DE1962379C3

DE1962379C3 - Klemmkörperfreilaufkupplung

Info

Publication number: DE1962379C3
Application number: DE1962379A
Authority: DE
Inventors: Bryan P. Ithaca N.Y. Kent (V.St.A.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1968-12-19
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1975-11-13
Also published as: BR6914733D0; US3545581A; USRE29520E; FR2026591A1; DE1962379A1; ZA697319B; DE1962379B2; GB1257237A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Klemmkörperfreilauf kupplung mit einem Innenlaufring und einem Außenlaufring und einem mit einem dieser Ringe verbundenen Käfig, in dem die durch Federkraft in Einrückstellung gehaltenen Klemmkörper schwenkbar gehalten sind.

Es sind Klemmkörperfreilaufkupplungen bekannt (DTPS 11 08990), bei denen die Klemmkörper ohne Käfig zwischen dem Innen- und Außenlaufring angeordnet sind. Dabei sind die Schwerpunkte der Klemmstücke so verlagert, daß die bei einer vorbestimmten Drehzahl auftretende Fliehkraft die Klemmstücke so verdreht, daß sie entgegen der Kraft einer Feder, welche die Klemmstücke an sich in Klemmbereitschaft hält, von der inneren Laufbahn abgehoben werden.

Bei anderen Klemmkörperfreilaufkupplungen ist es bekannt, die Klemmkörper in einem Käfig drehbar zu halten. Dabei werden ebenfalls die Klemmkörper durch eine Feder in Klemmbereitschaft gehalten und erfolgt in der einen Drehrichtung ein Einrücken der Klemmkörper und damit eine Antriebsverbindung zwischen den Laufringen, während in der anderen Drehrichtung die Antriebsverbindung durch eine entsprechende Drehbewegung der Klemmkörper aufgehoben wird. Dabei heben sich die Klemmkörper von dem voreilenden Laufring nicht vollständig ab, sondern schleifen vielmehr an dem Laufring. Dessen Klemmfläche wird zwar etwa gleichmäßig abgenutzt, doch tntt der Verschleiß bei den Klemmkörpern stets an der gleichen Stelle auf so daß sich dort eine ungleichmäßige Abnutzung ergibt, welche die Arbeitsweise der Klemmkörper nachteilig beeinflußt

Dies trifft auch bei der bekannten Klemmkörperfreilaufkupplung (CH-PS 3 03 012) zu, von der die Erfin-Sg Seht, und bei der der Käfig mit den Klemmkörpern stets mit dem nacheilenden Laufring, sei es der Außenlaufring oder der Innenlaufring, verbunden ist Damit soll die auf die Klemmkörper einwirkende Fliehkraft verringert werden, welche die Klemmkörper am vbreilenden Laufring schleifen läßt Ein Abheben der Klemmkörper ist dabei jedoch nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Klemmkörperfreilaufkupplung so auszubilden, daß ein vollständiges Abheben der Klemmkörper vom nachlaufenden Außenlaufring erzielt wird, so daß kein unerwünschter Verschleiß auftreten kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei der Kupplung der eingangs geschilderten Art dadurch geiöst, daß der Käfig mit dem voreilenden Innenlaufnng verbunden ist und die Klemmkörper eine exzentrische Massenverteilung derart aufweist daß sie von dem Außenlaufring durch Einwirkung der Fliehkraft abheb-

Im Gegensatz zu dem geschilderten Stand der Technik bei dem durch Fliehkrafteinwirkung auf entsprechend geformte Klemmkörper diese vollständig von der Innenlaufbahn abgehoben werden (DTPS 11 08 990) oder nur ein leichtes Schleifen der Klemmkörper am Laufring ermöglicht wird (CH-PS 3 03 012), wird erfindungsgemäß ein vollständiges Abheben der Klemmkörper vom nachlaufenden Außenlaufring erzielt, wobei die Klemmkörper entgegen der Fliehkraft abgestützt sind. Das Abheben der Klemmkörper von dem Außenlaufring hat außerdem den Vorteil, daß der Innenlaufring unmittelbar mit einer Antriebswelle verbunden werden kann und sich dadurch einfachere Konstruktionen ergeben.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es

F i g. 1 einen Axialschnitt einer Klemmkörperfreilaufkupplung gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen Schnitt nach Linie H-Il in Fig. 1 mit einer Teiiansicht des Käfigs,

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie 1II-III in F i g. 2,

F i g. 4 eine Seitenansicht eines anliegenden Klemmkörpers beim Abheben vom äußeren Laufring während des Voreilens des inneren Laufringes.

