DE19937437A1

DE19937437A1 - Klemmrollenfreilauf

Info

Publication number: DE19937437A1
Application number: DE19937437A
Authority: DE
Inventors: Joachim Ritter; Johann Stark
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: IHO Holding GmbH and Co KG
Priority date: 1999-08-07
Filing date: 1999-08-07
Publication date: 2001-02-08

Abstract

Der erfindungsgemäße Klemmrollenfreilauf zeichnet sich dadurch aus, daß der Käfig (1) wenigstens an einer Umfangsstelle einen Vorsprung (8) aufweist, der mit einem Ende eines zweiten Federelementes (9) verbunden ist, dessen anderes Ende in einem die Klemmrampen (15) tragenden Gehäuse (12) abgestützt ist, so daß der Käfig (1) im Gehäuse (12) um seine Achse (19) in beide Umfangsrichtungen federnd schwenkbar ist. DOLLAR A Durch diese federnd schwenkbare Anordnung des Käfigs (1) lassen sich erhöhte Wellentoleranzen überbrücken.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Klemmrollenfreilauf, bei dem ein Käfig in einem Klemmrampen tragenden Gehäuse aufgenommen ist, wobei Klemmrollen in Käfigtaschen aufgenommen sind, die durch an ihren Enden mit Bordringen verbundene Stege begrenzt sind und jeder Klemmrolle zur Anfederung in Um fangsrichtung ein erstes Federelement zugeordnet ist.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Klemmrollenfreiläufe sind bereits seit langem vorbekannt. Ein Käfig für einen solchen Freilauf ist in der DE 34 34 499 A1 beschrieben. Der in der einzigen Figur gezeigte Kunststoffkäfig weist Käfigfenster auf, die von den durch die Bordringe verbundenen Stegen begrenzt sind. In jedem Käfigfenster ist eine nicht dargestellte Klemmrolle aufgenommen, von denen jeder ein in tangentialer Richtung gegenüber dem benachbarten Steg geringfügig geneig tes, einstückig angeformtes blattfederartiges Federelement zugeordnet ist, das sich ebenso wie der angrenzende Steg jeweils nur über einen Teil der radialen Höhe der Bordringe erstreckt. Das Federelement ist radial versetzt zum Steg in einer solchen Position an einem der Bordringe angeordnet, daß es den an grenzenden Steg bei eingesetzter Klemmrolle in Umfangsrichtung frei beweg lich überdeckt, wobei die radiale Höhe des Federelementes etwa der halben radialen Höhe der Bordringe entspricht. An seinem freien Ende weist das Fe derelement einen den nicht dargestellten Klemmrollen zugewandten entgegen gesetzt abgewinkelten, federelastischen Lappen auf.

Die Stege, die die Käfigfenster des drehfest im Gehäuse angeordneten Käfigs in Umfangsrichtung begrenzen, müssen einen solchen Abstand voneinander aufweisen, daß die Klemmrollen bei nicht in den Freilauf eingeschobener Welle nicht nach innen herausfallen können, d. h. der Abstand von Steg zu Steg muß kleiner sein, als der Durchmesser der Klemmrollen. Dies wiederum bedeutet, die maximal zulässige Wellentoleranz wird durch die Klemmrollenhalterung vorgegeben. Daraus folgt, daß bei einer vergrößerten Wellentoleranz der Ab stand von Steg zu Steg in Umfangsrichtung vergrößert werden müßte, damit der Freilauf noch funktionsfähig ist. Daraus folgt wiederum, daß die Klemmrol len radial nach innen aus dem Käfig herausfallen würden.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Klemmrollenfreilauf zu entwickeln, der auch bei größeren Wellentoleranzen einwandfrei funktioniert und dessen Klemmrollen in radialer Richtung nach innen bei nicht eingescho bener Welle nicht herausfallen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dadurch gelöst, daß der Käfig im Gehäuse um seine Achse in bei de Umfangsrichtungen schwenkbar aufgenommen ist.

