DE1160240B

DE1160240B - One-way clutch

Info

Publication number: DE1160240B
Application number: DEZ8216A
Authority: DE
Inventors: Willi Schacher
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1960-08-20
Filing date: 1960-08-20
Publication date: 1963-12-27
Also published as: GB942510A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung, bestehend aus koaxial ineinander angeordneten Kupplungshälften mit Klemmflächen und dazwischen angeordneten Klemmkörpern, die im Freilaufbetrieb durch einen Schmiermittelstrahl von der Klemmfläche der voreilenden Kupplungshälfte abgehoben werden, wobei das Schmiermittel durch Bohrungen der inneren Kupplungshälfte zugeführt wird, und ist besonders vorteilhaft anwendbar bei einer hoch belastbaren Klemmrollenfreilaufkupplung.The invention relates to an overrunning clutch, consisting of coaxially arranged one inside the other Coupling halves with clamping surfaces and clamping bodies arranged between them, which are in freewheeling mode be lifted off the clamping surface of the leading coupling half by a jet of lubricant, wherein the lubricant is supplied through bores of the inner coupling half, and is special Can be used advantageously for a high-strength clamping roller freewheel clutch.

Bei bekannten Freilaufkupplungen werden die zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil angeordneten Klemmkörper mittels Federn in ihre Eingriffstellung gedrückt. Beim Überholvorgang tritt zwischen dem einen Kupplungsteil und den Klemmkörpern infolge der auf diese einwirkenden Federkraft und der Fliehkräfte Reibung auf. Die Reibkräfte, die insbesondere bei hohen Überholgeschwindigkeiten und lang andauerndem Überholbetrieb wirksam werden, verursachen Verschleiß und führen zu Beschädigungen der Klemmkörper und der Klemmflächen. Dadurch können Betriebsstörungen an der mit einer solchen Freilaufkupplung ausgestatteten Maschine vorkommen.In known overrunning clutches, the ones arranged between the primary and the secondary part are The clamping body is pressed into its engaged position by means of springs. When overtaking occurs between the one coupling part and the clamping bodies as a result of the spring force acting on them and the Centrifugal forces on friction. The frictional forces that occur especially at high overtaking speeds and long-term overtaking operations cause wear and tear and lead to damage the clamping body and the clamping surfaces. This can cause malfunctions in the with a such a one-way clutch equipped machine occur.

Des weiteren ist bei einer Überholkupplung mit zwischen zwei Laufringen angeordneten Klemmkörpern, die in Aussparungen eines Käfigs geführt sind, zur Verminderung der Reibung bekannt, den Aussparungen Drucköl zuzuführen. Durch diese zusätzliche Schmierung wird zwar Reibverschleiß verhindert, jedoch treten wegen der konstanten Zuführung des Schmiermittels andere Schwierigkeiten dadurch auf, daß beim Übergang aus dem Freilaufbetrieb in den Kupplungszustand die Klemmwirkung nicht zuverlässig eintritt.Furthermore, in an overrunning clutch with sprags arranged between two races, which are guided in recesses of a cage, known to reduce friction, the recesses To supply pressure oil. This additional lubrication prevents frictional wear, however, other difficulties arise because of the constant supply of lubricant on that the clamping effect is not reliable during the transition from the freewheeling operation to the clutch state entry.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Freilaufkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ohne großen Bauaufwand das Schmiermittel in Abhängigkeit von der Differenzdrehzahl der Kupplungshälften den Reibflächen zugeführt wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Schmiermittel von einer zur Kupplung koaxialen Kapselpumpe gefördert wird und daß das Pumpengehäuse mit der einen Kupplungshälfte, der Rotor der Pumpe mit der anderen Kupplungshälfte drehfest verbunden ist.The object of the invention is therefore to create an overrunning clutch of the type mentioned at the beginning, with which the lubricant depends on the differential speed of the coupling halves without major construction effort is fed to the friction surfaces. According to the invention this is achieved in that the Lubricant is conveyed by a capsule pump coaxial with the coupling and that the pump housing with one coupling half, the rotor of the pump with the other coupling half rotatably connected is.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird erreicht, daß sich bei einer Freilaufkupplung in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahldifferenz zwischen dem überholenden Teil und den Klemmkörpern ein Schmierkeil ausbildet, durch den die Reibung verringert und eine Beschädigung der aneinander reibenden FreilaufkupplungThe embodiment according to the invention ensures that, in the case of a one-way clutch, there is a dependency on the respective speed difference between the overtaking part and the sprags Forms lubricating wedge through which the friction is reduced and damage to those rubbing against each other One-way clutch

Anmelder:Applicant:

