DE2201437A1 - Waelzlager-Freilaufkupplung - Google Patents

Description

Wälzlager-Freilaufkupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wälzlager-Freilaufkupplung, d.h. auf eine Freilaufkupplung, die sowohl radiale als auch axiale Belastungen und auch kombinierte radiale und axiale Belastungen aufnehmen kann, wodurch Lagerelemente, wie Gleitlager und Wälzlager der anzutreibenden Welle, in Wegfall kommen können.

Es sind bereits verschiedene Arten solcher Wälzlager-Freilaufkupplungen bekannt.

Bei einer dieser bekannten Freilaufkupplungen sind zwei Lagerelemente und ein Rücklaufsperrelement mechanisch nebeneinander angeordnet. Dieser zusammengesetzte, mehrteilige Aufbau hat verschiedene Nachteile. Eine Kupplung dieser Art ist nicht nur schwierig herzustellen und zusammenzubauen; sie baut auch groß und hat in Freilaufstellung

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eine hohe Eigenreibung.

Bei einer anderen, bekannten Bauart sind zwischen einer äusseren und einer inneren Lauffläche eine Vielzahl von Wälzkörpern, Klemmkörpern und Zwischenstücken angeordnet. Die Wälzkörper und die Klemmkörper sind in Käfigen gehalten, während die Zwischenstücke auf einem seitlichen Ring befestigt sind und kammartig zwischen die Wälzkörper und die Klemmkörper greifen. Bedauerlicherweise ist bei dieser Bauart die Eigenreibung in Freilaufstellung sehr hoch und der Zusammenbau meist sehr schwierig.

Um die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen, schlägt die Erfindung eine Wälzlager-Freilaufkupplung auf der Grundlage eines beliebigen, normalen Wälzlagers vor, wobei die nominale Nennbelastung dieses Wälzlagers berücksichtigt wird.

Eine Wälzlager-Freilaufkupplung gemäß der Erfindung umfaßt zwischen einer inneren und einer äusseren Lauffläche eine Vielzahl von Klemmkörpern, deren jeder zwischen zwei Wälzkörpern angeordnet ist und die durch elastische Mittel gegen die innere Lauffläche in Anlage gehalten werden.

Die Klemmkörper haben eine Vorderseite und eine Rückseite, die mindestens teilweise parallele Ebenen bilden. Sie haben ausserdem eine an der äusseren Lauffläche angreifende Fläche und eine an der inneren Lauffläche angreifende Fläche. Jede dieser beiden Flächen ist mindestens teilweise zylindrisch»*. Die Rückseite ist vorteilhaft mit einer Ausnehmung versehen, deren Form derjenigen des benachbarten Wälzkörpers angepaßt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist

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die an der inneren Lauffläche angreifende Fläche des Klemmkörpers ein Teil eines Zylinders, dessen Achse in der Längsmittelebene des Klemmkörpers liegt, während die an der äusseren Lauffläche angreifende Fläche einerseits ein Teil eines Zylinders ist, dessen Achse ausserhalb der Längsmittelebene des Klemmkörpers vor derselben liegt und andererseits eine konvexe Fläche, welche den zylindrischen Teil mit der Vorderseite des Klemmkörpers verbindet.

Diese Form gewährleistet das gewünschte Kippen und Verklemmen der Klemmkörper zwischen den Laufflächen. Es versteht sich jedoch, daß auch mit anderen, ähnlichen Formen ein gleichwertiges Ergebnis erzielt werden kann, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, in welcher auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht einer Wälzlager-Freilaufkupplung gemäß der Erfindung in Freilaufstellung, im Schnitt in einer Ebene senkrecht zu ihrer Drehachse, wobei die Drehrichtung mit einem Pfeil a bezeichnet ist;

Fig, 2 die gleiche Ansicht wie Fig. 1, wobei sich die Wälzlager-Freilaufkupplung jedoch in Klemmstellung befindet und die Drehrichtung der Richtung des Pfeiles b entspricht;

