DE1130650B

DE1130650B - One-way clutch

Info

Publication number: DE1130650B
Application number: DEB52876A
Authority: DE
Inventors: Bertram A Fulton
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1959-04-16
Filing date: 1959-04-16
Publication date: 1962-05-30

Description

Freilaufkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung mit Klemmkörpern, die zwischen einer inneren und einer äußeren koaxial zylindrischen Lauffläche bei Relativdrehung der Laufflächen in .der einen Drehrichtung durch Kippen verklemmbar sind und durch eine die Köpfe der Klemmkörper durchdringende Schnurfeder gemeinsam in Richtung auf ihre Klemmlage vorgespannt sind, die ferner durch einen die Füße der Klemmkörper durchdringenden Führungsring gemeinsam in ihrer Laufspur gehalten sind und deren in Umfangsrichtung vorgewölbte Köpfe und Füße in jeder Kipplage der Klemmkörper an etwa radialen Führungsflächen von Stellen anliegen, welche zwischen je zwei benachbarten Klemmstücken angeordnet sind und sich in Richtung der Kupplungsdrehachse erstrecken.Overrunning clutch The invention relates to an overrunning clutch with sprags that are coaxially cylindrical between an inner and an outer Running surface with relative rotation of the running surfaces in one direction of rotation by tilting can be clamped and by a cord spring penetrating the heads of the clamping bodies are jointly biased towards their clamping position, which is also by a the feet of the clamp body penetrating guide ring together in their track are held and their heads and feet bulging in the circumferential direction in each tilted position the clamping body rest on approximately radial guide surfaces of points which between each two adjacent clamping pieces are arranged and are in the direction of the coupling axis of rotation extend.

Es hat sich herausgestellt, daß Freilaufkupplungen mit Klemmkörpern bei Anwendung mit raschem oder häufigem Belastungswechsel oder bei hoher Belastung nur dann zuverlässig arbeiten, wenn jeder einzelne Klemmkörper gezwungen wird, mit allen anderen Klemmkörpern synchron zu kippen. Durch diese gemeinsame Kippbewegung ergibt sich, daß jeder einzelne Klemmkörper zur selben Zeit belastet wird, wenn die anderen Klemmkörper belastet werden, so daß dadurch die Last gleichmäßig auf alle Klemmkörper verteilt wird. Außerdem wird jeder Klemmkörper gleichzeitig mit den anderen entlastet.It has been found that overrunning clutches with sprags when used with rapid or frequent changes in load or with high loads only work reliably if every single sprag is forced to work with it to tilt all other sprags synchronously. Through this joint tilting movement it follows that each individual sprag is loaded at the same time when the other sprags are loaded, so that thereby the load on evenly all sprags are distributed. In addition, each clamp body is simultaneously with relieves the other.

Kupplungen dieser Art sind bereits bekannt, z. B. eine lückenlos mit Klemmkörpern gefüllte Kupplung, bei der die Klemmkörper ausgeprägte Köpfe und Füße aufweisen und mit diesen in Umfangsrichtung der Kupplung spielfrei aneinander anliegen, wodurch ein gemeinsames Kippen der Klemmkörper gewährleistet wird. Die Form der Klemmkörper läßt sich aber jeweils nur für eine Kupplung bestimmter Abmessungen so festlegen, daß die Köpfe und Füße aneinander anliegen. Die Klemmkörper sind also nicht für Kupplungen mit unterschiedlichen Abmessungen geeignet.Couplings of this type are already known, e.g. B. a complete with Clamping-filled coupling in which the sprags have pronounced heads and feet and with these rest against one another without play in the circumferential direction of the coupling, whereby a common tilting of the clamping bodies is guaranteed. The shape of the Clamping body can only be used for one coupling of certain dimensions Position them so that the heads and feet are against one another. So the sprags are not suitable for couplings with different dimensions.

