DE2637038A1

DE2637038A1 - Rollenfreilaufkupplung und anordnung aus kaefig und rollen dafuer

Info

Publication number: DE2637038A1
Application number: DE19762637038
Authority: DE
Inventors: Gerard William Gehrke
Original assignee: Torrington Co
Current assignee: Timken US LLC
Priority date: 1975-09-08
Filing date: 1976-08-17
Publication date: 1977-03-10
Also published as: JPS5236249A; ES451303A1; CA1062639A; FR2323064A1; ES456536A1; GB1549306A; AU501043B2; US3993177A; BR7605915A; AU1706376A; BE845959A; IT1063799B

Description

PATENTANWÄLTE

HELMUTSCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-ING.

The Torrington Company ir-tor-j56

11. August 1976 L/M

Rollenfreilaufkupplung und Anordnung aus Käfig und Rollen dafür

Die Erfindung bezieht sich auf Rollenfreilaufkupplungen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung aus Käfig und Rollen für Rollenfreilaufkupplungen sowie eine diese Anordnung aufweisende Rollenfreilaufkupplung.

Bei Rollenfreilaufkupplungen eines bestimmten Durchmessers ist die Fähigkeit zur Drehmomentübertragung um so besser, je mehr Rollen in den ringförmigen Raum zwischen den inneren und den äußeren Kupplungsgliedern eingesetzt werden können.Es ist jedoch notwendig, die Rollen in irgendeiner Weise, beispielsweise durch eine Feder, zu belasten, um die Rollen in einer Umfangsrichtung vorzuspannen. Es ist auch außerordentlich wichtig, daß die durch die Vorbelastung ausgeübte Kraft in Umfangsriehtunc gleichmäßig auf jede der Rollen ausgeübt wird.

In der US-PS 5 863 742 ist eine Anordnung aus Käfig und Rollen beschrieben, bei der eine Vielzahl von Rollen in J3 einer Tasche des Käfigs untergebracht ist. Bei dem in dieser US-PS offenbarten Käfig üben Querstege selbst die Feder-Vorbeiastung auf die Rollen aus. Dieser Käfig arbeitet in einigen Fällen zufriedenstellend. Es wurde jedoch gefunden, daß es für manche Zwecke wünschenswert ist, daß die Querstege starr sind, und daß es wünschenswert ist, eine getrennte Feder vorzusehen, weil eine solche Feder einen höheren Grad von Flexibilität aufweist.

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D-707 SCHWÄBISCH CMOND D-8 MÜNCHEN 70 Telefon: (07171) 56 90 Deutsdie Bank München 70/37369 (BLZ 70Q7ÖÖ 10) Telefon: (0 89) 77 89 H. SCHROETER Telegramme: Sduoepac Schwäbisch Gmiind 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Telegramme: Schroepat Bodugane 49 Telex: 7248 868 pajd d Potodieikonto München 1679 41-804 Lipowskyitriße 10 Telex: 5 212 248 pawe d

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rollenfreilauf-· kupplung und eine Anordnung aus Käfig und Rollen dafür zu schaffen, die die oben erwähnten Forderungen erfüllt.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet.

■Kurz gesagt besteht die Anordnung aus Käfig und Rollen darin, daß ein Paar in Längsrichtung mit Abstand voneinander angeordnete Ränder vorgesehen sind, die durch eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit gegenseitigen Abständen angeordneten Querstegen miteinander verbunden sind. Die Ränder und die Querstege sind so bemessen und beabstandet, daß sie Taschen bilden, die ausreichend groß sind, um eine Vielzahl von Rollen aufzunehmen. In jede dieser Taschen werden Rollen eingesetzt. Jedem der Querstege ist eine nachgiebige Feder zugeordnet. Die Feder ist so angeordnet, daß sie die ihr am nächsten liegende Rolle in der Tasche berührt und die so berührte Rolle in Umfangsrichtung beaufschlagt, so daß die durch die Feder ausgeübte Kraft auf alle Rollen in der Tasche übertragen wird.

Die erfindungsgemäße Rollenfreilaufkupplung, die die beschriebene Anordnung aus Käfig und Rollen aufweist, besitzt ein äußeres Kupplungsglied und ein inneres Kupplungsglied mit geringerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Außengliedes. Das Außenglied ist mit Nockenflächen oder Rampen versehen, und die Ränder des Käfigs sind mit radial sich nach außen erstreckenden Anschlägen versehen, die so ausgebildet sind, daß sie an einer Nockenfläche oder einer Rampe des äußeren Kupplungsteils angreifen, um so eine Drehung des Käfigs in Bezug auf das äußere Kupplungsglied zu verhindern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.

Figur 1 ist eine Schnittansicht einer Rollenfreilaufkupplung

und veranschaulicht die Anordnung von Käfig und Rollen; Figur 2 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt und in kleinerem

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Maßstab als Figur -1, und veranschaulicht die Art der Halterung der mit Zapfenenden versehenen Rollen in dem Käfig;
Figur j5 ist eine bruchstücksweise Ansicht in etwa dem gleichen Maßstab wie Figur 2 und zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Federanordnung an den Querstegen bei Verwendung mit Rollen mit Zapfenenden.

