DE202018106855U1

DE202018106855U1 - Freilaufkupplung

Info

Publication number: DE202018106855U1
Application number: DE202018106855.5U
Authority: DE
Original assignee: Rollax GmbH and Co KG
Current assignee: Rollax GmbH and Co KG
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2028-12-04
Also published as: DE102019128700A1

Abstract

Freilaufkupplung mit einem inneren Laufring (16), einem äußeren Laufring (18), der den inneren Laufring koaxial mit Abstand umgibt, so dass zwischen den Laufringen ein Ringspalt (20) gebildet wird, und mit einem Satz von in dem Ringspalt (20) aufgenommenen Klemmelementen (22), wobei einer der Laufringe (18) eine den Ringspalt (20 begrenzende Klemmkontur (26) für die Klemmelemente (22) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Laufring (18), der die Klemmkontur (26) bildet, einen axial an die Klemmkontur anschließenden zylindrischen Umfangswandabschnitt (32) aufweist, der in einem Stück mit dem die Klemmkontur bildenden Abschnitt ausgebildet ist und der mit einem entsprechenden Umfangswandabschnitt (34) des anderen Laufrings (16) einen den Ringspalt (20) axial verlängernden Ringraum (36) bildet, und dass in diesem Ringraum (36) ein in die Freilaufkupplung integriertes Axiallager (38) aufgenommen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung mit einem inneren Laufring, einem äußeren Laufring, der den inneren Laufring koaxial mit Abstand umgibt, so das zwischen den Laufringen ein Ringspalt gebildet wird, und mit einem Satz von in dem Ringspalt aufgenommenen Klemmelementen, wobei einer der Laufringe eine den Ringspalt begrenzende Klemmkontur für die Klemmelemente bildet.
Freilaufkupplungen dieser Art sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und dienen beispielsweise dazu, zwei alternativ einsetzbare Antriebsquellen, beispielsweise die Motorwelle eines Verbrennungsmotors und einen Elektromotor, mechanisch mit demselben Verbraucher zu koppeln und dabei Rückwirkungen der schneller laufenden Antriebsquelle auf die langsamer laufende Antriebsquelle zu vermeiden. Die Freilaufkupplung kann dabei zugleich die Funktion einer Lagerhülse erfüllen, mit der eine Welle, die mit mindestens einem der antreibenden und angetriebenen Elemente verbunden ist, koaxial in einer Hohlwelle gelagert wird, die mit einem anderen der antreibenden und angetriebenen Elemente verbunden ist. Der äußere Laufring ist dann drehfest in die Hohlwelle eingesetzt, während der innere Laufring drehfest auf der darin gelagerten Welle sitzt.
Bei einer alternativen Bauform von Freilaufkupplungen weist weder der innere Laufring noch der äußere Laufring eine Klemmkontur auf, und statt dessen sind Klemmkörper derart schwenkbar im Ringspalt gehalten, dass sie je nach Wirkrichtung des Drehmoments in eine klemmende oder eine die Klemmung aufhebende Position gelangen. Freilaufkupplungen der hier betrachteten Art haben jedoch den Vorteil, dass sie einfacher hergestellt und montiert werden können. Beispielsweise kann der äußere Laufring durch eine tiefgezogene Hülse gebildet werden, bei der im Tiefziehprozess zugleich die Klemmkontur ausgebildet wird.
In einigen Anwendungsfällen ist es erwünscht, dass die beiden drehbaren Elemente, die durch die Freilaufkupplung miteinander gekoppelt werden, auch in einer festen Axialposition relativ zueinander gehalten werden. Dazu wird bisher zumeist ein getrennt von der Freilaufkupplung hergestelltes und axial versetzt zu dieser angeordnetes Axiallager eingesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Freilaufkupplung zu schaffen, mit der sich eine besonders kleinbauende Lageranordnung realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass derjenige Laufring, der die Klemmkontur bildet, einen axial an die Klemmkontur anschließenden zylindrischen Umfangsabschnitt aufweist, der in einem Stück mit dem die Klemmkontur bildenden Abschnitt ausgebildet ist und der mit einem entsprechenden Umfangswandabschnitt des anderen Laufrings einen den Ringspalt axial verlängernden Ringraum bildet, und dass in diesem Ringraum ein in die Freilaufkupplung integriertes Axiallager aufgenommen ist.
Erfindungsgemäß ist somit das Axiallager baulich in die Freilaufkupplung integriert, so dass auf ein zusätzliches Axiallager verzichtet werden kann. Der Außenring des Axiallagers kann dabei in den äußeren Laufring der Freilaufkupplung eingesetzt oder in einem Stück mit diesem ausgebildet sein. In beiden Fällen können trotz kleiner Dimensionierung des Axiallagers hohe Radialkräfte aufgenommen werden. Entsprechend kann auch der Innenring des Axiallagers auf den inneren Laufring der Freilaufkupplung aufgeschoben oder in einem Stück mit diesem ausgebildet sein. Da der mit der Klemmkontur versehene Ringspalt der Freilaufkupplung und der Ringraum für das Axiallager unmittelbar aneinander angrenzen und miteinander in Verbindung stehen, wird eine zuverlässige Schmierung und Abdichtung beider Komponenten erleichtert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Laufring, der die Klemmkontur bildet, ein Tiefziehteil. Die Klemmkontur und der axial daran anschließende zylindrische Umfangswandabschnitt können dann einfach und effizient in demselben Tiefziehprozess hergestellt werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:

