DD297493A5

DD297493A5 - Freilaufkupplung

Info

Publication number: DD297493A5
Application number: DD34166990A
Authority: DD
Inventors: Klaus Kaempf
Original assignee: Jean Walterscheid Gmbh,De
Priority date: 1989-07-06
Filing date: 1990-04-14
Publication date: 1992-01-09
Also published as: JPH0577896B2; JPH0348026A; FI903413A0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung 1, bei der Auszenteil 2 und Innenteil 4 einandergegenueber durch Sperrklinken 7 in eine Drehmomentuebertragungsposition oder eine Freilaufposition ueberfuehrbar sind. Die Sperrklinken 7 sind ueber Steuerringe 31 und eine daran angreifende Reibringanordnung 28 synchron in die ausgerueckte oder eingerueckte Position gegenueber dem Auszenteil 2 ueberfuehrbar. Die Sperrklinken 7 sind ueber ein Schneidenlager 14, 17 in Ausnehmungen 16 des Innenteiles 4 gelagert. Auszenteil 2 und Innenteil 4 sind einandergegenueber durch Lager 9 gehalten. Fig. 1

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung mit einem Außenteil, einem Innenteil und einer Sperrklinke, welche in einer Ausnehmung des Innenteiles um eine die Schwenkachse der Sperrklinke darstellende Innenkante der Ausnehmung, die von zwei aneinanderstoßenden Flächen der Ausnehmung gebildet wird, schwenkbar mit einer Kante aufgenommen ist und die Sperrklinke endseitig eine Abstützfläche und eine an die Kante anschließende Stützfläche aufweist, die sich in Einrückposition an einer Stützfläche der Stützausnehmungen des Außenteiles beziehungsweise einer Anlagefläche der Ausnehmung abstützt, wobei die Sperrklinke über eine Steueranordnung in eine Einrück- oder Ausrückstellung zum Außen- und Innenteil

verschwenkbar ist und die Steueranordnung einen durch einen gummielastiechen Reibring beaufschlagten Steuerring umfaßt, der seitlich des Eingriffs der Sperrklinken angeordnet ist und eine oteuerausnehmung aufweist, in welche ein eitlich an der

Sperrklinke angebrachter Hebelarm durch Parallelversatz zur Schwenkachse für die Verschwenkung der Sperrklinke bildender Vorsprung eingreift. Eine solche Anordnung ist beispielsweie aus der EP 0298061 Al bekannt. Bei dieser ist nui eine Sperrklinke vorgesehen. Die Sperrklinke weist einen seitlichen Hebel auf, welcher in eine Steuerausnehmung eines Steuerringes eingreift. Der Steuerring ist

über einen Reibring am ortsfesten Gehäuse, in dem die Antriebswelle gelagert ist, abgestützt. Der Schwenkweg der Sperrklinke wird durch die Formgebung von Ausnehmung und Hebel begrenzt.

Bei dieser Anordnung steht stets eine Differenzdrehzahl an. Die Reibanordnung unterliegt also stets einer Relativbewegung, so

daß erhöhter Verschleiß auftritt. Solche Freilaufkupplungen sind nur für solche Geräte einsetzbar, die jeweils nur kurze

Einschaltdauern haben. Für Freilaufkupplungen, die bei Geräten El·· jatz finden, die einen häufigem Einsatz und eine große Lebensdauer erfordern, sind solche Freilaufkupplungen nicht gee jnet. Die Steuerverhältnisse ändern sich nämlich über die Nutzungsdauer in erheblichem Maße. Ferner üt aus der DE 3047891C2 eine Freilaufkupplung bekannt, bei der die Sperrklinken einzeln an Reibringen abgestützt sind. Dies kann bewirken, daß die einzelnen Sperrklinken zu unterschiedlichen Zeitpunkten in die entsprechenden Stützausnehmungen einrasten oder aus diesen ausrücken und daher unterschiedlich tragen bzw. überlastet werden können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Freilaufkupplung zu schaffen, bei der mehrere Sperrklinken für die Drehmomentübertragung vorhanden sind und die ein synchrones Ein- und Ausrücken der Sperrklinken gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sperrklinken im Querschnitt als Winkelhebel ausgebildet sind,

deren erster Schenkel endseitig die Abstützfläche zur Abstützung an einer Stützfläche der Stützausnahmungen des Außenteilss und deren zweiter Schenkel einen dreieckigen Querschnitt mit einer Schneidenspitze am Schenkelende aufweist, wobei eine der

