DE2251629A1 - Freilaufkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einweg-Freilaufrollenkupplung zwischen zwei Laufbahnen, die relativ zu einer Laufbahn hin- und herbeweglich ist, die in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete Nockenflächen aufweist, und mit mehreren Rollenklemmelementen, einem Käfig mit mehreren Öffnungen, durch die sich die Rollenklemmelemente erstrecken, und mit einer Spaltring-Vorspannungsfeder, um die Rollen- und Käfiganordnung zwischen den Laufbahnen festzuklemmen.

Einweg-Freilaufkupplungen mit synchronisierten Rollen haben einen Käfig mit mehreren im Umfangsrichtung im Abstand angeordneten Öffnungen, durch die sich Klemmrollen erstrecken. Die im Abstand befindlichen Öffnungen halten eine yorbestimmte Winkelbeziehung zwischen den Rollen auf, so daß der Käfig und jede der Rollen ' sich gleichmäßig und zugleich als Einheit hin- und herbewegen. Eine Käfig- und Rollenanordnung ist zwischen

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einer Laufbahn mit mehreren Klemmnockenflächen und einer zweiten Laufbahn mit einer glatten kreisförmigen Fläche angeordnet. Eine relative bogenförmige Bewegung zwischen dem Käfig und der Nockenlaufbahn in einer Richtung bewirkt, daß die Rollen gleichmäßig zwischen den beiden Laufflächen festgeklemmt werden, um eine Antriebsverbindung zwischen diesen zu schaffen, während eine relative bogenförmige Bewegung zwischen dem Käfig und der Nockenlaufbahn in der entgegengesetzten Richtung die Laufbahnen zum Freilauf gegeneinander freigibt. Eine Vorspannungsfeder wird verwendet, um die Rollen- und Käfiganordnung in der einen Richtung vorzuspannen, so daß die Antriebs- bzw. Freilaufbetriebsart automatisch durch die Richtung der relativen Drehung der Laufbahnen bestimmt ist.

Bisher ist die Vorspannungsfeder mit einem Ende an dem Käfig befestigt, während ihr anderes Ende an der Nockenlaufbahn oder einem Ringteil befestigt ist, das ebenfalls an der Nockenlaufbahn angeordnet ist. Wenn die Feder direkt an der Nockenlaufbahn befestigt ist, treten Schwierigkeiten auf, eine feste Verbindung zu schaffen, die ausreicht, um eine Verschiebung des Federendes gegenüber den Nockenflächen der Nockenlaufbahn in Umfangsrichtung zu verhindern. Um dieses Problem zu beseitigen, wurde die Nockenlaufbahn mit langgestreckten Schlitzen oder geneigten öffnungen oder Verbindungsstiften versehen, um das Federende gegen eine Verschiebung gegenüber der Nockenlaufbahn zu sichern. Diese bekannten Lösungen sind nachteilig, da oft eine langwierige Arbeit erforderlich ist, um die Feder mit der Nockenlaufbahn zu verbinden, bzw. da die Nockenlaufbahn geschlitzt, gebohrt, oder In anderer Weise zur Bildung eines Verbindungsteils bearbeitet werden muß.

Wenn die Feder an einem Ringteil befestigt wird, das an der Nockenlaufbahn befestigt ist, werden einige der

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obigen Nachteile überwunden, da die Ausbildung von Schlitzen, Bohrungen oder andere besondere Bearbeitungsvorgänge an der Nockenlaufbahn vermieden werden können. Es ist jedoch notwendig, ein zusätzliches Teil zu schaffen und eine sichere Befestigung der Feder an dem Ring zu bewirken.

Die zuvor erwähnten Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Feder mit einem Ende an dem Käfig befestigt ist, und daß das entgegengesetzte Ende so ausgebildet ist, daß es an der mit Nockenflächen versehenen Laufbahn und dem Käfig bei einer relativen Bewegung zwischen der Laufbahn und dem Käfig in einer Richtung festgeklemmt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Kupplung ist somit eine Spaltring-Vorspannungsfeder vorgesehen, die ein radial vorstehendes Ende aufweist, das axial in einer der vorhandenen Klemmnockenflachen der Nockenlaufbahn gleiten kann. Das radial vorstehende Ende wird zwischen einem Teil des Käfigs und einer Nockenlaufbahn während des Freilaufbetriebs der Kupplung festgeklemmt, um eine Lösen des Federendes von der Nockenlaufbahn zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine verbesserte Spaltring-Vorspannungsfeder für eine Rollenkupplungsanordnung zu schaffen. Weiterhin soll eine einstückige Befestigungseinrichtung zur Zentrierung einer Rollenanordnung konzentrisch um eine Nockenlaufbahn und eine vormontierte Rollenkupplung- und Vorspannungsfederanordnung zum axialen Einbau in eine Nockenlaufbahn geschaffen werden, bei der ein Teil des Käfigs und eine der Nockenlaufbahnen eine Einrichtung zur Befestigung eines Endes der Feder gegen eine Verschiebung in XSmfangsrichtung gegenüber der Nockenlaufbahn bildet. Auch soll eine Einrichtung geschaffen.werden, um die

