DE2437412A1

DE2437412A1 - Klemmkoerper-freilaufkupplung

Info

Publication number: DE2437412A1
Application number: DE2437412A
Authority: DE
Inventors: Josef Ing Grad Zuleger
Original assignee: Individual
Current assignee: Ringtex-Handels AG Zweigniederlassung Zuerich Zue
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1974-08-02
Publication date: 1976-02-19
Also published as: FR2280830B1; IT1039802B; FR2280830A1; NL7507769A; GB1476826A; DE2437412B2; DE2437412C3

Description

J. Zuleger j ι q π ι Λ

Ing.(grad.)

6901 Wilhelmsfeld

Angelhofweg 41

Klemmkörper-Freilaufkupplung

Es sind Klemmkörper-Freilaufkupplungen bekannt, die aus einem Innen- und Außenring eines Ringrillen-Kugellagers mit Käfig bestehen und die zwischen je zwei Kugeln einen unrunden Klemmkörper aufweisen, darunter auch solche, bei denen getrennte Klemmkörper nur auf die Seitenborde der Außen- und Innenringe der Ringrillenlager arbeiten.

Aus den Eiηtragungsunterlagen des deutschen Gebrauchsmusters Nr. 1 924 671 ist eine mit einem Ringrillenkugellager kombinierte Freilaufkupplung bekannt, bei der der Käfig des Kugellagers durch Stifte vernietet ist, die gleichzeitig die durchbohrten Klemmkörper aufnehmen und bei der die Stifte und die Klemmkörper Einkerbungen aufweisen zur Aufnahme der Ringfeder. Die Ringfeder dient gleichzeitig zur Anfederung und zur axialen Sicherung. Bei dieser bekannten Konstruktion müssen die Klemmkörper nicht nur durchbohrt, sondern auch in einer genau bestimmten Lage geschlitzt werden. Schon durch die Aufhängung, durch Bohrung und Stift bedingt, muß die Dimension des Klemmkörpers in der Breite entsprechend groß sein.

Aus der deutschen Auslegeschrift DAS 1 264 886 sind ferner Freilaufkupplungen bekannt, bei denen der Außen- und Innenring sowie die Kugeln eines normalen Ringrillenkugellagers verwendet v/erden, während an Stelle des bei der Massenfertigung von Kugellagern anfallenden Käfigs zwei aus Kunststoff gespritzte Käfigringe mit an ihrer einander abgewandten Stirn-

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flächen je einen Kranz von Taschen für in Einkuppelsinn angefederte Klemmkörper und je eine die Taschen stirnseitig nach außen hin abschließenden dünnen Abschlußscheibe vorgesehen sind, die sämtlich miteinander verbunden v/erden. Die Klemmkörper werden mit Druckfedern innerhalb der Taschen im Einkuppelsinn gehalten. Bei Freilaufkupplungen dieser Bauart werden die Klemmkörper, der Außen- und der Innenring üblicherweise ständig in Berührung gehalten, um im Bedarfsfall die Kupplung sofort in Eingriff zu bringen. Die erforderliche Federkraft ist abhängig vom Gewicht des Klemmkörpers, sie soll möglichst so auf den Klemmkörper wirken, daß auch Achsungenauigkeiten zwischen Außen- und Innenring ausgeglichen werden. Ist die Federkraft zu groß, so bewirkt sie, daß das Schleppmoment und damit Reibung und Abnutzung der Freilaufkupplung erhöht werden, ist die Federkraft dagegen zu klein, so besteht die Gefahr, daß nicht alle Klemmkörper gleichzeitig zum Eingriff kommen, was zur Folge hat, daß die Freilaufkupplung das erforderliche Drehmoment nicht voll übertragen kann. Beide Möglichkeiten haben vorzeitigen Verschleiß zur Folge. Speziell bei kleinen Freilaufkupplungen ist es deshalb schwierig die erforderliche Federkraft zu bestimmen und die Federung konstruktiv unterzubringen.

Der aus den Unterlagen zum Patent 1 264 886 bekannten Ausführung liegt der Nachteil zugrunde, daß die Klemmkörper einzeln angefedert werden und der Raum für Lagerung der Klemmkörper mit Anfederung nur begrenzt aufnahmefähig ist. Lagerung und zu übertragendes Drehmoment sind bei Verwendung von Teilen handelsüblicher Kugellager durch den gegebenen freien Raum voneinander abhängig. Da das zu übertragende Drehmoment für Kupplungen unter Verwendung von normalen Ringrillenkugellagern an sich schon gering ist, wirkt sich dieser Nachteil besonders aus.

