DE19680243C1

DE19680243C1 - Klemmrollenfreilauf

Info

Publication number: DE19680243C1
Application number: DE19680243A
Authority: DE
Inventors: Joachim Ritter; Johann Stark
Original assignee: INA Schaeffler KG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1995-04-19
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 2002-04-11
Anticipated expiration: 2016-03-01
Also published as: KR19980703723A; CN1182472A; DE19514506A1; WO1996033354A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klemmrollenfreilauf, mit zwei ineinander angeordneten, einander zugewandte Mantelflächen aufweisende Ringen, mit einer an der einen Mantelfläche ausgebildeten zylindrischen Klemmbahn, mit an der anderen Mantelfläche ausgebildeten, in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Klemmrampen, und mit gegen die zylindrische Klemmbahn und die Klemmrampen angefederten Klemmrollen.

Ein derartiger Freilauf ist beispielsweise aus der DE 40 15 790 A1 bekannt. Die Ringe von derartigen Freiläufen sind durch spangebende oder spanlose Formge bung hergestellt. Damit der Freilauf auch unter größeren Belastungen sicher und ohne nennenswerten Verschleiß funktioniert, werden die Ringe gehärtet. So werden die schweren spangebend hergestellten Ringe oftmals durchgehärtet. Die durch spanlose Formgebung hergestellten dünnwandigen Ringe werden ausschließlich randschichtgehärtet, weil auf diese Art und Weise die nötige Elastizität der dünnwandigen Ringe erhalten bleibt. Die spangebend hergestellten Ringe sind teuer und schwer; die spanlos hergestellten Ringe dagegen sind billiger und leichter, allerdings wegen der Eigenelastizität der lediglich randschichtgehär teten Ringe gegenüber den durchgehärteten spangebend hergestellten Ringen nur geringer belastbar.

Aus DE 20 51 308 A1 ist ein Klemmrollenfreilauf mit einer aus Blech spanlos gezogenen Hülse bekannt geworden. Der Innenring ist durch Schlitze so elastisch nachgiebig ausgeführt, dass er unter gewisser Aufweitung auf eine Welle aufgeschoben werden kann.

Aus DE 17 50 493 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Freilaufkupplung bekannt geworden. Diese Freilaufkupplung weist eine äußere Hülse auf, die in eine Bohrung eines Gehäuses eingepreßt ist. Die Hülse ist aus dünnen Blechstreifen zusammengebogen u. ggf. durch eine Wärmebehandlung an der profilierten Innenfläche oder vollständig gehärtet. Das Einpressen erfordert große Einpreßkräfte, die bei ungünstiger Toleranzlage unerwünschte Verformungen bewirken können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Klemmrollenfreilauf derart weiterzubilden, daß dieser sowohl preiswert und von geringem Gewicht, als auch mit geringer Eigenelastizität ausgestattet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Klemmrollenfreilauf gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise dann zweckmäßig, wenn der innere Ring beispielsweise auf eine Welle aufgesteckt und somit radial abgestützt ist..

Gemäß Anspruch 2 ist der mit den Klemmrampen versehene Ring, insbesondere der äußere Ring im Tiefziehverfahren hergestellt und durchgehärtet, wobei die Rampen einstückig mit dem Ring verbunden sind. Im Gegensatz zu den lediglich randschichtgehärteten, spanlos hergestellten äußeren Ringen benötigt der erfindungsgemäße Außenring keine äußere Abstützung im Bereich der Klemm rampen, da seine Dehnungen in Umfangsrichtung unter Belastung aufgrund seiner Eigensteifigkeit im gewünschten Maß gering ist.

Gemäß Anspruch 3 ist es zweckmäßig, daß am Innenumfang des inneren Ringes an dessen dem Radialflansch zugewandten Ende eine Wälzkörperlaufbahn, insbesondere Kugelrille ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine Lagerung des inneren Ringes an dieser Stelle gegenüber der Antriebswelle auf preiswerte Art und Weise deshalb möglich, weil auf einen zusätzlichen Ring, an dem diese Wälzkörperlaufbahn ausgebildet ist, verzichtet werden kann. Fertigungstechnisch ist diese Anordnung der Wälzkörperlaufbahn für das Tiefziehverfahren deshalb besonders interessant, weil sich der lichte Durchmesser des inneren Ringes stufenweise von innen nach außen vergrößert, ohne daß auf einen größeren lichten Durchmesser ein kleinerer lichter Durchmesser folgt. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß keine fertigungstechnisch schwer beherrschbare Hinterschnei dungen auftreten.

Gemäß Anspruch 4 ist es zweckmäßig, daß an der Innenseite des inneren Ringes ein Gleitlagerring vorgesehen ist, dessen Verwendung eine einfache zylindrische Innenkontur des inneren Ringes ermöglicht.