Vorspannungsfeder gegen eine axiale Verschiebung an der Rollen- und Käfiganordnung zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 8 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Aufsicht einer Rollenkupplungsanordnung gemäß der Erfindung,

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Figur 1,

Figur 3 eine vergrößerte Teilansicht der Kupplungsanordnung der Figur 1, aus der ein Endteil der Vorspannungsfeder hervorgeht, wenn die Kupplung in dem Antriebszustand ist,

Figur 4 eine Figur 3 ähnliche Darstellung, aus der die Verformung der Vorspannungsfeder bei Last hervorgeht, wenn die Kupplungsanordnung im Leerlaufzustand ist,

Figur 5 einen vergrößerten Schnitt, aus dem eine bevorzugte Ausführungsform einer einstückigen Befestigungseinrichtung für die Rollenkupplungsanordnung hervorgeht,

Figur 6 und 7 Figur 5 ähnliche Darstellungen, aus denen weitere Ausführungsformen von Befestigungseinrichtungen hervorgehen, und

Figur 8 eine vergrößerte Teildarstellung, aus der eine Rolle und der Käfig im einzelnen hervorgehen.

Mit 10 ist eine synchronisierte Einweg-Freilaufrollenkupplung gemäß der Erfindung bezeichnet, die aus einem Käfig 11, mehreren Klemmrollen 12 und einer Spaltring-Vorspan-

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nungsfeder 13 besteht. Die Kupplungsanordnung bildet .eine Freilaufkupplung zwischen zwei konzentrischen Laufbahnen, nämlich einer glatten Laufbahn 14 und einer Nockenlaufbahn 16.

Die Nockenlaufbahn 16 ist mit mehreren in Umfangsrichtung getrennten Keilnockenflächen 17 versehen, zwischen denen sich kreisbogenförmige Teile 18 befinden. Die äußere Laufbahn 14 hat eine glatte kontinuierliche bogenförmige Fläche koaxial zu der Laufbahn 16 und im wesentlichen konzentrisch zu dem Bogenteilen 18.

Der Käfig 11 ist ein Blechring-mit einem nach innen gerichteten radialen Flansch 19. Mehrere fensterartige, im wesentlichen rechteckige Öffnungen 21 sind in dem Käfig zur Aufnahme der entsprechenden Rollen 12 vorgesehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rollen 12 mit Ausnehmungen 22 in gegenüberliegenden Stirnseiten versehen, in die ein Zapfenteil 23 und ein Vorsprung 24 des Käfigs eingreifen, um die Rollen lose in der Anordnung zu halten, wie Figur 8 zeigt.

Der Käfig 11 ist vorzugsweise mit einstückigen, rippenartigen, ausgestülpten, ausgestanzten Vorsprüngen 26, 27, 28 oder einer Kombination hiervon versehen. Jeder Vorsprung ist in Umfangsrichtung zwischen zwei Öffnungen 21 angeordnet. Bei der in den Figuren 1, 2 und 5 gezeigten Ausführungsform verlaufen die rippenartigen Vorsprünge in Umfangsrichtung und erstrecken sich radial nach innen, um die jeweiligen Kreisbogenteile 18 der Nockenlaufbahn 16 gleitend aufzunehmen. Die rippenartigen Vorsprünge bilden eine Befestigungseinrichtung, um die Rollenkupplungsanordnung konzentrisch zu der Nockenlaufbahn 16 zu halten, jedoch gegenüber dieser eine Hin- und Herbewegung zuzulassen. Ein weiterer Vorteil der rippenförmigen Vorsprünge 26 ergibt sich aus den

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Figuren 1 und 2, in denen gezeigt ist, daß die Vorspannungsfeder 13 gegen eine axiale Verstellung von den Enden zweier benachbarter Rollen 12 und einem Vorsprung 26 zwischen diesen gehalten wird.

