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Freilauf-Kupplung mit Klemmstücken
Die Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung einer Freilauf-Kupplung mit Klemmstücken, deren einander zugekehrte Seitenflächen um eine gemeinsame, parallel zur Drehachse liegende Mittelachse zylindrisch sind, und die durch Einzelfedern in Anlage an Klemmflächen von Freilauf-Ringen gehalten werden, wobei die Klemmflächen durch die Aussenfläche eines Freilauf-Innenringes und die Innenfläche eines koaxial hiezu angeordneten Freilauf-Aussenringes gebildet sind und sich die beiden Ringe gemeinsam oder relativ zueinander um die gemeinsame Achse verdrehen können, und wobei für die Führung der Klemmstücke ein zwischen innen-und Aussenring angeordneter Käfig vorhanden ist, der aus einem Käfigring und einem mit ihm durch Führungsstege,
die zumindest teilweise hohlzylindrische Lagerflächen für die zylindrischen Seitenflächen der Klemmstücke aufweisen, verbundenen Deckring besteht, wobei der Käfigring und die Führungsstege ein Formteil sind und im Käfigring zwischen je zwei Führungsstegen der Form der Einzelfedern angepasste Aussparungen vorgesehen sind, nach Patent Nr. 269572.
Im Stammpatent ist gezeigt, wie durch besondere Ausbildung eines Käfigringes mit aufgesetztem Deckring zur Führung und Einzelanfederung einfacher, prismatischer Klemmkörper eine einfache und damit hinsichtlich Herstellung und Zusammenbau preisgünstige Bauweise von Freilauf-Kupplungen mit Klemmkörpern erreicht werden kann. Nachteilig bleibt dabei jedoch, dass für jede Kupplungsgrösse, also für unterschiedliche, mittlere Durchmesser der Freilauf-Kupplungen, entsprechend bemessene Käfigringe hergestellt und auf Lager gehalten werden müssen, wodurch deren Gestehungskosten, insbesondere bei weniger gebräuchlichen Kupplungsgrössen, spürbar beeinflusst sind.
Zwar sind durch die USA-Patentschrift Nr. 1, 966, 266, die deutsche Patentschrift Nr. 1228110 sowie die österr. Patentschrift Nr. 223886 Wälzlager-Käfige bekannt, die aus einzelnen Käfiggliedern zusammengesetzt sind. Jedoch lassen sich derartige bekannte Gliederkäfige nicht für eine Freilauf-Kupplung mit einzeln gefederten Klemmstücken verwenden.
Denn hiebei ergibt sith das Problem, die den Klemmstücken jeweils zugeordneten Einzelfedern aus den im Stammpatent ausführlich erörterten Gründen in Aussparungen des Käfigs, hier also der Käfigglieder, unterzubringen, dabei einen bestimmten Schwenkbereich der einzelnen Klemmstücke im zugehörigen Käfigglied zu ermöglichen bei gleichzeitiger, gelenkiger Aneinanderfügung der Käfigglieder mit möglichst grossem gegenseitigen Schwenkbereich zweier benachbarter Glieder und dabei die Möglichkeit offenzuhalten, die Käfigglieder in einem Spritz-, Press-oder Giessvorgang ohne das Erfordernis einer Nachbearbeitung herzustellen.
Ferner ergibt sich bei Freilauf-Kupplungen mit Klemmstücken das Erfordernis, zunächst Klemmstücke und Einzelfedern möglichst ohne Zusatzeinrichtungen in die zugehörigen Käfigglieder einzubauen und diese schliesslich in einfacher Weise zu einem fertigen Klemmstücksatz zusammenzusetzen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglichkeit anzugeben, wie sich die Notwendigkeit der Herstellung von verschieden grossen Käfigringen und der dazugehörenden Deckringe auch bei Freilauf-Kupplungen mit Klemmkörpern vermeiden lässt, um auf diese Weise eine weitere Verbilligung und Vereinheitlichung von Freilauf-Kupplungen zu erreichen.