Durch die schwenkbare Anordnung des Käfigs werden auch die die Klemmrol len aufnehmenden Käfigtaschen unter Beibehaltung ihrer Maße in Umfangs richtung verdreht. Unter Beibehaltung der Maße ist der gleiche Abstand von benachbartem Steg zu benachbartem Steg in Umfangsrichtung zu verstehen, der geringer sein muß als der Durchmesser der Klemmrolle, so daß diese nicht nach innen herausfallen kann. In Abhängigkeit vom Durchmesser der in den Freilauf eingeschobenen Welle ergeben sich somit unterschiedliche Anlage punkte der Klemmrollen an den Klemmrampen. Die Klemmflächen der Klemm rampen müssen also eine solche Umfangsausdehnung aufweisen, daß die Klemmrollen sowohl bei kleinstem als auch bei größtem Wellendurchmesser an diesen anliegen können, d. h. die Klemmflächen werden bei großen Wellento leranzen in Umfangsrichtung länger ausfallen als bei geringen Wellentoleran zen. Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt darin, daß bei der Fertigung eines Freilaufes größere Toleranzen verkraftet werden kön nen, ohne daß die Funktionsfähigkeit des Freilaufs eingeschränkt ist und ohne daß die Klemmrollen die Käfigtaschen in radialer Richtung nach innen verlas sen können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 beschrieben.

In vorteilhafter Weise erfolgt nach Anspruch 2 die Aufhängung des Käfigs der art, daß dieser wenigstens an einer Umfangsstelle einen Vorsprung aufweist, der mit einem Ende eines zweiten Federelementes verbunden ist, dessen an deres Ende im Gehäuse abgestützt ist, so daß der Käfig im Gehäuse federnd schwenkbar ist.

Nach Anspruch 3 ist vorgesehen, daß der Vorsprung im Bereich der Bordringe und/oder im Bereich der Stege angeordnet ist. Aus den Ansprüchen 4 und 5 geht die Abstützung des zweiten Federelementes hervor. So soll das zweite Federelement in einer Ausnehmung abgestützt sein, die sich in Umfangsrich tung unmittelbar an die Klemmrampe anschließt. Das zweite Federelement kann aber auch in einer separaten Ausnehmung abgestützt sein, die in Um fangsrichtung zwischen zwei benachbart liegenden Klemmrampen angeordnet ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 6 soll das zweite Federelement an seinem freien Ende einen abgewinkelten, federelasti schen Lappen aufweisen. Nach einem anderen zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 7 ist der Käfig mit dem ersten und dem zweiten Federelement ein stückig verbunden. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung gemäß den An sprüchen 8 und 9 soll der Käfig aus einem Kunststoff gefertigt und die Fe derelemente aus Kunststoff und/oder Metall bestehen. Aus Anspruch 10 geht hervor, daß auch der Käfig einschließlich erstem und zweitem Federelement mit dem Gehäuse einstückig verbunden sein kann. Schließlich soll nach einem weiteren zusätzlichen Merkmal gemäß Anspruch 11 im Gehäuse eine die Klemmrampen tragende, spanlos geformte Hülse mittels Formschluß und/oder Reibschluß aufgenommen sein.

Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemä ßen Käfigabschnittes;

