Klemmrollenfreilauf Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Klemmrollenfreilauf.
Ein bekannter Klemmrollenfreilauf besitzt eine Reihe von Klemmrollen, die zwischen einem zylin drischen und einem mit exzentrischen Ausnehmungen versehenen Kupplungsteil eingesetzt sind. Zwischen der zylindrischen Kupplungsfläche und den exzentri schen Ausnehmungen werden keilförmige Räume ge bildet, in denen sich die Rollen bei Antrieb von seiten des einen Kupplungsteils festklemmen und den andern Kupplungsteil mitnehmen.
Diese bekannten Klemmrollenfreiläufe sind wegen der exzentrischen Ausnehmungen des einen Kupplungs teils teuer herzustellen.
Es sind ferner Einwegkupplungen bekannt, bei denen beide Kupplungsflächen zylindrische Mit- nahmeflächen aufweisen, die Mitnahme wird durch annähernd radial zwischen beiden Kupplungsflächen untergebrachte längliche Klemmstücke bewirkt, die durch Verkanten eine Klemmwirkung zwischen den beiden zylindrischen Flächen hervorrufen. Die Her stellung der länglichen Klemmstücke ist mit Schwie rigkeiten verbunden.
Vorliegende Erfindung betrifft einen Klemmrollen- freilauf mit zwei zylindrischen Kupplungsflächen, zwischen denen zwei konzentrische Reihen von Rollen eingesetzt sind, von denen<B>je</B> zwei federnd gegeneinan der in Anlage gehalten sind. Beim Aufbringen eines Drehmomentes auf eine der Kupplungshälften in einer Richtung klemmen sich die Rollen zwischen den zylindrischen Flächen fest und übertragen das Dreh moment auf die andere Kupplungshälfte. Bei Anwen dung eines Drehmomentes in entgegengesetzter Rich tung lösen sich die beiden Rollen aus der Klemm stellung, und die angetriebene Kupplungshälfte kann sich frei drehen.
Die beiden Rollenreihen sind in zwei getrennten Käfigen geführt, und eine Federkraft ist bestrebt, die Käfige gegeneinander zu verdrehen, um<B>je</B> zwei Rollen gegeneinander und die Rollen in die Klemmstellung zu drücken. Ein solcher Freilauf ist geeignet für das Anbringen einer Einrichtung zum Lösen des Frei laufes unter Last, was bei den bekanntgewordenen Klemmrollenfreiläufen bisher noch nicht möglich war.
Zum Lösen der Kupplung bzw. des Freilaufs unter Last kann einer der Kupplungsringe um einen be stimmten kleinen Betrag in Wirkungsrichtung des Drehmomentes und die beiden Käfige durch einen Hebel gegeneinander entgegen der Richtung, in der sie in Klemmstellung gelangen, verstellbar sein, wo durch der Freilauf gelöst werden kann. In einer bei spielsweisen Ausführungsform eines solchen Frei laufes ist der Kupplungs-Aussenring gegenüber dem Innenring durch Hebelwirkung verstellbar, und zwar so weit, bis ein in trieblicher Verbindung mit dem Aussenring und mit den beiden Käfigen stehender Hebel gegen einen gehäusefesten Anschlag stösst und die beiden Käfige gegeneinander im Sinne des Lösens des Freilaufs verstellt.
Eine besonders vorteilhafte Rollenform ergibt sich dadurch, dass von<B>je</B> zwei sich zwischen den zylin drischen Kupplungsflächen klemmenden Rollen die eine Rolle einen Ümfang mit zwei Segmenten mit zwei verschiedenen wirksamen Abständen vom Rollen mittelpunkt besitzt. Dabei verhalten sich die wirk samen Abstände etwa wie die Radien der zylindrischen Flächen. Diese Rollenform ergibt eine geringere Be anspruchung der Klemmflächen, da die Rollen bereits bei einem grösseren Klemmwinkel angreifen als die bisher bekannten Rollenformen.
Bei einer bevorzugten, besonders leicht herstell- baren Rollenform besteht hierbei das die zweite Rolle berührende Umfangssegment in einer Abflachung, deren Abstand vom Rollenmittelpunkt gleich dem kleineren der beiden wirksamen Abstände ist.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungs formen der Erfindung dargestellt.
Fig. <B>1</B> ist der Ausschnitt eines Klemmrollenfreilaufs mit zwei gegeneinander gefederten Rollenkäfigen in Stirnansicht.
Fig. 2 zeigt die Grundforin zweier Klemmrollen, von denen eine einen Umfang mit zwei Kreisbogen- segmenten mit ungleichen Radien aufweist.