Fig. 3 ein Schnitt durch die WäIzlager-Freilaufkupplung entlang der Linie III-I1I der Fig. 2;

Fig. 4 eine Stirnansicht eines Klemmkörpers;

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Fig. 5 eine Schnittansicht eines Klemmkörpers entlang der Linie V-V der Fig. 4;

Fig. 6 einen Klemmkörper in perspektivischer Darstellung;

Fig. 7 eine Teilschnittansicht einer Wälzlager-Freilaufkupplung ohne inneren Laufring;

Fig. 8 einen Schnitt durch die Wälzlager-Freilaufkupplung der Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII;

Fig. 9 eine Stirnansicht eines der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Klemmkörpers und

Fig.10 eine Seitenansicht eines Klemmkörpers nach Fig. 9.

Bei der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Wälzlager-Freilaufkupplung einen Aussenlaufring 1, einen Innenlaufring 2, zylindrische Lagerrollen 3 und Klemmkörper U.

Die Klemmkörper 4 sind zwischen den Rollen 3 des Wälzlagers angeordnet, wobei deren Teilung nicht geändert zu werden braucht, weil die Klemmkörper verhältnismässig schmal sind. Die Härte der Klemmkörper ist so gewählt, daß sie beim Verklemmen die Laufflächen nicht beschädigen. Jeder Klemmkörper ist mit einer Ausnehmung 9 versehen, so daß er sich zwischen den Rollen hin- und herbewegen kann, ohne sich zu verklemmen. Jeder Klemmkörper weist ferner zwei zylindrische Abstützflächen 6 und 7 auf, welche sich gegen den Aussen-

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laufring, bzw. den Innenlaufring der Freilaufkupplung abstützen. Die Mittelpunkte C^ und C„ dieser beiden zylindrischen Abstützflächen 6 und 7 sind 30 gegeneinander versetzt angeordnet, daß, je nach der Stellung der Klemmkörper 4, der Innenlaufring und der Aussenlaufring der Wälzlager-Freilaufkupplung gegeneinander, verklemmt werden.

Wie aus den Fig. 4 und 6 ersichtlich ist, weisen die Klemmkörper 4 zwei seitliche Nuten 8 auf, in denen zwei ringförmige Schraubenfedern angeordnet sind, welche alle Klemmkörper gegen den Innenlaufring 2 in Anlage halten. Die Nuten der Klemmkörper sind so gestaltet, daß die Feder am Grund 10 der Nut angreift und dadurch eine Kippbewegung der Klemmkörper bewirkt, bis deren Abstützfläche 6 an der Lauffläche des Aussenlaufringes 1 angreift. Auf diese Weise wird bei einer Umkehr der Relativdrehung der beiden Laufringe 1 und 2 sofort eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt, vcbei die Klemmkörper 4 an den Laufflächen des Innenlaufringes 2 und des Aussenlaufringes 1 angreifen.

Die Dicke der Klemmkörper ist so gewählt,daß sie in einem Käfig üblicher Bauart angeordnet werden können, wobei die Anzahl der Rollen die gleiche bleibt, wie bei einem normalen Rollenlager. Daraus ergibt sich, daß die Rollen nicht überlastet sind. Dagegen erhöht sich aber die Eigenreibung eines solchen Lagers in Freilaufstellung, weil die Klemmkörpr mit den Laufflächen des Innen- und Aussenringes in reibschlüssiger Verbindung stehen·

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind die Rollen 3 axial durch Bunde 11 und 12 geführt, die im Aussenring 1 ausgeformt sind. Die Klemmkörper sind axial durch zwei Federringe 13 oder durch beliebige andere Mittel, z»B« durch angesetzte Ringe od. dgl,, geführt.

