DE2060690A1

DE2060690A1 - Pinch roller overrunning clutch

Info

Publication number: DE2060690A1
Application number: DE19702060690
Authority: DE
Inventors: Werner Goettmann; Walter Dr-Ing Jorden
Original assignee: BorgWarner Stieber GmbH
Current assignee: BorgWarner Stieber GmbH
Priority date: 1970-12-10
Filing date: 1970-12-10
Publication date: 1972-06-15

Description

Klemmrollen-Freilaufkupplung Die Erfindung betrifft eine Klemmrollen-Freilaufkupplung, bestehend aus einem Außenring mit innenliegender, zylindrischer Klemmfläche, einem Innenstern mit zu dieser Klemmfläche keilförmig verlaufenden Gegenklemmflächen und zwischen diesen Gegenklemmflächen und der temmfläche des Außenringes angeordneten Klemmrollen.Pinch roller overrunning clutch The invention relates to a pinch roller overrunning clutch, consisting of an outer ring with an internal, cylindrical clamping surface, a Inner star with mating clamping surfaces and wedge-shaped to this clamping surface arranged between these mating clamping surfaces and the temmfläche of the outer ring Pinch rollers.

Die Anfederung der Klemmrollen in Einkupplungsrichtung kann man auf die verschiedenste Art und Weise vornehmen; am häufigsten verbreit* sind in Bohrungen des Innensterns sitzende, durch Schrauben-Druckfedern belastete Federbolzen, die an den Klemmrollen anliegen.The springing of the pinch rollers in the coupling direction can be opened perform in the most varied of ways; most common * are in bores of the inner star seated spring bolts loaded by helical compression springs, the rest against the pinch rollers.

Diese Konstruktion ist aber fertigungstechnisch gesehen sehr aufwendig, und es ist deshalb schon in dem deutschen Gebrauchsmuster 7 o14 ol6 vorgeschlagen worden, als Anfederungselemente Blattfedern zu verwendens die am Innenstern befestigt oder zumindest gehalten sind, Bei dieser bekannten Konstruktion ist für die Klemmrollen ein besonderer Käfig vorgesehen. Der Käfig besteht aus einemmit dem Freilaufstern einstückig gegossenen und zwischen den Klemmrollen zugleich teilzylindrische Gleitlagerflächen gegenüber dem Außenring bildenden Metallgußteil, das das Hauptkäfigteil darstellt, und aus zwei Zackenringen oder dergleichen, die beiderseits auf je einem zylindrischen Nabenansatz des Freilaufsternes gehalten sind und die in an sich bekannter Weise als einfache Zylinderrollen ausgebildeten Klemmrollen im Käfig an einem axialen Auswandern hindern. Die etwa radial nach außen verlaufenden Seitenwände der die einzelnen Klemmrollen aufnehmenden Käfigfenster sind an ihren Außenrändern zur Bildung einer gegenüber dem Klemmrollen-Durchmesser kleineren Fensteröffnung in Umfangsrichtung des Käfigs aufeinander zu gekrümmt. Zur Anfederung der Klemmrollen je Käfigfenster ist eine Blattfeder vorgesehen, die mit ihrem inneren Ende in einer am Grunde des Käfigfensters befindlichen Ausnehmung des Käfigs eingeklemmt oder eingeklebt ist.However, this construction is very complex from a manufacturing point of view, and it is therefore already proposed in the German utility model 7 o14 ol6 been to use leaf springs as springing elements which are attached to the inner star or at least are held, In this known construction is for the pinch rollers a special cage provided. The cage consists of a single piece with the freewheel star cast and at the same time partially cylindrical plain bearing surfaces between the pinch rollers opposite the outer ring forming metal casting, which represents the main cage part, and from two serrated rings or the like, each on a cylindrical one on both sides Hub approach of the freewheel star are held and in a known manner as simple cylindrical rollers designed clamping rollers in the cage on an axial Prevent emigration. The approximately radially outwardly extending side walls of the Individual pinch rollers receiving cage windows are on their outer edges for formation a window opening in the circumferential direction that is smaller than the diameter of the clamping roller of the cage curved towards each other. For springing the pinch rollers per cage window a leaf spring is provided with its inner end in a at the bottom of the Cage window located recess of the cage is clamped or glued.