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In der Technik liegt jedoch ein großes Bedürfnis nach Klemmkörper-Freilaufkupplungen vor, mit dem auch größere Drehmomente übertragen werden können.

Zur Übertragung größerer Drehmomente mußte man bisher auf teure Spezialausbildungen von Klemmkörper-Freilaufkupplungen zurückgreifen, bei denen keine Teile der serienmäßig in größeren Stückzahlen anfallenden normalen Ringrillenlager verwendbar waren.

Das Bedürfnis nach Freilaufkupplungen zur übertragung großer Drehmomente soll durch die vorliegende Erfindung befriedigt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Freilaufkupplung, bei der Laufringe und Kugeln handelsüblicher Ringrillen-Kugellager verwendet werden, so auszubilden, daß mittels in speziell ausgebildeten Käfigen gelagerten Klemmkörpern auch größere Drehmomente übertragen v/erden können, als dies bei den bisher bekannten Freilaufkupplungen möglich ist, bei denen zwischen je zwei Kugeln der handelsüblichen Ringrillen-Kugellager auf jeder Lagerseite je ein auf die Seitenborde einer Ringseite wirkender beidseitig im Einkupplungssinn angefederter Klemmkörper angeordnet ist.

Bei einem Käfig für eine Freilaufkupplung aus einem Ringrillenkugellager mit zwei einander gegenübergestellten Käfigringhälften, die an ihren einander zugekehrten Stirnflächen Taschen für die Lagerkugeln aufweisen und in dem in dem Raum zwischen zwei Kugeln über den Borden der Laufringe unrunde Klemmkörper untergebracht sind, wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst, durch die Anordnung von mindestens zwei auf einer Breitseite mit einer Kraftübertragungsrippe ausgestattete Klemmkörper, die über die Rippe des einen Klemmkörpers mit der rippenfreien Seite des anderen Klemmkörpers in mechanischer Berührung stehen sowie eine Anlagerippe für die Anlage einer Klemmkörper-

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breitseite und eine Ausnehmung für eine Druckfeder in jeder Klemmkörperaufnähmetasehe.

Bei Verwendung dieser Lösungsmittel sind somit in den zur Aufnahme der Klemmkörper gebildeten Taschen der Käfigringhälften mindestens zwei sich einander berührender Klemmkörper angeordnet, die an ihren mit den Borden der Ringrillenlager zusammenarbeitenden Enden in an sich bekannter Weise von Kreisbögen begrenzt werden, die zum MittelDunkt der Klemmkörper zwar exzentrisch sind, aber zum Mittelpunkt symmetrisch verlaufen und die von zwei bspw. parallelen Seitenflächen begrenzt sind, von denen die eine mit. einer über die Seitenfläche vorstehenden Kraftübertragungsrippe ausgerüstet ist, die den vorhergehenden Klemmkörper berührt und einen auf den letzten Klemmkörper ausgeübten Federdruck auf die vorhergehenden überträgt, wobei der erste Klemmkörper an einem in der die Klemmkörper aufnehmenden Tasche des Käfigs bspw. in der Hähe des Innenringes angeordnetem Anlagepunkt so zur Anlage gebracht wird, daß der Klemmkörper in Einkupplungsrichtung schwenken kann und wobei ferner durch eine in der Nähe des Außenringes angeordnete Feder ein Druck ausgeübt wird, durch den die Kupplungskörper zwangsweise in Berührung mit den Ringborden gehalten und im Kupplungsrichtung angefedert werden.

Durch die Vermeidung der Durchbohrung der Klemmkörper ist einerseits erreicht, daß ihre Breite reduziert wird sowie durch die Ausstattung des Käfigs mit einem Anlagepunkt für die eine Seite eines Klemmkörpers, durch den die Schwenkung des Klemmkörpers ermöglicht wird und durch die Anordnung der Kraftübertragungsrippe auf der gegenüberliegenden Seite des·Klemmkörpers, die den Nachbarklemmkörper berührt, ist weiter erreicht worden, daß mehrere Klemmkörper in einer Käfigtasche durch eine entsprechende Feder in Kupplungsrichtung angefedert werden können, ohne daß sich Teile der Klemmkörper aufeinander abwälzen müssen.

