DE1174583B - Doppeltwirkende Klemmstueckfreilaufkupplung - Google Patents

Description

• Doppeltwirkende Klemmstückfreilaufkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine doppeltwirkende Klemmstückfreilaufkupplung, bestehend aus einem Innen- und Außenring, zwischen denen sich symmetrisch ausgebildete Klemmstücke befinden, die von einem mit Aussparungen versehenen Käfig geführt und ferner von Steuerringen beeinflußt werden.
• Es ist eine doppeltwirkende Klemmstückfreilaufkupplung, eine Freilaufkupplung folglich, die eine Drehmomentübertragung in beiden Drehrichtungen ermöglicht, bekannt. Zum Zwecke der Steuerung der Freilaufkupplung werden die Klemmstücke von einem Innen- und einem Außensteuerring umfaßt, die beide relativ zueinander verdrehbar sind und somit die Klemmstücke verschwenken können. Die relative Verdrehung der beiden Steuerringe erfolgt hierbei auf hydraulischem Wege. Die Steuerringe sind aus diesem Grunde mit einander zugekehrten, in gleicher Querschnittsebene liegenden radialen Vorsprüngen versehen, die zusammen mit seitlichen Abdeckringen Hohlräume bilden, in die durch Bohlungen Drucköl geleitet werden kann.
• Die Nachteile einer solchen Konstruktion sind darin zu sehen, daß der Bauaufwand groß ist und die Steuermittel fertigungstechnisch Präzision und Sorgfalt erfordern. Diese Klemmstückfreilaufkupplung ist folglich relativ teuer und sie kann wegen der hydraulischen Verdrehung der Steuerringe nur dort angewendet werden, wo Drucköl vorhanden ist.
• Bei einer anderen, nur in einer Drehrichtung wirkenden Klemmstückfreilaufkupplung ist es bekannt, das Kippen der Klemmstücke durch Schleppfedem zu bewirken, doch sind diese Schleppfedern nicht mit einem gestellfesten Teil verbunden, sondern zwischen einem Käfigring und einer Klemmstücklaufbahn angeordnet. Die an den Schleppfedern auftretende Reibung wird dazu benutzt, die von einer Vorspannfeder oder von der Fliehkraft herrührende Andrückung der Klemmstücke an die voreilende Klemmstücklaufbahn zu verstärken oder abzuschwächen.
• Es ist ferner eine doppeltwirkende Klemmrollenfreilaufkupplung bekannt, bei der zwischen der einen Laufbahn für die Klemmrollen und dem Rollenkäfig Schleppfedern angeordnet sind. Hierbei ist zur Steuerung der Kupplung ein durch einen Elektromagneten betätigter Hebel vorgesehen, der formschlüssig in eine Verzahnung des Rollenkäfigs eingreift und den Käfig festhält.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine doppeltwirkende Klemmstückfreilaufkupplung zu schaffen, die auf Grund ihres einfachen Aufbaues insbesondere hinsichtlich ihrer Steuermittel billig herzustellen ist und dabei noch den üblichen Betriebsanforderungen genügt.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Kupplung der eingangs beschriebenen Gattung dadurch gelöst, daß nur ein Steuerring vorhanden ist, der mittels eines Reibgesperres mit einem gestellfesten Teil verbunden ist, und der Käfig radial federnd ausgebildet ist und die Klemmstücke formschlüssig gegen den treibenden Ring der Freilaufkupplung drückt. Diese Kupplung weist die Vorteile auf, daß nur ein Steuerring nötig ist und daß seine Steuerung mechanisch erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kupplung wird erreicht, daß die Steuerkraft nur den einen Steuerring anzugreifen braucht und die zum Kippen notwendige, die Steuerkraft abstützende Gegenkraft durch die von der radialen Vorspannung des Käfigs hervorgerufene Reibung der Klemmstücke am Laufring erzielt wird. Der Käfig dient also nicht nur zur Führung der Klemmstücke, sondern er wirkt zugleich als Vorspannfeder für die Klemmstücke, wie es an sich von in einer Richtung wirkenden Klemmstückfreilaufkupplungen bekannt ist. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn in bekannter Weise die Klemmstücke in Umfangsrichtung mit Einschnürungen versehen sind, in welche Zungen des Käfigs formschlüssig eingreifen.