1 einen axialen Schnitt durch eine Freilaufkupplung, die zugleich zur Lagerung einer inneren Welle in einer Hohlwelle dient;
2 einen Schnitt längs der Linie II - II in 1;
3 einen Schnitt längs der Linie III - III in 1; und
4 einen axialen Schnitt durch eine Freilaufkupplung gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel.

In 1 ist eine hülsenförmige Freilaufkupplung 10 gezeigt, die eine Hohlwelle 12 mit einer in dieser Hohlwelle gelagerten inneren Welle 14 koppelt. Als Beispiel kann angenommen werden, dass die innere Welle 14 einen Verbraucher antreibt und ihrerseits durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, während die Hohlwelle 12 durch einen Elektromotor antreibbar ist. In Betriebsphasen, in denen der Verbrennungsmotor nicht in Betrieb ist, kann dann der Verbraucher über die Hohlwelle 12 und die Freilaufkupplung 10 angetrieben werden. Wenn dagegen die Welle 14 durch den Verbrennungsmotor mit einer Drehzahl angetrieben wird, die die Drehzahl der Hohlwelle 12 übersteigt, so sorgt die Freilaufkupplung für eine Entkopplung, so dass der Elektromotor nicht in den Generatorbetrieb übergeht.
Die Freilaufkupplung 10 weist einen inneren Laufring 16 und einen äußeren Laufring 18 auf, der den inneren Laufring 16 mit Abstand umgibt. Auf diese Weise wird zwischen den beiden Laufringen ein Ringspalt 20 gebildet, der einen Satz von Klemmelementen, in diesem Beispiel Klemmrollen 22, sowie einen diese Klemmrollen haltenden Käfig 24 aufnimmt. Die äußere Umfangsfläche des inneren Laufrings 16 bildet eine zylindrische Lauffläche für die Klemmrollen 22. Die innere Umfangsfläche des äußeren Laufrings 18 ist dagegen nicht zylindrisch, sondern bildet eine Klemmkontur 26 für die Klemmrollen, wie in der Schnittdarstellung in 2 zu erkennen ist. In diesem Beispiel bildet die Klemmkontur 26 für jede Klemmrolle 22 eine Tasche 28, in der die Breite des Klemmspaltes 20 so vergrößert ist, dass sie größer ist als der Durchmesser der Klemmrollen. In Uhrzeigerrichtung schließt sich an jede Tasche 28 eine Rampe 30 an, längs derer die Breite des Ringspaltes auf einen Wert abnimmt, der kleiner ist als der Durchmesser der Klemmrollen.
Wenn sich die Hohlwelle 12 relativ zu der inneren Welle 14 in Gegenuhrzeigersinn in 2 dreht, so laufen die Klemmrollen 22 auf die Rampen 30 auf und gehen in Klemmung, so dass das Drehmoment von der Hohlwelle 12 auf die innere Welle 14 übertragen wird. Dreht sich dagegen die innere Welle 14 in Gegenuhrzeigersinn mit einer höheren Drehzahl als die Hohlwelle 12, so treten die Klemmrollen in die Taschen 28 ein, so dass die Klemmung aufgehoben ist und die innere Welle 14 sich frei drehen kann, ohne dass ein Drehmoment auf die Hohlwelle 12 übertragen wird.
Wie in 1 und 3 zu erkennen ist, weist der äußere Laufring 18 an seinem in 1 rechten Ende einen in einem Stück mit dem Rest dieses Laufrings ausgebildeten zylindrischen Umfangswandabschnitt 32 auf, der sich axial an die Klemmkontur 26 anschließt. Auch der innere Laufring 16 weist in diesem Bereich einen Umfangswandabschnitt 34 auf, der mit dem Umfangswandabschnitt 32 einen Ringraum 36 bildet. In diesem Ringraum 36, der den Ringspalt 20 axial verlängert, ist ein Axiallager 38 aufgenommen, das im gezeigten Beispiel als Rillenkugellager ausgebildet ist und Kugeln 40 als Wälzkörper aufweist. Die Kugeln 40 sind in einem Käfig 42 gehalten. Ein Innenring des Rillenkugellagers wird unmittelbar durch den Umfangswandabschnitt 34 gebildet, in dem eine Rille für die Kugeln ausgebildet ist. Ein Außenring 44 des Rillenkugellagers ist passend und drehfest in den zylindrischen Umfangswandabschnitt 32 des äußeren Laufrings 18 eingesetzt. Beiderseits der Kugeln 40 und des Käfigs 42 ist das Axial-Wälzlager durch eingeklipste Abschlussringe 46 abgeschlossen.
Im gezeigten Beispiel wird der äußere Laufring 18 einschließlich des zylindrischen Umfangswandabschnitts 32 durch eine tiefgezogene Hülse gebildet, die an dem in 1 linken Ende durch einen einwärts gekröpften Bund 48 abgeschlossen wird. Am entgegengesetzten Ende ist der Laufring 18 offen. Der Umfangswandabschnitt 32 bildet dort eine zylindrische Innenfläche, an welcher der Außenring 44 des Axiallagers 38 im Presssitz oder durch Klebung gehalten ist. Die Klemmrollen 22, der Käfig 24 sowie der Käfig 42 mit den Kugeln 40 und der Außenring 44 des Axiallagers 38 können vom offenen, in 1 rechten Ende her in den hülsenförmigen äußeren Laufring 18 eingeführt werden.
4 zeigt eine Freilaufkupplung gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel. Der wesentliche Unterschied gegenüber der zuvor beschriebenen Freilaufkupplung besteht darin, dass das Axiallager 38 einen Innenring 50 aufweist, der getrennt von dem inneren Laufring 16 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform kann das komplette Axiallager 38 vormontiert und dann als eine Einheit in den Ringraum 36 eingeschoben bzw. eingepresst werden.