Desgleichen ist eine Kupplung mit zwei Käfigen bekannt. Bei dieser werden die Klemmkörperköpfe in einem äußeren Käfig und die Klemmkörperfüße in einem dazu konzentrischen inneren Käfig geführt. Die Käfige erfordern jedoch einen großen Herstellungsaufwand und sind auch jeweils nur für eine Kupplungsgröße verwendbar. Bei anderen bekannten Kupplungen sind entweder elastische Zwischenlagen oder starre Distanzstücke in Form von Wälzkörpern zwischen den Klemmkörpern angeordnet, die aber ein synchrones Kippen der Klemmkörper nicht oder nur mangelhaft gewährleisten können. Die Erfindung hat zum Ziel, eine Freilaufkupplung mit kippbaren Klemmkörpern zu schaffen, in der alle Klemmkörper synchron kippen, ohne daß Käfige verwandt werden. Dabei sollen Klemmkörper von gegebener Gestalt für mehrere Kupplungsgrößen anwendbar sein.A coupling with two cages is also known. At this the sprag heads are in an outer cage and the sprag feet in one led to concentric inner cage. However, the cages require a large one Manufacturing costs and can only be used for one clutch size. In other known couplings, either elastic intermediate layers or rigid ones are used Spacers in the form of rolling elements arranged between the clamping bodies, the but a synchronous tilting of the sprags does not ensure, or only inadequately can. The invention aims to provide a one-way clutch with tiltable clamping bodies to create in which all sprags tilt synchronously without cages being used. Sprags of a given shape should be applicable to several coupling sizes be.

Dazu wird von einer Kupplungsbauform der eingangs beschriebenen Gattung ausgegangen, und die Erfindung besteht darin, daß die Stege lose Distanzstücke sind, wobei die zwischen den Köpfen der Klemmkörper liegenden Distanzstücke von der Schnurfeder und die zwischen den Füßen der Klemmkörper liegenden Distanzstücke von dem Führungsring getragen sind.For this purpose, a coupling design of the type described at the beginning assumed, and the invention consists in that the webs are loose spacers, the spacers lying between the heads of the clamping bodies from the cord spring and the spacers from the guide ring located between the feet of the clamping bodies are worn.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Kupplung nach der Erfindung besteht darin, daß die Distanzstücke etwa U-förmigen Querschnitt aufweisen und die inneren und äußeren Distanzstücke zwischen je zwei benachbarten Klemmkörpern so angeordnet sind; daß die mittleren Abschnitte der U-förmigen Stege zwischen den Laufflächen der Kupplung liegen und die Schenkel sich gleitend berühren.An advantageous embodiment of a coupling according to the invention is that the spacers have an approximately U-shaped cross-section and the inner and outer spacers between each two adjacent sprags like this are arranged; that the middle sections of the U-shaped webs between the The running surfaces of the coupling lie and the legs slidingly touch each other.

An Hand der Zeichnung seien zwei Ausführungsformen gezeigt.Two embodiments are shown on the basis of the drawing.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Frei-Laufkupplung nach der Erfindung, Fig. 2 ein vergrößerter Ausschnitt aus der Freilaufkupplung nach Fig.1. Fig. 3 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, die die Klemmkörper in einer anderen Kipplage zeigt, Fig. 4 eine Darstellung ähnlich wie Fig. 2 und 3, jedoch mit Klemmkörpern in einer dritten Kipplage, Fig. 5 ein Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3, Fig.6 eine ähnliche Darstellung wie Fig.5 von einer abgewandelten Ausführung. In der Zeichnung sind mit gleichen Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnet. Die erste Ausführungsform der Erfindung wird an Hand der Fig.2 bis 5 beschrieben. Dort ist eine innere Kupplungshälfte 1 mit kreiszylindrischer Oberfläche 2 und eine äußere Kupplungshälfte 3 mit einer zur Fläche 2 konzentrischen Oberfläche 4 dargestellt. Die Laufflächen 2 und 4 weisen radial Abstand auf. In dem Zwischenraum ist rundum ein Kranz kippbarer Klemmkörper 5 angeordnet.1 is a schematic representation of a free-running clutch according to FIG of the invention, FIG. 2 shows an enlarged section of the overrunning clutch Fig. 1. Fig. 3 is a similar representation to FIG. 2, the clamping body in a shows another tilted position, Fig. 4 shows a representation similar to Fig. 2 and 3, however with clamping bodies in a third tilted position, FIG. 5 is a section along the line V-V in Fig. 3, Fig.6 shows a representation similar to Fig.5 of a modified one Execution. Identical reference symbols are used in the drawing Parts designated. The first embodiment of the invention is based on FIG to 5 described. There is an inner coupling half 1 with a circular cylindrical Surface 2 and an outer coupling half 3 with one to the surface 2 concentric Surface 4 shown. The running surfaces 2 and 4 are radially spaced. In A ring of tiltable clamping bodies 5 is arranged all around the gap.

