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Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung mit einem zwischen einem
äußeren und einem inneren zylindrischen Laufring anzuordnenden Kranz kippbarer Klemmstelzen,
die einzeln durch Federn im Einkuppelsinn vorgespannt sind, und mit starren Käfigringen,
zwischen denen die Klemmstelzen und Federn gehalten sind.
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Eine derartige Freilaufkupplung ist bereits aus der USA.-Patentschrift
2 599 793 bekannt. Dort sind Zapfen der Klemmstelzen mit erheblichem Spiel in Bohrungen
der Käfigringe eingelegt. Die Klemmstelzen sind infolgedessen innerhalb des Käfigrings
in großem Umfang verschieblich. Die Vorspannung der Klemmstelzen erfolgt durch gesonderte
Federn. Infolge der Verschiebbarkeit der Klemmstelzen innerhalb der Käfigringe können
die Klemmstelzen beim Auftreten von Belastungsstößen stoßartig ausweichen, wodurch
es zu Schlägen innerhalb der Kupplung kommt. Dies bedingt eine ungleichmäßige Abnutzung,
ein Anlaufen der Klemmstelzen oder gar eine Beschädigung oder Zerstörung der gesamten
Kupplung.
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Aus der deutschen Auslegeschrift 1111887 ist eine Freilaufkupplung
bekannt, wo die aneinander anliegenden Abschnitte der Seitenwandungen jeweils benachbarter
Klemmstelzen als Kreisbogenabschnitte bezogen auf das Zentrum der betreffenden Klemmstelze
ausgebildet sind. Infolge dieser Ausbildung tritt beim Ein- und Auskuppeln ein gegenseitiges
Gleiten der Klemmstelzen auf. Die Klemmstelzen sind durch Schraubenringfedern zusammengehalten,
die in Ausnehmungen der Seitenwände eingelegt sind. Es handelt sich also um eine
käfiglose Kupplung.
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Für die Funktion und die Standfestigkeit der .Zupplung hat es sich
als zweckmäßig erwiesen, daß die Klemmkörper einander in Umfangsrichtung berühren
und aneinander gleiten.
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Es sind ferner Freilaufkupplungen bekannt, deren 1Gemmkörper durch
einen gummielastischen Ring zusammengehalten sind, auf den die Klemmstelzen aufgezogen
sind (vgl. schweizerische Patentschrift 260 685 und USA.-Patentschrift 2 614 670
und 2 624 436). Der gummielastische Ring reicht durch zentrale Durchgänge der Klemmstelzen
oder durch Einschnitte an den Stirnflächen. Dies bedingt eine Schwächung der Klemmstelzen
und des Ringes. Der gummielastische Ring weist gerade im Bereich der Klemmstelzen
erhebliche Schwächungen auf, so daß ein Nachgeben oder ein Bruch des Ringes an diesen
Stellen höchster Beanspruchung leicht möglich ist. Die Anwendung eines solchen Ringes
macht es erforderlich, daß ein erheblicher Mindestabstand zwischen benachbarten
Klemmstelzen in Umfangsrichtung eingehalten wird, da sich benachbarte Klemmstelzen
jeweils auf den zwischen ihnen befindlichen Teilen des gummielastischen Ringes aneinander
abstützen. Dieser nachgiebige Zwischenteil liefert die Rückstell-und Anfederkraft
für die Klemmstelzen.
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Die Erfindung geht von einer Freilaufkupplung mit einem starren Käfig
aus. Die Erfindung nutzt weiterhin die günstigen Eigenschaften von Klemmstelzen
aus, die mit Kreisbogenabschnitten unmittelbar in Umfangsrichtung des Käfigrings
aneinander anliegen. Aufgabe der Erfindung ist eine kraftschlüssige Halterung der
Klemmstelzen innerhalb des Käfigs, die einen Toleranzausgleich in Umfangsrichtung
zuläßt und außerdem eine Einzelanfederung jeder Klemmstelze sicherstellt und schließlich
eine gleichmäßige Anfederung jeder Klemmstelze über die gesamte axiale Länge ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen
den Käfigringen Bolzen mit kantigem Außenprofil drehfest eingesetzt sind, daß je
eine mit entsprechendem Innenprofil auf das Bolzenprofil passende Muffe aus gummielastischem
Stoff in einen Durchgang je einer Klemmstelze drehfest eingelassen ist und daß jeweils
benachbarte Klemmstelzen mit zu den Durchgängen konzentrischen Berührungsflächen
in an sich bekannter Weise in Umfangsrichtung aneinander anliegen.
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Die gummielastischen Muffen erlauben eine spielfreie Halterung der
Klemmstelzen innerhalb des Käfigs, weil die Bolzen fest in die Käfigringe eingelassen
sein können. Die gummielastischen Muffen ermöglichen eine im wesentlichen allseitige
Beweglichkeit der Klemmstelzen. Infolgedessen können die in Umfangsrichtung formschlüssig
aneinanderliegenden Klemmstelzen sich sowohl im ganzen als auch einzeln auf den
jeweiligen Bolzen ausrichten. Dadurch gleichen sich Passungsungenauigkeiten selbsttätig
aus. Außerdem erzeugen die Muffen bei Verwendung der Klemmstelzen einen Rückstellmoment
im Einkuppelsinn. Da die Klemmstelzen in Umfangsrichtung unmittelbar aneinander
anliegen und sich dadurch abstützen, dienen die Muffen lediglich zur Zentrierung,
so daß die Muffen nur durch geringe Kräfte belastet sind. Bei der Verstellung der
Klemmstelzen werden die Muffen auf Torsion beansprucht, was sich hinsichtlich der
Größe der Rückstellkraft vorteilhaft auswirkt.
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Die Erfindung ist vor allem bei Freilaufkupplungen zur übertragung
großer Kräfte geeignet, wo die Klemmstelzen und die übrigen Bauelemente vergleichsweise
große Abmessungen haben. Durch die fest in die starren Käfigringe eingelassenen
Bolzen erreicht man eine große Stabilität des Einbausatzes der Kupplung. Da die
Muffen allseitig nachgiebig
sind, können sich die Klemmstelzen bei
der Zentrierung und Ausrichtung nach jeder Richtung bewegen.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden
an Hand der Zeichnung beschrieben. Es stellt dar F i g. 1 einen Teilquerschnitt
durch eine Freilaufkupplung nach der Erfindung, F i g. 2 eine Ausführungsform der
Muffe mit Bolzen in Einzelansicht und F i g. 3 eine abgewandelte Ausführungsform
der Muffe mit Bolzen.
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Nach F i g. 1 gehören zu der Freilaufkupplung nach der Erfindung ein
innerer Laufring 1, ein äußerer Laufring 2 sowie ein Käfig aus Käfigringen 3, von
denen in F i g. 1 nur der hintere sichtbar ist. Die beiden Käfigringe 3 sind jeweils
formschlüssig durch Bolzen 4 miteinander verbunden, die ein mehrkantiges Außenprofil
haben und in an sich bekannter Weise in die Laufringe 3 eingesetzt sind, beispielsweise
durch Einpressen, Nieten, Schrauben od. dgl. Auf den Bolzen 4 sitzen jeweils die
Klemmstelzen 5 mit angerundeten Kupplungsflächen 6. Die Form und Wirkungsweise dieser
Kupplungsflächen 6 ist an sich bekannt, so daß auf eine eingehende Beschreibung
verzichtet wird. Jede Klemmstelze 5 besitzt einen Durchgang 7 mit beliebigem Querschnitt,
in den eine Muffe 8 drehfest eingesetzt ist. Die Muffe 8 besteht aus einem elastischen,
vorzugsweise gummielastischen Werkstoff, z. B. natürlichem Gummi, synthetischem
Gummi oder einem Kunststoff. Die Muffe 8
ist in den Durchgang 7 eingepreßt,
einvulkanisiert oder in anderer Weise drehfest gehalten. Die Muffe 8 besitzt eine
Ausnehmung mit einem Innenprofil, das dem Außenprofil der Bolzen 4 gleich ist. Die
F i g. 1 und 2 zeigen Bolzen 4 mit dreieckförmigem Querschnitt, F i g. 3 zeigt einen
Bolzen 4' mit quadratischem Querschnitt. Es ist jedoch selbstverständlich auch jeder
andere Mehrkantquerschnitt möglich.
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Die radialen Wandungsabschnitte 9 (bezogen auf die Käfigachse) der
Klemmstelzen besitzen ZylinderwandungSabschnitte 10, deren Achse mit der Achse des
Durchgangs 7 bzw. des Bolzens 4 zusammenfällt. Die Klemmstelzen 5 bzw. die Bolzen
4' sind innerhalb der Käfigringe 3 so angeordnet, daß sich die Klemmstelzen 5 gegenseitig
längs einer Mantellinie der Zylinderwandungsabschnitte 10 berühren.
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Die Muffen 8 ermöglichen ein allseitiges elastisches Ausweichen der
Klemmstelzen 5 innerhalb der Käfigringe 3. Beim Zusammenbau der Kupplung gleichen
sich Paßungenauigkeiten durch Verformung der Muffen 8 aus, da die Klemmstelzen 5
sich in geringem Maße in Umfangsrichtung der Käfigringe 3 verschieben können. Im
Betrieb der Kupplung werden die Klemmstelzen 5 zwischen der Einkuppelstellung und
der Auskuppelstellung in geringem Maße verschwenkt, so daß die elastischen Muffen
8 ein Rückstellmoment im Einkuppelsinn bewirken. Dadurch sind die Klemmstelzen ständig
in Einkuppelrichtung vorgespannt. Während des gesamten Betriebs sind die Klemmstelzen
in Umfangsrichtung aneinander in Anlage, da die Zylinderwandungsabschnitte ein Aneinander-leiten
der Klemmstelzen ermöglichen. Beim Auftreten von Belastungsstößen werden diese weitgehend
durch die elastischen Muffen aufgefangen. Die einzelne Klemmstelze ist auch dadurch,
daß sie an der benachbarten Klemmstelze anliegt, gehindert, beim Auftreten eines
Einkuppelstoßes herauszuspringen. Dadurch wird die Betriebssicherheit der Kupplung
wesentlich erhöht. Die Muffen ermöglichen sowohl eine allseitige Nachgiebigkeit
als auch die Erzeugung eines Rückstellmomentes.