DE2317208A1

DE2317208A1 - Klemmrollen-freilaufkupplung

Info

Publication number: DE2317208A1
Application number: DE2317208A
Authority: DE
Inventors: Horst Husmann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-04-06
Filing date: 1973-04-06
Publication date: 1974-10-17
Also published as: US3904005A

Description

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Aktienge seilschaft
HgOJtfolfsburg

Unsere Zeichen: K I47O
1702-Pt-Gn/Sa

r S. 4.73

Klemmrollen»-Freilauf kupplung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemiarollen-Freilaufkupplimg mit sinem ersten Kupplungsteil ,der Klemmra*Xf?on für die Klemmrollen aufweist, einem zweiten Kupplungsteil, der eine zylindrische Lauffläche für die Klemnirollen bildet>und einem die Klemmrollen und zugehörige Druckfedern führenden Käfig. Solche Klemmrollen-Preilaufkupplungen dienen bekanntlich dazu,' zwei Wellenteile oder ähnliches in der einen Drehrichtung· formschlüssig miteinander zu verbinden und in der anderen Drehrichtung voneinander zu trennen. Es gibt sie in vielen Ausführungen. Eine derartige Freilaufkupplung ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 1 144 975 dargestellt.

In der Regel werden die bekannten Klemmrollen-Freilaufkupplungen in der Weise montiert, daß zuerst der Kupplungsaußenteil mit dem zugehörigen Wellenteil o.a. verbunden wird, daß danach in den Kupplungsaußenteil der Käfig und in diesen der Kupplungsinnenteil geschoben oder gedreht wird und daß zum Schluß der Kupplungsinnenteil·

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mit der zugehörigen Welle o.a. verbunden wird. Oft ist die Montagefolge auch genau umgekehrt. In vielen Fällen ist die Freilaufkupρlung innerhalb eines größeren Getriebes o.a. oder an einer schlecht zugänglichen Stelle einzubauen, wo die oben erwähnte Montagefolge nicht durchzufuhren ist, weil der mit dem Kupplungsinnenteil verbundene Getriebeteil bereits seine Funktionslage innehat. Eine Faikehxung der Montagefolge könnte sich aus gleichen Gründen verbieten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klemmrollen-Freilauf~ kupplung zu schaffen, die es ermöglicht, den Käfig der Kupplung auch bei bereits positionierten, d.h. mit den zugehörigen Wellen-o.a. fest verbundenem Kupplungsaußenteil und Kupplungsinnenteil einzubauen.

Diese Aufgabe wird bei einer Kleramrollen-Freilaufkupplung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Käfig zwei ringförmig ausgebildete seitliche Scheiben, zwischen denen die Kleiniarollen und Federn geführt sind, besitzt, wobei die dem ersten Kupplungsteil zugewandte Kontur der ersten Scheibe weitgehend zylindrisch ist, während die entsprechende Kontur der zweiten Scheibe zusätzliche Vorsprünge aufweist, welche sich bei eingebautem Käfig in Aussparungen des ersten Kupplungsteiles abstützen«

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Käfigs mit zwei Scheiben unterschiedlicher Kontur ist es' in einfacher Weise möglich, den Käfig auch bei bereits positioniertem Kupplungsinnen- und -außenteil einzuschieben, ohne daß dafür besondere Spezialwerkzeuge oder Montagehilfen erforderlich sind.

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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels sei die Erfindung erläutert.

Dargestellt ist in Figur 1 ein Ausschnitt aus einem Getriebe, in dem die erfindungsgemäße Klemmrollen-Freilaufkupplung eingebaut ist, in !Figur 2 der Kupplungsaußenteil und der Kupplungsinnenteil, in Figur 3 die erste seitliche Scheibe des Käfigs, in Figur 4 die zweite seitliche Scheibe des Käfigs, in Figur 5 der mit den Rollen und Federn komplettierte Käfig und in Figur 6 in schematischer Darstellung die Lage des Käfigs mit den Klemmrollen und Federn zwischen dem Kupplungsaußenteil und dem Kupplungsinnenteil während des Einschiebens.