Schenkelflächen als Stützfläche ausgebildet ist, daß das Innenteil eine der Anzahl der Sperrklinken entsprechende Anzahl von

dreieckförmigen Ausnehmungen mit radial innen bezüglich der Drehachse liegender S pi tze aufweist, wobei die Schneidenspitze der Sperrklinke in der Ausnohmungsspitze ruht und eine der Seiten der Ausnehmungen die Anlagefläche für die Stützfläche der

Sperrklinke bildet, und daß die Sperrklinken mit seitlich und parallel zur Scheidenspitze versetzten Vorsprüngen versehen sind,

welche in Steuerausnehmungen von zwei seitlich dor Sperrklinken angeordneten Steuerringen eingreifen, wobei die Reibringe jeweils an Reibflächen des zugehörigen Steuerringes und/oder des Außenteils abgestützt sind.

Von Vorteil bei dieser Auebildung ist, daß über die Steuerringe sämtliche Sperrklinken gleichzeitig aus den Stützausnehmungen

heraus oder in diese hineinbeweyt werden. Es sind nicht mehr die Reibverhältnisse der Reibringe einer Sperrklinke gegenüber maßgebend, um die Verstellung dieser Sperrklinke zu bewirken, sondern das Reibverhalten zwischen den Reibringen und dem zugehöligen Steuerring.

Weiterhin ist von Vorteil, daß sich aufgrund dessen, daß eine Relativbewegung zwischen dem Reibring und den zugehörigen Anlageflächen ein Außenteil bzw. Steuerring nur dann ergibt, wenn eine Überholfunktion gefordert ist. Damit ergibt sich ein

geringer Verschleiß und damit eine hohe Lebensdauer.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Steuerring im Querschnitt als Winkelring ausgebildet ist, in dessen

konzentrisch zur Drehachse sich erstreckenden Zylinderabschnitt die Steuerausnehmungen befinden.

Ferner ist vorgesehen, daß die Reibringe jeweils auf der Außenfläche des Zylinderabschnittes des Steuerringes und der Innenfläche des Flansches anliegend angeordnet sind und daß der Flansch der Seitenfläche der Sperrklinke zugeordnet ist. Die Reibringe übernehmen damit auch zusätzlich die seitliche Führung der Sperrklinken gegenüber dem Außenteil. Zur Erhöhung der Steuerwirkung kann auch vorgesehen sein, daß die Reibringe mit der Außenfläche verklebt sind. Bevorzugt ist das Innenteil über Gleit- oder Wälzlager, die beiderseits der Sperrklinken angeordnet sind, im Außenteil gelagert. Die Baueinheit aus dem Steuerring mit dem zugehörigen Reibring ist jeweils zwischen den Seitenflächen der Sperrklinke und

dem Lager angeordnet.

Um möglichst eine kompakte Bauweise erreichen zu können und gleichzeitig den Einsatz für zwei verschiedene Drehrichtungen

zu ermöglichen, ist vorgeschlagen, daß das Innenteil beidseitig der Ausnehmungen mit Abflachungen versehen ist. Die

Sperrklinken legen sich mit ihrem ersten Schenkel an diese Abflachung an, wenn sie sich in ausgerückter Position befinden. Je

nach Zuordnung der Sperrklinken zu den Ausnehmungen kann in der einen oder anderen Drehrichtung eine

Drehmomentübertragung erreicht werden. In weiterer Ausgestaltung ist vorgeschlagen, daß das Außenteil mit einem Befestigungsflansch und das Innenteil eine ein Keilprofil aufweisende Bohrung besitzt. Beide dienen dazu, die Freilaufkupplung an ein treibendes bzw. getriebenes Bauteil

anzuschließen.

