DE1110477B - Freilaufkupplung mit in einem Kaefig gefuehrten Klemmrollen - Google Patents

Description

• Freilaufkupplung mit in einem Käfig geführten Klemmrollen Bei Klemmrollen-Freilaufkupplungen erfolgt die Kraftübertragung durch Reibungsschluß zwischen den Keilflächen eines Freilaufringes, der kreiszylindrischen Gegenfläche eines zu dem ersten Laufring konzentrisch angeordneten zweiten Laufringes und den dazwischenliegenden Klemmrollen. Voraussetzung für ein zuverlässiges Zustandekommen des Reibungsschlusses ist unter anderem, daß die Klemmrollen an den Klemmflächen der beiden Laufringe ständig anliegen. Ist diese Voraussetzung nicht erfüllt, treten beim Kuppeln Schlupf und Stöße mit ihren nachteiligen Folgen auf.
• Um zu gewährleisten, daß die Klemmrollen an den Klemmflächen der beiden Freilaufringe anliegen, werden die Rollen entweder einzeln mittels Federkraft in die zwischen den Keilflächen des einen Laufrings und der Lauffläche des anderen Rings gebildeten Keilspalte hineingedrückt, oder sie werden in einem Käfig geführt, der seinerseits unter der Einwirkung von Federkräften steht und diese auf die Rollen überträgt. Die Verwendung eines Käfigs hat den Vorteil, daß die Klemmrollen genau achsparallel geführt werden und keine unzulässigen Eigenbewegungen (Pendeln, Flattern) ausführen können. Deshalb finden Freilaufkupplungen mit in einem Käfig geführten Klemmrollen vor allem dort Verwendung, wo hohe Relativgeschwindigkeiten in der Kupplung im Freilaufzustand, beim Überholvorgang, auftreten.
• Die mit derartigen Freilaufkupplungen, insbesondere mit solchen großer Abmessungen, im praktischen Betrieb gemachten Erfahrungen haben jedoch gezeigt, daß das Kuppeln nicht immer sofort bei Erreichen des Gleichlaufs von An- und Abtrieb eintritt. Das verspätet einsetzende Kuppeln erfolgt dann stoßartig und kann zur Zerstörung der Kupplung führen. Eine Ursache hierfür liegt in der Art der Lagerung des Käfigs auf dem sogenanaten Freilaufstern, das ist der Freilaufring mit Keilflächen. Bisher wurde diese Lagerung allgemein als Gleitlager ausgeführt. Da zwischen den Lagerflächen weder nennenswerte Gleitbewegungen noch Gleitgeschwindigkeiten auftreten, fehlt die Voraussetzung für die Bildung eines ausreichenden Schmierfilmes bei Fett-, Tauch- und Sprühölschmierung. Bei Druckölschmierung ist zwar die Bildung dieses Schmierfilmes möglich, jedoch tritt, ebenfalls wegen des Fehlens einer ausreichenden Gleitgeschwindigkeit im Lager, eine Ablagerung fester, im Öl befindlicher Fremdkörper, die z. B. vom Abrieb herrühren, im Lagerspalt ein. Diese Ablagerung führt früher oder später zum Festsetzen des Käfigs auf dem Stern und damit zum Versagen der Kupplung. Schließlich muß noch darauf hingewiesen werden, daß auf Freilaufkäfige beim Kuppeln erhebliche Kräfte wirken, die vor allem durch herstellungsbedingte Teilungsunterschiede zwischen den Käfigfenstern und den Keilflächen des Freilaufsternes hervorgerufen werden. Diese Kräfte führen zu Verformungen des Käfigs und damit ebenfalls zum Versagen der Freilaufkupplung.
• Zweck der Erfindung ist es, die Lagerung von Freilaufkäfigen auf dem mit den Keilflächen versehenen Laufring so zu gestalten, daß sie nur geringe Anforderungen bezüglich ihrer Schmierung stellt und einen so geringen Reibungswiderstand aufweist, daß eine Deformation des Käfigs durch die auf ihn wirkenden Kräfte ein Festklemmen des Käfigs nicht zur Folge haben kann.
• Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, den Rollenkäfig einer Klemmrollen-Freilaufkupplung auf dem mit den Keilflächen versehenen Laufring, dem sogenannten Freilaufstern, mittels Wälzlagern zu lagern. In Anbetracht der Tatsache, daß Freilaufkupplungen mit in einem Käfig geführten Klemmrollen vor allem bei hohen Drehzahlen zum Einsatz kommen, ist dabei vor allem die Verwendung käfigloser Wälzlager vorgesehen. Da die Lager nur geringe Bewegung ausführen, ist eine Führung der Wälzkörper in einem Käfig überflüssig. Auch könnten die hohen Drehzahlen eine Verformung des Käfigs durch Massenkräfte hervorrufen und zu einem Klemmen des Lagers führen.
• Fig.1 zeigt ausschnittweise eine Klemmrollen-Freilaufkupplung im Querschnitt. Die zwischen dem Außenring 1 und dem Freilaufstern 2 liegenden Klemmrollen 3 werden im Käfig 4 achsparallel geführt. Der Käfig steht unter der Einwirkung einer von der Feder 5 ausgeübten Kraft, deren Umfangskomponente bewirkt, daß jede Klemmrolle in einen Keilspalt zwischen einer der schrägen Klemmflächen am Stern 2 und die zylindrische Klemmfläche am Außenring 1 gedrückt wird. Damit wird die Eingriffsbereitschaft der Freilaufkupplung sichergestellt. In Fig. 1 ist der Keilspalt für die mittlere Klemmrolle als Winkel a eingezeichnet.
• Fig.2 zeigt die Freilaufkupplung im Axialschnitt. Der Freilaufstern 2 ist beiderseits der Klemmrollen 3 mit einem Lagerhals versehen, auf dem ein käfigloses Kugellager 6 sitzt, das eine einwandfreie Zentrierung und Lagerung des Käfigs 4 und günstige Reibungsverhältnisse gewährleistet. .
• Fig. 3 zeigt ebenfalls eine Freilaufkupplung ähnlich Fig. 2 im Axialschnitt, jedoch sind als Lager käfiglose Zylinderrollenlager 7 zur Verwendung gekommen.
• Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung einer Freilaufkupplung im Axialschnitt, bei der die gehärteten und geschliffenen Flächen S und Z am Freilaufstern 2_ einerseits und die ebenfalls gehärteten Flächen F der beiden mit dem Käfig 4 verbundenen Lagerscheiben 8 andererseits als Laufflächen für Lagerkugeln 9 dienen. Da die von den beiden Lagern aufzunehmenden Kräfte im Verhältnis zu den Abmessungen und dem Füllungsgrad der Lager klein sind, bleibt die spezifische Belastung der Kugeln 9 und der Flächen F, S, Z unterhalb der zulässigen Belastung.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Freilaufkupplung mit Klemmrollen, die beim Kuppeln zwischen Keilflächen des einen Laufringes und einer kreiszylindrischen Gegenfläche des zweiten, zum ersten Laufring konzentrisch angeordneten Laufringes geklemmt werden, die ferner in einem Käfig spielfrei geführt sind, wobei der Käfig auf dem mit Keilflächen versehenen Laufring gelagert und diesem gegenüber durch Federn in Richtung des Anstiegs der Keilflächen vorgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (4) mittels Wälzlagern (6 bzw. 7 bzw. 8, 9) auf dem mit Keilflächen versehenen Laufring (2) gelagert ist.
2. 2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager (6, 7, 8, 9) käfiglos sind.