DE2164097A1

DE2164097A1 - CLAMPING ROLLER FREE WHEEL CLUTCH

Info

Publication number: DE2164097A1
Application number: DE19712164097
Authority: DE
Inventors: Werner Gelbrich
Original assignee: BorgWarner Stieber GmbH
Current assignee: Stieber Antriebselemente 6834 Ketsch De GmbH
Priority date: 1971-12-23
Filing date: 1971-12-23
Publication date: 1973-06-28
Also published as: DE2164097B2

Description

Klemmrollen-Freilaufkupplung Die Erfindung betrifft eine Klemmrollen-Freilaufkupplung, bestehend aus einem Außenring mit zylindrischer, innen liegender Klemmfläche, einem Innenstern mit zur Klemmfläche keilförmig verlaufenden Gegenklemmflächen und einem Käfig, in dem zwischen der Klemmfläche des Außenringes und jeder Gegeklemmfläche des Innensterns liegende Klemmrollen geführt und in Einkupplungsrichtung. d.h. in Klemmrichtung, durch Druckfedern. einzeln angefedert sind. Pinch roller overrunning clutch The invention relates to a pinch roller overrunning clutch, consisting of an outer ring with a cylindrical, inner clamping surface, a Inner star with mating clamping surfaces that run in a wedge shape to the clamping surface and one Cage in which between the clamping surface of the outer ring and each counter-clamping surface of the inner star lying pinch rollers and in the coupling direction. i.e. in Clamping direction, by compression springs. are individually sprung.

Klemmrollen-Freilaufkupplungen der angeführten Art sind bekannt. Die Anfederung der Klemmrollen erfolgte bei den bekannten Freilaufkupplungen entweder über in entsprechenden Bohrungen im Innenstern sitzende Druckfedern mit Bolzen, oder aber mit einschenkeligen Biegefedern. Erstere Lösung hat den Nachteil einer verhältnismäßig teueren Herstellung und außerdem auch relativ schwierigen Montage; die letztgenannte Lösung läßt es nicht zu, die Federkräfte in einem verhältnisweiten Bereich zu ändern und damit dem Anwendungsfall anzupassen.Pinch roller overrunning clutches of the type mentioned are known. the With the known overrunning clutches, the clamping rollers were either spring loaded via compression springs with bolts in corresponding holes in the inner star, or with single-leg spiral springs. The former solution has the disadvantage of a relatively expensive to manufacture and also relatively difficult to assemble; the last-mentioned solution does not allow the spring forces to be proportionately widened Change the area and thus adapt it to the application.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine neue Klemmrollen-Freilaufkupplung zu schaffen, die die Vorteile beider oben genannten Konstruktionen miteinander vereint, jedoch die bisher vorhandenen Nachteile dieser Konstruktionen vermeidet.The invention is based on the object of a new clamping roller overrunning clutch to create that combines the advantages of both of the above-mentioned constructions, however avoids the previously existing disadvantages of these constructions.

Diese Aufgabe wird bei einer Klemmrollen-Freilaufkupplung der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Käfig in an sich bekannter Weise durch Aufschieben seiner Seitenscheiben auf den Innenstern diesem gegenüber zentriert und gegen Verschiebung in axialer und in Umfangsrichtung gesichert ist und neben jeder Gegenklemmfläche einen die Form eines Ausschnitts eines Kreisringraumes aufweis @den Hohlraum zur Aufnahme einer gefalteten Biegefeder besitzt, deren Faltebenen etwa radial oder axial zur Kupplungsmittellinie verlaufen, und daß die die Rollen-Aufnahmetaschen des Käfigs begrenzenden und den Biegefedern gegenüberliegenden Querteile des Käfigs an ihren radial außenliegenden Enden zu den Klemmrollen hin verlaufende Schultern aufweisen. Ein solcher Käfig kann beispielsweise in an sich bekannter Weise aus Kunststoff gespritzt sein. Er kann in besonders zweckmäßiger Weise aus einem Teil, der eine Seitenscheibe, die Klemmrollen-Aufnahmetaschen und die Federaufnahmeräume umfaßt, und aus einer damit fest verbundenen Seitenscheibe zusammengesetzt sein. Zur Zentrierung und Sicherung der Seitenscheiben auf dem Innenstern können beide mit Vorsprüngen und/oder Nuten versehen sein.This task is performed in the case of a clamping roller overrunning clutch of the introduction mentioned genus according to the invention in that the cage is known per se Way by sliding its side windows on the inner star opposite this is centered and secured against displacement in the axial and in the circumferential direction and next to each mating clamping surface one the shape of a section of an annular space aufweis @ the cavity for receiving a folded spiral spring, whose folding planes run approximately radially or axially to the coupling center line, and that the roller receiving pockets the cage delimiting and the spiral springs opposite transverse parts of the cage shoulders extending towards the pinch rollers at their radially outer ends exhibit. Such a cage can be made, for example, in a manner known per se Injection molded plastic. He can in particular expedient way from one part, the one side window, the clamping roller receiving pockets and the Includes spring receiving spaces, and composed of a side panel fixedly connected therewith be. To center and secure the side windows on the inner star, you can both be provided with projections and / or grooves.