Gemäß Anspruch 5 ist es zweckmäßig, daß der innere Ring auf einer Antriebs welle einer Waschmaschine drehbar gelagert ist, wobei ein Sonnenrad der Antriebswelle mit Planetenrädern kämmt, die ihrerseits mit einem Hohlrad kämmen, das an den Radialflansch angeflanscht ist.

Gemäß Anspruch 6 ist es zweckmäßig, daß ein zwischen dem Radialflansch und dem inneren Ring gebildeter Ringspalt mittels eines Dichtringes verschlossen ist, wobei der Dichtring an der Stirnfläche des inneren Ringes anliegt. Diese Anordnung ist dann besonders günstig, wenn der innere Ring auf der Antriebs welle angeordnet und als Wälzkörper verwendete Kugeln zwischen dem inneren Ring und die Antriebswelle eingeführt werden. Zu diesem Zweck wird der innere Ring gegenüber der Antriebswelle radial verschoben; in den sichelförmigen Spalt können nun die Kugeln eingeführt werden. Diese radiale Verschiebung des inneren Ringes wird dadurch möglich, daß der innere Ring gegenüber dem Dichtring radial verschiebbar ist, auch wenn dieser starr ausgebildet ist. Beispielsweise mit einem Radialwellendichtring ist diese radiale Verschiebbarkeit und damit die beschriebene Montage nicht möglich.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in insgesamt zwei Figuren dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Halbschnitt eines Antriebsstrangs einer Waschmaschine mit erfindungsgemäßem Klemmrollenfreilauf,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Klemmrollenfreilauf, und

Fig. 3 einen weiteren erfindungsgemäßen Klemmrollenfreilauf

Der erfindungsgemäße Klemmrollenfreilauf 1 ist auf einer Antriebswelle 2 einer nicht näher dargestellten Waschmaschine angeordnet. Der Klemmrollenfreilauf 1 weist einen äußeren Ring 3, einen inneren Ring 4 und dazwischen angeord nete Klemmrollen 5 auf, die in einen Spalt hineingedrückt sind, der von einer zylindrischen Klemmbahn 6 des inneren Rings 4 und von Klemmrampen 7 des äußeren Rings 3 gebildet ist. Weiterhin sind zwischen den Ringen 3, 4 Kugeln 8 angeordnet, die an Kugelrillen 9, 10 der beiden Ringe 3, 4 abwälzen. Der Klemmrollenfreilauf 1 ist mit seinem äußeren Ring 3 an einem Gehäuse 11 befestigt. Zwischen dem Klemmrollenfreilauf 1 und der Antriebswelle 2 ist ein doppelreihiges Rillenkugellager 12 vorgesehen, das aus zwei Laufringen 13, 14 und dazwischen angeordneten Kugelreihen 1 S gebildet ist. Der innere Ring 4 des Klemmrollenfreilaufs 1 weist an seiner linken Seite einen Radialflansch 16 auf, der an einem Hohlrad 17 eines Planetengetriebes 18 befestigt ist. Das Hohlrad 17 ist an einer zu der Antriebswelle 2 konzentrisch angeordneten Hohlwelle 19 befestigt, die unter Zwischenschaltung eines Rillenkugellagers 20 gegenüber dem Gehäuse 11 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 2 weist ein Sonnenrad 21 des Planetengetriebes 18 auf, wobei das Sonnenrad 21 mit Planetenrädern 22 kämmt, die wiederum mit dem Hohlrad 17 in Eingriff stehen.

Der in Fig. 2 dargestellte Querschnitt zeigt deutlich die Ausbildung der Klemmrampen 7 an dem äußeren Ring 3. Weiterhin ist erkennbar, daß die Klemmrollen 5 mittels Federelementen 23 in einen Spalt hineingedrückt wer den, der von der zylindrischen Klemmbahn 6 und den Klemmrampen 7 gebildet ist. Die Klemmrollen 5 und die Federelement 23 sind in Taschen 24 eines Klemmrollenkäfigs 25 angeordnet.