• ln weiterer Ausgestaltung ist der Steuerring in bekannter Weise entweder auf dem Innen- oder im Außenring der Freilaufkupplung drehbar geführt, je nachdem ob der Innen- oder Außenring freilaufen soll bzw. ob der Antrieb vom Außenring oder Innenring erfolgt. Der Steuerring ist also stets auf der jeweiligen Abtriebsseite angeordnet.
• Eine zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich, wenn der auf dem Innen- oder im Außenring der Freilaufkupplung drehbar geführte Steuerring aus der Kupplung axial hervorragt und an dem überstehenden Teil desRinges dasReibgesperre anliegt.Dabeikann das Reibgesperre ein symmetrischer Federbügel oder eine gewundene Biegefeder sein, die jeweils mit einem gestellfesten Teil verbunden sind. In den Figuren ist eine beispiclsweise Ausführungsform einer doppeltwirkenden Klemmstückfreilaufkupplung nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine solche Kupplung, wobei als Reibgesperre ein Federbügel Verwendung findet, F i g. la die Verbindung des Federbügels mit dem Gestell, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie B-C in F i 1, F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Klemmstückfreilaufkupplung, die als Reibgesperre eine gewundene Biegefeder Verwendung findet, F i g. 4 einen Querschnitt nach der Linie D-E in F i g. 3, F i g. 5 ein symmetrisch ausgebildetes Klemmstück in vergrößertem Maßstab, F i g. 6 eine Abwicklung des Käfigs im Maßstab der F i g. 5.
• Der Aufbau der Klemmstückfreilaufkupplung ist folgender: Zwischen derLaufbahn des Kupplungsinnenteiles 1, das als Bund einer Welle ausgebildet ist, und der inneren Laufbahn des Kupplungsaußenringes 2 sind Klemmstücke 3 angeordnet. Zur Führung der Klemmstücke 3 weist der Käfig 4 Aussparungen 5 auf. Die Klemmstücke sind in Umfangsrichtung mit Einschnürungen 6 versehen, in welche Zungen 4a des Käfigs 4 formschlüssig eingreifen. Der Käfig 4 kann z. B. aus Kunststoff hergestellt sein, so daß die Klemmstücke 3 nach Überwindung des elastischen Widerstandes des Kunststoffringes einrasten. Der Durchmesser des Käfigs 4 wird so gewählt, daß er die Klemmstücke 3 gegen den treibenden Ring 1 bzw. 2 der Freilaufkupplung drückt, je nachdem ob im Freilaufzustand der Außen- oder Innenring voreilt. Als radial federnder Käfig könnte auch ein geschlitzter Stahlring Verwendung finden.
• Die Klemmstücke 3 greifen in Aussparungen 7 eines Steuerringes 8. Der Steuerring 8 ist entweder auf dem Innenring 1 oder im Außenring 2 drehbar gelagert, je nachdem ob der Innenring oder der Außenring im Freilaufzustand voreilt. Dabei muß die Lagerreibung geringer sein als die Reibung des Reibgesperres 9 am Steuerring 8, damit dieser die Klemmstücke 3 nicht in die Klemmstellung einrückt. Als Material für den Steuerring 8 können Stahl, Nichteisenmetalle oder Kunststoffe verwendet werden. Der Steuerring 8 ragt einseitig axial aus der Freilaufkupplung hervor. In diesem Bereich liegt am Steuerring 8 ein Reibgesperre 9 an, das mit einem gestellfesten Teil 10 verbunden ist. Als Reibgesperre 9 kann beispielsweise ein symmetrisch ausgebildeter Federbügel (siehe F i g. 1 bzw. la), eine gewundene Biegefeder (siehe F i g. 3) oder auch eine Blattfeder Verwendung finden.
• Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Klemmstückfreilaufkupplung sei an Hand der F i g. 1 und 2 näher erläutert: Der Außenring 2 sei mit einem Antriebsteil und der Innenring 1 mit einer Abtriebswelle verbunden. Bei angetriebenem Außenring 2 werden die Klemmstücke 3, die an den Einschnürungen 6 durch die Federwirkung des Käfigs 4 gegen die zylindrische Klemmfläche des Außenrings 2 gedrückt werden, in Drehrichtung verschwenkt. Dadurch werden der Außen- und der Innenring und damit der Antriebsteil und die Abtriebswelle gekuppelt. Das Verschwenken der Klemmstücke 3 in dieser Weise ist möglich, weil die Klemmstücke mit dem Außenring 2 in Reibschluß stehen und innen vom Steuerring 8 durch das mit einem gestellfesten Teil 10 verbundene Reibgesperre 9 abgebremst werden. Im eingekuppelten Zustand läuft nun der Steuerring 8 mit der Antriebsdrehzahl um. Bei Umkehr der Drehrichtung bewirkt das Reibgesperre 9 durch Bremsen des Steuerringes 8 ein Lösen der Kupplung und ein Verschwenken der Klemmstücke 3 in die entgegengesetzte Richtung. Der antreibende Außenring 2 wird dadurch wieder mit dem Innenring 1 bzw. mit der Abtriebswelle gekuppelt. Erfolgt dagegen der Antrieb von der Abtriebswelle her, d. h. läuft die Abtriebswelle (Innenring 1) schneller als der Antriebsteil (Außenring 2) oder steht der Antriebsteil still, so tritt ein Freilaufzustand ein, da der Steuerring 8 von dem Reibgesperre 9 über den gestellfesten Teil 10 festgehalten wird und eine Klemmwirkung der Klemmstücke verhindert. Dieser Freilaufzustand ist folglich in beiden Drehrichtungen möglich, wenn der sonst treibende Teil stillsteht oder in gleicher Richtung, aber langsamer läuft als die getriebene Welle.
• Soll gemäß F i g. 3 und 4 der Antrieb von Innenring 1 zum Außenring 2 erfolgen, so geschieht dies in analoger Weise. Zum Unterschied von einer Freilaufkupplung, wie sie in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, sitzt bei der Kupplung nach F i g. 3 und 4 der Steuerring 8 im Außenring 2 und die Klemmstücke 3 werden durch den Käfig 4 gegen den antreibenden Innenring 1 gedrückt. Im Funktionsablauf besteht zwischen den beiden Ausführungen kein Unterschied bezüglich des Steuerns und Verschwenkens der Klemmstücke.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Doppeltwirkende Klernmstückfreilaufkupplung, bestehend aus einem Innen- und Außenring, zwischen denen sich symmetrisch ausgebildete Klemmstücke befinden, die von einem mit Aussparungen versehenen Käfig geführt und ferner von Steuerringen beeinflußt werden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß nur ein Steuerring(8) vorhanden ist, der mittels eines Reibgesperres (9) mit einem gestellfesten Teil verbunden ist, und der Käfig (4) radial federnd ausgebildet ist und die Klemmstücke (3) formschlüssig gegen den treibenden Ring der Freilaufkupplung drückt.
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise die Klemmstücke (3) in Umfangsrichtung Einschnürungen (6) aufweisen, in welche Zungen (4a) des Käfigs (4) formschlüssig eingreifen. 3. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise der Steuerring (8) auf dem Innenring (1) oder im Außenring (2) drehbar geführt ist. 4. Kupplung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerring (8) aus der Kupplung axial hervorragt und an dem überstehenden Teil des Ringes das Reibgesperre (9) anliegt. 5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibgesperre (9) ein symmetrischer Federbügel ist, der mit einem gestellfesten Bolzen (10) verbunden ist. 6. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch -ekennzeichnet, daß das Reibgesperre C (9) eine gewundene Biegefeder ist, deren abge-Z, winkeltes Ende mit einem gestellfesten Teil (10) verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1115 521; britische Patentschrift Nr. 770 779; USA.-Patentschriften Nr. 2 744 598, 2 940 568, 5 2966246.