Ein besonderer Vorteil der Klemmrollen-Freilaufkupplung nach der Erfindung ist ihre leichte Herstellbarkeit. Bei der Verwendung gefalteter Biegefedern kann man auf besondere Federbolzen verzichten; ebenso entfällt die Notwendigkeit von Bohrungen im Käfig oder Innenstern, die häufig schwer herstellbar sind. An die Stelle dieser Bohrungen treten Kreisringräume, deren Form sich aus den zwischen den Gegenklemmflächen am Innenstern verbliebenen kreiszylindrischen Restflächen und den gegenüberliegenden Innenflächen des Käfigs ergibt,die infolge der Käfigform und der spritztechnisch günstigen konstanten Wandstärken des Käfigs ebenfalls Kreiszylinderform haben. Die Form dieser Federaufnahme-Hohlräume ist nicht nur in jedem Falle besonders einfach herstellbar, sondern ergibt eine gute Führung und Schwingungsdämpfung für die Biegefedern.A particular advantage of the clamping roller overrunning clutch according to the invention is their ease of manufacture. When using folded spiral springs, do without special spring bolts; likewise there is no need for Holes in the cage or inner star, which are often difficult to manufacture. In place These bores occur annulus spaces, the shape of which is derived from the between the mating clamping surfaces on the inner star remaining circular cylindrical residual surfaces and the opposite Inner surfaces of the cage results, as a result of the cage shape and the injection molding favorable constant wall thicknesses of the cage also have a circular cylinder shape. the The shape of these spring receiving cavities is not only particularly simple in each case manufacturable, but results in good guidance and vibration damping for the spiral springs.

Außerdem hat die Klemmrollen-Freilaufkupplung nach der Erfindung den Vorteil, daß die Klemmrollen durch die an Querteilen des Käfigs bei den Aufnahmetaschen vorgesehenen Schultern kraftschlüssig in den Rollen-Aufnahmetaschen gehalten werden. Das erleichtert einerseits die Montage der Freilaufkupplung und ermöglicht andererseits, die Klemmrollen-Freilaufkupplung als Einbauelement ohne Außenring zu vertreiben. Derartige Anwendungsfälle sind verhältnismäßig häufig; das Einbauelement wird dann in als ]\ußenri ug dienende Zahnräder, Riemenscheiben oder dergl.In addition, the pinch roller overrunning clutch according to the invention has the Advantage that the pinch rollers through the on transverse parts of the cage at the receiving pockets provided shoulders are held positively in the roll holder pockets. On the one hand, this facilitates the assembly of the overrunning clutch and, on the other hand, enables to sell the clamping roller overrunning clutch as a built-in element without an outer ring. Such applications are relatively common; the built-in element is then in gears, pulleys or the like that serve as] \ ußenri ug.

eingebaut. Trotzdem kann jede Klemmrolle von der Außenseite des Käfigs und des Innensterns eingebaut werden, während ei bekannten Lösungen der Einbau der Klemmrollen durch axiales Einschieben und anschließende Anbringung von die axiale Halterung übernehmenden Zackenringen oder dergl. erfolgt.built-in. Even so, each pinch roller can come from the outside of the cage and the inner star are installed, while ei known solutions are the installation of the Pinch rollers by axial insertion and subsequent attachment of the axial bracket taking over zigzag rings or the like.