Claims

Freilaufkupplung mit einem inneren Laufring (16), einem äußeren Laufring (18), der den inneren Laufring koaxial mit Abstand umgibt, so dass zwischen den Laufringen ein Ringspalt (20) gebildet wird, und mit einem Satz von in dem Ringspalt (20) aufgenommenen Klemmelementen (22), wobei einer der Laufringe (18) eine den Ringspalt (20 begrenzende Klemmkontur (26) für die Klemmelemente (22) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Laufring (18), der die Klemmkontur (26) bildet, einen axial an die Klemmkontur anschließenden zylindrischen Umfangswandabschnitt (32) aufweist, der in einem Stück mit dem die Klemmkontur bildenden Abschnitt ausgebildet ist und der mit einem entsprechenden Umfangswandabschnitt (34) des anderen Laufrings (16) einen den Ringspalt (20) axial verlängernden Ringraum (36) bildet, und dass in diesem Ringraum (36) ein in die Freilaufkupplung integriertes Axiallager (38) aufgenommen ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei dem das Axiallager (38) ein Axial-Wälzlager ist.
Freilaufkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Axiallager (38) ein Rillenkugellager ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 2 oder 3, bei dem das Axiallager (38) einen Außenring (44) und/oder einen Innenring (50) aufweist, der getrennt von dem äußeren Laufring (18) bzw. dem inneren Laufring (16) ausgebildet ist.
Freilaufkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Klemmelemente (22) Klemmrollen sind.
Freilaufkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Laufring (18), der die Klemmkontur (26) bildet, ein Tiefziehteil ist, bei dem die Klemmkontur (26) und der zylindrische Umfangswandabschnitt (32) in einem gemeinsamen Tiefziehprozess hergestellt worden sind.
Freilaufkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Klemmkontur (36) an dem äußeren Laufring (18) gebildet ist.