Diese Konstruktion ist immer noch ziemlich aufwendig und erfordert außerdem, daß die keilförmig verlaufenden Gegenklemmflächen am Innenring (und damit der gesamte Innenring) aus einem entsprechend hochwertigen Werkstoff bestehen, der sowohl in seiner Druckfestigkeit, Verschleißfestigkeit und bezüglich anderer, bei Klemmrollen-Freilaufkupplungen erforderlicher Eigenschaften der Tatsache Rechnung trägt, daß bei einer Klemmrollen-Freilaufkupplung nur eine linienförmige Berührung zwischen der Klemmrolle einerseits und sowohl dem Innenstern als auch dem Außenstern andererseits vorhanden ist, so daß die Hertz'sche Pressung Lei derartigen Freilaufkupplungen relativ groß ist. Bei allen bisher bekannten Konstruktionen von Klemmrollen-Freilaufkupplungen hat diese Forderung dazu geführt, daß man den sogenannten Innenstern aus einem entsprechend hochwertigen Werkstoff, im allgemeinen aus einem hochwertigen Stahl, herstellen muß.This construction is still quite expensive and requires also that the wedge-shaped mating clamping surfaces on the inner ring (and thus the entire inner ring) consist of a correspondingly high-quality material, the both in its compressive strength, wear resistance and in relation to others Pinch roller one-way clutches take into account required properties carries that with a clamping roller overrunning clutch only a linear contact between the pinch roller on the one hand and both the inner star and the outer star on the other hand is present, so that the Hertzian pressure Lei such overrunning clutches is relatively large. With all known so far Constructions of Pinch roller overrunning clutches this requirement has led to the so-called Inner star made of a correspondingly high quality material, generally from one high quality steel.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese fertigungs- und kostenmäßig nachteilige Forderung nach einem hochwertigen Innenstern-W*rkstoff, bei Verwendung von am Innenstern befestigten oder festgelegten Blattfedern für die Anfederung der Klemmrollen, zu vermeiden und dadurch die Möglichkeit zu erschließen, viel billigere und auch viel billiger in die richtige Form zu bringende Werkstoffe, wie z.B. Kunststoffe, zu verwenden.The object of the invention is to remedy this disadvantageous in terms of production and costs Demand for a high-quality inner star material when using on the inner star fixed or fixed leaf springs for the spring suspension of the pinch rollers, too avoid and thereby open up the possibility of much cheaper and also a lot cheaper to shape materials such as plastics use.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch eine derartige Formgebung der Blattfedern, mittels derer die Klemmrollen angefedert sind, daß ein Teil dieser Blattfedern zwischen den Klemmrollen auf deren gesamter Bewegungsbahn (zwischen Freilauf- und Elnkupplungsstellung) einerseits und den Gegenklemmflächen des Innensterns andererseits liegt. Dadurch dient also die Blattfeder zwei Zwecken, nämlich nicht nur, wie bisher üblich, der Anfederung der Klemmrollen, sondern gleichzeitig auch der Armierung des Innensterns wodurch es möglich wird, den Innenstern aus wesentlich minderwertigerem Werkstoff herzustellen, z.B. aus Kunststoff oder einfachem Baustahl, weil ja der Federstahl ohnehin die für die Anlage einer Klemmrolle erforderlichen Werkstoffeigenschaften aufweist.This object is achieved according to the invention by such a Shaping of the leaf springs, by means of which the pinch rollers are sprung, that a Part of these leaf springs between the pinch rollers on their entire path of movement (between the freewheel and clutch position) on the one hand and the mating clamping surfaces of the inner star on the other hand. Thus, the leaf spring serves two purposes, namely not only, as has been the case up to now, the springing of the pinch rollers, but at the same time also the reinforcement of the inner star which makes it possible to make the inner star significantly to produce inferior material, e.g. from plastic or simple structural steel, because the spring steel is anyway necessary for the installation of a pinch roller Has material properties.