Bei der Lösung nach der Erfindung kann dagegen die axiale Sicherung am Käfig selbst vorgesehen sein, da die Einbringung der Klemmrollen, wie schon erwähnt, radial von außen nach innen durchgeführt werden kann.In the solution according to the invention, however, the axial securing be provided on the cage itself, since the introduction of the pinch rollers, as already mentioned, can be carried out radially from the outside to the inside.

Die weiter oben als besonders zweckmäßig geschilderte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Käfig aus einem eine Seitenscheibe und den die Klemmrollen-Aufnahmetaschen umfassenden Teil und einer damit fest verbundenen Seitenscheibe zusammengesetzt ist, hat noch den besonderen Vorteil, daß hierdurch in herstellungstechnisch sehr einfacher Weise verschiedene Käfigbreiten verwirklicht werden können.The embodiment described above as being particularly useful of the invention, in which the cage consists of a side window and the clamping roller receiving pockets comprehensive part and a permanently connected side window is, has the particular advantage that it is very manufacturing technology different cage widths can easily be realized.

Der komplizierte innere Stirnteil bleibt dabei unverändert, und es wird lediglich die axiale Länge des Käfigs verändert, was durch eine geteilte Form in sehr einfacher und herstellungstechnisch nicht aufwendiger Weise verwirklicht werden kann.The complicated inner forehead part remains unchanged, and it only the axial length of the cage is changed, which is achieved by a split shape realized in a very simple and technically not expensive manner can be.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 die an einer Rollen-Aufnahmetasche geschnittene Stirnansicht einer kompletten Freilaufkupplung mit Außenring; Fig. 2 einen Schnitt durch die Klemmrollen-Freilaufkupplung nach Fig. 1; Fig. 3 eine Stirnansicht des Käfigteils der Klemmrollen-Freilaufkupplung, der eine Seitenscheibe und die Klemmrollen-Aufnahmetaschen umfaßt; Fig. 4 einen Schnitt entlang der in Fig. 3 eingetragenen Schnittlinie IV-IV; Fig. 5 die Stirnansicht und Fig. 6 den Querschnitt der mit dem Käfigteil nach den Figuren 3 und 4 zu verbindenden Seitenscheibe; Fig. 7 einen Schnitt durch eine Rollen-Aufnahme tasche mit Klemmrolle und Anfederung in einer gegenüber den vorangehenden Figuren vergrößerten Darstdlung.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows: complete overrunning clutch with outer ring; Fig. 2 is a section through the clamping roller overrunning clutch according to Fig. 1; 3 shows an end view of the cage part of the clamping roller overrunning clutch, comprising a side window and the pinch roller receiving pockets; Fig. 4 a Section along the section line IV-IV entered in FIG. 3; Fig. 5 shows the end view and FIG. 6 shows the cross section with the cage part according to the figures 3 and 4 side window to be connected; 7 shows a section through a roller mount bag with pinch roller and spring suspension in one opposite the previous figures enlarged representation.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Klemmrollen-Freilaufkupplung dargestellt, bei der die Klemmrollen 3 zwischen dem Innenstern 1 und dem Außenring 2 in einem Käfig 4 geführt sind.In Figs. 1 and 2, a pinch roller overrunning clutch is shown, in which the pinch rollers 3 between the inner star 1 and the outer ring 2 in one Cage 4 are performed.

In dem Käfig 4 befinden sich außerdem gefaltete Biegefedern 6, die der Anfederung der Klemmrollen 3 in Einkupplungsrichtung, d.h. in Klemmrichtung dienen.In the cage 4 there are also folded spiral springs 6 that the springing of the clamping rollers 3 in the coupling direction, i.e. in the clamping direction to serve.