Obwohl nur eine der Sperrklinken entsprechende Anzahl von Stützausnehmungen im Außenteil erforderlich ist, ist zur Erhöhung

der Einschaltposition vorgeschlagen, daß das Außenteil in seiner Bohrung mit einer Vielzahl von sägezahnförmigen

Stützausnehmungen für die Sperrklinken versehen ist. Schließlich ist vorgeschlagen, daß die Vorsprünge als Zylinderbol/an ausgebildet sind, die in Bohrungen der Seitenflächen der Sperrklinken eingesetzt sii;d. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematich dargestellt. Es zeigt Fig. 1: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Freilaufkupplung, Fig. 2: einen Querschnitt gemäß Linie A-A nach Figur 1, Fig. 3: eine wälzgelagerte Freilaufkupplung, Fig. 4: eine Sperrklinke in der Vorderansicht im vergrößerten Maßstab, Fig. 5: eine Seitenansicht zu Figur 4, Fig. 6: einen Längsschnitt durch einen Steuerring im vergrößerten Maßstab und Fig. 7: eine Seitenansicht zu Figur 6.

Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Freilaufkupplung 1 besitzt ein Außenteil 2, ein Innenteil 4 sowie die gesteuerten Sperrklinken 7, die zur Drehmomentübertragung zwischen dem Innenteil 4 und dem Außenteil 2 dienen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Innenteil 4 das treibende Teil. Die Antriebsdrehrichtung ist in Figur 2 mit η bezeichnet. Für den Fall, daß das Außenteil 2 c* js treibende Teil darstellen sollte, ist die Antriebsrichtung der Richtung η entgegengerichtet. Wenn die Antriebsrichtung so, wie in Figur 2 dargestellt durch das Innenteil 4 bestimmt ist, ist die Freiiaufrichtung dann gegeben, wenn das Außenteil 2 das Innenteil 4 in Richtung η überholt oder das Innenteil 4 im Verhältnis zum Außenteil 2 mit umgekehrter Drehrichtung, d.h. entgegen der Richtung η sich bewegt. Zum Anschluß an ein anzutreibendes Bauteil ist das Außenteil 2 mit einem Flansch 3 und das Innenteil 4 zum Anschluß an den Antrieb mit einer mit einem Keilprofil 6 versehenen Bohrung 5 ausgerüstet. Dio Sperrklinke 7 ist, wie insbesondere aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich ist, als Winkelhebel ausgebildet. Dessen erster Schenkel ist mit 11 und dessen zweiter Schenkel mit 12 bezeichnet. Der erste Schenkel 11 weist endseitig eine Abstützflache 13 auf, mit der er sich an einer Stützfläche 21 einer Stützausnehmung 20 des Außenteiles 2 abstützt. Wie aus Figur 2 erkenntlich, sind die Stützausnehmungen 20 als eine Art sägezahnförmige Ausnehmungen gestaltet. Über den Umfang der Bohrung des Außenteiles 2 ist in dem Bereich, in dem die Sperrklinken 7 angeordnet sind, eine Vielzahl von solchen Stützausnehmungen 20 vorgesehen. Der andere Schenkel 12 der Sperrklinken 7 ist dreieckförmig ausgestaltet und besitzt eine Innenfläche 25 sowie eine Stützfläche 15. Die beiden Flächen 15,25 des zweiten