Fig. 2, 3, 4 je einen Querschnitt durch einen Freilauf mit erfindungs gemäßem Käfig.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Der in Fig. 1 gezeigte und mit 1 bezeichnete Käfig für einen Klemmrollenfrei lauf weist Käfigtaschen 2 auf, die in Umfangsrichtung von den durch die Bord ringe 3 verbundenen Stegen 4 begrenzt sind. In jeder Käfigtasche 2 ist eine nicht dargestellte Klemmrolle 5 aufgenommen, der ein einstückig angeformtes erstes Federelement 6 zugeordnet ist, das an seinem freien Ende einen abge winkelten, federelastischen Lappen 7 aufweist. Auf den Steg 4 ist der Vor sprung 8 aufgesetzt, der sich in axialer Richtung von Bordring 3 zu Bordring 3 erstreckt und der die Stege 4 und die Bordringe 4 in radialer Richtung überragt. An den Vorsprung 8 ist an einer Seite das geringfügig geneigte zweite Fe derelement 9 einstückig angeformt, das ebenfalls wie das erste Federelement 6 an seinem freien Ende einen federelastischen Lappen 10 aufweist. Die Aus bildung und Anordnung des Vorsprunges 8 und der beiden Federelemente 6 und 9 ist nicht auf die irr Fig. 1 dargestellten Ausführungsformen beschränkt, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung beliebig anders gestaltete Vorsprünge 8 und Federelemente 6 und 9 denkbar.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäß im Klemmrollenfreilauf aufgehängten Käfigs 1 wird anhand der Fig. 2 näher erläutert. Dieser ist mit seinen Klemm rollen 5, 5.1 aufnehmenden Käfigtaschen 2 im Gehäuse 12 untergebracht, das an seiner Mantelfläche eine Verzahnung 11 aufweist. Die Klemmrolle 5 ist ei nem Radius R1 der Welle 13 zugeordnet, während die Klemmrolle 5.1 der Welle 14 mit dem Radius R2 zugeordnet ist, d. h. R2 < R1. Beide Klemmrollen 5, 5.1 sind mittels erstem Federelement 6 einzeln angefedert. Das Gehäuse 12 weist die Klemmrampe 15 auf, die an ihrem rechtsseitigen Ende in den zylindri schen Bereich 16 übergeht, so daß die Ausnehmung 17 gebildet ist. In die Ausnehmung 17 des Gehäuses 12 ragt in radialer Richtung wenigstens teilwei se der Vorsprung 8 des Käfigs 1 hinein. Von diesem erstreckt sich in Umfangs richtung das mit ihm verbundene zweite Federelement 9, dessen anderes Ende in der Ausnehmung 17, genauer gesagt an deren Wandung 18 abgestützt ist. Auf diese Weise ist der Käfig 1 um seine Achse 19 schwenkbar in beiden Um fangsrichtungen federnd aufgehängt.

Wird nun die Welle 13 mit dem Radius R1 in den Käfig 1 eingeschoben, so ergeben sich in Klemmstellung für die Klemmrolle 5 nachstehende Klemm punkte:
A Klemmpunkt zwischen Welle 13 und Klemmrolle 5
C Klemmpunkt zwischen Klemmrolle 5 und Klemmbahn der Rampe 15.

Wird nun die im Durchmesser stärkere Welle 14 mit dem Radius R2 in den Käfig 1 eingeschoben, so ergeben sich in Klemmstellung für die Klemmrolle 5.1 nachstehende Klemmpunkte:
A1 Klemmpunkt zwischen Welle 14 und Klemmrolle 5.1
C1 Klemmpunkt zwischen Klemmrolle 5.1 und Klemmbahn der Rampe 15.

Außerdem kann zwischen Klemmrolle 5 und Halterung der Käfigtasche 2 und Klemmrolle 5.1 und Halterung der Käfigtasche 2 ein Anlagepunkt B und B1 gebildet sein.

Durch den veränderten Durchmesser der Wellen 13 und 14 wird der Klemm punkt C der Klemmrolle 5 zum Klemmpunkt C1 der Klemmrolle 5.1, d. h. der obere Klemmpunkt verschiebt sich in Umfangsrichtung nach rechts. Der Klemmpunkt A der Klemmrolle 5 wird zum Klemmpunkt A1 der Klemmrolle 5.1, d. h. der untere Klemmpunkt verschiebt sich in Umfangsrichtung ebenfalls nach rechts. Damit dies überhaupt möglich ist, muß der Käfig 1 bei gleichbleibender Taschenbreite b im Uhrzeigersinn geringfügig um seine Achse 19 schwenken, so daß das zweite Federelement 9 auf Druck beaufschlagt ist. Die Verdrehung des Käfigs 1 ist linksseitig durch die gestrichelte Darstellung gezeigt. Wäre der Käfig 1 hingegen wie üblich drehfest im Gehäuse 12 aufgenommen, so müßte die Taschenbreite b, die geringer als der Durchmesser der Klemmrollen 5, 5.1 sein muß, vergrößert werden, um überhaupt die Funktion des Freilaufes zu gewährleisten. Dies würde aber nun bedeuten, daß die Klemmrollen 5, 5.1 bei abgezogenen Wellen 13, 14 aufgrund einer unzulässigen Taschenbreite b radial nach innen herausfallen würden.