Durch die Möglichkeit, mehrere Klemmkörper durch eine Feder an-

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zudrücken, wird nicht nur die Bestimmung der Federkraft sehr
erleichtert, sondern auch sichergestellt, daß der Raum für die eingesparten Andruckfedern für die Unterbringung weiterer Klemmkörper ausgenutzt v/erden kann, wodurch das zu übertragende Drehmoment erheblich vergrößert wird. Schon allein durch die Anordnung zweier Klemmkörper zwischen je zwei Lagerkugeln verdoppelt sich das zu übertragende Drehmoment. Dies trifft bspw. für normale einreihige Rillenkugeln der DIbI-Reihe 62 für Wellendurchmss— ser von 10-25 mm zu, während in den Wellendurchmesserbereich von 30-35 mm bereits 3 Klemmkörper und im We11endurchmesserbereich von 40-50 mm sogar 4 Klemmkörper zwischen 2 Lagerkugeln untergebracht werden können.

Hierdurch ist überzeugend dargelegt, welch großer wirtschaftlicher Fortschritt durch die vorliegende Erfindung erzielt ist.

Die Erfindung ist nachstehend weiter beschrieben und durch Anwendungsbeispiele erläutert und zwar zeigt:

Fig.l in einem vergrößertem Maßstabe einen senkrechten
Querschnitt durch einen Klemmkörper nach der Erfindung.

Fig.2 zeigt eine Stirnansicht auf den Teil einer Kupplung bei dem ein Teil eines erfindungsgemäßen Käfigs
in der in der Fig.3 mit I-I bezeichneten Ebene aufgeschnitten ist, mit zwei Kleiamkörpem zwischen den Taschen zweier Lagerkugeln.

Fig.3 zeigt eine Außenansicht auf ein Stück eines Käfigs
wie er in einer Kupplung nach Fig.2 verwendet wird.

Fig.4 und Fig.5 zeigen ein Schnittbild durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Klemmkörperaufnahmetasche, während

Fig.6 eine Schrägaufsicht auf eine Feder für eine Aufnahmetasche, nach Fig.5 zeigt..

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v-Tie aus der Fig.l ersichtlich ist, werden die Klemmkörper 4 von dem am Außenring 1 anliegenden Kreisbogen 4a und dem am Innenring anliegenden Kreisbogen 4b und den beiden Seitenflächen 4c und 4d begrenzt, von denen die Seitenfläche 4d mit einer Kraftübertragungsrippe 4f ausgerüstet ist.

Die in der Fig.2 gezeigte Freilaufkupplung mit je 2 Klemmkörpern zwischen den Taschen zweier Lagerkugeln besteht aus dem Außenring 1, den Innenring 2_r den Laufkugeln 3, den unrunden Klenmkörpern 4_f der Feder 5 und de-n Käfig 6.

Die Klemmkörper besitzen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Kraftübertragungsrippe, deren radiale Lage bspw. durch den Xreuzungspunkt 10 der Verbindungslinien 7, die die Berührungslinien der Kleirmkörper am Außenring 8 und die Eerührungslinien der Klemmkörper am Innenring verbinden, bestinrat sein kann, deren "Lage aber auch aufgrund der Hebelgesetze radial zwischen den Borden verschoben sein kann.

Wie aus dar Fig.2 zu ersehen ist, ist der rechte Klemmkörper 4 mit seiner Seite 4d an dem zum Kreisbogen 4b hin liegenden Ende an einem Punkt 11 des Käfigs 6 so abgestützt, daß der Klemmkörper in ~3inkupplungsrichtung schwenken kann, während der linke Klemmkörper mit seiner Kraftübertragungsrippe 4f auf die Seite 4c des rechten Klemiakörpers eine auf das zum Kreisbogen 4a hin liegende Ende der Seite 4c des linken Klemmkörpers wirkende_; von der in der Ausnehmung 12 untergebrachten Feder 5 im Sinkupplungssinn ausgeübte Kraft überträgt, durch die die beiden Klemmkörper zwangsweise in Berührung mit den Ringbcaden gehalten werden.