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Planetengetriebe, bei dem der Kupplungsinnenteil 3 über einen Preßsitz fest mit einem Teil des Getriebes verbunden ist. Der Kupplungsaußenteil 1, dessen äußere Kontur den Erfordernissen des Planetengetriebes angepaßt ist und demzufolge eine Reihe von Ansätzen und Hinterdrehungen aufweist, dient zur Abstützung der Freilaufkupplung nach außen. Zwischen dem Kupplungsinnenteil 3 und dem Kupplungsaußenteil 1 ist der Käfig der Kupplung mit einer ersten seitlichen Scheibe 4 iind einer zweiten seitlichen Scheibe 5 ²P- erkennen. Die axiale Lage des Käfigs wird durch Sicherungsringe 10 und 11 fixiert.

In Figur 2 ε-sind die Konturen des äußeren Kupplungsteils und des inneren Kupplungsteils 3 besser zu erkennen. Die Außenkontur des Kupplungsiniienteils 3 ist zylindrisch ausgebildet. Sie besitzt einen Radius R., und dient als Lauffläche für die Klemmrollen des Käfigs. Der Kupp-

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lungsaußenteil 1 übernimmt die Abstützung der Freilaufkupplung nach außen. Seine Innenkontur ist im Gegensatz zur Außenkontur des Kupplungsinnenteils 5 nicht durchgehend zylindrisch. Tielmehr weist sie Klemmrampen 2 auf, die bei entsprechenden Drehrichtungen der beiden Kupplungsteile im Zusammenwirken mit den Klemmrollen eine formschlüssige Verbindting zwischen den beiden Kupplungsteilen bewirken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel übernehmen die Klemmrampen mehrere Funktionen gleichzeitig. Sie besitzen eine Auflauffläche 2b, die die eigentliche Klemmrampen-Funktion übernimmt, einen zylindrisch verlaufenden Teil 2a, der zur radialen Abstützung des Käfigs dient, und eine Schulter 2c, die als Abstützung für Vorsprünge der zweiten Scheibe des Käfigs dient. Der zylindrische Teil 2a der Klemmrampen 2 besitzt einen Radius Rp*

Der Käfig besteht aus zwei über Ab Standswinkel 8 miteinder verbundenen, ringförmig ausgebildeten seitlichen Scheiben, die unterschiedliche Außenkonturen besitzen. In Figur 3 ist die erste seitliche Scheibe 4 scheraatisch dargestellt. Man erkennt, daß sie eine zylindrische Außenkontur besitzt, die eine Verdrehung gegenüber dem Kupplungsaußenteil zuläßt, mit einem Radius R., der etwas kleiner ist als der Radius R„ des Kupplungsaußenteiles 1, so daß diese Scheibe im Kupplungsaußenteil 1 eingeschoben und verdreht werden kann. Der Innenradius R^, der Scheibe 4 ist entsprechend etwas größer als der Radius R₁ des Kupplungsinnenteils 3« Dementsprechend kann die erste Scheibe sich auch auf dem Kupplungsinnenteil 3 bewegen. Die zweite seitliche Scheibe 5 ist in Figur 4 dargestellt. Sie besitzt den gleichen Innendurchmesser R₇ wie die erste Scheibe. Auch die Außenkontur dieser Scheibe entspricht im

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Prinzip der Außenkontur der ersten Scheine 4· Zusätzlich besitzt sie jedoch Torsprünge 5^s·, die als Stützfelder dienen. Diese Vorsprünge 5& sind so ausgebildet, daß sie sich bei in der Kupplung eingebautem Käfig an den Schultern 2c des Kupplungsaußenteils 1 abstützen. Durch diese Torsprünge ^cja werden die Federkräfte und die Umfangskräfte aus der Gleitlagerfunktion des im Beispiel dargestellten Käfigs am Kupplungsaußenteil 1 abgestützt.