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Ausgehend von einer Freilauf-Kupplung der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Käfigring in offener oder geschlossener Form aus gleichen, in
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zwei Wandteile durch einen Führungssteg miteinander verbunden sind und zwischen sich auf jeder Stegseite ein Klemmstück aufnehmen, dass die Wandteile auf der einen Stegseite als Auge und auf der andern Stegseite als etwa in Umfangsrichtung offenes, das Auge weitgehend umfassendes Maul ausgebildet sind und dass mindestens ein Auge jedes Käfiggliedes eine Aussparung für eine Schenkelfeder mit einem am Käfigglied festgelegten Schenkel und einem auf dem zugeordneten Klemmstück aufliegenden freien Schenkel aufweist.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung ist es möglich, die den Klemmstücken jeweils zugeordneten Einzelfedern in Aussparungen der Käfigglieder unterzubringen, wobei trotzdem ein gelenkiges Aneinanderfügen der Käfigglieder mit möglichst grossem gegenseitigen Schwenkbereich zweier benachbarter Glieder erlaubt wird, so dass sich geschlossene Käfigringe unterschiedlichster Grösse herstellen lassen, die in der Stufung ihres mittleren Umfanges lediglich von der Wirklänge des einzelnen Käfiggliedes abhängig sind. Dies bedeutet jedoch hinsichtlich der Stufungsfeinheit gegenüber den bekannten Käfigringen keine Einschränkung, denn sie war auch dort durch die Grösse bzw. Anzahl der einzusetzenden Klemmkörper vorbestimmt.
Auch ist es möglich, die aneinandergefügten Käfigglieder als Freilauf zu verwenden, ohne sie zu einem geschlossenen Käfigring zusammenzusetzen. Zwischen den beiden Enden einer so gebildeten Kette bleibt dann nach dem Einbau zwischen die Klemmflächen ein mehr oder weniger grosser Zwischenraum bestehen. Auf diese Weise kann der Klemmkörper-Freilauf an jeden beliebigen
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werden.
Zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Klemmkörpers hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Aussparungsteil für den freien Federschenkel dessen Schwenkbewegung nur zwischen Klemmstellung und Anschlag des Klemmstückes gegen den Steg zulässt.
Um zu verhindern, dass die gelenkigen Verbindungen der Käfigglieder infolge zu grossen radialen Spieles durch oft erhebliche, am Käfigring angreifende Zentrifugalkräfte in Umfangsrichtung belastet werden, hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass das in Radialrichtung der Freilauf-Kupplung gemessene äussere Mass des Maules nur wenig kleiner als der radiale Klemmflächenabstand ist.
Die Verbindung zweier benachbarter Käfigglieder untereinander erfolgt vorteilhafterweise dadurch, dass die Käfigglieder durch eine Bewegung in Umfangsrichtung aneinandergefügt werden. Hiezu ist zweckmässigerweise die Weite der Maulöffnungen geringfügig geringer als der Durchmesser der Augen, so dass die Käfigglieder bei geringfügiger, elastischer Verformung der Maulschenkel rastend aufeinandergesteckt werden können.
Um zu verhindern, dass sich die Schenkel der Mäuler axial von den Klemmkörpern entfernen können, um also dem aus Gliedern zusammengesetzten Käfigring eine erhöhte Festigkeit gegen axiale Verformungen zu geben, hat es sich als zweckmässig erwiesen, dass die Augen der Käfigglieder auf den Aussenseiten des Käfigringes einen Bund aufweisen, der das die Augen umfassende Maul in Axialrichtung sichert.
Da der erfindungsgemässe Käfigring im wesentlichen nur geringe, im Umfangsrichtung liegende Kräfte zu übertragen hat, können seine Glieder aus Kunststoff hergestellt sein, wodurch sich das Aufeinanderstecken einzelner Käfigglieder unter elastischer Verformung der Maulschenkel erleichtert.
Die Erfindung ist im Nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, welches in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In den Zeichnungen zeigen Fig. l einen Teilausschnitt einer Freilaufkupplung im Querschnitt ; Fig. 2 einen Schnitt durch diese Freilaufkupplung gemäss der Schnittlinie 11-11 in Fig. l ; Fig. 3 ein Käfigglied, radial von aussen gesehen und Fig. 4 das Käiigglied in Schnittansicht gemäss der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3.