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In den Fig, 7 bis 10 ist eine ähnliche Wälzlager-Freilaufkupplung dargestellt, die jedoch als Nadellager ausgebildet ist. Die Besonderheit dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, daß sie keinen Innenlaufring aufweist; die Nadeln laufen vielmehr unmittelbar auf der Welle, auf welcher die Freilaufkupplung angeordnet ist. Diese Ausführung sform hat demgemäß einen geringeren Raumbedarf,

Sie ist nach dem gleichen Prinzip aufgebaut, wie die eingangs beschriebene Ausführungsform, jedoch werden die Nadeln 2 3 zusammen mit den Klemmkörpern 2 4 durch zwei Führungsringe 14 mit trapezförmigem Querschnitt in Lage gehalten, die ihrerseits durch zwei in den Klemmkörpern 2 4 ausgebildete Ausnehmungen 25 axial festgelegt sind. In den Nuten 18 sind Schraubenfedern 15 angeordnet, die sich jeweils auf dem Grund der Nuten abstützen.

Die Nadeln23 werden durch Anlaufflächen 16 axial geführt, die sich gegen den konischen Teil der Ringe 14 abstützen. Die Nadeln werden zusammen mit den Klemmkörpern am Aussenring 21 durch zwei Federringe 22 oder durch beliebige andere, geeignete Mittel gehalten.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Wälzlager-Freilaufkupplungen gemäß der Erfindung im wesentlichen folgende Vorteile aufweisen:

Es werden Elemente normaler Wälzlager verwendet, nämlich Aussenlaufring, Innenlaufring und Rollen. Die Nennbelastung dieser Wälzlager wird nicht überschritten. Aufgrund der groseen Zahl von Klemmkörpern ist das in Klemmstellung übertragene Drehmoment sehr hoch. Zusammenbau und Her stellung der Freilaufkupplung sind sehr einfach, weil die

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Klemmkörper aus einem Strangprofil grosser Länge hergestellt werden. Schließlich weist die Wälzlager-Freilaufkupplung gemäß der Erfindung in Freilaufstellung eine geringere Eigenreibung auf als ähnliche, bekannte Kupplungen.

Patentansprüche;

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Claims (6)

220U37 Patentansprüche

1.) Wälzlager-Freilaufkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen einer äusseren Lauffläche und einer inneren Lauffläche eine Vielzahl von Wälzkörpern (3, 2 3) umfaßt, sowie eine Vielzahl von Klemmkörpern (4, 24), deren Vorder- und Rückseiten mindestens teilweise parallele Ebenen bilden und deren an der inneren, bzw. an der äusseren Lauffläche angreifende Flächen (7, 6) mindestens teilweise zylindrisch sind, wobei jeder der Klemmkörper zwischen zwei Wälzkörpern angeordnet ist und durch elastische Mittel (5, 15) gegen die innere Lauffläche in Anlage gehalten wird.

2. Wälzlager-Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (U) auf ihrer Rückseite mit einer Ausnehmung (9) versehen sind, deren Form der Form des benachbarten Wälzkörpers (3) angepaßt ist.

3. Wälzlager-Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper eine, an einer der beiden Laufflächen angreifende Fläche (7) aufweisen, die ein Teil eines Zylinders ist, dessen Achse in der Längsmittelebene des Klemmkörpers liegt, sowie eine weitere, an der anderen Lauffläche angreifende Fläche (6), die einerseits einen zylindrischen Teil umfaßt, dessen Achse ausserhalb der genannten Längsmittelebene und vor derselben

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liegt und andererseits eine konvexe Fläche, welche den zylindrischen Teil mit der Vorderseite des Klemmkörpers verbindet.

4. Wälzlager-Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (4) durch zwei mit der inneren Lauffläche verbundene Federringe (13) axial geführt sind.

5. 'Wälzlager-Freilauf kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper Nadeln (23) sind, deren jede auf derAnneren Lauffläche axial durch zwei Führungsringe (14) geführt ist, welche in Ausnehmungen (25) der Klemmkörper G4) axial festgelegt sind.

6. Wälzlager-Freilaufkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadeln (2 3) zusammen mit den Klemmkörpern (24) durch zwei Federringe (22) an der äusseren Lauffläche gehalten sind.

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