Eine geänderte Ausführungsform der Käfig-Befestigungseinrichtung ist in Figur 6 gezeigt, in der ein abgescherter rippenartiger Vorsprung 27 ähnlich dem Vorsprung 26 sich in Umfangsrichtung erstreckt, jedoch axial nach innen zu dem Käfig vorsteht und aus dem radialen Flansch 19 ausgestanzt ist. Gegebenenfalls können andere Formen von Vorsprüngen in Kombination verwendet werden. Z.B. kann es erforderlich sein, wenigstens einen Vorsprung 26 zum Halten der Vorspannungsfeder 13 zusammen mit einer oder mehreren Rippen 27 vorzusehen. Obwohl zwei Rippen 26, 27 zur Erleichterung der Darstellung in Figur 6 als in einer gemeinsamen Ebene liegend gezeigt sind, können sie gegebenenfalls winkelig versetzt sein. Eine weitere geänderte Ausführungsform der Befestigungseinrichtung ist in Figur 7 gezeigt, in der der rippenartige Vorsprung 28 sich axial erstreckt und radial nach innen vorsteht. Der Vorsprung ist aus dem Ringteil des , Käfigs 11 ausgestanzt. Es kann notwendig sein, wenigstens eine Rippe 26 zum losen Halten der Vorspannungsfeder 13 gegen eine axiale Verschiebung vorzusehen.

Die Vorspannungsfeder 13 weist einen sich radial nach außen erstreckenden hakenförmigen Teil 31 auf, der durch eine öffnung 32 in dem Käfig 11 verläuft, um ein erstes Ende der Feder an dem Käfig zu befestigen. Die Feder hat allgemein die Form eines Spaltringes, der in dem Käfig 11 kreisförmig verläuft und ein zweites Ende aufweist. Die Feder 13 kann aus Draht mit kreisförmigem» oder rechteckigem Querschnitt hergestellt sein, wobei die Kreisform in der Zeichnung gezeigt ist.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das zweite Ende der Feder 13 einen nach innen gerichteten, vorsprungartigen gebogenen Teil 33 nahe einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Fingerteil 34 auf. Der Vorsprung 33 wird von einem ersten nach innen gebogenen Schenkel 36 und einem nach außen gebogenen zweiten Schenkel 37 gebildet. Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, sind die Abmessungen des ersten Schenkels 36 so gewählt, daß er sich zwischen der Innenseite des Käfigs 11 und der Vertiefung einer Nockenfläche 17 erstreckt, wobei der erforderliche Spielraum berücksichtigt ist, um das Gleiten der Rollenkäfig- und Federanordnung axial auf der Nockenlaufbahn

16 zu ermöglichen.

In der in Figur 3 gezeigten Antriebsstellung liegt die Feder 13 an der Innenseite des Käfigs 11 an, während der Vorsprung 33 lose in der Vertiefung 38 der Nockenfläche

17 aufgenommen ist. In dem Freilaufzustand (siehe Figur 4) übt die Schwenkbewegung des Käfigs 11 in Umfangsrichtung einen. Zug auf die Feder 13 aus, so daß diese einen etwas geringeren Durchmesser zwischen dem Hakenteil 31 und dem Vorsprung 33 einnimmt. Der in Umfangsrichtung wirkende Zug auf die Feder 13 während des Freilaufzustandes bewirkt, daß der Schenkel 36 zwischen einem Teil des Käfigs und einem Teil der Nockenfläche bei 39 und 41 festgeklemmt wird, wodurch eine Verstellung in umfangsrichtung des zweiten Endes der Feder gegenüber der Nockenfläche der Nockenlaufbahn verhindert wird. Obwohl ein in geeigneter Weise bemessener erster Schenkel 36 ausreicht, um das zweite Ende der Feder gegen eine Verschiebung in umfangsrichtung gegenüber der Nockenfläche zu sichern, werden vorzugsweise der zweite Schenkel 37 und der Fingerteil 34 vorgesehen.

Der zweite Schenkel 37 kann verwendet werden, um eine erhöhte Festigkeit des Vorsprungs 33 und des ersten Schenkels 36 zu erreichen, wenn die Verformung des.

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Schenkels 36 möglichst klein sein soll, z.B. dann, wenn ein dünner Draht für die Feder 13 verwendet wird oder die Tiefe der Nockenfläche 17 sehr gering ist.