Der in den Figuren 3 und 4 dargestellte Käfigteil 5 setzt sich aus einer Seitenscheibe 7 und einer der Anzahl der Klemmrollen-Aufnahmetaschen 9 entsprechenden Anzahl von Querteilen 8 zusammen. Dieser Käfigteil 5 bildet - gemeinsam mit dem Innenstern 1 - die Aufnahmetaschen 9 für die Klemmrollen 3 und die die Form eines Kreisringraumes aufweisenden Hohlräume 10 zur Aufnahme der Federn 6 für die Klemmrollen 3. Einzelheiten dieser Hohlräume 10 und der Klemmrollen-Aufnahmetaschen 9 sind in Fig. 7 dargestellt.The cage part 5 shown in Figures 3 and 4 consists of a side window 7 and one of the number of clamping roller receiving pockets 9 corresponding Number of cross members 8 together. This cage part 5 forms - together with the Inner star 1 - the receiving pockets 9 for the pinch rollers 3 and the shape of a Annular space having cavities 10 for receiving the springs 6 for the pinch rollers 3. Details of these cavities 10 and the pinch roller receiving pockets 9 are shown in FIG Fig. 7 shown.

Der Käfigteil 5 hat außerdem mehrere axialverlaufende Zapfen 11, die der Verbindung mit dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten weiteren Käfigteil 5'dienen. Dieser Käfigteil 5'stellt in etwa die andere Seitenscheibe 7'dar. Durch Veränderung der Länge der Querteile 8 des Käfigteils 5 und Anwendung von Klemmrollen 3 mit ensprechenden Längen können verschiedene Käfigbreiten verwirklicht werden, wodurch das maximale Drehmoment, das die Klemmrollen-Freilaufkupplung aufnehmen kann, beeinflußt wird.The cage part 5 also has a plurality of axially extending pins 11 which the connection with the further cage part 5 ′ shown in FIGS. 5 and 6. This cage part 5 ′ roughly represents the other side window 7 ′. Through change the length of the cross members 8 of the cage part 5 and the use of pinch rollers 3 with corresponding Lengths, different cage widths can be realized, whereby the maximum Torque that the pinch roller overrunning clutch can absorb is influenced.

In den Figuren 5 und 6 ist der Käfigteil 5' dargestellt, der als Seitenscheibe oder Deckel für den Käfigteil 5 nach den Figuren 3 und 4 dien. Dieser Käfigteil weist, wie auch der Käfigteil 5,zumindest an einigen Stellen seiner Innenseite genau das Profil des Innensterns 1 auf, so daß diese Käfigteile auf den Innenstern aufgeschoben werden und dadurch mit dem Innenstern 1 drehfest verbunden werden können.In Figures 5 and 6, the cage part 5 'is shown as a side window or cover for the cage part 5 according to Figures 3 and 4 are used. This part of the cage has, like the cage part 5, exactly at least in some places on its inside the profile of the inner star 1, so that these cage parts are pushed onto the inner star and thus can be connected to the inner star 1 in a rotationally fixed manner.

Der Deckelteil 51 des Käfigs 4 weist eine nach außen geschlossene Ringnut 12 auf, die zur Aufnahme der vorstehenden Zapfen 11 des Käfigteils 5 und zur Verbindung der Teile 5 und 5 auf jede beliebige Art und Weise, beispielsweise durch Preßsitz, durch Verkleben, durch thermische Verschweißung oder auf jede andere geeignete Art und Weise dient.The cover part 51 of the cage 4 has an outwardly closed one Annular groove 12, which is for receiving the protruding pin 11 of the cage part 5 and to connect parts 5 and 5 in any manner, for example by press fit, by gluing, by thermal welding or any other appropriate way serves.