Bei dieser Anordnung tritt folgende Wirkung auf: Bei der Freilaufrichtung mit drehendem Außen- oder entgegengesetzter Drehrichtung des Innenringes mit Relativbewegung des Käfigs in derselben Richtung wirkt der Federdruck auf den linken Klemmkörper über die Kraftübertragungsrippe 4f auf den nachfolgenden Klemia-

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körper so ein, daß dieser abgestützt auf den Punkt 11 des Käfigs 6, am Innenring zur Anlage kommt.Unterstützt wird dieser Vorgang durch die Relativbewegung des Käfigs. Sie gleicht Ungenauigkeiten aus und bewirkt die Gleichmäßigkeit der Anlage. Die Federkraft wirkt in diesem Falle auf die Klemmkörper wie auf einseitig gelagerte Hebel und bringt sie zur Anlage, Im umgekehrten Drehsinn von Außenoder Innenring setzt sofortige Sperre ein. _

Bei dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Anlagepunkt 11 für den einen Klemmkörper an die rechte Seite der Klemmkörperaufnahmetasche in die Nähe des Innenringes gelegt und, die Andruckfeder 5 als Schraubenfeder in der linken Taschenseite in einer Ausnehmung in der iSlähe des Außenringes 1 angeordnet.

Es kann selbstverständlich auch der Anlagepunkt 11 an die linke Seite der Klemmkörperaufnahmetasehe in der Nähe des Außenringes angeordnet werden und die Feder 5 so ausgeführt werden, daß sie in der Nähe der unteren rechten Seite der Aufnahmetasche auf einen Klemmkörper drückt.

Für ein solches Ausführungsbeispiel ist in Fig.4 ein Schnittbild durch eine Aufnahmetasche mit einer Ausnehmung 13 für die Aufnahme einer ebenfalls in der Mähe des Außenringes 1 angeordneten Feder gezeigt.

Fig.5 zeigt einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig.4, während in Fig.6 in einer Schrägansicht die Form der in diesem Ausführungsbeispiel verwandten Feder gezeigt ist, .deren Bügel 14 von der in der Klemmkörperaufnahmetasche angebrachten Ausnehmung 13 des Käfigs 6 aufgenommen wird.

Außer den dargestellten Beispielen können auch andere Federn bspw. auch Blattfedern angewandt werden. Ebenso können die Federn in angepaßten Ausnehmungen seitlich neben den Klemmstücken angeordnet sein. ·

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Der Aufbau der Käfige kann auf verschiedene Weise erfolgen. So kann der Käfig aus Kunststoff zwei- oder mehrteilig zusammengesetzt sein und seine Aufbauteile können durch Schweißen bzw. Kleben oder mit Steckverschlüssen verbunden werden. Der Käfig kann auch aus Metall, wie z.B. Blech oder Spritzguß hergestellt werden.

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Claims

•3- Patentansprüche

1. Unter Verwendung von Teilen eines handelsüblichen Ringrillenkugellagers hergestellte Freilaufkupplung mit einem Käfig aus zwei einander gegenübergestellten Käfighälften, die zwischen sich Taschen für die Lagerkugeln und in dem Raum zwischen zwei Kugeln über den Borden der Laufringe angeordnete Klemmkörper aufweisen und deren Käfig eine Relativbewegung ausführt, gekennzeichnet durch die Anordnung von mindestens zwei auf einer Breitsäte mit einer Kraftübertragungsrippe ausgestattete Klemmkörper, die über die Rippe des einen Klemmkörpers mit der rippenfreien Seite des anderen Klemmkörpers in mechanische Berührung stehen sowie eine Anlagerippe für die Anlage einer Klemmkörperbreitseite und eine Ausnehmung für die Aufnahme einer Druckfeder in jeder Klemmkörperaufnahmetasche, durch die alle Klemmkörper dieser Klemmkörperaufnahmetasche zur Anlage gebracht werden.

2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagerippe (11) für die Anlageseite (4d) des ersten Klemmkörpers an dem zum Innenring des Lagers hinliegenden Teile der Klemmkörperaufnahmetasche in dieser angeordnet ist und die Ausnehmung (13) für die auf die Seite (14) des letzten Klemmkörpers wirkende Druckfeder (5) an der gegenüberliegenden Seite der Klemmkörperaufnahmetasche an dem zum Außenring hinliegenden Teil der Tasche angebracht ist.

3. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anlagerippe (11) für die Anlageseite (4c) eines ersten Klemmkörpers und die Ausnehmung für die Aufnahme de£ auf den letzten Druckkörper wirkenden Druckfeder beide in dem zum Außenring hinliegenden Teil der Klemmkörperaufnahmetasche angeordnet sind.

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