Fig. <B>3</B> ist ein Schnitt durch zwei Klemmrollen in der Klemmstellung zwischen zwei Kupplungsflächen nach der Linie A'-B' der Fig. 4; von den zwei Klemm rollen ist die eine aus zwei Teilen zusammengesetzt.
Fig. 4 zeigt die beiden Klemmrollen nach Fig. <B>3</B> in der Seitenansicht.
Fig. <B>5</B> zeigt eine weitere Anordnung von zwei Klemmrollen, von denen eine Kreissegmentquer- schnitt besitzt.
Fig. <B>6</B> stellt teilweise in Ansicht und teilweise ge schnitten nach der Linie C-D' in Fig. <B>7</B> eine Aus führungsform eines mit Klemmrollen gemäss Fig. <B>5</B> ausgerüsteten Freilaufes dar, der mit einer Einrichtung zum Lösen des Freilaufes auch unter Last versehen ist.
Fig. <B>7</B> ist ein Längsschnitt durch diesen Freilauf nach der Linie E-M-F in Fig. <B>6.</B>
In Fig. <B>1</B> ist<B>1</B> der äussere Kupplungsring mit der zylindrischen Klemmfläche 2. Der innere Kupplungs ring<B>3</B> besitzt die zylindrische Klemmfläche 4. Zwi schen den Flächen 2 und 4 sind zwei Reihen Klemm rollen<B>5</B> und<B>6</B> eingesetzt, von denen die äussern Rollen <B>5</B> grösser sind als die innern Rollen<B>6.</B> Die Rollen jeder Reihe sind durch einen<B>Käfig</B> geführt, und zwar die äussern Rollen<B>5</B> durch den<B>Käfig 17</B> und die innern Rollen<B>6</B> durch den vom<B>Käfig 17</B> getrennten<B>Käfig 18.</B> Der äussere<B>Käfig 17</B> ist mit den zylindrischen Flächen 20 auf dem innern<B>Käfig 18</B> geführt.
Federn<B>19</B> sind bestrebt, die beiden Käfige gegeneinander zu verdrehen, um<B>je</B> zwei Rollen<B>5</B> und<B>6</B> gegeneinander und die Rollen in die Klemmstellung zu drücken.
Fig. 2 zeigt zwei zylindrische Kupplungsflächen Ja und 2a, zwischen denen die beiden Klemmrollen 3a und 4a in Klemmstellung dargestellt sind. Das Klemm stück 3a weist zwei Teilzylinderflächen 5a und 6a auf mit den wirksamen Radien R und a. Die beiden Klemmrollen liegen in Ausschnitten der beiden Käfige 7a und 8a. Diese werden durch eine Feder ga gegen einander verspannt.
Nach Fig. <B>3</B> ist<B>l'</B> die äussere zylindrische Kupp- lungsfläche eines Klemmrollenfreilaufs, 2' ist die innere Kupplungsfläche. <B>3'</B> ist eine äussere Klemmrolle, die aus Gründen der einfachen Herstellung aus zwei Teilen zusammengesetzt ist. Sie besteht aus einem Hohlzylinder 4' mit Ausschnitt<B>5'</B> und einem Voll zylinder<B>6',</B> der in die Bohrung des Zylinders 4' ein- gepresst ist. In den Ausschnitt<B>5'</B> greift eine weitere Klemmrolle<B>7'</B> ein, welche den Zylinder<B>6'</B> berührt. Die Klemmrolle<B>7'</B> berührt anderseits die innere Kupplungsfläche 2'.
Der Hohlzylinder 4' berührt mit seiner Aussenfläche die Kupplungsfläche<B>1'.</B> Sämtliche auf dem Kreisumfang verteilte äussere Rollen sind in einem<B>Käfig 8',</B> sämtliche Innenrollen <B>7'</B> in einem weiteren<B>Käfig 9'</B> gefülut. Die Käfige<B>8'</B> und<B>9'</B> sind durch Federn<B>10'</B> gegeneinander verspannt, derart, dass die Rollen<B>3'</B> und<B>7'</B> leicht aneinanderge- drückt werden.
In Fig. 4 ist<B>3'</B> die äussere Klemmrolle mit dem Ausschnitt<B>5',</B> in welchen die Klemmrolle<B>7'</B> eingreift, die den Zylinder<B>6'</B> berührt. Zylinder<B>3'</B> stützt sich aussen an der zylindrischen Kupplungsfläche <B>l'</B> ab und Klemmrolle<B>7'</B> an der innern Kupplungsfläche 2'.
