-
Schaltbare FreilaufkuPplung Die Erfindung betrifft eine schaltbare
Freilaufkupplung mit einem mit Klemmflächen versehenen und einem glattzylindrischen
Ring und einer Anzahl Rollen in einem Käfig, die durch Federn in Umfangsrichtung
angefedert sind.
-
Bei bekannten ein- und zweiseitig wirkenden schaltbaren Freilaufkupplungen
werden die Käfige durch Verdrehen gegenüber dem mit Klemmflächen versehenen Innen-
oder Außenring außer Eingriff gebracht. Bei diesen-bekannten schaltbaren Freilaufkupplungen
ist nachteilig, daß sie keine Einzelanfederung der Klemmrollen aufweisen und einen
aufwendigen Schaltmechanismus benötigen, der aus einem zweiten Freilauf besteht.
-
Die Erfindung ging von der Aufgabe aus, diese Nachteile zu beseitigen
und einen konstruktiv einfach aufgebauten schaltbaren Freilauf zu schaffen. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Käfig mit einem außerhalb der
Freilaufkupplung angeordneten gleichachsigen Rad verdrehfest verbunden ist, das
durch ein Betätigungselement verdrehbar ist.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist
das
Rad als Zahnrad ausgebildet und wirkt mit einer Zahnstange oder einem Zahnsegment
als Betätigungselement zusammen.
-
Dadurch kann der Verdrehwinkel des Käfigs durch den Umfang und den
Winkel des Zahnsegments oder durch die Zähnezahl der Zahnstange genau festgelegt
werden.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß
der Käfig und das Rad einstückig ausgeführt sind.
-
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn Käfig und Rad
aus Kunststoff bestehen.
-
Bei einer schaltbaren Freilaufkupplung, die wahlweise in beiden Umfangsrichtungen
schaltbar sein soll, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Klemmflächen
beidseitig wirkend ausgebildet und die Rollen in beiden Richtungen angefedert sind.
Um diese Ausführungsform möglichst einfach zu gestalten, können die Rollen an ihren
Enden mit Zapfen versehen sein, die ihrerseits von den Enden der Je nach Schaltzustand
auf Zug oder Druck beanspruchten Federn umgriffen sind. Dadurch wird mit einer einzigen
Feder je Rolle eine Anfederung in beiden Richtungen erzielt.
-
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt
durch eine erfindungsgemäße Freilaufkupplung, Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der
Linie A-B der Figur 1, Fig. 3 eine Seitenansicht der Figur 1 von links, Fig. 4 einen
Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen schaltbaren
Freilaufkupplung entlang der Linie F-G der Figur 5,
Fig. 5 einen
Querschnitt entlang der Linie D-E der Figur 4, Fig. 6 als Einzelheit eine Ausführungsform
eines Arretierungsmechanismus des Käfigs, Fig. 7 und 8 einen Querschnitt durch eine
wahlweise in beiden Umfangsrichtungen schaltbare Freilaufkupplung, Fig. 9 eine Draufsicht
auf die Ausführungsform der Figuren 7 und 8, Fig. 10 und 11 eine Möglichkeit, mit
einer einzigen Feder sowohl Zug- als auch Druckkräfte auf eine Rolle mit als Zapfen
ausgebildeten Enden auszuüben, Fig. 12 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
schaltbare Freilaufkupplung, bei der Käfig und Rad einstückig ausgebildet sind,
gemäß der Linie I-K der Figur 14, Fig. 13 eine Ansicht der Freilaufkupplung der
Figur 13 von rechts.
-
Die schaltbare Freilaufkupplung des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsbeispiels besteht aus einem mit Klemmflächen versehenen Außenring 1,
die mit einer Anzahl Rollen 2 zusammenwirken. Die glattzylindrische Innenlaufbahn
wird unmittelbar von der Welle 3 gebildet. Die Rollen 2 sind in einem Käfig 4 aufgenommen
und in Umfangsrichtung durch Federn 5 angefedert,
die aus einem
Federband 6 herausgearbeitet sind. Der Käfig 4 ist mit dem gleichachsigen Zahnrad
7 fest verbunden, das durch das Zahnsegment 8 verdreht werden kann.
-
Die Wirkungsweise dieser schaltbaren Freilaufkupplung ist wie folgt:
Um die Freilaufkupplung in beiden Drehrichtungen der Welle 3 in "Freilaufstellung"
zu halten, muß der Käfig 4 gegenüber dem AuBenring 1 soweit verdreht und anschließend
arretiert werden, daß die Rollen 2 von den Federn 5 nicht mehr an die Klemmflächen
des Außenrings 1 angedrückt werden können und die Haltelappen 9 des Federbandes
6 ein Anlaufen der Rollen 2 an die Klemmflächen verhindern. Da nach einer Drehbewegung
die Ruhelage der Freilaufkupplung nicht festliegt, wird das Verdrehen des Käfigs
4 und des damit verbundenen Federbandes 6 durch das Zahnrad 7 erzwungen. Das Zahnrad
7 ist durch den Außenring 1 hindurch über Stifte 10 mit dem Käfig 4 verbunden.