Jede Blattfeder kann in an sich bekannter Weise, z.B. wie bei der weiter oben beschriebenen Konstruktion, in eine Axialnut des Innensterns eingeschoben sein; sie umgreift dann ihre zugehörige Klemmrolle mit einem Bogen von mindestens 900. Um die Federkonstante der bei dieser erfindungsgemäßen Konstruktion verwendeten Blattfedern stärker beeinflussen zu können, ist es in weiterer Ausbildung der Erfindung möglich, die Konstruktion derart auszubilden, daß jede Blattfeder im Anschluß an die Klemmrollen-Auflagerfläche am Innenstern etwa radial nach außen und sodann um 1800 in Richtung auf die Klemmrolle nach innen gebogen ausgeführt ist, wobei dieser letztgenannte, nach innen gebogene Teil an der Klemmrolle anliegt. Eine solche Ausbildung hat außerdem auch noch den wichtigen Vorteil, daß man dadurch in wünschenswerter Weise eine stärker in Umfangsrichtung gerichtete Kraftausübung der Federn auf die Klemmrollen hervorrufen kann.Each leaf spring can be used in a manner known per se, e.g. as in the Further construction described above, be inserted into an axial groove of the inner star; it then encompasses its associated pinch roller with an arc of at least 900. To the spring rate of the used in this inventive construction To be able to influence leaf springs more strongly, it is in a further development of the invention possible to design the construction in such a way that each leaf spring is connected to the clamping roller support surface on the inner star approximately radially outwards and then around 1800 is designed bent inwardly in the direction of the pinch roller, this the latter, inwardly bent part rests against the pinch roller. Such training also has the important advantage that it is more desirable Way a stronger in the circumferential direction of the force exerted by the springs on the Can cause pinch rollers.

In vielen Anwendungsfällen wird vom Abnehmer gewünscht, daß er eine aus Innenstern, Klemmrollen und Klemmrollen-Anfederung umfassende Einbaueinheit in beliebige Innenbohrungen einsetzen kann.In many applications it is desired by the customer that he has a Installation unit comprising an inner star, pinch rollers and pinch roller spring suspension can be used in any internal bores.

Das erfordert, daß die Klemmrollen auch bei fehlendem Außenring am Innenstern festgehalten werden. Diese Bedingung kann man bei der erfindungsgemäßen Konstruktion einer Klemmrollen-Freilaufkupplung dadurch erreichen, daß jede Blattfeder zweilagig in die Axialnut des Innensterns eingeschoben ist und mit einem zweiten Schenkel, der in Umfangsrichtung auf der anderen Seite der zugehörigen Klemmrolle liegt, wie ihr Anfederungsschenkel, die Klemmrolle soweit umgreift, daß er eine Halterung der Klemmrolle am Klemmstern (ohne Vorhandensein eines Außenringes) bildet.This requires that the pinch rollers on the missing outer ring Inner star to be held. This condition can be used in the case of the invention Achieve construction of a pinch roller one-way clutch by placing each leaf spring is inserted in two layers into the axial groove of the inner star and with a second Leg that is in the circumferential direction on the other side of the associated pinch roller lies, like their suspension legs, the pinch roller so far grips that he one Forms holder of the pinch roller on the star clamp (without the presence of an outer ring).