Wie Fig. 7 zeigt, befinden sich in den die Form eines Kreisringraumes aufweisenden Hchlräumen 10 gefaltete Biegeblattfedern 6 für die Anfederung der Klemmrollen 3, die in den Klemmrollen-Aufnahmetaschen 9 des Käfigteils 4 sitzen. Die Zentrierung des Käfigs gegenüber dem Innenstern 1 erfolgt durch die Sitenscheiben 7,7' an den zylindrischen Teilflächen 13, die Verdrehsicherung an den Gegenklemluflächen 14 und an deren Schultern 15. Die Sicherung der Seitencheiben 7,7' in axialer Richtung erfolgt durch die ringförmigen Absätze 18,18' an den Seitenscheiben. Die Querteile 8 haben auf ihrer den Biegefedern 6 gegenüberliegenden Seiten am radial außen liegenden Ende zu den Klemmrollen 3 hin verlaufende Schultern 16, die verhindern, daß die Klemmrollen 3 bei Fehlen eines Außouringes 2 aus den Klemmrollen-Aufnahmetaschen 9 nach außen herausgedrückt werden können. Die zylindrische Innenklemmfläche des Außenrirges 2 ist in den Fig. 1 und 2 mit 17 bezeichnet. In Fig. 7 ist die Freilaufkupplung ohne Außenring gezeigt, wobei sich die Klemmrolle 3 gegen die Schulter 16 anlegt. Jeder Hohlraum m 10 zur Aufnahme einer gefalteten Biegefeder 6 hat die Form eines Kreisringraumes, d.h. seine innere und äußere Begrenzungsflächen verlaufen konzentrisch zur Mittellinie 19 des Käfigs 4 und damit der Mittellinie des Innensterns 1 ei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform verlaufen die Faltebenen der gefalteten Biegefedern 6 etwa radial zur Kupplungsmittellinie, jedoch ist genauso gut auch eine Ausführungsform möglich, bei der diese Faltebenen etwa axial zur Kupplungsmittellinie verlaufen. Diese Ausführungsform ist in Fig. 1 dargestellt.As Fig. 7 shows, are in the shape of an annulus having hichl rooms 10 folded leaf springs 6 for the resilience of the pinch rollers 3, which sit in the clamping roller receiving pockets 9 of the cage part 4. The centering of the cage opposite the inner star 1 takes place through the site discs 7,7 'to the cylindrical partial surfaces 13, the anti-twist device on the counter-clamping surfaces 14 and on their shoulders 15. The securing of the side plates 7,7 'in the axial direction takes place through the annular shoulders 18,18 'on the side windows. The cross pieces 8 have on their the spiral springs 6 opposite sides on the radially outer End of the pinch rollers 3 extending shoulders 16 that prevent the Pinch rollers 3 in the absence of an outer ring 2 from the pinch roller receiving pockets 9 can be pushed outwards. The cylindrical inner clamping surface of the Außenrirges 2 is denoted by 17 in FIGS. 1 and 2. In Fig. 7 is the overrunning clutch shown without the outer ring, the pinch roller 3 resting against the shoulder 16. Each cavity m 10 for receiving a folded spiral spring 6 has the shape of a Annular space, i.e. its inner and outer boundary surfaces run concentrically to the center line 19 of the cage 4 and thus the center line of the inner star 1 egg In the embodiment shown in FIG. 7, the folding planes of the folded ones run Flexural springs 6 approximately radial to the coupling center line, but is just as good too an embodiment is possible in which these folding planes are approximately axial to the coupling center line get lost. This embodiment is shown in FIG.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Clamping roller overrunning clutch consisting of an outer ring with cylindrical, internal clamping surface, an inner star with the clamping surface wedge-shaped mating clamping surfaces and a cage in which between the clamping surface of the outer ring and each counter-clamping surface of the inner star guided and individually in the coupling direction, i.e. in the clamping direction, by compression springs are spring-loaded, characterized in that the cage (4) is known per se Way by sliding its side windows (7,7 ') on the inner star (1) this centered opposite and secured against displacement in the axial and in the circumferential direction is and next to each mating clamping surface (14) one in the form of a section of a Annular space having cavity (10) for receiving a folded spiral spring (6) whose folding planes are radial or approximately axially to the coupling center line (19) extend, and that the roller receiving pockets (9) of the cage (4) delimit and the bending springs (6) opposite transverse parts (8) of the cage (4) at their radially outer ends towards the pinch rollers (3) shoulders (16) exhibit.

2. clamping roller overrunning clutch according to claim i, characterized in that that the cage (4) is injection-molded from plastic in a manner known per se.

3. clamping roller overrunning clutch according to claim 1 or 2, characterized in that that the cage (4) consists of a side panel (7) and the clamping roller receiving pockets (9) as well as part (5) comprising the spring receiving spaces (10) and one with it connected side window (7 ') is put together.

4. pinch roller fleilaufkupplung according to one of claims 1 to 3, characterized in that the side panes (7.5) and the inner star (1) have projections and / or have the same female grooves L e r s e i t e