Wie Figur 1 zeigt, weist die Rollenfreilauflcupplung ein inneres Kupplungsglied oder eine drehbare Welle Io und ein äußeres Kupplungsglied 12, beispielsweise ein Gehäuse, auf, dessen Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Welle lo, wodurch ein Ringraum zwischen den beiden Kupplungsgliedern geschaffen wird. Der Innenumfang des äußeren Kupplungsgliedes oder des Gehäuses 12 ist mit Nockenflächen versehen, die aus Rampen 14 und Anschlägen 16 bestehen.

Eine Relativverdrehung zwischen Welle Io und Gehäuse 12 in einer Umfangsrichtung bewirkt, daß die Rollen 18 in den in Umfangsrichtung sich verengenden Raum zwischen der Welle und den Rampen 14 hinein gedrückt oder verkeilt werden, wodurch die Kupplung verriegelt. Die Welle und das Gehäuse rotieren dann als eine Einheit. Eine Relativdrehung zwischen Welle und Gehäuse in der entgegengesetzten Richtung bewirkt, daß sich die Rollen 18 in Richtung auf den sich erweiternden Raum bzw. in Richtung auf die Anschläge 16 bewegen, wodurch die Rollen 18 frei werden und eine freie Relativdrehung zwichen der Welle und dem äußeren Gehäuse gestatten. Dies ist als Freilauf bekannt.

Wie die Figuren 1, 2 und 3 zeigen, hat die Anordnung aus Käfig und Rollen ein Paar in Längsrichtung oder Axialrichtung mit Abstand angeordneter Ränder 2o und 22. Eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen angeordneten Querstegen 24 verbindet die Ränder 2o und 22. Die in Längsrichtung oder Axialrichtung mit Abstand angeordneten Ränder 2o, 22 und die Querstege 24 bilden Taschen, die ausreichend groß sind, um eine Mehrzahl von Rollen aufzunehmen, die in dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel als Rollen 18 mit Zapfenenden

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38, 4o dargestellt sind. Wie Figur 1 zeigt, sind drei Rollen mit Zapfenenden in jeder der Taschen angeordnet, die durch die Endränder 2o, 22 und die Querstege 24 des Käfigs gebildet werden.

Jedem der Querstege 24 ist eine nachgiebige Feder zugeordnet (Figur3)· Die Feder kann ein von den Querstegen getrenntes Bauteil sein, wie es in den Figuren dargestellt ist, oder, falls gewünscht, kann die Feder an den Querstegen 24 befestigt werden oder sogar einstückig mit den Querstegen 24 ausgebildet werden, vorausgesetzt, daß es sich um eine sehr nachgiebige Feder handelt und daß die Querstege 24 nicht nachgiebig,sondern ortsfest bzw. starr sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Feder aus einem Hauptteil 28 und einem Paar konvergierender Endteile 3o und 32, die mit dem Hauptteil 28 durch, gekrümmte Übergangsstücke 34 und 36 verbunden sind.

Verschiedene Arten von Rollkörpern können verwendet werden, beispielsweise Rollen mit geraden Enden, also vollzylindrische Rollen, oder Rollen mit abgerundeten Enden. Die Erfindung ist jedoch besonderst vorteilhaft bei Rollen mit Zapfenenden 38 und 4o einzusetzen, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind. Wie Figur 2 zeigt, haben die Rollen 18 an ihren Enden Zapfen 38 und 4o. Die in Längsrichtung oder Axialrichtung voneinander beabstandeten Ränder 2o und 22 sind mit sich in Längsrichtung oder Axialrichtung erstreckenden Flanschen 42 und 44 versehen. Die Flansche dienen dazu, die Zapfenenden 38 und 4o der Rollen 18 abzustützen bzw. zu halten.

Jeder der Ränder 2o und 22 ist auch mit in Umfangsrichtung mit gegenseitigen Abständen angeordneten, sich nach außen erstreckenden Haltegliedern oder Anschlägen 46 oder versehen. Die radial äußeren Flächen der Halteglieder 46 und sind so ausgebildet, daß sie komplementär der Gestalt der Anschläge 16 der Nockenflächen am Innenumfang des Gehäuses 12 entsprechen. Die Halteglieder 46 und 48 bewirken zusammen mit der hohen Flexibilität der Federn, daß der Käfig stationär bleibt und sich nicht in Umfangsrichtung in Bezug auf das Gehäuse 12 bewegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel

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dienen die Halteglieder 46 und 48 zusammen mit weiteren Haltegliedern 5o an der äußeren Oberfläche der Querstege 24 dazu, die Feder an Ort und Stelle zu halten. Rollenanschläge 52 und 54 sind benachbart dem rückwärtigen Ende der Käfig-Halteglieder 46 und 48 vorgesehen. Die Rollenanschläge 52 und 54 dienen dazu, eine Berührung der am dichtesten hinter der Rückseite der Feder liegenden Rolle 18 mit dem Hauptteil 28 der Feder zu verhindern.