Fig. <B>5</B> zeigt eine weitere Kombination zweier Klemmrollen, die zwischen den Kupplungsflächen <B>l'</B> und 2' eingeklemmt werden. Die grössere Rolle mit einer Kreisbogen-Umfangsfläche <B>11'</B> vom Halbmesser R ist im Abstand a vom Mittelpunkt M der Rolle nach einer Sehne 21' abgeschnitten. Diese Sehnenfläche berührt die kleinere Rolle 22', welche sich anderseits an der innern Kupplungsfläche 2' abstützt.
Die Sehne 21' bildet mit der Tangente im Berüh rungspunkt<B>23'</B> zwischen Rolle 22' und Fläche 2' den Klemmwinkel (p. Die Abmessungen<I>R, a</I> und der Halbmesser r der kleinen Rolle 22' werden so ge wählt, dass beim Drehen der innern Kupplungsfläche 2' im Kupplungssinne mit Sicherheit noch ein An greifen der Klemmrollen eintritt. Der dabei vor handene Klemmwinkel<B>p</B> kann dabei grösser. sein als der noch zulässige Klemmwinkel bei normalen Frei läufen mit einer Rolle und aussen liegender fester Klemmfläche. Hierdurch werden die Klemmflächen des Freilaufes weniger auf Pressung beansprucht.
Fig. <B>6</B> ist die Teilansicht eines Schnittes nach der Linie C-D' (Fig. <B>7)</B> einer weiteren Ausführungsform eines Klemmrollenfreilaufs mit einer Einrichtung zum Lösen des Freilaufs auch bei Belastung, wobei ein Teil des Freilaufs stillsteht, wie beispielsweise bei einer Bergstütze.
Fig. <B>7</B> stellt den gleichen Freilauf in einem Schnitt nach der Linie E-M-F (Fig. <B>6)</B> dar.
In Fig. <B>6</B> und<B>7</B> ist<B>29'</B> eine Antriebswelle mit Keil nuten, auf welchen der innere Ring<B>33'</B> des Freilaufs drehfest aufgesetzt ist. Der Ring<B>33'</B> besitzt die innere zylindrische Lauffläche 34'. Der äussere Ring<B>31'</B> mit der äussern zylindrischen Lauffläche<B>32'</B> ist in dem festen Gehäuse<B>30'</B> gelagert. Das Gehäuse<B>30'</B> wird auf seiner offenen Seite durch den Deckel 46' ab geschlossen, welcher durch Schrauben (nicht dar gestellt) am Gehäuse<B>30'</B> befestigt ist. In dem Deckel 46' ist der Stellhebel<B>39'</B> drehbar gelagert. Dieser greift mit einer Rolle 40' in einen Ausschnitt 41' am äussern Ring<B>31'</B> ein.
Durch Drehen des Hebels<B>39'</B> aus der in Fig. <B>6</B> dargestellten Lage im Uhrzeigersinn wird der Ring<B>31'</B> ebenfalls im Uhrzeigersinn verstellt.
Zwischen den beiden zylindrischen Laufflächen<B>32'</B> und 34' sind zwei konzentrische Reihen von Klemm rollen<B>35'</B> und #36' eingesetzt. Die Klemmrollen<B>35'</B> liegen<B>je</B> zwischen zwei Stegen<B>53'</B> des Käfigs<B>37'.</B> Die innern YIemmrollen Wliegen zwischen den Stegen 54' des Käfigs<B>38'.</B> Der Käfig<B>37'</B> ist mit seiner zylindri schen Fläche 20' auf dem innern<B>Käfig 38'</B> gelagert. Dieser kann sich auf Flächen<B>55'</B> und<B>56'</B> des festen Gehäuses drehen. Die beiden Käfige<B>37'</B> und<B>38'</B> werden durch eine an den Zapfen 49' und<B>50'</B> an greifenden Feder 48' gegeneinander verspannt, so dass die Klemmrollen<B>35'</B> und<B>36'</B> stets in Klemmstellung gehalten werden.
Am Zapfen<B>52'</B> des Aussenringes<B>31'</B> ist ein Aus- lösehebel 42' angelenkt. In ein Langloch<B>51'</B> des Hebels 42' greifen zwei Zapfen 43' und 47' ein, von denen der Zapfen 43' am innern<B>Käfig 38'</B> und der Zapfen 47' am äussern<B>Käfig</B> 37' befestigt ist. Das innere Ende 44' des Hebels 42' liegt in einem Ausschnitt 45' des Gehäusedeckels 46'. Wenn sich die Antriebs welle<B>29'</B> entgegen dem Uhrzeigersinn mit Bezug auf Fig. <B>6</B> dreht, werden die Rollen<B>35'</B> und<B>36'</B> aus der Klemmstellung gelöst und die Welle<B>29'</B> kann sich mit dem innern Ring<B>33'</B> gegenüber dem feststehenden äussern Ring<B>31'</B> frei drehen.