Zahnradfabrik FriedrichshafenGear factory in Friedrichshafen

Aktiengesellschaft,Corporation,

FriedrichshafenFriedrichshafen

Willi Schacher, Friedrichshafen,
ist als Erfinder genannt wordenWilli Schacher, Friedrichshafen,
has been named as the inventor

Flächen vermieden wird. Der Druck des Schmiermittels ist aber dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Rotor und das Gehäuse einer Kapselpumpe mit den beiden Kupplungshälften verbunden sind, unmittelbar von der Drehzahldifferenz abhängig. Dies bewirkt, daß die von dem Schmiermittelstrom auf die Klemmkörper im Sinne eines Lösens oder Abhebens ausgeübte Kraft um so größer wird, je höher die Drehzahldifferenz ist. Im Augenblick des Fassens der Klemmkörper ist die Drehzahldifferenz Null, d. h., die Pumpe fördert kein Schmiermittel, so daß die Klemmwirkung sicher eintreten kann.Surfaces is avoided. The pressure of the lubricant is due to the fact that in the invention Execution of the rotor and the housing of a capsule pump with the two coupling halves are connected, directly dependent on the speed difference. This causes the Lubricant flow exerted on the clamping body in the sense of a loosening or lifting force so becomes larger, the higher the speed difference is. At the moment of grasping the clamp body is the Speed difference zero, d. That is to say, the pump does not deliver any lubricant, so that the clamping effect is sure to occur can.

Zur Verstärkung der durch den Schmiermittelstrom auf die Klemmkörper ausgeübten Abhebekraft im Freilaufbetrieb ist es vorteilhaft, den von der Pumpe geförderten, in Bohrungen geleiteten Schmiermittelstrom etwa tangential zwischen die Klemmflächen der voreilenden Kupplungshälfte und der Klemmkörper zu richten. Außerdem kann das Schmiermittel aus dem Raum zwischen den Kupplungsklemmflächen in einem die Kupplung umschließenden Behälter gesammelt und von dort zur Saugseite der Kapselpumpe zurückgeleitet werden.To increase the lifting force exerted on the sprags by the flow of lubricant In freewheeling operation, it is advantageous to use the lubricant flow conveyed by the pump and directed into bores approximately tangential between the clamping surfaces of the leading coupling half and the To straighten sprags. In addition, the lubricant can be removed from the space between the coupling clamping surfaces collected in a container surrounding the coupling and from there to the suction side be returned to the capsule pump.

Bei einer Freilaufkupplung mit mehreren axial nebeneinanderliegenden Klemmkörperkränzen ist esIn the case of an overrunning clutch with several axially juxtaposed sprags, it is

309 770/198309 770/198

zweckmäßig, den Klemmkörpern Schmiermittelaustrittsöffnungen zuzuordnen, die über axial verlaufende Verteilerbohrungen aus radialen Schmiermittelbohrungen gespeist werden.It is expedient to assign lubricant outlet openings to the sprags, which are axially extending Distributor bores are fed from radial lubricant bores.

An Hand eines Ausführungsbeispiels ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment shown in the drawing. Here shows

Fig. 1 einen Teil einer mit einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung versehenen Antriebseinrichtung im Axialschnitt und1 shows a part of a drive device provided with an overrunning clutch according to the invention in Axial section and

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Mit 2 ist in den Fig. 1 und 2 der innere und mit 3 der äußere Teil einer Freilaufkupplung bezeichnet. Zwischen den Teilen 2, 3 sind in bekannter Weise Klemmkörper Sa, Sb, Sc angeordnet. Der innere Teil 2 trägt die schrägen Klemmflächen 6 und die auf die Klemmkörper 5a, Sb, Sc einwirkenden Federn8 und ist mit einer Welle 10 verbunden, während der Teil 3 auf einer koaxial zu dieser angeordneten Welle 11 drehfest gelagert ist. Die Welle 10 kann an eine nicht dargestellte Antriebsmaschine angeschlossen sein, indessen die Welle 11 über Zahnräder 13 bzw. 14 mit der nicht gezeigten Abtriebswelle in Verbindung steht.With 2 in Figs. 1 and 2, the inner and 3 with the outer part of a one-way clutch is designated. Clamping bodies Sa, Sb, Sc are arranged between the parts 2, 3 in a known manner. The inner part 2 carries the inclined clamping surfaces 6 and the springs 8 acting on the clamping bodies 5a, Sb, Sc and is connected to a shaft 10, while the part 3 is rotatably mounted on a shaft 11 arranged coaxially to this. The shaft 10 can be connected to a drive machine (not shown), while the shaft 11 is connected to the output shaft (not shown) via gear wheels 13 and 14, respectively.