Obwohl es nicht notwendig ist, Nockenflächen und Rampen längs des gesamten inneren Umfangs des Gehäuses 12 vorzusehen, besteht ein besonderer Vorteil darin, wenn man Nockenflächen längs des gesamten inneren Umfangs vorsieht, daß beim Zusammenbau der Freilaufkupplung die Anordnung aus Käfig und Rollen in jeder beliebigen Stellung eingesetzt werden kann. Es ist dabei sichergestellt, daß die Halteglieder 46 und 48 in Eingriff mit einem Anschlag 16 an den Nocleiflachen kommen. Es ist also nicht notwendig, sicherzustellen, daß die Halteglieder 46 und 48 an einer bestimmten Umfangsstelle in dem Gehäuse 12 angeordnet werden, um sicherzustellen, daß die Nockenflächen bzw. deren Anschläge 16 die Halteglieder 46 und 48 berühren.

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Claims

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1. Anordnung aus Käfig und Rollen für eine Rollenfreilaufkupplung, die ein äußeres Kupplungsglied und ein inneres Kupplungsglied aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des äußeren Kupplungsgliedes, wobei das äußere Kupplungsglied an seinem Innenumfang Nockenflächen aufweist, gekennzeichnet durch ein Paar in Längsrichtung oder Axialrichtung mit Abstand angeordneter Ränder (2o, 22), eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit Abständen angeordneten Querstegen (24\ die die Ränder miteinander verbinden, wobei die Ränder (2o, 22) und die Querstege (24) Taschen bilden, die genügend groß sind, um eine Mehrzahl von Rollen (l8) aufzunehmen, und durch je eine, jedem Quersteg (24) zugeordnete nachgiebige Feder (28, 3o, 32), die so angeordnet ist, daß sie die ihr am nächsten liegende Rolle (l8) in der Tasche berührt und die so berührte Rolle in Umfangsrichtung so beaufschlagt, daß die durch die Feder ausgeübte Kraft auf alle Rollen in der Tasche übertragen wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß Feder- Halteglieder (46, 48, 5o) an jedem der Querstege (24) vorgesehen sind und daß die nachgiebige Feder (28, 3o, 32) ein getrenntes Bauteil ist, das in die Federhalteglieder eingesetzt ist.

3· Anordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Ränder (2o, 22) mit in Umfangsrichtung mit Abständen versehenen, radial gerichteten, sich nach außen erstreckenden Haltegliedern (46, 48) versehen ist, die so angeordnet und ausgebildet sind, daß sie an einer Nockenfläche

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(Anschlag 16) an dem äußeren Kupplungsglied (12) angreifen, um eine Drehbewegung des Käfigs in Bezug auf das äußere Kupplungsglied zu verhindern.

4. Anordnung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (18) mit Zapfenenden (38, 4o) versehen sind und daß jeder der in Längsrichtung oder Axialrichtung mit Abstand angeordneten Ränder (2o, 22) mit einem sich in Längsrichtung oder Axialrichtung erstreckenden Plansch (42, 44) versehen ist, der zum Halten und Abstützen der Zapfenenden der Rollen (l8) dient. ·

5. Rollenfreilaufkupplung mit einem äußeren Kupplungsglied mit inneren Nockenflächen und einem inneren Kupplungsglied, dessen Außendurchmesser kleira? ist als der Innendurchmessser des Außengliedes, mit einer aus Käfig und Rollen bestehenden Anordnung in dem Ringraum zwischen dem äußeren Kupplungsglied und dem inneren Kupplungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus Käfig und Rollen ein Paar in Längsrichtung oder Axialrichtung mit Abstand angeordneter Ränder (2o, 22) sowie eine Vielzahl von in Umfangsrichtung mit gegenseitigen Abständen angeordneten Querstegen (24) aufweist,die die Ränder miteinander verbinden, wobei die Ränder und die Querstege Taschen bilden, die genügend groß sind, um eine Mehrzahl von Rollen (18) aufzunehmen, und daß eine nachgiebige Feder (28, J5o, J>2) jedem der Querstege (24) zugeordnet und so ausgebildet ist, daß die Feder die ihr am nächsten liegende Rolle (l8) berührt und in Umfangsrichtung so beaufschlagt, daß die Umfangskraft auf die anderen Rollen in der Tasche übertragen wird, und daß an jedem der Ränder (2o, 22) ein sich radial nach außen erstreckendes Halteglied (46, 48) vorgesehen ist, das an einer Nockenfläche (Anschlag 16) an dem äußeren'Kupplungsglied (12) angreift, um eine Verdrehung des Käfigs in Bezug auf das äußere Kupplungsglied zu verhindern.

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6. Freilaufkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenflächen (14, 16) sich um den gesamten Innenumfang des äußeren Kupplungsgliedes (12) herum erstrecken.

7. Freilaufkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (18) mit Zapfenenden (38, 4o) versehen sind und daß jeder der Ränder (2o, 22) sich in Längsrichtung oder Axialrichtung erstreckende Flansche (42, 44) aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie die Zapfenenden der Rollen abstützen.

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