Fig. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung den geschnittenen und modifizierten Klemmrollenfreilauf 1 aus der Fig. 1, allerdings in modifizierter Bauweise. Die Anordnung der Kugeln 8 und der Klemmrollen 5 ist lediglich axial vertauscht. Der innere Ring 4 weist zusätzlich an seinem dem Radialflansch 16 zugewand ten Ende an der inneren Mantelfläche eine Kugelrille 26 für daran abwälzende Kugeln 27 auf. Eine Gegenlaufbahn 28 für die Kugeln 27 ist an einer mit einem Radialbord 29 versehenen Hülse 30 ausgebildet, wobei die Kugeln 27 auf der Mantelfläche der Hülse 30 und des Radialbordes 29 abwälzen. Diese Anord nung hat den Vorteil, daß beispielsweise der innere Ring 4 axial in Richtung auf die Kugeln 27 bewegt werden kann, bis die Kugeln 27 an der Kugelrille 26 anliegen. Auch aus fertigungstechnischen Gründen ist diese Anordnung ins besondere für das Tiefziehverfahren vorteilhaft. Aus der Fig. 3 ist ersichtlich, daß der lichte Durchmesser des inneren Ringes 4 in der einen axialen Richtung nur größer bzw. in der anderen Richtung nur kleiner wird. Weil hier keine Hinterschneidungen auftreten können, läßt sich der innere Ring 4 in besonders günstiger Weise im Tiefziehverfahren herstellen. Der äußere Ring 3 ist aus einem durchhärtbaren Stahl im Tiefziehverfahren hergestellt, wobei im Tiefzieh vorgang die Klemmrampen 7 ihre endgültige Form bekommen. Die Kugelrille 9 wird in einem Rolliervorgang erzeugt. Nach dem Durchhärten des Stahls werden ggf. in spangebender Weise Einstiche für die Anordnung von Dichtun gen 31 ausgebildet, wobei die Kugelrille 9 unter Umständen nachgeschliffen wird. Aufgrund seiner hohen Eigensteifigkeit sind Dehnungen des belasteten äußeren Rings 3 derart gering, daß keine weiteren zusätzlichen Bauteile zu seiner Versteifung nötig sind. Alternativ zu dem in Fig. 3 links angeordneten Dichtring 31 kann auch ein Dichtring 32 vorgesehen sein, der einen zwischen dem Radialflansch 16 und einer Stirnfläche 33 des äußeren Ringes 3 gebildeten Ringspalt 34 verschließt; der Dichtring 32 ist in Bezug auf den äußeren Ring 3 drehbar. Weiterhin ist an der Innenseite des inneren Ringes 4 ein Gleitlagerring 35 angeordnet, über den der innere Ring 4 gegenüber der nicht dargestellten Antriebswelle drehbar gelagert ist.

Bezugszeichenliste

1

Klemmrollenfreilauf

2

Antriebswelle

3

äußerer Ring

4

innerer Ring

5

Klemmrolle

6

Klemmbahn

7

Klemmrampe

8

Kugel

9

Kugelrille

10

Kugelrille

11

Gehäuse

12

doppelreihiges Rillenkugellager

13

Laufring

14

Laufring

15

Kugelreihe

16

Radialflansch

17

Hohlrad

18

Planetengetriebe

19

Hohlwelle

20

Rillenkugellager

21

Sonnenrad

22

Planetenrad

23

Federelement

24

Tasche

25

Klemmrollenkäfig

26

Kugelrille

27

Kugel

28

Gegenlaufbahn

29

Radialbord

30

Hülse

31

Dichtring

32

Dichtring

33

Stirnfläche

34

Ringspalt

35

Gleitlagerring

Claims

1. Klemmrollenfreilauf (1), mit zwei ineinander angeordneten, einander zuge wandte Mantelflächen aufweisende Ringen (3, 4), mit einer an der einen Man telfläche ausgebildeten zylindrischen Klemmbahn (6), mit an der anderen Mantelfläche ausgebildeten, in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Klemm rampen (7), und mit gegen die zylindrische Klemmbahn (6) und die Klemm rampen (7) angefederten Klemmrollen (5), dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring (3) durchgehärtet und der innere Ring (4) randschichtgehärtet ist, wobei beide Ringe (3, 4) im Tiefziehverfahren spanlos hergestellt sind und wobei der innere Ring (4) mit einem Radialflansch (16) versehen ist, der an einem Hohlrad (17) eines Planetengetriebes 18 befestigt ist.

2. Klemmrollenfreilauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den Klemmrampen (7) versehene äußere Ring (3) im Tiefziehverfahren hergestellt und durchgehärtet ist, wobei die Rampen (7) einstückig mit dem Ring (3) verbunden sind.

3. Klemmrollenfreilauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang des inneren Ringes (4) an dessen dem Radialflansch (16) zuge wandten Ende eine Wälzkörperlaufbahn, insbesondere Kugelrille (26) ausgebil det ist.

4. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des inneren Ringes (4) ein Gleitlagerring (35) vorgesehen ist.

5. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ring (4) auf einer Antriebswelle (2) einer Waschmaschine drehbar gelagert ist, wobei ein Sonnenrad (21) der Antriebswelle (2) mit Planetenrädern (22) kämmt, die ihrerseits mit einem Hohlrad (17) kämmen, das an den Radial flansch (16) angeflanscht ist.

6. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß ein zwi schen dem Radialflansch (16) und dem äußeren Ring (3) gebildeter Ringspalt (34) mittels eines Dichtringes (32) verschlossen ist, wobei der Dichtring (32) an der Stirnfläche (33) des äußeren Ringes (3) anliegt.