Jeder der Klemmkörper 5 wird axial begrenzt durch ebene Stirnflächen 6 und 7, radial durch schwach gewölbte Klemmflächen 8 und 9. Je nach den relativen Drehrichtungen der Laufflächen 2, 4 kippen die Klemmkörper aus der in Fig. 2 dargestellten Freilaufstellung über die Zwischenstellung nach Fig. 3 hinweg in die Kupplungsstellung nach Fig. 4 und, umgekehrt, aus der Stellung nach Fig. 4 in die Stellung nach Fig: 3 und 2.Each of the clamping bodies 5 is axially limited by flat end faces 6 and 7, radially through slightly curved clamping surfaces 8 and 9. Depending on the relative The directions of rotation of the running surfaces 2, 4 tilt the clamping bodies out of the direction shown in FIG. 2 Free-running position beyond the intermediate position according to FIG. 3 into the coupling position according to Fig. 4 and, vice versa, from the position according to Fig. 4 into the position according to Fig: 3 and 2.

Jeder Klemmkörper 5 ist am Kopf mit einem Schlitz 11 versehen. Die beiden Seiten des Schlitzes 11 sind mit 12 und 1.3, und der Boden ist mit 14 bezeichnet. Jeder Klemmkörper 5 hat ferner am Fuß einen Schlitz 15 mit Seiten 16 und 17 und einem Boden 18.Each clamping body 5 is provided with a slot 11 on the head. the both sides of the slot 11 are labeled 12 and 1.3, and the bottom is labeled 14. Each clamp body 5 also has a slot 15 with sides 16 and 17 and on the foot a floor 18.

In die Schlitze 11 ist gemeinsam für alle Klemmkörper 5 eine in sich zum Kreis geschlossene Schnurfeder 19 eingelegt. Wie die Fig. 2 zeigt, berührt die Feder 19 die Böden 14 der Schlitze 11, wenn die Klemmkörper sich in Freilaufstellung befinden, und sucht sie in die Kupplungslage nach Fig. 3 bzw. 4 zu drücken, in der sie zwischen den Laufflächen 2; 4 verklemmt sind. Zwischen je zwei benachbarten Klemmkörpern ist ein Distanzstück 21 angeordnet, das von der Feder 19 so getragen wird, daß es gegenüber der Feder verschieblich ist; Aufbau und Wirkungsweise werden unten ausführlicher beschrieben werden.In the slots 11 there is one in common for all clamping bodies 5 Cord spring 19 closed to form a circle is inserted. As shown in FIG. 2, the touches Spring 19 the bottoms 14 of the slots 11 when the clamping body is in the free-wheeling position are located, and seeks to press them into the coupling position of Fig. 3 or 4, in the they between the treads 2; 4 are jammed. Between every two neighboring ones Clamping bodies a spacer 21 is arranged, which is carried by the spring 19 so becomes that it is displaceable with respect to the spring; Structure and mode of operation are are described in more detail below.

Ein Ring 22, der gemäß Fig. 5 einen etwa T-förmigen Querschnitt hat, liegt in den Schlitzen 15 der Klemmkörper. Der Ring 22 hat einen größeren Durchmesser als die Fläche 1, so daß er von dieser einen kleinen Abstand aufweist. Zwischen je zwei benachbarten Klemmkörpern ist ein Distanzstück 23 angeordnet, das gemäß Fig. 5 verschieblich auf dem Ring 22 sitzt und mit Armen 23' den T-förmigen Ring 22 umgreift.A ring 22 which, as shown in FIG. 5, has an approximately T-shaped cross section, lies in the slots 15 of the clamping body. The ring 22 has a larger diameter than the surface 1, so that it has a small distance therefrom. Between a spacer 23 is arranged for every two adjacent clamping bodies, which according to FIG Fig. 5 sits slidably on the ring 22 and with arms 23 'the T-shaped ring 22 encompasses.