Sobald sich die Welle<B>29'</B> im Uhrzeigersinn bewegen will, verklemmen sich<B>je</B> zwei Rollen<B>35'</B> und<B>36'</B> durch Reibmitnahme an der Lauffläche 34' und verhindern die Drehbewegung.
Soll sich die Welle<B>29'</B> im Uhrzeigersinn drehen, so wird durch Drehen des Hebels<B>39'</B> im Uhrzeiger- sinn der Ring<B>31'</B> durch die in den Ausschnitt 41' eingreifende Rolle 40' ebenfalls im Uhrzeigersinn um einen gewissen Winkelweg gegenüber dem Ausschnitt 45' wissen des Drehung Gehäusedeckels schlägt 46' das verdreht. Ende 44' <RTI
ID="0003.0023"> Nach des Hebels einer ge- 42' an den Rand der Ausnehmung 45' des feststehenden Gehäusedeckels 46' an. Dadurch dreht sich der Hebel 42' um die anstossende Kante von Teil 44' derart, dass jetzt die Teile<B>31' 37'</B> und<B>38'</B> sich um verschiedene Winkel drehen, und zwar nach Massgabe des<B>Ab-</B> standes ihrer Eingriffszapfen<B>52',</B> 47', 43' vom Ab- stützpunkt P des Hebelendes 44'.
Dadurch werden die Klemmrollen<B>35'</B> und<B>36'</B> zwangläufig aus ihrer Klemmstellung herausgedreht und der Freilauf ist gelöst, so dass sich die Welle<B>29'</B> mit dem Ring<B>33'</B> im Uhrzeigersinn frei drehen kann.
Wenn der Ring<B>33'</B> über die festgeklemmten Rol len<B>35'</B> und<B>36'</B> auf den Aussenring<B>31'</B> ein Dreh moment überträgt, so wird das Lösen des Freilaufs dadurch bewirkt, dass die Abstützung des Dreh momentes auf das feststehende Gehäuse<B>30',</B> 46' über den Hebel 42' statt über den Stellhebel<B>39'</B> vorsichgeht. Der Ring<B>31'</B> wird in gleichem Mass entlastet, als der Hebel 42' durch die Käfige<B>37'</B> und<B>38'</B> belastet wird. Durch die Abstützung des Hebels 42' am festen Ge häusedeckel 46' dreht sich der Hebel auf dem Zapfen <B>52'</B> und verdreht den Ring<B>31'</B> und die Käfige<B>37'</B> und <B>38'</B> um verschiedene Winkel, wobei die Klemmung zwischen den Rollen<B>35'</B> und<B>36'</B> aufgehoben wird.
Wenn die Welle<B>29'</B> bzw. Ring<B>33'</B> kein Dreh moment auf den Ring<B>31</B> überträgt, wird durch Drehen des Ringes<B>31'</B> mittels des Hebels<B>39'</B> und der Rolle 40' zwangläufig der Hebel 42' um den An schlag des Endes 44' im Deckel 46' gedreht und der <B>Käfig 37'</B> gegenüber dem<B>Käfig 38'</B> vorausbewegt. Dadurch wird ebenfalls die Klemmung zwischen den Rollen<B>35'</B> und<B>36'</B> aufgehoben, und die Welle<B>29'</B> ist gegenüber dem Ring<B>31'</B> frei drehbar.
Die Ausführung eines auch unter Last lösbaren Freilaufs ist nicht auf die dargestellte Form eines Abstützfreilaufs beschränkt.
Der beschriebene Freilauf kann auch als Einweg kupplung zur Übertragung eines Lastmomentes auf ein drehbares Teil verwendet werden. In diesem Falle übertragen die Klemmrollen<B>35'</B> und<B>36'</B> das Last moment auf den Aussenring<B>31',</B> der verstellbar an dem in diesem Fall drehbaren Teil<B>30'</B> gelagert ist. Der Hebel<B>39'</B> läuft dann mit dem Teil<B>30'</B> um und wirkt mit einer an sich bekannten Betätigungsvorrich tung mit ortsfestem Stellhebel zusammen.
Es können ferner bei der Ausführung als Abstütz- freilauf wie auch als Einwegkupplung Antrieb und Abtrieb miteinander vertauscht werden.