DE1238731B - Klemmrollen-Freilaufkupplung - Google Patents

Description

DEUTSCHES W7WWS> PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT DeutscheKl.: 47c-6

Nummer: 1238731

Aktenzeichen: B 70074 XII/47 c

Auslegetag: 13. April 1967

Die Erfindung betrifft eine Klemmrollen-Freilaufkupplung mit einem zylindrischen Laufring und einem Keilflächen-Kupplungsring, bei der die Klemmrollen in Fenstern eines Käfigs begrenzt beweglich gehalten und durch am Käfig abgestützte Faltfedern im Einkuppelsinn belastet sind und außerdem am Käfig radiale Zähne vorgesehen sind, die den Käfig in Umfangsriehtung am Keilflächenring abstützen, nach Patent 1211873.

Die Kupplung nach dem Hauptpatent ist gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung folgender Maßnahmen:

a) Der Rollenkäfig besteht aus einem flachen bandförmigen Ring aus plastisch verformbarem Werkstoff mit Fenstern für die Klemmrollen und Faltfedern;

b) die ringförmigen Seitenstege des Rollenkäfigs weisen etwa in Fenstermitte je eine Haltenase auf, die in eine stirnseitige Höhlung der Klemmrolle mit Spiel eingreift;

c) jeder Axialsteg des Rollenkäfigs weist auf der Seite, auf der die Faltfeder angeordnet ist, in den Ecken der Fenster gegen die Klemmrolle vorspringende Schultern auf, an denen die betreffende Klemmrolle zur Anlage kommt, bevor die ihr zugeordnete Faltfeder ganz zusammengedrückt ist;

d) die Faltfedern weisen an ihren Stirnseiten in jeder Federfalte einen etwa mittigen Schlitz auf, mit dem sie sich an den beiden ringförmigen Seitenstegen des Rollenkäfigs führen, wobei die axiale Tiefe der Schlitze so bemessen ist, daß bei zusammengedrückter Faltfeder die Federfalten nicht an den vorspringenden Schultern anstoßen;

e) der Rollenkäfig weist mindestens auf der einen Stirnseite einen radialen Flansch mit Zähnen auf, der sich radial und in Umfangsrichtung an dem Keilflächen-Kupplungsring abstützt.

Mit der Erfindung soll die Kupplung nach dem Hauptpatent dahingehend verbessert werden, daß der Einbau der als vorgefertigte Einheit zusammengebauten, aus Laufring, Keilflächen-Kupplungsring, Käfig und Klemmrollen bestehenden Baugruppe erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Käfig aus zwei konzentrischen, in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt drehbaren Ringen besteht, wobei der eine Käfigring radiale Zähne zur Abstützung am Keilflächenring aufweist.

Der zweite konzentrische Ring gestattet beim Einführen des einbaufertigen Klemmrollensatzes zwi-Klemmrollen-Freilaufkupplung

Zusatz zum Patent: 1 211 873

Anmelder:

Borg-Warner Corporation,
Chicago, JH. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Negendank, Patentanwalt,
Hamburg 36, Neuer Wall 41

Als Erfinder benannt:
Daniel M. Wade, River Forest, Jll.;
Ernest A. Ferris, Downers Grove, JH. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 22. Dezember 1961
a₅ (161493)

sehen den zylindrischen Laufring und den Keilflächen-Kupplungsring die Klemmrollen in Umfangsrichtung entgegen den an ihnen wirkenden Blattfedern gemeinsam zu verschieben und dadurch die Federn gemeinsam zu spannen. Wenn dieser zusätzliche Ring nicht vorhanden ist, wie es beim Hauptpatent der Fall ist, werden die Klemmrollen durch die Faltfedern in ihre extreme Kupplungsstellung gedrückt, so daß das Einführen des Bausatzes zwischen den Laufring und den Keilflächenring erschwert ist, da jede Rolle einzeln entgegen der sie belastenden Feder zurückgeschoben werden muß.

Es ist bei einer ähnlichen Kupplung bereits vorgeschlagen worden, einen zweiten Ring vorzusehen, der dazu dient, die Klemmrollen entgegen der Wirkung der im Einkuppelsinn wirkenden Federkraft so zu verschieben, daß sich der Klemmrollensatz leicht zwischen den zylindrischen Laufring und den Keilflächenring axial einschieben läßt. Allerdings sind bei dieser Freilaufkupplung am Käfig keine radialen Zähne zur Abstützung in Umfangsrichtung vorhanden, so daß das Einführen des Klemmrollen-Bausatzes auch ohne Verwendung des zweiten Ringes möglich wäre. Dann aber ist die die Klemmrollen

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belastende Feder nicht gespannt. Aus diesem Grund ist der zweite Ring nötig, um die Feder zu spannen und den Bausatz mit gespannter Feder einzusetzen.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben.