In Figur 5 ist eine schematische Ansicht des komplettierten Käfigs dargestellt. Die beiden seitlichen Scheiben - sichtbar ist nur die zweite Scheibe 5 - sind miteinander über Abstandswinkel 8 fest verbunden. Die Abstandswinkel 8 übernehmen die exakte Positionierung beider Scheiben 4 und 5« Zwischen zwei Abstandswinkeln 8 ist jeweils eine Klemmrolle 6 und eine zugehörige Druckfeder 7 angeordnet. Zu diesem Zweck ist der Abstandswinkel am einen Ende so ausgebildet, daß die Klemmrolle 6 eine gewisse Führung erhält und bei ausgebautem Käfig weder nach oben noch nach xinten aus dem Käfig herausfällt. Die Druckfeder 7 kann beispielsweise in einem Schlitz des Abstandswinkels 8 eingerastet seine Der Abstand zwischen den einzelnen Abstandswinkeln 8 ist so bemessen, daß der Käfig bei fest gehaltenen Klemmrollen 6 um einen gewissen Weg nach links gedreht werden kann, weil die Druckfedern 7 sich entsprechend zusammendrücken lassen.

In Figur 6 ist die Klemmrollen-Freilaufkupplung mit dem Kupplungsinnenteil 3 und dem Kupplungsaußenteil 1 sowie dem Käfig dargestellt, und zwar zu verschiedenen Zeitpunkten des Einschiebens des Käfigs in die Kupplung. Im linken Teil der Figur ist im Ausschnitt a der Zustand ge~

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zeigt, in dem sich die VorSprünge 5a der zweiten'seitlichen Scheibe 5 noch nicht in der Schulter 2c des äußeren Kupplungsteil s 1 abstützen. Im rechten Teil der •Figur ist im Ausschnitt b der Zustand gezeigt, in dem sich der Vorsprung 5a- bereits in der Schulter 2c abstützt und die Druckfeder 7 entsprechend zus3,mmengedrückt ist.

Die Montage der Klemmrollen-Freilaufkupplung läuft wie folgt ab. Ausgegangen werden soll dabei davon, daß der Kupplungsinnenteil 3 aus konstruktiven Gründen bereits fest mit einem zugehörigen Bauteil des Getriebes o.a. verbunden ist und daß auch der Kupplungsaußenteil T bereits fest im ihm augeordneten Geräteteil.verankert ist. Beide Kupplungsteile befinden sich also bereits in ihrerendgültigen, d.h. in ihrer Funktionslage. Der durch die Druckfedern 7 und. die Kleinmrollen 6 komplettierte Käfig wird nun über seine erste seitliche Scheibe 4» die eine zylindrische Außenkontur besitzt, auf den Kupplungsin— nenteil 1 gefädelt und gegenüber dem Kupplungsaußenteil 1 so verdreht, daß er mit den über den Zentrierdruchmesser E. der seitlichen Scheiben 4 und 5 hinausragenden Klemmrollen 6 in den Kupplungsaußenteil 1 geschoben werden kann. Das ist der Fall, wenn sich die Klemmrolle 6 . zwischen der Schulter 2c der einen Klemmrampe und der Auflauffläche 2b der benachbarten Klemmrampe befindet. Diese Stellung ist im Ausschnitt a der Figur/dargestellt. Der ganze Käfig läßt sich dann axial so weit in die Kupplung einschieben, bis die Vorsprünge Jja der zweiten seitlichen Scheibe 5 auf dem Kupplungsaußenteil 1 zu liegen kommen (siehe schraffiertes Feld c im Ausschnitt a der Figur 6). Durch Verdrehen des Käfigs in Klemmrichtung

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werden die Klemmrollen 6 sodann gegen die Auflaufflächen 2b der Klemmrampen 2 gebracht. Bis zur völligen Aufhebung der tiberdeckung c der Yorsprünge 5a der rechten Scheibe zur Innenkontur des Kupplungsaußenteils 1 wird der Käfig weiter gedreht. Dabei werden die. Druckfedern 7 wegen der blockierten Klemmrollen 6 auf ein gewünschtes Maß vorgespannt. In dieser Lage läßt sich der Käfig axial so weit in die Kupplung einschieben, bis die erste Scheibe 4 an dem Sicherungsring 10 des Kupplungsaußenteils 1 zu liegen kommt. Jetzt hat der Käfig seine Funktionslage erhalten. Dabei stützen sich die Vorspränge 5a der rechten Scheibe in den Schultern 2c der Klemmrampen 2 des Kupplungsaußenteils 1 ab. Mittels eines Sicherungsringes 11 im Kupplungsaußenteil 1 wird der Käfig axial in dieser Position gehalten.