Jede der vorstehend geschilderten Ausführungsformen der Blattfedern kann, außer zur Armierung des Innensterns und zur Anfederung und gegebenenfalls auch zur radialen Halterung der zugehörigen KlEmmrolle, auch in der Weise ausgebildet sein, daß sie die axiale Halterung der Klemmrolle gegenüber dem Innenstern übernimmt Zu diesem Zweck kann nach der Erfindung jede Blattfeder in axialer Richtung an beiden Enden mit rechtwinklig nach innen gebogenen Lappen zur Halterung der Blattfeder gegenüber dem Innenstern und mit im Bereich der Klemmrolle verlaufenden abgebogenen Lappen zur axialen Halterung der Klemmrolle gegenüber der Blattfeder versehen sein.Each of the above-described embodiments of the leaf springs can, except for the reinforcement of the inner star and spring suspension and, if necessary also for the radial mounting of the associated clamping roller, also designed in this way be that it takes over the axial support of the pinch roller against the inner star For this purpose, according to the invention, each leaf spring can be attached to both in the axial direction Ends with lugs bent inwards at right angles to hold the leaf spring opposite the inner star and with the bent over in the area of the pinch roller Flaps may be provided to hold the pinch roller axially relative to the leaf spring.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Some exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Figur 1 zeigt einen Axialschnitt durch eine Klemmrollen-Freilaufkupplung nach der Erfindung.Figure 1 shows an axial section through a clamping roller overrunning clutch according to the invention.

Figur 2 zeigt eine Stirnansicht einer Klemmrollen-Freilaufkupplung nach Figur 1, von oben gesehen, mit verschiedenen Ausführungsformen der möglichen Federn für die Anfederung der Klemmrollen.Figure 2 shows an end view of a clamping roller overrunning clutch according to Figure 1, seen from above, with different embodiments of the possible Springs for the spring suspension of the pinch rollers.

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform einer Blattfeder nach der Erfindung, bei der diese Blattfeder nicht nur der Armierung des Innensterns, der Anfederung der Klemmrolle und der Halterung der Klemmrolle in radialer Richtung, sondern auch der Halterung der Klemmrolle in axialer Richtung dient, und zwar in perspektivischer Darsteslung.Figure 3 shows an embodiment of a leaf spring according to the invention, in which this leaf spring not only reinforces the inner star, the spring suspension the pinch roller and the holder of the pinch roller in the radial direction, but also the holder of the pinch roller in the axial direction serves, namely in perspective representation.

Die erfindungsgemäße Klemmrollen-Freilaufkupplung besteht aus einem Außenring 1 mit innenliegender, zylindrischer Klemmfläche 2, einem Innenstern 3 mit zu dieser Klemmfläche 2 keilförmig verlaufenden Gegenklemmflächen 4 und zwischen diesen Gegenklemmflächen 4 und der Klemmfläche 2 des Außenringes 1 angeordneten Klemmrollen 5, die durch am Innenstern 3 befestigte Blattfedern in Einkupplungsrichtung angefedert sind.The clamping roller overrunning clutch according to the invention consists of one Outer ring 1 with an inner, cylindrical clamping surface 2, an inner star 3 with mating clamping surfaces 4 and between wedge-shaped to this clamping surface 2 these mating clamping surfaces 4 and the clamping surface 2 of the outer ring 1 are arranged Pinch rollers 5, which are attached to the inner star 3 by leaf springs in the coupling direction are sprung.

Diese Blattfedern sind in Figur 1 erkennbar, jedoch sind in Figur 2 drei Möglichkeiten für die Formgebung derartiger Blattfedern dargestellt, die alle das gemeinsame Merkmal aufweisen, daß ein Teil der Blattfedern zwischen den Klemmrollen 5 auf deren gesamter Bewegungsbahn, d.h. also zwischen der Freilauf- und der Einkupplungsstellung einerseits und den Gegenklemmflächen 4 des Innensterns 3 andererseits liegt. Allen Ausführungsformen, von denen drei in Figur 2 beispielsweise dargestellt sind, ist gemeinsam, daß jede Blattfeder in an sich bekannter Weise in eine Axialnut 6 des Innensterns 3 eingeschoben ist, und daß sie außerdem ihre zugehörige Klemmrolle 5 mit einem Bogen von mindestens 900 umgreift. Dieses ist bei den beiden, miteinander identischen Blattfedern 7 nach Figur 2 der Fall. Es ist ersichtlich, daß hier die Blattfeder nicht nur die Anfederung bewirkt, sondern auch als Armierung zwischen dem Innenstern 3 und der Klemmrolle 5 dient, d.h.These leaf springs can be seen in FIG. 1, but are shown in FIG 2 shows three possibilities for the shaping of such leaf springs, the all have the common feature that a part of the leaf springs between the Pinch rollers 5 on their entire path of movement, i.e. between the freewheel and the coupling position on the one hand and the mating clamping surfaces 4 of the inner star 3 on the other hand. All embodiments, three of which are shown in FIG. 2, for example are shown, has in common that each leaf spring in a known manner is inserted into an axial groove 6 of the inner star 3, and that they also their associated pinch roller 5 engages with an arc of at least 900. This is this is the case with the two identical leaf springs 7 according to FIG. It it can be seen that here the leaf spring not only causes the resilience, but also serves as reinforcement between the inner star 3 and the pinch roller 5, i.e.