F i g. 1 ist ein Teilstück des aus Klemmrollen, Käfig und Faltfedern bestehenden Bausatzes;

F i g. 2 zeigt eine Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Freilaufkupplung mit dem Bausatz nach F i g. 1, der zwischen den zylindrischen Laufring und den Keilflächen-Kupplungsring eingeschoben ist;

F i g. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 in F i g. 2 und zeigt die Anordnung einer Faltfeder auf dem inneren Ring;

F i g. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3;

F i g. 5, 6 und 7 sind Teilansichten im Schnitt und zeigen die Stellungen der Klemmrollen, der Käfige und der Federn in der Kupplungsstellung, in einer Übergangsstellung und in der Freilaufstellung.

Die in den F i g. 2 und 3 gezeigte Freilaufkupplung besteht aus einem Laufring 10 mit zylindrischer Oberfläche 11, der von einem Keilflächen-Kupplungsring 14 mit mehreren Keilflächen 16 konzentrisch umgeben ist. Zwischen den Teilen 10 und 14 ist eine einbaufertig hergestellte Einheit 20, bestehend aus Klemmrollen 24 und Faltfedern 26 in einem Doppelkäfig angeordnet. Die Beschreibung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung, bei der der Keilflächen-Kupplungsring 14 außen liegt. Er kann aber auch innen angeordnet sein.

Der Doppelkäfig besteht aus dem äußeren Käfigring 22 und einem konzentrisch darin angeordneten inneren Käfigring 100.

Der Außenkäfig 22 weist ringförmige Seitenstege 30,32 und mehrere die Seitenstege verbindende Axialstege 34 auf, die zusammen eine Reihe von Käfigfenstern 36 bilden, in denen die Klemmrollen 24 und die Faltfedern 26 angeordnet sind. Die in Umfangsrichtung der Kupplung liegenden Kanten der Käfigfenster 36 sind mit 42 und 43 bezeichnet. Der äußere Käfig 22 ist ziemlich starr und kann beispielsweise aus Metall von etwa 1 mm Stärke hergestellt sein. Am Seitensteg 32 ist ein sich im wesentlichen radial nach außen erstreckender Flansch 38 mit mehreren Zähnen 40, die mit den Schultern 19 der Keilflächen 16 zusammenwirken, angeformt.

Der innere Käfig 100 besteht ähnlich wie der äußere Käfig 22 aus einem bandförmigen Ring 102, der zwei ringförmige Seitenstege 104 und 106 sowie mehrere Querstege 108 aufweist, die die Seitenstege miteinander verbinden, um eine Reihe Käfigfenster 110 zu bilden, die die Rollen 24 und die Faltfedern 26 aufnehmen. Dieser Käfig 100 ist ebenfalls ziemlich starr und kann aus demselben Material hergestellt sein wie der äußere Käfig 22. Am Seitensteg 106 ist ein sich radial nach innen erstreckender Flansch 107 angeformt. Jeder Quersteg 108 des Innenkäfigs 100 ist in Umfangsrichtung mit Kanten 112 und 114 versehen. Schultern 116 und 118 erstrecken sich von der Kante 112 in Umfangsrichtung und von den Seitenstegen 104 und 106 nach innen versetzt in die Fenster 110. An jedem Seitensteg 104 und 106 sind Vorsprünge 120 und 122 gebildet, die in die Käfigfenster 110 vorstehen und in Ausnehmungen 54 der Klemmrollen 24 eingreifen.

Die Faltfedern 26 bestehen jeweils aus mehreren Falten 48 mit gerundeten Übergängen. Jede Falte 48 731

der Faltfeder 26 ist beiderseits mit einem Schlitz 52 versehen, und in die Schlitze ragen die Schultern 116 und 118 des inneren Käfigs. Im zusammengebauten Zustand sind die Faltfedern gleitend auf den Schultern 116 und 118 angeordnet, die als Führungsleisten wirken, wenn die Faltfedern zusammengedrückt und ausgedehnt werden.

Der Abstand zwischen der Kante 114 und den Kanten 124 und 126 ist gerade groß genug, um einen lichten Raum für die Rolle 24 vorzusehen, so daß sie radial durch das FensterllO hindurchgeht. Ist eine Rolle in ein Fenster 110 eingesetzt worden, dann wird ein Teil des Seitensteges 104 neben dem Vorsprung 120 nach innen verformt, so daß die Klemmrolle gemäß F i g. 4 im Fenster 110 gehalten ist.