Schenkels 12 bilden eine Schneidenspitze 14, die sich über die Länge 1 der Sperrklinke 7 erstreckt. Der erste Schenkel 11 besitzt eine Außenfläche 26 und eine Innenfläche 27. Der Winkel, den die beiden Flächen 15,25 des zweiten Schenkels 12 ausgehend von der Schneidenspitze 14 zueinander einnehmen, liegt beim dargestellten Ausführungsbeispiel in der G rößenordnung von 45°. Jede Sperrklinke 7 ist in einer dreieckförmigen Ausnehmung 16 im Innenteil 4 gelagert. Die Spitze 17 1er dreieckförmigen Ausnehmung 16 ist der Drehachse x-x der Freilaufkupplung 1 benachbart. Die Ausnehmung 16 öffnet sich zur Außenfläche des Innenteiles4. Je nach Drehrichtung und Einbau der Sperrklinken 7 in den Ausnehmungen 16 dient eine der seitlichen Flächen als Anlagefläche. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Stützfläche 15 des zweiten Schenkels 12 der Sperrklinke 7 der Anlagefläche 18 zugeordnet. Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß für den eingerückten Zustand die Sperrklinke 7 mit der Stützfläche 15 an der Anlagefiäche 18 abgestützt ist. Seitlich der Ausnehmungen 16 sind Abflachungen 19 vorgesehen, an welche die Sperrklinke 7 mit der Innenfläche 27 ihres ersten Schenkels 11 im ausgerückten Zustand der Freilaufkupplung 1 zur Anlage kommt. Diese Position ist aus Figur 2, obere Hälfte, für eine Sperrklinke 7 erkenntlich. Die Schneidenspitze 14 und die Spitze 17 der Ausnehmung 16 bilden ein Schneidenlager für die Sperrklinke 7. Der von den seitlichen Flächen der Ausnehmungen 16 eingeschlossene Winkel ist entsprechend dem erforderlichen Schwenkwinkel, den die Sperrklinke 7 von der eingerückten Position zur ausgerückten Position bzw. umgekehrt zurückzulegen hat, größer bemessen als der zwischen den beiden Flächen 15,25 des zweiten Schenkels 12 eingeschlossene Winkel. Die Ausnehmungen 16 erstrecken sich über die gleiche Länge 1 wie die Sperrklinken 7. Das Innenteil 4 ist seitlich des die Ausnehmungen 16 aufweisenden Bereiches mit einer zylindrischen Lagerfläche 8 versehen. Das Außenteil 2 weist seitlich der Stützausnehmungen 20 ebenfalls Lagersitzflächen in Form einer Lagerbohrung 10 auf. In die Lagerbohrung 10 ist bei der Ausführungsform nach Figur 1 ein Gleitlagerring bzw. Lagerträger mit einem Gleitlager eingesetzt. Das Lager ist insgesamt mit 9 bezeichnet. Bei der Ausführungsform nach Figur 3 ist das Lager 9 ein Wälzlager. Es ist erkennbar, das bei dieser Ausführung eine größere axiale Länge erforderlich ist. Die Lager 9 halten das Innenteil 4 gegenüber dem Außenteil 2 auch in Richtung der Drehachse x-x. Hierzu stützt sich das Lager 9 an einer Schulter 38, die sich seitlich der Ausnehmungen 16 ergibt, einerseits und an einem Sicherungsring 37, der in die Bohrung 10 des Außenteiles 2 eingesetzt ist, andererseits ab.