In einer Ausnehmung 15 der Welle 10 ist eine Kapselpumpe, bestehend aus einem Pumpenaußenteil 16 und einem in dieses eingreifenden Rotor 17, eingesetzt. Der Außenteil 16 bewegt sich bei einer Relativbewegung der Primär- und Sekundärteile 2, 3 der Freilaufkupplung in einem Exzenter 19, der fest mit dem Primärteil 2 bzw. mit der Welle 10 verbunden ist, während der Rotor 17 über ein hohl ausgebildetes, teilweise in die Welle 10 hineinragendes Wellenstück 21 und einen Flansch 23 mit dem äußeren Teil 3 der Freilaufkupplung bzw. mit der Welle 11 in Verbindung steht. Das hohle Wellenstück 21 dient gleichzeitig als Schmiermittelzuführstutzen, an den eine von einem die Freilaufkupplung umschließenden Behälter 41 kommende Zuführungsleitung 25 angeschlossen ist. Als Saugkammer für die Kapselpumpe 16, 17 ist ein Raum 28 vorgesehen, der über Öffnungen 29 im Wellenstück 21 mit der Zuführungsleitung 25 verbunden ist. Der die Kapselpumpe 16, 17 aufnehmende Raum 30 im Inneren der Welle 10 bzw. des Kupplungsteiles 2 ist durch einen eingeschraubten Deckel 31 abgeschlossen und bildet die Druckkammer der Pumpe.In a recess 15 of the shaft 10 is a capsule pump, consisting of an outer pump part 16 and a rotor 17 engaging in this. The outer part 16 moves with a relative movement the primary and secondary parts 2, 3 of the overrunning clutch in an eccentric 19, which is fixed with the primary part 2 or with the shaft 10 is connected, while the rotor 17 via a hollow, Shaft piece 21 partially protruding into the shaft 10 and a flange 23 with the outer one Part 3 of the overrunning clutch or with the shaft 11 is in connection. The hollow shaft piece 21 is used at the same time as a lubricant feed nozzle to which one of the overrunning clutch encloses Container 41 incoming supply line 25 is connected. As a suction chamber for the capsule pump 16, 17 a space 28 is provided, which via openings 29 in the shaft piece 21 with the supply line 25 is connected. The space 30 accommodating the capsule pump 16, 17 in the interior of the shaft 10 or of the coupling part 2 is closed by a screwed-in cover 31 and forms the pressure chamber the pump.

An dem zur Führung der Klemmkörper 5 a, 5 b, S c dienenden und die Klemmflächen 6 aufweisenden Primärteil 2 der Freilaufkupplung sind quer zur Umfangsrichtung verlaufende und etwa radial gerichtete Vorsprünge 33 vorgesehen, die sich bis in die Nähe der zylindrischen Innenfläche des Teiles 3 erstrecken. Der Teil 2 und die Vorsprünge 33 weisen annähernd radial gerichtete und mit der Druckkammer 30 der Kapselpumpe 16, 17 in Verbindung stehende Kanäle 34 auf. Jeder der Kanäle hat eine Ausströmöffnung36a, 36b, 36c, die auf die Berührungsstellen zwischen den Klemmkörpern 5 a, Sb, 5 c und dem Teil 3 der Freilaufkupplung gerichtet sind. In vorteilhafter Weise sind die Öffnungen 36 a, 36 b und 36 c in Richtung der Bewegung des überholenden, d. h. des im Freilaufbetrieb voreilenden Kupplungsteiles angeordnet.On the primary part 2 of the overrunning clutch which is used to guide the clamping bodies 5 a, 5 b, S c and which has the clamping surfaces 6, projections 33 extending transversely to the circumferential direction and extending approximately radially are provided, which extend into the vicinity of the cylindrical inner surface of the part 3 . The part 2 and the projections 33 have approximately radially directed channels 34 which are in communication with the pressure chamber 30 of the capsule pump 16, 17. Each of the channels has a Ausströmöffnung36a, b 36, 36c to the points of contact between the clamping bodies 5a, Sb, 5c and the part 3 of the overrunning clutch are directed. In an advantageous manner, the openings 36 a, 36 b and 36 c are arranged in the direction of movement of the overtaking, that is to say the clutch part leading in freewheeling operation.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei axial nebeneinanderliegende Kränze von Klemmkörpern 5a, Sb, Sc vorhanden, so daß auch eine entsprechende Anzahl Ausströmöffnungen 36 α, 36 b, 36 c erforderlich ist. Um allen Ausströmöffnungen Schmiermittel zuführen zu können, sind im Primärteil 2 in Richtung der Vorsprünge 33 verlaufende Verbindungskanäle 39 vorgesehen, in die die radialen Kanäle 34 münden und die die beschriebenen Ausströmöffnungen aufweisen. Das zugeführte Schmiermittel kann über Öffnungen 40 im äußeren Kupplungsteil 3 in den Behälter 41 zurückfließen. In the illustrated embodiment, three axially adjacent rings of clamping bodies 5a, Sb, Sc are present, so that also a corresponding number α outflow openings 36, 36 b, 36 c is required. In order to be able to supply lubricant to all outflow openings, connecting channels 39 running in the direction of the projections 33 are provided in the primary part 2, into which the radial channels 34 open and which have the outflow openings described. The supplied lubricant can flow back into the container 41 via openings 40 in the outer coupling part 3.

Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Pumpenschmierung bei einer Freilaufkupplung mit kreiszylindrischem Kupplungsinnenteil angewandt werden soll, bei der also der äußere Teil zur Führung der Klemmkörper dient und die Klemmflächen aufweist, ist es erforderlich, die Ausströmöffnungen des· Schmiermittels auf die Berührungsstellen zwischen den Klemmkörpern und den gegenüber diesen eine Relativbewegung ausführenden inneren Teil zu richten. In the event that the pump lubrication according to the invention in an overrunning clutch with a circular cylindrical Coupling inner part is to be used, so in which the outer part for guiding the Serves the clamping body and has the clamping surfaces, it is necessary to open the outflow openings of the Lubricant on the points of contact between the clamping bodies and the opposite of these one To direct relative movement executing inner part.

Tritt zwischen den Wellen 10, 11 eine Drehzahldifferenz auf, durch die die Freilaufkupplung eingekuppelt wird, so überholt der äußere Teil 3 den die Klemmkörper 5a, Sb, Sc führenden Teil 2. Dadurch wird die Kapselpumpe 16, 17 in Tätigkeit gesetzt, die das Schmiermittel über die radialen Kanäle 34 und deren Ausströmöffnungen 36 a, 36 b, 36 c mit einem der Relativbewegung entsprechenden Druck gegen die Berührungsstellen zwischen den Klemmkörpern 5 a, Sb, 5 c und dem Freilaufteil 3 preßt. Der Druck, mit dem das Schmiermittel gegen die Berührungsstellen geschleudert wird, erhöht sich dabei mit zunehmender Drehzahldifferenz. In der Einkuppelphase, wenn die Klemmkörper in die Klemmstellung übergehen, ist die Drehzahldifferenz der Kupplungsteile 2, 3 Null; es wird also kein Schmiermittel gefördert, so daß die Klemmkörper zu fassen vermögen und ein Durchrutschen vermieden wird.If a speed difference occurs between the shafts 10, 11 through which the overrunning clutch is engaged, the outer part 3 overtakes the part 2 guiding the clamping bodies 5a, Sb, Sc via the radial channels 34 and their outflow openings 36 a, 36 b, 36 c with a pressure corresponding to the relative movement against the points of contact between the clamping bodies 5 a , 5 b, 5 c and the freewheeling part 3. The pressure with which the lubricant is thrown against the contact points increases as the speed difference increases. In the coupling phase, when the clamping bodies pass into the clamping position, the speed difference of the coupling parts 2, 3 is zero; So there is no lubricant promoted, so that the clamping bodies are able to grasp and slip through is avoided.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Overrunning clutch, consisting of coupling halves arranged coaxially one inside the other with clamping surfaces and clamping bodies arranged in between, which are lifted in freewheeling operation by a lubricant jet from the clamping surface of the leading clutch half, the lubricant being supplied through bores in the inner clutch half, characterized in that the lubricant is from a capsule pump coaxial with the coupling is conveyed and that the pump housing (16) is connected to one coupling half (2) and the rotor (17) of the pump is non-rotatably connected to the other coupling half (3).

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the lubricant flow conveyed by the pump and guided into bores (34, 39, 36) is approximately tangential between the clamping surfaces of the leading coupling half (3) and the clamping body (5 a, 5 b, 5) c) is directed.

3. Coupling according to claim 1 or 2, characterized in that the lubricant from the Space between the coupling clamping surfaces in a container surrounding the coupling (41) is collected and returned from there to the suction side of the capsule pump (16, 17).

4. Coupling according to one of claims 1 to 3, with several axially adjacent

Sprag wreaths, characterized in that the sprags (5a, Sb, Sc) are assigned lubricant outlet openings (36 a, 36 b, 36 c) which are fed from radial lubricant bores (34) via axially extending distributor bores (39). Considered publications: German Patent Nos. 290 953, 700834, 844542, 850100;
British Patent No. 805,441; French Patent No. 1087165; The machine market, from August 14, 1959, p. 21.

1 sheet of drawings