Bei der Demontage der Freilaufkupplung wird zunächst der äußere Sicherungsring 11 entfernt und danach der komplette Käfig, z.B. mittels zweier Haken, die in zwei um 180 versetzte Löcher 9 des Käfigs eingreifen, herausgezogen.

Der besondere Torteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß im Eahmen der Gesamtkonstruktion des Lagers, Getriebes o.ä·. keine Rücksicht auf die Reihenfolge des Zusamenbaus der Kupplung genommen werden muß. Sie kann entweder vormontiert werden und als kompletter Bauteil eingesetzt werden, sie kann in der Reihenfolge Innenteil, Käfig, Außenteil oder wie in der Beschreibung erwähnt, montiert werden. Durch diese Eigenschaft ist eine optimale !Nutzung des zur Verfügung stehenden Bauraumes möglich, da keine Rücksichtnahme auf notwendige Montagefolgen erforderlich ist.

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Außerdem sind keine Spezialwerkzeuge oder sonstige Montagehilfen notwendig, so daß diese Freilaufkupplung auch äußerst kundendienstfreundlich ist.

Die Erfindung wurde anhand einer Kupplung erläutert^
der der Kupplungsaußenteil Rampen trägt. Die sinngemäße Anwendung auf Kupplungen ₅ hei denen das Kupplungsinnenteil Rampen trägt, ist selbstverständlich ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

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Claims

ANSPRÜCHE

1«] Kleimnrollen-Freilauf kupplung mit einem ersten Kupplungsteil, der Klemmrampen für die Klemmrollen aufweist, einem zweiten Kupplungsteil, der eine zylindrische Lauffläche f;iir die Klemmrollen Mldet>und einem die Klemmrollen und zugehörige Druckfedern führenden Käfig, dadurch, gekennzeichnet, daß der Käfig ringförmig ausgebildete seitliche Scheiten (4» 5)j zwischen denen die Klemmrollen (6) und Druckfedern (7) geführt sind, besitzt, wobei die dem ersten Kupplungsteil (1) zugewandte Kontur der ersten Scheibe

(4) weitgehend zylindrisch ist, während die entsprechende Kontur der zweiten Scheibe (5) zusätzliche Yorsprünge (5a) aufweist, welche sich bei eingebautem Käfig in Aussparungen des ersten Kupplungsteiles (1) abstützen.

2» Klemmrcllen-Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß der Kupplungsaußenteil (1) die Klemmrampen (2) aufweist und der Kupplungsinnenteil

(5) die zylindrische Lauffläche bildet.

3. Klemmro]len-Preilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsinnenteil die Klemmrampen aufweist und der Kupplungsaußenteil die zylindrische Lauffläche bildet.

4. Klemmrollen-Freilaufkupplung nach Anspruch 2 oder J, dadurch gekennzeichnet_f daß die längs des Innenumfangs des Kupplungsaußenteils oder des Außenumfangs des Kuppluiigslnnenteils verteilten Klemmrampen (2) Jeweils in

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einem zylindrischen Teil (2ä) enden, der als radiale Abstützung der beiden Scheiben (4₅ 5) des Käfigs dient.

5. Klemmrollen-Freilaufkupplung nach Anspruch 4j dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Teil (2a) der Klemmrampen "(2) steil abfallend endet und daß die so gebildeten Schultern (2c) bei in der Kupplung eingebautem Käfig als Abstützung für die Yorsprünge (5a) der zweiten Scheibe (5) des Käfigs dienen.

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