-
Durch den Umfang und Winkel des Kreissegments 8 wird der Verdrehwinkel
des Käfigs 4 genau eingehalten. Anstelle eines Zahnrades und eines Zahnsegments
kann auch ein Reibrad verwendet werden. Die Arretierung des Käfigs 4 und der des
Federbandes 6 in Klemm- oder Freilaufstellung erfolgt durch mindestens eine Nase
11 des Käfigs 4, die beispielsweise in eine Aussparung 12 des Bordes 13 des Außenrings
1 ragt (Figur 3). Zwischen den Ausnehmungen 12 und 13 verhindert der Vorsprung 14,
daß die Nase 11 unbeabsichtigt aus den Aussparungen 12 oder 13 herausrutscht. Erst
eine Verdrehung des Zahnrades 7 drückt die Nase 11 über den Vorsprung 14, wobei
die Nase 11 leicht nach innen gebogen wird.
-
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 ist das Schaltrad 15 neben
dem Käfig 16 angeordnet, Die Abstützung des Schaltrades 15 erfolgt auf einem ringförmigen
Ansatz 17 am Bord des Außenrings 18.
-
Das umgebördelte Ende 19 des Ansatzes 17 sichert das Schaltrad 15
gegen axiales Verschieben. Der Vorsprung 20 des Schaltrades 15 ragt durch die Öffnung
21 in den Käfig 16 hinein und liegt an zwei benachbarten Stegen 22 und 23 an. Somit
besteht zwischen dem Schaltrad 15 und dem Käfig 16 Formschluß. Der Vorsprung 20
dient mit seiner Haltenase 24 gleichzeitig zur Arretierung des Käfigs. Ein Vorsprung
25 des Bordes des Außenrings 18 ragt in die Öffnung 21, an der sich die Nase 24
je nach Betriebsstellung der Freilaufkupplung rechts oder links abstützt.
-
In Figur 6 ist eine andere Möglichkeit zur Arretierung des Käfigs
26 dargestellt. Durch eine Feder 27 wird die Kugel 28 in Ausnehmungen 29 oder 30
eingeschnappt. Beim Schaltvorgang kann die Kugel 28 radial nach innen ausweichen.
-
Das Ausführungsbeispiel der Figuren 7, 8 und 9 zeigt eine wahlweise
in beiden Umfangsrichtungen schaltbare Freilaufkupplung gemäß der Erfindung. Die
Klemmflächen 31 sind beidseitig wirkend ausgebildet und für die Rollen 2 sind in
beiden Richtungen wirkende Federn vorgesehen. Dadurch kann die Freilaufkupplung
wahlweise für Rechts- oder Linkslauf geschaltet werden, wobei in beiden Richtungen
eine Freilaufstellung und eine Klemmstellung möglich ist. Bei dieser Ausführung
werden die Haltelappen 9 (Figur 2) durch ein zweites Flachfederpaar 32 ersetzt.
Die Federn 32 und 33 gewährleisten somit für Jede Klemmrichtung eine wirksame Einzelanfederung
der Rollen 2.
-
Eine Abwandlung dieser Ausführung zeigen die Figuren 10 und 11.
-
Die Rollen 34 haben an ihren Enden Zapfen 35, die ihrerseits von den
Enden 36 der Je nach Schaltzustand auf Zug oder Druck beanspruchten Federn umgriffen
sind. Bei dieser Ausführung wird ein höherer Füllungsgrad der Freilaufkupplung erzielt
und damit eine höhere Belastbarkeit.
-
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 12 und 13 ist das Schaltrad 37
mit dem Käfig 38 einstückig ausgeführt und durch mehrere Stege 39 verbunden. An
den Stellen der Stege 39 weist der Bord 40 des Außenrings 41 entsprechende Öffnungen
42 auf. Die Bohrung 43 des Schaltrades 37 hat einen größeren Durchmesser als der
Außendurchmesser 44 des Außenrings 41, so daß nach der Montage des Käfigs 38 der
Bord 39 umgelegt werden kann.
-
Wenngleich in diesen Ausführungsbeispielen Jeweils ein an seinem Innendurchmesser
mit Klemmflächen versehener Außenring dargestellt ist, so kann die Erfindung auch
für eine.
-
Freilaufkupplung mit einem mit Klemmflächen versehenen Innenring angewendet
werden.