Die in Fig. 3 gezeigte Freilaufanordnung ist nahezu gleich mit der vorstehend beschriebenen und unterscheidet sich lediglich dadurch, daß im Gehäuse 12 die spanlos geformte, die Klemmrampen 15 tragende Hülse 20 eingesetzt ist. Der sichere Halt der Hülse 20 im Gehäuse 15 wird durch deren Form realisiert.

Die Freilaufanordnung nach Fig. 4 zeichnet sich dadurch aus, daß die span los geformte Hülse 21 mit gleichbleibendem Außendurchmesser im Gehäuse 12 mit Hilfe des Vorsprunges 22, d. h. per Formschluß gehalten ist. Darüber hinaus ist die Hülse 21 mit der den Vorsprung 8 und zweites Federelement 9 aufnehmenden Ausnehmung 23 versehen, die separat liegend zwischen zwei benachbart angeordneten Klemmrampen 15 untergebracht ist.

Bezugszeichen

1

Käfig

2

Käfigtasche

3

Bordring

4

Steg

5

Klemmrolle

5.1

Klemmrolle

6

erstes Federelerraent

7

federelastischer Lappen

8

Vorsprung

9

zweites Federelement

10

federelastischer Lappen

11

Verzahnung

12

Gehäuse

13

Welle

14

Welle

15

Klemmrampe

16

zylindrischer Bereich

17

Ausnehmung

18

Wandung

19

Achse

20

Hülse

21

Hülse

22

Vorsprung

23

Ausnehmung
R1 Radius der Welle

13

R2 Radius der Welle

14

A, C Klemmpunkte der Klemmrolle

5

A1, C1 Klemmpunkte der Klemmrolle

5.1

B, B1 Anlagepunkt der Klemmrolle

5

,

5.1

b Taschenbreite

Claims

1. Klemmrollenfreilauf, bei dem ein Käfig (1) in einem Klemmrampen (15) tra genden Gehäuse (12) aufgenommen ist, wobei Klemmrollen (5, 5.1) in Kä figtaschen (2) aufgenommen sind, die durch an ihren Enden mit Bordringen (3) verbundene Stege (4) begrenzt sind und jeder Klemmrolle (5, 5.1) zur Anfederung in Umfangsrichtung ein erstes Federelement (6) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (1) im Gehäuse (12) um seine Achse (19) in beide Umfangsrichtungen schwenkbar aufgenommen ist.

2. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (1) wenigstens an einer Umfangsstelle einen Vorsprung (8) aufweist, der mit einem Ende eines zweiten Federelementes (9) verbunden ist, des sen anderes Ende im Gehäuse (12) abgestützt ist, so daß der Käfig (1) im Gehäuse (12) federnd schwenkbar ist.

3. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (8) im Bereich der Bordringe (3) und/oder im Bereich der Stege (4) angeordnet ist.

4. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federelement (9) in einer Ausnehmung (17) abgestützt ist, die sich in Umfangsrichtung unmittelbar an die Klemmrampe (15) anschließt.

5. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federelement (9) in einer separaten Ausnehmung (23) abgestützt ist, die in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbart liegenden Klemm rampen (15) angeordnet ist.

6. Klemmrolfenfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federelement (9) an seinem freien Ende einen abgewinkelten, fede relastischen Lappen (10) aufweist.

7. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (1) mit dem ersten und dem zweiten Federelement (6, 9) einstückig verbunden ist.

8. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (1) aus einem Kunststoff gefertigt ist.

9. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (6, 9) aus Kunststoff und/oder Metall bestehen.

10. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (1) mit dem Gehäuse (12) einstückig verbunden ist.

11. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (12) eine die Klemmrampen (15) tragende, spanlos geformte Hül se (20, 21) mittels Formschluß und/oder Reibschluß aufgenommen ist.