Richtung von der zweiten Welle 4 über die Freilaufkupplungen 1, 2 auf die erste Welle 3 möglich.In this way, torque transmission is enabled in both directions of rotation A and B by the opposing overrunning clutches 1 and 2, while simultaneously achieving the corresponding torque limitation described above. Torque transmission is also possible in the opposite direction from the second shaft 4 via the overrunning clutches 1 and 2 to the first shaft 3.
Nach
Bevorzugt sind dabei die Außenringe 6, 7 jeweils als Hülse ausgeführt, die vorzugsweise aus Blech durch Stanzen und Tiefziehen spanlos hergestellt ist. Die Klemmrampen 11 sind dabei vorzugsweise am Innendurchmesser des jeweiligen Außenrings durch Tiefziehen spanlos hergestellt. Die Borde 18, 19 können einfach als Kragen durch Tief- oder Kragenziehen hergestellt werden.The outer rings 6, 7 are preferably each designed as a sleeve, which is preferably made from sheet metal by punching and deep-drawing without cutting. The clamping ramps 11 are preferably made on the inner diameter of the respective outer ring by deep-drawing without cutting. The rims 18, 19 can simply be manufactured as collars by deep-drawing or collar-drawing.
Die zweite Welle 4 ist am kupplungsseitigen Ende mit einem Wellenstumpf 20 nach radial innen abgesetzt ist und greift mit diesem in einen an der ersten Welle 3 nach radial innen abgesetzten zweiten Hohlwellenabschnitt 21 radial gelagert ein.The second shaft 4 is offset radially inwards at the coupling-side end with a shaft stub 20 and engages with this in a radially mounted second hollow shaft section 21 which is offset radially inwards on the first shaft 3.
Als radiale Lagerung ist eine Wälzlagerung 22 mit einem Lageraußenring 23 vorgesehen, der mit dem Außendurchmesser drehfest mit dem Innendurchmesser des zweiten Hohlwellenabschnitts 21 verbunden ist. Die Wälzlagerung 22 ist bevorzugt als Nadellager mit Nadelrollen 24 ausgeführt, die einerseits am Innendurchmesser des Lageraußenrings 23 andererseits am Außendurchmesser des Wellenstumpfes 20 abwälzend geführt sind. Durch die Wälzlagerung 22 werden Radiallasten zwischen den Wellen abgestützt, so dass die Freilaufkupplungen 1, 2 weitgehend radiallastfrei angeordnet sind.A rolling bearing 22 with an outer bearing ring 23 is provided as the radial bearing, the outer diameter of which is connected in a rotationally fixed manner to the inner diameter of the second hollow shaft section 21. The rolling bearing 22 is preferably designed as a needle bearing with needle rollers 24, which are guided in a rolling manner on the inner diameter of the outer bearing ring 23 and on the outer diameter of the shaft stub 20. The rolling bearing 22 supports radial loads between the shafts, so that the one-way clutches 1, 2 are arranged largely free of radial loads.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- FreilaufkupplungOverrunning clutch
- 22
- FreilaufkupplungOverrunning clutch
- 33
- WelleWave
- 44
- WelleWave
- 55
- Drehachse, Mittelachseaxis of rotation, central axis
- 66
- AußenringOuter ring
- 77
- AußenringOuter ring
- 88
- erster Hohlwellenabschnittfirst hollow shaft section
- 99
- Klemmspaltclamping gap
- 1010
- Klemmkörper, KlemmrolleClamping body, clamping roller
- 1111
- Klemmrampeclamping ramp
- 1313
- Arbeitsbereich zur Kraftübertragung, KlemmbereichWorking area for power transmission, clamping area
- 1414
- ÜberlastbereichOverload range
- 1515
- AbschnittSection
- 1616
- Knickkink
- 1717
- Federelement, Druckfederspring element, compression spring
- 1818
- Bord, Kragenboard, collar
- 1919
- Bord, Kragenboard, collar
- 2020
- Wellenstumpfstub shaft
- 2121
- zweiten Hohlwellenabschnittsecond hollow shaft section
- 2222
- Wälzlagerung, NadellagerRolling bearings, needle bearings
- 2323
- LageraußenringBearing outer ring
- 2424
- NadelrollenNeedle rollers
- AA
- Drehmomentübertragungsrichtung, DrehrichtungTorque transmission direction, direction of rotation
- BB
- Drehmomentübertragungsrichtung, DrehrichtungTorque transmission direction, direction of rotation
- αα
- Klemmwinkelclamping angle
- FF
- KraftPower
- NN
- NormaleNormal
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1 106 854 B1 [0002]EP 1 106 854 B1 [0002]
Claims (10)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3407918A1 (en) * | 1984-03-03 | 1985-09-05 | Hans-Henning Prof. Dr.-Ing. 6100 Darmstadt Lüpertz | Motor-vehicle all-wheel drive system without differential gear with stationary system parts when switched off |
| DE4036957A1 (en) * | 1989-11-20 | 1991-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | ROTATIONAL TRANSMISSION DEVICE WITH TORQUE LIMITING FUNCTION |
| DE4038363A1 (en) * | 1990-12-01 | 1992-08-27 | Walterscheid Gmbh Jean | DRIVE ARRANGEMENT FOR FOUR-WHEEL ALL-ROUND VEHICLES, IN PARTICULAR TRACTORS |
| EP1106854B1 (en) * | 1999-12-02 | 2007-04-18 | Vorwerk & Co. Interholding GmbH | Overload coupling |
| JP2010133501A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Nissan Motor Co Ltd | Torque limiter and driving force transmission device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2348630B (en) * | 1998-09-09 | 2002-12-04 | Luk Lamellen & Kupplungsbau | Drive train |
| DE10253495A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-09-11 | Ina Schaeffler Kg | Free-wheel device for belt-driven starter generator has two axially offset free-wheel devices in annular gap with opposing working principles, direction dependent locking, free-wheel functions |
| CN108180276A (en) * | 2018-02-09 | 2018-06-19 | 江苏南方轴承股份有限公司 | High load capacity single-way belt pulley of automobile generator |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3407918A1 (en) * | 1984-03-03 | 1985-09-05 | Hans-Henning Prof. Dr.-Ing. 6100 Darmstadt Lüpertz | Motor-vehicle all-wheel drive system without differential gear with stationary system parts when switched off |
| DE4036957A1 (en) * | 1989-11-20 | 1991-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | ROTATIONAL TRANSMISSION DEVICE WITH TORQUE LIMITING FUNCTION |
| DE4038363A1 (en) * | 1990-12-01 | 1992-08-27 | Walterscheid Gmbh Jean | DRIVE ARRANGEMENT FOR FOUR-WHEEL ALL-ROUND VEHICLES, IN PARTICULAR TRACTORS |
| EP1106854B1 (en) * | 1999-12-02 | 2007-04-18 | Vorwerk & Co. Interholding GmbH | Overload coupling |
| JP2010133501A (en) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Nissan Motor Co Ltd | Torque limiter and driving force transmission device |
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