die Klemmrolle 5 drückt nicht unmittelbar gegen den Innenstern 3, sondern vielmehr gegen die Blattfeder 7, so daß man also den Innenstern 3 aus einem wesentlich gerin gertigewrWerkstoff herstellen kann, als dieses ohne diese, durch die Anfederung geschaffene Armierung möglich wäre.the pinch roller 5 does not press directly against the inner star 3, but rather against the leaf spring 7, so that the inner star 3 from one Manufacture significantly less dough-made material can than this would be possible without this reinforcement created by the springing.

Die Blattfeder 8 nach Figur 2 weist demgegenüber noch die Besonderheit auf, daß sie im Anschluß an die Klemmrollen-Auflagefläche, die sich zwischen Klemmrolle und Innenstern 3 befindet, etwa radial nach außen und sodann um 180° in Richtung auf die Klemmrolle nach innen gebogen ausgeführt wird, wobei dieser letzgenannte, nach innen gebogene Teil 9 an der Klemmrolle 5 anliegt.In contrast, the leaf spring 8 according to FIG. 2 still has the special feature on that they follow the pinch roller support surface, which is between the pinch roller and inner star 3 is located, approximately radially outwards and then through 180 ° in the direction is performed bent inwards on the pinch roller, the latter being the inwardly bent part 9 rests against the pinch roller 5.

Bei der Blattfeder, die in Figur 2insgesamt mit lo bezeichnet ist, ist wiederum das Merkmal der Blattfeder 8 verwirklicht, d.h. sie weist einen im Anschluß an die Klemmrollen-Auflagefläche am Innenstern etwa radial nach außen und sodann um 1800 in Richtung auf die Klemmrolle nach innen gebogen ausgeführten Teil 9 auf, der an der Klemmrolle 5 anliegt. Außerdem ist diese Blattfeder lo aber noch dadurch gekennzeichnet, daß sie zweilagig in die Axialnut des Innensterns 3 eingeschoben ist und mit einem zweiten Schenkel 11, der in Umfangsrichtung auf der anderen Seite der zugehörigen Klemmrolle 5 liegt wie ihr Anfederungsschenkel 9, die Klemmrolle 5 soweit umgreift, daß er eine Halterung der Klemmrolle am Klemmstern 3 (ohne Vorhandensein eines Außenringes.U: bildet.In the case of the leaf spring, which is denoted overall by lo in FIG. 2, the feature of the leaf spring 8 is again implemented, i.e. it has an im Connection to the clamping roller support surface on the inner star approximately radially outwards and then bent by 1800 in the direction of the pinch roller inwardly executed part 9, which rests against the pinch roller 5. In addition, this leaf spring is still lo characterized in that it is pushed into the axial groove of the inner star 3 in two layers is and with a second leg 11, which is in the circumferential direction on the other side the associated pinch roller 5 lies like its spring arm 9, the pinch roller 5 encompasses so far that it is a holder of the pinch roller on the star pin 3 (without the presence of of an outer ring. U: forms.