In der zusammengebauten Einheit 20 ist der Druck der Faltfedern 26 dadurch begrenzt, daß die Umfangsbewegung der Klemmrollen mit Bezug auf den Innenkäfig begrenzt ist, weil sie zwischen den Kanten 114 und den Kanten 124 und 126 der Schultern 116 und 118 eingeschlossen ist. Zusätzlich ist die radiale Bewegung der Faltfedern 26 mit Bezug auf den Innenkäfig durch die Art der Halterung begrenzt, die für die Faltfedern am Innenkäfig vorgesehen ist, nämlich durch die aus Schlitz und Schulter bestehende Führung. Somit werden die Faltfedern, wenn die Einheit 20 zwischen dem Laufring 10 und dem Keilflächen-Kupplungsring 14 eingesetzt ist, sowohl gegen übermäßige Zusammendrückung als auch gegen radiale Verschiebung gesichert.

Die Betriebsweise ist folgende: Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Kupplung sich im Freilaufzustand befindet und der treibende und angetriebene Teil nicht gekuppelt sind, wenn der Laufring 10 sich im Uhrzeigersinn mit Bezug auf den Keilflächen-Kupplungsring 14 dreht. Bei umgekehrter Relativdrehung sind die Teile 10, 14 gekuppelt. In den Fig. 7 bis 9 sind die relativen Stellungen des aus Klemmrollen und Käfigen bestehenden Einbausatzes in drei Stellungen gezeigt. F i g. 7 zeigt die Kupplungsstellung. F i g. 8 zeigt eine Ubergangsstellung. F i g. 9 zeigt die Freilaufstellung. In der Freilaufstellung, wenn der Keilflächen-Kupplungsring 14 relativ zum Laufring 10 entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft, sind die Faltfedern 26 im gespannten Zustand. Die relative Lage zwischen den in den Fenstern 110 des Innenkäfigs 100 eingeschlossenen Rollen 24, den Vorsprüngen 40 am Rollenkäfig 22 und den Schultern 19 des Keilflächen-Kupplungsringes 14 ist derart, daß die Faltfedern 26 nur begrenzt zusammengedrückt werden können.

Wenn die Freilaufkupplung sich von der in F i g. 7 gezeigten Freilaufstellung in die in F i g. 6 gezeigte Übergangsstellung bewegt, dann dreht sich der Keilflächen-Kupplungsring 14 mit Bezug auf den Laufring 10 im Uhrzeigersinn. Dabei wird die Zusammendrückung der Faltfedern 26 vermindert, und diese drücken die Klemmrollen 24 gegen die Keilflächen 16. Da der innere Käfig 100 die Klemmrollen gleichzeitig bewegt, wird die gesamte Kraft der Federn gleichmäßig auf alle Klemmrollen verteilt, und alle Klemmrollen wechseln gemeinsam ihre Lage. Beim Einkuppeln bewegen sich die Klemmrollen 24 entlang den Keilflächen 16. Dabei verschiebt sich der innere Käfig 100 entgegen dem Uhrzeigersinn mit Bezug auf den äußeren Ring 22, und die Federn 26 erreichen ihre geringste Spannung, wie es in der Kupplungsstellung gemäß F i g. 5 dargestellt ist. In der

Claims (1)

1. Kupplungsstellung hat sich der äußere Käfig aus seiner Berührung mit dem Keilflächen-Kupplungsring 14 fortbewegt, so daß die Zähne 40 des Außenringes 22 nicht mehr an den Schultern 19 des Keilflächen-Kupplungsringes 14 anliegen.

   Patentanspruch:

   Klemmrollen-Freilaufkupplung mit einem zylindrischen Laufring und einem Keilflächen-Kupplungsring, bei der die Klemmrollen in Fenstern eines Käfigs begrenzt beweglich gehalten und durch am Käfig abgestützte Faltfedern im Einkuppelsinn belastet sind und außerdem am Käfig radiale Zähne vorgesehen sind, die den Käfig in Umfangsrichtung am Keilflächenring abstützen, nach Patent 1 211 873, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig aus zwei kon-

   zentrischen, in Umfangsrichtung relativ zueinander begrenzt drehbaren Ringen (22,100) besteht, wobei der eine Käfigring (22) radiale Zähne (40) zur Abstützung am Keilflächenring (14) aufweist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 826 389; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 038 845; belgische Patentschrift Nr. 518 388; französische Patentschriften Nr. 479 915, 557063, 1204 030;

   britische Patentschriften Nr. 290 352, 758 427; USA.-Patentschriften Nr. 1 512 675, 2 154 212, 843 238, 2 902 125, 2 973 847.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 1 144 975,1 196 437.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen