Klemmrollen-Freilaufkupplung Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung
mit vorzugsweise angefederten Klemmrollen, die zwischen Keilflächen eines Laufringes
und einer zylindrischen Gegenfläche eines konzentrischen Außenringes angeordnet
sind, und betrifft Maßnahmen zur Verbesserung der Funktion derartiger FreilaufküpplungenR
Klemmrollen-Freilaufkupplungen dieser Art sind bereits in verschiedenen Ausführungen
bekannt und haben sich in der Praxis vielfach gut bewährt. Bei allen diesen Ausführungsformen
ist aber stets der die Klemm ollen tragende Laufring drehfest mit einer Welle oder
einem anderen Bauteil verbunden, so daß eine Kupplung zweier Bauteile miteinander
bzw. ein Durchdrehen jeweils nur in eixter Drehrichtung möglich ist. Oftmals ist
es jedoch erforderlich, eines der mit dem Freilauf verbundenen Bauteile frei durchdrehen
zu können, ohne daß dabei eine Klemmwirkung auftritt. Für diese Anwendungsfälle
sind aber die bisher bekanntgewordenen Freilaufkupplungen nicht geeignet.
Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Freilaufkupplung mit vorzugsweise angefederten
Klemmrollen, diezwischen Keilflächen eines Laufringes und einer zylindrischen Gegenfläche
eines konzentrischen Außenringes angeordnet sind, zu schaffen, bei der eines der
Bauteile in beiden Drehrichtungen frei durchgedreht werden kann, während das andere
Kupplungsteil in einer der Drehrichtungen eine Verklemmung der Klemmrollen bewirkt,
ohne daß dazu ein großer Bauaufwand erforderlich ist.Pinch Roller One-Way Clutch The invention relates to a one-way clutch
with preferably spring-loaded clamping rollers that are positioned between the wedge surfaces of a raceway
and arranged on a cylindrical mating surface of a concentric outer ring
and concerns measures to improve the function of such overrunning clutchesR
Pinch roller overrunning clutches of this type are already available in various designs
known and have proven themselves many times in practice. In all of these embodiments
but is always the ollen-bearing race ring rotatably with a shaft or
connected to another component, so that a coupling of two components together
or spinning is only possible in the fixed direction of rotation. Often is
however, it is necessary to spin freely one of the components connected to the freewheel
to be able to without a clamping effect occurring. For these use cases
but the freewheel clutches that have become known so far are not suitable.
task
of the invention is therefore to provide a one-way clutch with preferably spring loaded
Pinch rollers that are positioned between wedge surfaces of a raceway and a cylindrical counter surface
a concentric outer ring are arranged to create one of the
Components can be rotated freely in both directions of rotation, while the other
Coupling part causes the pinch rollers to jam in one of the directions of rotation,
without a large construction effort is required.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Freilaufkupplung der vorgenannten
Art dadurch erreicht, daß der mit Keilflächen versehene Laufring auf einer mit diesem
zu kuppelnden Welle od,,dgl"" frei drehbar iplagert und in einzelne Segmente unterteilt
ist, wobei in jedem Segment jeweils mindestens eine Klemmrolle eingesetzt ist. Um
stets ein ungehindertes Durchdrehen der den Laufring tragenden Welle zu gewährleisten,
ist es besonders vorteilhaft,'die Segmente auf ihrer Innenmantelfläche oder den
Stirnflächen mit einer oder mehreren, einander zugeordneten umlaufenden Ausnehmungen
zu versehen, in die zum Andrücken der Segmente an den Außenring Federringe od.dglo
federn, Ringfedern od.dglo einzusetzen.According to the invention, this is achieved in a one-way clutch of the aforementioned type in that the wedge-shaped running ring is freely rotatable on a shaft to be coupled with it and is divided into individual segments, with at least one in each segment Pinch roller is inserted. In order to always ensure unimpeded rotation of the shaft carrying the raceway, it is particularly advantageous to 'provide the segments on their inner circumferential surface or the end faces with one or more circumferential recesses assigned to one another, into which spring washers od to press the segments onto the outer ring .dglo
use feathers, ring springs or glove.
Des weiteren kann der Außenring auf seiner .Außenmantelfläche
mit
einer Schrägverzahnung, einer Schrägnut od.dgl, versehen werden, in. der eine axial
verschiebbare Hülse geführt ist, die mit jedem der Segmente durch Ansätze, Stifte
od- ä- drehfest und axial verschiebbar verbunden ist. Dadurch ist es möglich, zwischen
der Welle und dem Außenring eine Relativverdrehung vorzunehmen, so daß beide Teile
in beiden Drehrichtungen durch die zwangläufig in Klemmstellung gebrachten Klemmrollen
fest miteinander verbunden sind: Eine gemäß der Erfindung ausgebildete Freilaufkupplung
zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß eines der Bauteile, beispielsweise eine
Welle, in beiden Drehrichtungen frei durchgedreht werden kann, während beim Antrieb
des Außenringes dieser in einer der Drehrichtungen gesperrt wird< Um dies-zu
ermöglichen, ist es lediglich erforderlich, den Laufring der Freilaufkupplung frei
drehbar auf der Welle anzuordnen und in einzelne Segmente zu unterteilen und diese
Segmente gegebenenfalls durch Federn von der Welle abzudrücken Wird nämlich bei
dieser Ausführung die Welle gedreht, so werden der Laufring und die von diesem geführten
Klemmrollen nicht beeinflußt, so daß eine Verklemmung der Welle nicht erfolgt. Bei
einer Verdrehung des Laufringes in Richtung der ansteigenden Keilflächen der Segmente
werden dagegen durch die an dem Laufring sich anlegenden Klemmrollen die Segmente
auf die Welle gepreßt, so daß diese mit dem Laufring kraftschlüssig verbunden wird
Wird
außerdem auf der Außenmantelfläche des Außenringes eine Schrägverzahnung, eine Schrägnut
od..dgl.. angebracht und wird i.n@diese.r eine Hülse, die über Ansätze mit den einzelnen
Segmenten drehfest aber axial verschiebbar verbunden ist, gefuhrt, so daß bei einer
Axialverschiebung der Hülse eine Relativverdrehung zwischen dem La.izf-ring und
den Segmenten vorgenommen wird, ist es möglich, -inabhängig von dem jeweiligen Betriebszustand
die Segmente stets fest auf die Welle züz drücken. Ein Freilaufen von f:-ij:zzelnen
Teilen der Kupplung ist in diesem Fall nicht möglich, sondern Welle und Laufring
sind in beiden Drehri 7httzrigen kraf±sch:üssig durch die Klemmrollen und Segmente
fest miteinander verbunden. Diese Weiterbildung der erfindungsgemäßen Freilaufkupplung
ist besonders vorteilhaft als Schalteinrichtung für Zahnräderwechselgetriebe o,3,
geeignet, um auch unter hast beispielsweise die Verbindung eines Zahnrades mit einer
Welle her-, zustellen<. In ausgekuppeltem Zustand können hierbei Welle lind Außenring
voneinander unabhängig in jeder Drehrichtung bzw mit unterschiedlicher Drehzahl
gedreht werden, ohne dal3 eine Mitnahme erfolgt, Weitere Einzelheiten der Klemmrollen-Freilaufkupplung
gemäß der Erfindung sind den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
zu entnehmen. Hierbei zeigen Figo leinen Schnitt durch eine mit einem in Segmente
unterteilten Laufring und aasgefederten Klemmrollen versehene Freilaufkupplung,
Figo
2g eine Weiterbildung der Freilaufkupplung nach Fig. 1 im Axialschnitt und Fig.
3ö einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2. Die in Fig. 1 dargestellte und
mit 1 bezeichnete Freilaufkupplung besteht aus einem auf einer Welle 2 drehbar gelagerten
Laufring 4 sowie-einem diesen umgebenden Außenring 3, wobei zur Verbindung dieser
Teile in Ausnahmungen 16 des Laufringes 4 Klemmrollen 7 eingesetzt sind. Die Klemmrollen
7 werden hierbei durch Schraubendruckfedern 10 und Druckbolzen 9, die in
Ausnehmungen 8 des Laufringes 4 angeordnet sind, stets in Betriebsstellung gehalten.
Um ein .freies Durchdrehen der Welle 2 in beiden Drehrichtungen zu ermöglichen,
ist der Laufring 4 in einzelne Segmente 5 unterteilt, die durch einen Federring
14, der in eine auf der Innenmantelfläche 12 der Segmente 5 eingearbeitete Ausnehmung
13 eingesetzt ist, oder durch Tellerfedern 15, die zwischen den Segmenten 5 angeordnet
sein können, nach außen gedrückt werden. Somit ist gewährleistet, daß bei einer
Verdrehung der Welle 2 keine Mit-
nahme der Segmente 5 und somit keine Relativverdrehung
zwischen diesen und dem Außenring 3 erfolgt, durch die eine Verklemmung der Klemmrollen
7 zwischen den Keilflächen 6 der Segmente 5 und der zylindrischen Gegenfläche 11
des Außenringes 3 hervorgerufen würde. Wird dagegen der Außenring 3 nach rechts
verdreht, so werden die Klemmrollen 7 von diesem mitgenommen und
laufen
auf den Keilflächen 6 der Segmente 5 auf. Dadurch werden diese entgegen der Kraft
des Federringes -14 bzwa der Tellerfedern 15 nach innen gedrückt und auf die Welle
2 gepreßt, so daß diese kraftschlüssig mit dem Außenring 3 verbunden ist- In der
anderen Drehrichtung dagegen kann sich der Außenring 3 frei drehen, ohne daß eine
Kupplung mit der Welle 2 erfolgt, da die Klemmrollen 7 entgegen der :fraft der Druckfedern
10 mitgenommen werden und somit nicht auf den Keilflächen 6 der Segmente 5 auflaufen
können. Dlirrh die Unterteilung des Laufringes 4 in einzelne Segmente 5, wobei Jedem
der Segmente zweckmäßigerweise eine Klemmrolle 7 oder ein anderer äquivalenter Wälzkörper
zugeordnet ist, ist es möglich, eine Freilaufkupplung zu schaffen, bei der eines
der Bauteile in beide Drehrichtungen irP- durchgedreht werden kann, während mittels
des anderen Bauteils, in dem gezeigten AusZührungsbeispiel mittels des Axßgnringes
3, eine Kupplung vorzunehmen ist= Selbstversta.ndli.ch ist es auch möglich, die
Freilaufkupplung so zu gestalten. daß der Außenring 3 in beiden Drehrichtungen und
die Welle 2 nur in einer Drehrichtung frei durchdrehen können. In diesem Fall sind
lediglich die Klemmrollen 7 zwischen der Welle 2 und dem Laufring 4 einzusetzen
und die Federe2emente sind entsprechend anzuordnen" Die in Fig, 2 und 3 gezeigte
Freilaufkupplung 21 bes±eh.t analog zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbe;.pie-_
wiederum ans einem auf einer Welle 22 drehbar gelagerten
Laufring
24, der in einzelne Segmente -'5 =terteilt ist, sowie einem diese umgebenden Außenring
23.. Zur Verklemmung der Segmente 25 mit der Welle 22 dienen Klemmrollen 27, die
durch die in den Ausnehmungen 28 der Segmente 25 eingesetzten Druckfedern 30 und
den Druckbolzen 29 an die Keilflächen 26 der Segmente 25 und die Gegenfläche 31
des Außenringes 23 gedrückt werden; so daß bei Verdrehung des Außenringes 23 nach
rechts die Segmente 25 entgegen der Kraft des in der Ausnehmung 33 auf deren Inrienman!-el:lä^1e
32 eingesetzten Federringes 34 nach innen gedrückt und mit der Welle 22 verklemmt
werden Um die Freilaufkupplung nach Fig_ 2 und 3 in jedem Betriebszustand auch als
Kupphuig zur Koppelung der Welle 22 mit dem Außenring 23 verwenden zu können, ist
des weiteren hierbei der Außenring 23 mit einer Schrägverzahnung 37 versehen, in
der eine mit einer-entsprechenden Gegenverzahnung 36 ausgestattete Hülse 35 axial
verschiebbar geführt ist. Außerdem ist die Hülse 35 drehfest mit den Segmenten 25
verbunden, die zu diesem Zweck axial gerichtete, in Ausnehmungen 39 der Hülse435
eingreifende und durch den Ring 40 geführte Ansätze 38 aufweisen Soll das drehbar
auf der Welle l-9 gelagerte, strichpunktiert dargestellte Zahnrad 41 mit dieser
durch die Freilaufkupplung 21 gekoppelt werden, so ist lediglich die Hülse 35 durch
eine Schaltgabel od,dglin, axialer Richtung, je nach Zuordnung der ansteigenden
Verzahnungen zu den Keilflächen, nach links oder rechts 7u verschieben Bei einer
derartigen
Verschiebung wird der Außenring 23 durch die Schrägverzahnungen 36, 37 verdreht,
so daß zwischen diesen und den Segmenten 25'des Laufringes 24, die über die Ansätze
38 drehfest mit der Hülse 35 verbunden sind, eine Relativverdrehung vorgenommen
wird. Dadurch werden wiederum die Klemmrollen 27, eine entsprechende Zuordnung der
Verdrehrichtung vorausgesetzt, zwischen den Keilflächen 26 der Segmente 25 und der
zylindrischen Gegenfläche 31 des Außenringes 23 eingeklemmt, so daß die Segmente
25 entgegen der Kraft des Federringes 34 auf die Welle 22 gepreßt werden und diese
somit mit dem Außenring 23 fest verbunden ist.Furthermore, the outer ring can be provided with helical teeth, an inclined groove or the like on its outer circumferential surface, in which an axially displaceable sleeve is guided, which is connected to each of the segments by lugs, pins, or rotatably and axially displaceably is. This makes it possible to make a relative rotation between the shaft and the outer ring, so that both parts are firmly connected to one another in both directions of rotation by the pinch rollers that are inevitably brought into the clamping position: An overrunning clutch designed according to the invention is primarily characterized by the fact that one of the Components, for example a shaft, can be rotated freely in both directions of rotation, while when the outer ring is driven it is locked in one of the directions of rotation to subdivide individual segments and, if necessary, to push these segments off the shaft with springs. When the raceway is rotated in the direction of the rising wedge surfaces of the segments, the segments are pressed onto the shaft by the pinch rollers resting on the raceway, so that it is positively connected to the raceway od..dgl .. attached and is in@diese.r a sleeve that is rotatably but axially displaceably connected to the individual segments via approaches, so that a relative rotation between the La.izf-ring and with an axial displacement of the sleeve the segments is made, it is possible, -independent of the respective operating state, always press the segments firmly on the shaft züz. In this case, it is not possible for individual parts of the clutch to run freely, but the shaft and the raceway are firmly connected to each other in both rotations by means of the pinch rollers and segments. This further development of the overrunning clutch according to the invention is particularly advantageously suitable as a switching device for gear change transmissions o, 3, in order to establish, for example, the connection of a gear to a shaft, even under you. In the disengaged state, the shaft and the outer ring can be rotated independently of one another in each direction of rotation or at different speeds without entrainment. Here, Figo show a section through an overrunning clutch provided with a raceway divided into segments and spring-loaded clamping rollers, Figo 2g a further development of the overrunning clutch according to Fig. 1 in an axial section and Fig. 30 a section along the line III-III of Fig. 2. The in Fig. 1 shown and designated with 1 overrunning clutch consists of a rotatably mounted on a shaft 2 race 4 and an outer ring 3 surrounding this, wherein 4 clamping rollers 7 are used to connect these parts in recesses 16 of the race. The clamping rollers 7 are always held in the operating position by helical compression springs 10 and pressure bolts 9, which are arranged in recesses 8 in the raceway 4. In order to enable the shaft 2 to rotate freely in both directions of rotation, the race 4 is divided into individual segments 5, which are secured by a spring ring 14, which is inserted into a recess 13 machined on the inner surface 12 of the segments 5, or by disc springs 15 , which can be arranged between the segments 5, are pressed outward. Thus, 11 is assured that during a rotation of the shaft 2 no co acceptance of the segments 5 and hence no relative rotation therebetween and the outer ring 3 occurs by a clamping of the pinch rollers 7 between the cam faces 6 of the segments 5 and the cylindrical mating surface of the Outer ring 3 would be caused. If, on the other hand, the outer ring 3 is rotated to the right, the pinch rollers 7 are carried along by it and run onto the wedge surfaces 6 of the segments 5. As a result, these are pressed against the force of the spring ring -14 or the disc springs 15 inward and pressed onto the shaft 2 so that it is positively connected to the outer ring 3 - In the other direction of rotation, on the other hand, the outer ring 3 can rotate freely without a coupling with the shaft 2 takes place, since the pinch rollers 7 are carried along against the direction of the compression springs 10 and thus cannot run into the wedge surfaces 6 of the segments 5. Dlirrh the division of the race 4 into individual segments 5, each of the segments expediently assigned a pinch roller 7 or another equivalent rolling element, it is possible to create an overrunning clutch in which one of the components can be rotated in both directions of rotation irP, while by means of the other component, in the exemplary embodiment shown by means of the Axßgnringes 3, a clutch is to be made = Selbstversta.ndli.ch, it is also possible to design the overrunning clutch. that the outer ring 3 can rotate freely in both directions of rotation and the shaft 2 can only rotate freely in one direction of rotation. In this case, only the pinch rollers 7 are to be used between the shaft 2 and the raceway 4 and the spring elements are to be arranged accordingly. The overrunning clutch 21 shown in FIGS. 2 and 3 is analogous to the embodiment shown in FIG. pie-_ in turn on a running ring 24 rotatably mounted on a shaft 22, which is divided into individual segments -'5 =, and an outer ring 23 surrounding this In the recesses 28 of the segments 25 compression springs 30 and the pressure bolts 29 are pressed against the wedge surfaces 26 of the segments 25 and the counter surface 31 of the outer ring 23; so that when the outer ring 23 is rotated to the right, the segments 25 against the force of the recess 33 on their Inrienman! -El: lä ^ 1e 32 inserted spring ring 34 are pressed inward and jammed with the shaft 22 To be able to use also as a cup for coupling the shaft 22 to the outer ring 23, the outer ring 23 is also provided with helical teeth 37 in which a sleeve 35 equipped with a corresponding counter-toothing 36 is guided axially displaceably. In addition, the sleeve 35 is non-rotatably connected to the segments 25, which for this purpose have axially directed lugs 38 engaging in recesses 39 of the sleeve 435 and guided through the ring 40 this are coupled by the overrunning clutch 21, then only the sleeve 35 by a shift fork od, the like, in the axial direction, depending on the assignment of the rising teeth to the wedge surfaces, move to the left or right 7u Helical teeth 36, 37 twisted so that a relative rotation is carried out between these and the segments 25 'of the race 24, which are connected non-rotatably to the sleeve 35 via the lugs 38. As a result, the pinch rollers 27, assuming a corresponding assignment of the direction of rotation, are clamped between the wedge surfaces 26 of the segments 25 and the cylindrical mating surface 31 of the outer ring 23, so that the segments 25 are pressed against the force of the spring ring 34 on the shaft 22 and this is thus firmly connected to the outer ring 23.
Das drehbar auf der Welle 22 gelagerte Zahnrad 41 kann somit in jedem
Betriebszustand, auch unter Last, in zuverlässiger Weise für beide Drehrichtungen
mit der Welle 22 gekuppelt werden.. Zur Lösung der Klemmverbindung ist lediglich
die Hülse 35 wiederum in die Ausgangslage zurückzuverschiebenoThe rotatably mounted on the shaft 22 gear 41 can thus in each
Operating condition, even under load, in a reliable manner for both directions of rotation
be coupled to the shaft 22 .. To release the clamp connection is only
the sleeve 35 in turn shift back into the starting position