Im Bereich zwischen dem Lager 9 und der Schulter 38, die durch die Ausnehmung 16 des Innenteils 4 seitlich begrenzt ist, sind jeweils Steuermittel für das synchrone Bewegen der Sperrklinken 7 angeordnet. Die beiden Steuereinrichtungen, die seitlich der Sperrklinken 7 angeordnet sind, umfassen jeweils eine Reibring 28 und einen Steuerring 31 und in die Seitenflächen 22 der Sperrklinken 7 in Bohrungen 23 eingesetzte, als Zylinderbolzen 24 ausgebildete, Vorsprünge. Diese Zylinderbolzen 24 sind mit einem Abstand zur Schneidenspitze 14 angeordnet und befinden sich im montierten Zustand auf einem größeren radialen Abstand zur Drehachse x-x als die Schneidenspitzen 14. Der Steuerring 31 ist, wie insbesondere aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich, als Winkelring ausgebildet, der einen zylindrischen Abschnitt 32 aufweist, an dem ein sich rechtwinklig dazu erutreckender Flansch 34 angeschlossen ist. Die Innenfläche des Flansches ist mit 36 bezeichnet. In dem zylindrischen Abschnitt 32 sind von einer Stirnfläche ausgehend Steuerausnehmungen 33 angebracht. Es sind insgesamt, wie aus Figur 7 erkennbar, drei solcher Steunrausnehmungen 33 vorgesehen, die umfangsverteilt angeordnet sind und jeweils einen Winkel von 120' miteinande r bezüglich der Drehachse x-x einschließen. Die Umfangsanordnung entspricht der Anordnung der Sperrklinken 7 bezüglich des Innenteiles 4. Die Außenfläche des Zylinderabschnittes ist mit 35 bezeichnet. Der titeuerring 31 ist gegenüber den Sperrklinken 7 so montiert, daß die Zylinderbolzen 24, die die Seitenflächen 22 der Sperrklinken 7 überragen, in den Ausnehmungen 33 aufgenommen sind. Dabei weist der Flansch 34 des Steuerringes 31 zur Seitenfläche 22 der Klinken 7 hin. Zwischen dor Außenfläche 35 des Z/Iinderabschnittes 32 des Steuerringes 31 und dem Außenteil 2, insbesondere dessen Bohrung 10, ist ein Reibring 28 eingesetzt. Der Reibring 28 ist mit der Außenfläche 35 des Steuerringes verklebt und liegt mit Vorspannung an der Lagerbohrung 10 des Außenteiles 2 an. Er stützt sich dabei mit seiner Außenfläche 29 an der Wandung der Bohrung 10 des Außenteils 32 ab und ist mit seiner Innenfläche 30 mit der Außenfläche 35 des Zylinderabschnittes 32 des Steuerringes 31 verklebt. Ferner ist ein Reibschluß zwischen der Seitenfläche des Reibringes 28 und dem Lager 9 vorhanden. Der Steuerring 31, der die Sperrklinken 7 in und entgegen der Drehrichtungd der Freilaufkupplung 1 führt, ist gegenüber dem Außenteil 2 abgebremst. Für den Fall, daß beispielsweise die Freilaufkupplung 1 sich im ausgerückten Zustand befindet- das entspricht der Stellung der Sperrklinken 7 im eingeschwenkten Zustand, bei dem diese mit ihrem ersten Schenkel 11 in Anlage zu der zugehörigen Abflachung 19, wie dies aus Figur 2 oben für eine Sperrklinke 7 erkennbar ist - wird dann, wenn beispielsweise das Außenteil 2 stillsteht und das Innenteil 4 in Drehrichtung η bewegt wird, der Steuerring 31 über den Reibring 28 gegenüber dem sich bewegenden Innenteil 4 in Drehrichtung zurückgehaltor.. Der Steuerring 31, der formschlüssig mit den Zylinderbolzen 24 der Sperrklinken 7 verbunden ist, veranlaßt, daß die Sperrkliriken 7 um das aus der Schneidenspitze 14 und der Spitze 17 der Ausnehmung 16 gebildete Schwenklager in die eingerückte 'osition, wie sie sich beispielsweise in Figur 2 unten darstellt, verschwenkt werden. Die Sperrklinken 7 rücken mit der an den. winde des ersten Schenkels 11 angebrachten Abstützfläche 13 in eine Stützausnehmung 20 hinein und stützen sich an der entsprechenden Stützfläche 21 zwecks Drehmomentübertragung ab. Dadurch, daß sämtliche Sperrklinken 7 in Wirkverbindung mit den Steuerringen 31 stehen, werden diese gleichzeitig in die eingerückte oder ausgerückte Position überführt.

Claims

1. Freilaufkupplung mit einem Außenteil, einem Innenteil und einer Sperrklinke, welche in einer Ausnehmung des Innenteiles um eine die Schwenkachse der Sperrklinke darstellende Innenkante der Ausnehmung, die von zwei aneinanderstoßenden Flächen der Ausnehmung gebildet wird, schwenkbar mit einer Kante aufgenommen ist und die Sperrklinke endseitig eine Abstützfläche und eine an die Kante anschließende Stützfläche aufweist, die sich in Einrückposition an einer Stützfläche der Stützausnehmungen des Außenteiies beziehungsweise einer Anlagefläche der Ausnehmung abstützt, wobei die Sperrklinke über eine Steueranordnung in eine Einrück- oder Ausrücki'tellung zum Außen- und Innenteil verschwenkbar ist und die Steueranordnung einen durch einen gummielastischen Reibring beaufschlagten Steuerring umfaßt, der seitlich des Eingriffs der Sperrkiinken angeordnet ist und eine Steuerausnehmung aufweist, in welche ein seitlich an der Sperrklinke angebrachter Hebelarm durch Parallelversatz zur Schwenkachse für die Verschwenkung der Sperrklinke bildender Vorsprung eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere umfangsverteilt angeordnete Sperrklinken (7) vorhanden sind, welche jeweils im Querschnitt als Winkeihebel ausgebildet sind, deren erster Schenkel (11) endseitig die Stützfläche (13) zur Abstützung im Außenteil (2) und deren zweiter Schenkel (12) einen dreieckigen Querschnitt mit einer Schneidenspitze (14) am Schenkelende aufweist, wobei eil ie der Schenkelflächen als Stützfläche (15) ausgebildet ist und jeweils in einer dreieckförmigen Ausnehmung (16) des Innenteils (4) mit radial innen bezüglich der Drehachse (x-x) liegender Spitze (17) aufgenommen sind, wobei die Schneidenspitze (14) der Sperrklinke (7) in der Ausnehmungsspitze (17) ruht und die Sperrklinken (7) beidseitig mit parallel zur Schneidenspitze (14) versetzten Vorsprüngen (24) versehen sind, welche in die Steuerausnehmungen (33) von zwei seitlich der Sperrklinken (7) angeordneten Steuerringen (31) eingreifen und wobei die Reibringe (28) jeweils an Reibflächen (29, 30) des zugehörigen Steuerringes (31) und/oder des Außenteils (2) abgestützt sind.

2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (31) im Querschnitt als Winkelring ausgebildet ist, in dessen konzentrisch zur Drehachse (x-x) sich erstreckenden Zylinderabschnitt (32) sich die Steuer ausnehmungen (33) befinden.

3. Freilaufkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (28) jeweils auf der Außenfläche (35) des Zylinderabschnittes (32) des Steuerrings (31) und an der Innenfläche (36) dessen Flansches (34) anliegend angeordnet sind, und daß der Flansch (34) der Seitenfläche (22) der Sperrklinke (7) zugeordnet ist.

4. Freilaufkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (28) mit der Außenfläche (35) verklebt sind.

5. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (4) über Gleit- oder Wälzlager (9), die beiderseits der Sperrklinken (7) angeordnet sind, im Außenteil (2) gelagert ist.

6. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (4) beidseitig der Ausnehmungen (16) mit Abflachungen (19) versehen ist.

7. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (2) einen Befestigungsflansch (3) und das Innenteil (4) eine ein Keilprofil (6) aufweisende Bohrung (5) besitzt.

8. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (2) in seiner Bohrung mit einer Vielzahl von sägezahnförmigen Stützausnehmungen (20) für die Sperrklinken (7) versehen ist.

9. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge als Zylinderbolzen (24) ausgebildet sind, die in Bohrungen (23) der Seitenflächen (22) der Sperrklinken (7) eingesetzt sind.