Zwischen einer Klemmfläche--l--eines Innenringes und einer Klemmfläclm--2--eines Aussenringes sind unrunde Klemmkörper-3--, gegebenenfalls abwechselnd mit Wälzkörpern-4-- zur Radiallagerung von Aussen-bzw. Innenring, angeordnet, deren Seitenflächen --5-- zylindrisch geformt sind. Diese zylindrischen Seitenflächen --5-- werden von entsprechend zylindrischen
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Formteil, dessen Wandteile --9-- sie miteinander verbinden.
Diese Wandteile --9-- bilden an ihrem einen Ende ein Auge--10-und an ihrem andern Ende ein etwa in Umfangrichtung offenes
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Maul --11--, welches sich auf das Auge--10--des benachbarten Käfiggliedes--8--stecken lässt, so dass benachbarte Käfigglieder in der Radialebene der Freilaufkupplung gelenkig miteinander verbunden sind.
Je nach der Weite der Öffnung des Maules--11--lässt sich die gelenkige Verbindung zweier benachbarter Käfigglieder grundsätzlich durch Ineinanderschieben in Axialrichtung der Freilaufkupplung oder durch Aufeinanderstecken in Umfangsrichtung herstellen, wobei das Einsetzen der Klemmkörper --3-- oder der Wälzkörper--4--im letzteren Falle vor dem Aufeinanderstecken zweier Käfigglieder erfolgen kann, während es im erstgenannten Fall nach dem Ineinanderschieben zweier Käfigglieder erfolgen muss, indem diese beiden Glieder so weit gegeneinander verschwenkt werden, dass die radial aussen liegenden Kanten der Stege--7--einen Abstand voneinander bekommen,
der dem Durchmesser der Wälzkörper--4--bzw. dem Abstand der zylindrischen Seitenflächen--S-- entspricht.
Sind dagegen die Käfigglieder --8--, wie in den Zeichnungen veranschaulicht, derart ausgebildet, dass sich an die Aussenseiten der Augen--10--noch ein bund --12-- anschliesst, der
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bevor sie zwischen die Klemmflächen--l und 2--eingesetzt sind, kann die Öffnung des Maules - 11--geringfügig enger als der Durchmesser des Auges--10--bemessen sein, so dass das Maul - unter geringfügiger elastischer Verformung der Schenkel --13-- rastend um das Auge - des benachbarten Käfiggliedes greift. Dies gilt insbesondere für aus Metall hergestellte Käfigglieder.
Sind aber die Käfigglieder aus Kunststoff, beispielsweise durch Spritzen hergestellt, so kann die Maulöffnung wegen der grossen Elastizität eines solchen Materials derart bemessen und angeordnet sein, dass sich zwei benachbarte Käfigglieder --8-- ausgehend von ihrer gestreckten Lage um den Winkelbetrag von 400 gegeneinander verschwenken lassen, was sich als Optimum hinsichtlich einerseits der Gewährleistung einer möglichst festen Verbindung benachbarter Käfigglieder miteinander und anderseits der Herstellung von in ihrem mittleren Durchmesser unterschiedlichsten Käfigringen aus einer Sorte von Käfiggliedern --8-- erwiesen hat.
Bei dem angegebenen Winkelbetrag von 400 lassen sich alle Käfigringe bis herunter zu solchen aus neun Käfiggliedern --8-- zusammensetzen. Es versteht sich von selbst, dass sich für Käfigringe mit geringerer Gliederzahl, die jedoch praktisch kaum erforderlich werden dürften, Käfigglieder mit derart versetzten Maulöffnungen verwenden lassen, dass sie sich zwar nicht gegenseitig in Strecklage, jedoch in eine engere Winkellage bringen lassen.
Damit die aus Gliedern zusammengesetzten Käfigringe ein möglichst geringes radiales Spiel
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In einem Auge --10-- jedes Käfiggliedes --8-- ist eine Aussparung --14-- angebracht, in die eine Schenkelfeder --15-- zur Anlegung der Klemmstücke --3-- an die Klemmflächen
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