Eine Klemmkörperfreilaufkupplung 15 weist gemäß F i g. 1 neben anderen Bauteilen einen Innenlaufring U, einen Außenlaufring 12 und Kugellager 13 auf, mit denen der Außenlaufring 12 auf dem Innenlaufring U gelagert ist, sowie Schmiermitteldichtungen 14. Der Innenlaufring 11 hat eine innere Lauffläche 20, während der Außenlaufring 12 eine äußere Lauffläche 21 aufweist.

Die Klemmkörperfreilaufkupplung 15 besteht aus zwei Käfigringen 22, zwei vorgespannten Federn 23, einer Anzahl von Käfigabstandsbuchsen 24, einer Anzahl von Klemmkörpern 25 und einer eine Klemmkraft erzeugenden Blattfeder 26 (F i g. 2) zur Verbindung des Käfigs mit dem Innenlaufring 11. Die Käfigringe 22 weisen in gleichen Umfangsteilungen angeordnete

Bohrungen 27 zur Aufnahme der Zapfen 28 der Klemmkörper auf. Die Käfigringe sind zur Aufnahme der Klemmkörper 25 mittels der Abstandsbuchsen 24 koaxial mit Abstand voneinander angeordnet (F i g. 1,2 und 3) und mit Schrauben in ihrer Lage gehalten.

Die Klemmkörper 25 sind mit Zapfen 28 versehen und mit diesen in den Bohrungen 27 der Käfigringe 22 drehbar gelagert Die Klemmkörper weisen äußere Klemmfläcfe?η 30 und innere Klemmflächen 31 auf, die zur Antriebsübertragung mit der äußeren Lauffläche 21 und mit der inneren Lauffläche 20 in Klemmeingriff kommen, wenn die innere Lauffläche 20 gegenüber der äußeren Lauffläche 21 im Uhrzeigersinn angetrieben wird.

Die Klemmkörper 25 sind neben jedem Klemmkörperzapfen 28 mit einer sich sehnenförmig erstreckenden Fläche 31Λ versehen. Die sich infolge der Fliehkraft ausdehnenden und Kraft speichernden Federn 23 liegen an den Flächen 31Λ der Klemmkörper 25 an und bewegen diese im Gegenuhrzeigersinn bei einer Antriebsübertragung zwischen der inneren Lauffläche 20 und der äußeren Lauffläche 21. Die Blattfeder 26 besteht aus Federbandstahl, wobei mehrere an der inneren Umfangsfläche des Klemmkörperskäfigs angeordnet sind. Ihre Anzahl hängt von der Größe der benötigten Klemmkraft ab. Die Blattfedern 26, von denen nur eine in F i g. 2 gezeigt ist, sind bei 32 am Käfigring 22 befestigt Sie weisen eine Krümmung für eine elastische Anlage an der inneren Lauffläche 20 auf.

In F i g. 4 sind die Klemmkörper 25 beim Voreilen der inneren Lauffläche 21 dargestellt. Die Klemmkör per haben eine besondere Form, sie sind nämlich an ihrer linken Seite mit einem Gegengewichtsabschniu 35 versehen, so daß der Schwerpunkt 36 der Klemm körper 25 von der Drehachse 37 der Zapfen 28 nach links verlagert ist. Beginnt nun beispielsweise die innere Lauffläche 20 vorzueilen, dann ist der Krümmungsmittelpunkt 38 der äußeren Klemmfläche 30 des Klemmkörpers etwas einwärts und in Umfangsrichtung vom Schwerpunkt 36 und der Drehachse 37 der Klemmkörperzapfen 28 versetzt. Bei dieser Stellung fällt der Krümmungsmittelpunkt der inneren Klemmfläche 31 des Klemmkörpers etwa mit der Drehachse 37 der Klemmkörperzapfen 28 zusammen.