Jedes Distanzstück 21 weist in Umfangsrichtung der Kupplung etwa radiale Anlageflächen 24 und 25 für die Köpfe der benachbarten Klemmkörper auf. In gleicher Weise hat jedes Distanzstück 23 in Umfangsrichtung etwa radiale Anlageflächen 26 und 27 für die Füße der beiden benachbarten Klemmkörper. Die von der Schnurfeder 19 getragenen äußeren Distanzstücke 21 sind den axialen Stegen eines die Klemmkörperköpfe führenden Käfigs vergleichbar. Ebenso sind die von dem Ring 22 getragenen Distanzstücke den Stegen eines die Klemmkörperfüße führenden Käfigs vergleichbar.Each spacer 21 has approximately radial contact surfaces 24 and 25 for the heads of the adjacent clamping bodies in the circumferential direction of the coupling. In the same way, each spacer 23 has approximately radial contact surfaces 26 and 27 in the circumferential direction for the feet of the two adjacent clamping bodies. The outer spacers 21 carried by the cord spring 19 are comparable to the axial webs of a cage guiding the clamping body heads. Likewise, the spacers carried by the ring 22 are comparable to the webs of a cage guiding the clamp body feet.

Wenn die Klemmkörper von ihrer Freilaufstellung gemäß Fig. 2 in die Kupplungsstellung gemäß Fig. 4; und umgekehrt, gekippt werden, dürfen die Böden 18 und Seiten 16, 17 der Schlitze 15 den Ring 22 nicht so berühren, daß diese Kippbewegung verhindert oder gestört wird. Ferner sind die in Umfangsrichtung weisenden Seiten der Klemmkörperköpfe und -füße sowie die Anlageflächen 24, 25 bzw. 26, 27 der Distanzstücke 21 und 23 so gestaltet, daß der Platzbedarf in Umfangsrichtung unabhängig von der Kipplage der Klemmkörper gleichbleibt. Alle Klemmkörper sind gezwungen, sich beim Kippen in gleicher Phase zu bewegen, so daß in jedem Augenblick alle Klemmkörper den gleichen Kippungsgrad aufweisen.When the sprags from their free-wheeling position according to FIG. 2 in the Coupling position according to FIG. 4; and vice versa, the floors may be tilted 18 and sides 16, 17 of the slots 15 do not touch the ring 22 in such a way that this tilting movement prevented or disturbed. Furthermore, the sides pointing in the circumferential direction are the clamping body heads and feet and the contact surfaces 24, 25 and 26, 27 of the spacers 21 and 23 designed so that the space requirement in the circumferential direction is independent of the The tilting position of the clamping bodies remains the same. All sprags are forced to move Tilt to move in the same phase, so that at every moment all clamping bodies have the same degree of tilt.