Jede der in Figur 2 dargestellten Ausführungsformen von Blattfedern 7, 8 oder lo kann auch so ausgebildet sein, daß sie außer der Armierung des Innensterns 3 und der Anfederung der Klemmrolle 5, im Falle der Blattfeder lo auch der radialen Halterung der Klemmrolle 5, noch zur axialen Festlegung der Klemmrolle 5 gegenüber dem Innenstern 3 dient. In Figur 3 ist eine solche Ausführung für die Blattfeder lo dargestellt, wobei die gesamte Blattfeder mit 12 bezeichnet ist. In diesem Falle erhält die Blattfeder lo in axialer Richtung an beiden Enden rechtwinklig nach innen gebogene Lappen 13 zur Halterung der Blattfeder gegenüber dem Innenstern 3 und außerdem im Bereich der Klemmrolle 5 verlaufende abgebogene Lappen 14 zur Halterung der Klemmrolle 5 gegenüber der Blattfeder. Die Blattfeder erfüllt in diesem Falle alle Funktionen des sonst üblichen Käfigs und der bei manchen AusfUhrungsformen zusätzlich vorgesehenen seitlichen Begrenzungsscheiben einer Klemmrollen-Freilaufkupplung.Each of the embodiments of leaf springs shown in FIG 7, 8 or lo can also be designed so that, in addition to the reinforcement of the inner star 3 and the springing of the pinch roller 5, in the case of the leaf spring lo also the radial Holder of the pinch roller 5, still for the axial fixing of the pinch roller 5 opposite to the Inner star 3 is used. In Figure 3 is such a design for the leaf spring lo shown, the entire leaf spring being designated by 12. In this case receives the leaf spring lo in the axial direction at both ends at right angles inward curved tabs 13 for holding the leaf spring with respect to the inner star 3 and also in the area of the pinch roller 5, bent tabs 14 for holding the pinch roller 5 opposite the leaf spring. The leaf spring fulfills all functions in this case the otherwise usual cage and the additional ones provided in some designs lateral limiting disks of a clamping roller overrunning clutch.

Claims

P a t e n t a n 8 p r U c h e

31 Pinch roller pre-run clutch, consisting of an outer ring with inner, cylindrical clamping surface, an inner star with this clamping surface wedge-shaped counter-clamping surfaces and between these counter-clamping surfaces and the clamping surface of the outer ring arranged pinch rollers, which by the inner star attached leaf springs are sprung in the coupling direction, characterized by such a shape of the leaf springs (7, 8, lo, 12) that part of the same between the pinch rollers (5) on their entire path of movement (between the free-running and coupling position) on the one hand and the Gegenkleramflächen (4) of the inner star (3) on the other hand lies.

2;) clamping roller overrunning clutch according to claim 1, characterized in that that each leaf spring (7, 8, lo, 12) in a known manner in an axial groove of the Inner star (3) is inserted and its associated pinch roller (5) with a bow encompassed by at least 900.

3.) clamping roller overrunning clutch according to claim 1, characterized in that that each leaf spring (8) is connected to the clamping roller support surface on the inner star (3) approximately radially outwards and then by 180 ° in the direction of the pinch roller (5) is designed curved inward, the latter being curved inward Part (9) rests against the pinch roller (5).

4.) Pinch roller overrunning clutch according to one or more of the claims 1-3, characterized in that each leaf spring (lo) has two layers in the axial groove of the inner star (3) is inserted and with a second leg (11), which in Circumferential direction on the other side of the associated pinch roller (5) is like you Suspension leg (9), the pinch roller (5) engages around so that it has a holder the clamping roller (5) on the clamping star (3) (without the presence of an outer ringj (l).

5.) Pinch roller overrunning clutch according to one or more of the claims 1 - 4, characterized in that each leaf spring (7, 8, lo, 12) in the axial direction at both ends with lugs (13) bent inwards at right angles for the holder of the leaf spring opposite the inner star (3) and with in the area of the pinch roller (5) extending bent tabs (14) for the axial support of the clamping roller (5) opposite the leaf spring (7, 8, lo) is provided.