; Lauffläch

Wenn die innere Lauffläche 20 gegenüber der äußeren Lauffläche 21 entgegen dem Uhrzeigersinn voreilt, wird der Klemmkörperkäfig mittels der Blattfedern 26 von der inneren Lauffläche 20 mitgenommen, so daß sich die Klemmkörper 25 zusammen mit der inneren Lauffläche 20 bewegen. Wenn nun die Drehzahl der inneren Lauffläche 20 zunimmt, werden die Klemmkörper 25 infolge der am exzentrisch zur Drehachse 37 liegenden Schwerpunkt 36 angreifenden Fliehkraft mit einer ständig zunehmenden Kraft im Uhrzeigersinn um die Achse 37 der Zapfen 28 gedreht.

Der durch die Fliehkraft hervorgerufenen Verdrehung der Klemmkörper 25 wirken die sich ausdehnenden Federn 23 entgegen, bis die Drehzahl des Käfigs 22 und damit der Klemmkörper 25 eine Höhe erreicht, bei der die Fliehkrafteinwirkung auf die Klemmkörper 25 gleich oder größer ist als die Kraft der Federn 23, wonach bei weiter zunehmender Drehzahl die Klemmkörper 25 im Uhrzeigersinn (F i g. 4) um die Drehachse 37 der Zapfen 28 in den Käfigringen 22 verdreht werden. Bei der durch die Fliehkraft bewirkten Verdrehung der Klemmkörper 25 walzen sich die inneren Klemmflächen 31 der Klemmkörper auf der inneren Lauffläche 20 um die Achsen 37 der Zapfen 28 ab und die äußeren Klemmflächen 30 der Klemmkörper 25 heben vollständig von der äußeren Lauffläche 21 ab, wenn sich die innere Lauffläche 20 während des Voreilens mit einer Drehzahl dreht, bei der die vorbestimmte Kraft der Feder 23 durch die Fliehkraft überwunden wird. Um die Klemmkörper 25 nach ihrem Abheben für ein betriebssicheres Einrücken zur Antriebsverbindung der inneren Lauffläche 20 mit der äußeren Lauffläche 21 bereitzuhalten, werden die Klemmkörper 25 an einer übermäßigen, durch die Fliehkraft bewirkten Verdrehung bei außergewöhnlich hohen Voreilgeschwindigkeiten dadurch gehindert, daß zwischen den Käfigringen 22 nahe den Klemmkörpern 25 sich quer erstreckende Anschlagstifte 39 vorgesehen sind; die Klemmkörper können auch einen ausreichend engen Abstand zueinander haben, so daß sie sich berühren, wenn die der vorbestimmten Fliehkraft entsprechende Drehzahl überschritten wird, um auf diese Weise eine übermäßige Verdrehung der Klemmkörper zu vermeiden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Klemmkörperfreilaufkupplung mit einem Innenlaufring und einem Außenlaufring und einem mit einem dieser Ringe verbundenen Käfig, in dem die durch Federkraft in Einrückstellung gehaltenen Klemmkörper schwenkbar gehaltert, sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (22, 24) mit dem voreilenden Innenlaufring (11) verbunden ist und die Klemmkörper (25) eine exzentrische Massenverteilung derart aufweisen, daß sie von dem Außenlaufring_r (12) durch Einwirkung der Fliehkraft abhebbar sind·

2. Klemmkörperfreilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Käfigs (22,24) mit dem Innenlaufring (11) durch wenigstens eine am Käfig befestigte, am Innerilaufring anliegende Blattfeder (26) vorgesehen ist

3. Klemmkörperfreilaufkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius der mit dem zurückbleibenden Außenlaufring (12) zusammenwirkenden Klemmfläche (30) der Klemmkörper (25) größer als der Abstand der Drehachse (37) der Klemmkörper von dem zurückbleibenden Außenlaufring und der Mittelpunkt (38) des Krümmungsradius exzentrisch zur Drehachse (37) versetzt ist, während der Mittelpunkt des Krümmungsradius der mit dem voreilenden Innenlaufring (11) zusammenwirkenden Klemmfiäche (31) im wesentlichen mit der Drehachse (37) der Klemmkörper (25) zusammenfällt.

4. Klemmkörperfreilaufkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der Bewegung der Klemmkörper (25) heim Abheben durch Anschlagstifte (39) begrenzbar ist.