Fig.6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Distanzstücke zwischen den Klemmkörpern 5. Die Feder 19 liegt wieder in Schlitzen 11 und der Ring 22 in Schlitzen 15 der Klemmkörper. Auf dem Ring 22 sitzen Distanzstücke 39 mit etwa U-förmigem Querschnitt, dessen untere, axial sich erstreckende Arme 41 und 42 den T-förmigen Ring 22 unter seinem Kopfteil berühren und dessen oberer, axial sich erstreckender Teil 43 auf dem Ring 22 ruht. Jedes Distanzstück 39 enthält außerdem nach oben gerichtete Flächen 44 und 45, mit denen es ein ähnlich geformtes Distanzstück 46 berührt, -dessen untere Flächen 47 und 48 auf den Flächen 44 und 45 liegen. Jedes Distanzstück 46 ist außerdem mit parallelen, axial sich erstreckenden Stegen 49 und 51 versehen, und der Zwischenraum zwischen diesen ist gleich dem äußeren Durchmesser der Feder 19. Die Distanzstücke 39 und 46 sind jeweils mit in Umfangsrichtung liegenden Anlageflächen für die Köpfe und Füße der Klemmkörper versehen, die den Flächen 26, 27 und 24, 25 der Distanzstücke 23 und 21 vergleichbar, aber größer als diese sind. Im übrigen sind die Distanzstücke 39 und 46 in Umfangsrichtung ebenso groß wie die Teile 21 und 23, die vorher beschrieben wurden, so daß die Klemmkörper 5 gezwungen werden, die Kippbewegungen zwischen Freilauf- und Kupplungsstellung im Gleichtakt auszuführen.6 shows a modified embodiment of the spacers between the clamping bodies 5. The spring 19 is again in slots 11 and the ring 22 in slots 15 of the clamping bodies. Spacers 39 with an approximately U-shaped cross-section sit on the ring 22, the lower, axially extending arms 41 and 42 of which touch the T-shaped ring 22 under its head part and the upper, axially extending part 43 of which rests on the ring 22. Each spacer 39 also includes upwardly facing surfaces 44 and 45 by which it contacts a similarly shaped spacer 46, the lower surfaces 47 and 48 of which rest on surfaces 44 and 45. Each spacer 46 is also provided with parallel, axially extending webs 49 and 51, and the space between these is equal to the outer diameter of the spring 19. The spacers 39 and 46 are each with circumferential contact surfaces for the heads and feet of the clamping body provided that the surfaces 26, 27 and 24, 25 of the spacers 23 and 21 are comparable, but larger than these. In addition, the spacers 39 and 46 in the circumferential direction are just as large as the parts 21 and 23, which were previously described, so that the clamping bodies 5 are forced to perform the tilting movements between the freewheeling and clutch positions in unison.

Beim Zusammenbau werden die Distanzstücke 23 bzw. 39 auf dem Ring 22 angeordnet, der mit einer geeigneten Öffnung versehen ist, die anschließend geschlossen wird. Dann werden die Klemmkörper 5 auf den Ring 22 gesetzt, jeweils ein Klemmkörper zwischen zwei benachbarten, auf dem Ring sitzenden Distanzstücken. Die Distanzstücke 21 bzw. 46 werden auf die Feder 19 aufgezogen, anschließend die Enden der Feder 19 miteinander verbunden, so daß die Feder 19 ihre Ringform erhält. Danach wird die Feder so in die Klemmkörper eingelegt, daß die von der Feder getragenen Distanzstücke zwischen zwei benachbarten Klemmkörpern liegen.When assembling the spacers 23 and 39 are on the ring 22 arranged, which is provided with a suitable opening, which is then closed will. Then the clamping bodies 5 are placed on the ring 22, one clamping body each between two adjacent spacers sitting on the ring. The spacers 21 and 46 are drawn onto the spring 19, then the ends of the spring 19 interconnected so that the spring 19 is given its ring shape. After that, will the spring so inserted into the clamping body that the spacers carried by the spring lie between two adjacent sprags.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. One-way clutch with sprags that are between an inner and an outer coaxially cylindrical running surface upon relative rotation the running surfaces can be clamped in one direction of rotation by tilting and through a cord spring penetrating the heads of the clamping bodies together in the direction are biased to their clamping position, which is also by the feet of the clamping body penetrating guide ring are held together in their track and their heads and feet bulging in the circumferential direction in every tilted position of the clamping bodies rest on approximately radial guide surfaces of webs, which between each two adjacent Clamping pieces are arranged and extend in the direction of the coupling axis of rotation, characterized in that the webs are loose spacers, the between the heads of the clamping bodies (5) lying spacers (21) from the cord spring (19) and those between the feet of the Clamping body (5) lying spacers (23) are carried by the guide ring (22).

2. Overrunning clutch according to claim 1, characterized in that the spacers have an approximately U-shaped cross section and the inner and outer spacers between each two adjacent clamping bodies are arranged so that the central portions of the U-shaped webs between the Treads (2, 4) of the coupling are and the legs (44, 47 or 45, 48) are sliding touch. Documents considered: British Patent Specification No. 753 362; U.S. Patents Nos. 2,881,886, 2,824,636, 2,822,905, 2,803,324, 2,737,275; 2,364,280.