Ein weiterer Vorteil des zweiten Schenkels 37 und des Fingerteils 34 besteht darin, daß die radial nach außen gerichteten Komponenten der Kraft, die auf den ersten Schenkel 36 an dem Berührungspunkt 39 mit der inneren Laufbahn 16 ausgeübt wird, von dem Fingerteil 34 auf den Käfig übertragen werden, ebenso wie an dem Punkt 41. Der Fingerteil 34 soll so angeordnet werden, daß er unter einem der Vorsprünge 26 zur axialen Festlegung der Feder 13 und diametral gegenüber einem weiteren der Vorsprünge 26, 27 oder 28 liegt, um den anderen Vorsprung in Führungseingriff mit einem entsprechenden Bogenteil 18 zu drücken.

Es ist zu beachten, daß die oben beschriebene Ausbildung des Vorsprungs 33, insbesondere des ersten Schenkels 36 das Problem der bekannten Vorrichtungen überwindet, bei denen es erforderlich war, das zweite Ende der Vorspannungsfeder an der Nockenlaufbahn mittels besonderer Schlitze, öffnungen oder Verbindungsstiften zu befestigen.

Die verbesserte Rollenkupplungsanordnung gemäß der vorherigen Beschreibung hat den besonderen Vorteil, daß der Käfig und die Vorspannungsfeder vormontiert werden können, so daß das axiale Einsetzen der Anordnung zwischen zwei Laufbahnen eine synchronisierte Freilaufkupplung ergibt, die konzentrisch zu der Nockenlaufbahn angeordnet und für eine Schwingbewegung gegenüber dieser vorgespannt ist.

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Claims (9)

1. Patentansprüche

   Einweg-Freilaufrollenkupplung zwischen zwei Laufbahnen, die relativ zu einer Laufbahn hin- und herbeweglich ist, die in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete Nockenflächen aufweist, und mit mehreren Rollenklemmelementen, einem Käfig mit mehreren Öffnungen, durch die sich die Rollenklemmelemente erstrecken, und mit einer Spaltring-Vorspannungsfeder, um die Rollen- und Käfiganordnung zwischen den Laufbahnen festzuklemmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (13) mit einem Ende (34) an dem Käfig (11) befestigt ist, und daß das entgegengesetzte Ende (36,33,37,34) so ausgebildet ist, daß es an der mit Nockenflächen versehenen Laufbahn

   (16) und dem Käfig (11) bei einer relativen Bewegung zwischen der Laufbahn (16) und dem Käfig (11) in einer Richtung festgeklemmt wird.
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (13) an ihrem Klemmende einen Vorsprung (33) aufweist, der durch eine Biegung der Feder gebildet ist, um an der Nockenfläche (17) der Laufbahn (16) anzugreifen.
3. 3. Kupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (33) der Feder (13) nahe einem Fingerteil (34) der Feder ausgebildet ist, an welcher Stelle das Klemmende (36,33,37) der Feder ausgebildet ist (Figuren 2, 3 und 4).
4. 4. Kupplung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig eine Befestigungseinrichtung aufweist, die zwischen den Rollenöffnungen (21) ausgebildet ist und an der einen Laufbahn (16) zwischen den im Abstand angeordneten Nockenflächen (17) angreift.

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5. 5. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (11) als Ring (Figuren 2 und 5 bis 8) ausgebildet ist, der eine radiale Dicke (Figuren 5 und 6) geringer als der Durchmesser der Rolle (12) und eine axiale Länger größer als die Länge einer Rolle hat, und daß die Befestigungseinrichtung (26),27) durch einstückige Vorsprünge des Rings gebildet ist.
6. 6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfigring aus Blech besteht, in dem die Rollenöffnungen (21) in Umfangsrichtung im Abstand angeordnet sind, und daß die Befestigungseinrichtung durch rippenförmige Vorsprünge (26,27,28) gebildet ist, die aus dem Blechkäfigring ausgestanzt und jeweils in Umfangsrichtung zwischen zwei Öffnungen liegen (Figuren 5, 6 und 7).
7. 7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rippenförmigen Vorsprünge (28, Figur 7) sich in axialer Richtung zu dem Käfigring erstrecken und radial zwischen die axialen Enden des Käfigrings vorstehen, um an der mit Nocken versehenen Laufbahn (16) anzugreifen.
8. 8. Kupplung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfigring einen Randflansch (19) aufweist, an dem rippenartige Befestigungsflansche (27) ausgestanzt sind (Figur 6).
9. 9. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (13) sich zwischen den Enden zweier benachbarter Rollen (12) erstreckt, und daß ein rippenförmiger Vorsprung (26) sich von dem Käfig (11) aus zwischen diesen beiden Rollen erstreckt, um die Feder (13) gegen eine axiale Verschiebung an dem Käfig lose zu halten (Figur 1).

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