DE2846718A1

DE2846718A1 - Einweg-kupplung

Info

Publication number: DE2846718A1
Application number: DE19782846718
Authority: DE
Inventors: Masao Kuroda
Original assignee: NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1977-10-26
Filing date: 1978-10-26
Publication date: 1979-05-03
Also published as: DE2846718C2; FR2407396B1; US4236619A; FR2407396A1; GB2006896B; JPS6039541Y2; JPS5469259U; GB2006896A

Description

Toyo Bearing Company, Limited Osaka / Japan

"E i η w e g - K u ρ ρ 1 υ η g"

Die Erfindung bezieht sich auf Einweg-Kupplungen.

Bekannt ist ein'"- Einweg-Kupplung, bei der die Rollkörper in keilförmigen Ausnehmungen angeordnet sind, die durch auf der Innenurcfsngsflache des Außenrings ausgebildete Schrägflächen und die zylindrische Uinfangfläche der Welle oder e^nes inneren Laufrings begrenzt werden. Die Rollkörper werden über Federeleaente unter leichtem Druck gegen die Schrägflächen belastet, so daß sie bei relativer Drehung zwischen der Welle oder dem inneren Laufring und dem Außenring in bestimmter Richtung unter Reibkraft gegen die Schrägflächen geklemmt werden, so daß Kupplungsschluß entsteht, während bei relativer Drehung in entgegengesetzte Richtung Freilauf erfolgt.

Im allgemeinen können derartige Kupplungen selbst keine radialen Belastungen aufnehmen. Meist wird die Kupplung in Verbindung mit einem Nadellager verwendet, oder es wird ein Fadellager in den Außenring der Kupplung eingebaut. Zur Belastung der Rollkörper gegen die Keilfächen finden Federelemente unterschiedlicher, mehr oder weniger vorteilhafter Ausführungsformen Verwendung.

909818/0927

Der Erfindung liogt die Aufgabe zugrunde, eine Einweg-Kupplung einfacher Konstruktion mit verbessertem Wirkungsgrad zu schaffen, die keines zusätzlichen Lagers bedarf.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Einweg-Kupplung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schrägflächen auf der Innenumfangsfläche des Außenrings in der Mitte dessen axialer Länge ausgebildet sind, daß der Außenring an seinen beiden entgegengesetzten Enden zylindrische Flächen auflast, in welchen Lagerringe sitzen, über deren Innenumfang radiale Belastungen und über deren Stirnflächen Axialdrücke aufnehmbar sind und welche gleichzeitig als das Schmiermittel in der Kupplung haltende und diese vor eindringenden Verunreinigungen schützende Dichtringe ausgebildet sind und daß die Rollkörper über in einen in der Kupplung angeordneten Rollkörperkäfig aufηehrbare, S-förmige Federelemente an ihrem Umfang beaufschlagbar sind.

ITaCh c'-nor, Merkmal der Erfindung erfüllen somit die Lageuinge gleichzeitig die Funktion eines Gleitlagers zur Aufnahme radialer Lnrton und die Funktion von Dichtringen.

Nach e:'ne:n weiteren Merkmal h~ben die verwendeten S-förmigen Federr-l errate auch bei verhältnismäßig großem Federweg einen geringen Rourhedarf und sind in Ringsegmenten des Rollkörperkäfigs aufnehmbar. Diese Federelemente gewährleisten eine stabilisierte Kupplungsarbeit und gestatten somit die Verwendung der Kupplung euch für Wellen kleinen Durchmessers.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüch"η.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführunpsbeispiels näher beschrieben.

909818/0927

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Eim-Jeg-Kupplung nach der Erfindung, ohne die Lager^inge;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch Fig. 1, ohne die Welle, nach der Linie X-X¹;

Fig. 3 eine S-förmigeBlattfeder;

Fig. 4- einen Schnitt nach der Linie Y-Y¹ in* Fig. 1;

Fig. 5 einen Schnitt durch eine über einen Anschlagring auf einer W^lIr- festgelegte Eim-jeg-Kupplung;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der Einvjeg-Kupplung, rait Außenring und Lngerrinringen teilweise weggebrochen.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Welle 1 (in Fig. 2 weggelassen), einen maschinell hergestellten Außenring 2, Rollkörper 3» Lagerringe 4,4' und einen zur Halterung der Rollkörper und Federeleraente 6 dienenden Käfig 5- Bei dem dargestellten Ausführunrs-"beispiel sind vier Rollkörper vorgesehen. Die zu wählende Anzahl der Rollkörper richtet sich je nach Größe der Kupplung und je nach Verhältnis des Wellendurchmessers zum Außendurchinesser des Außenrings; es sollten aber stets mindestens drei Rollkörper vorhanden sein.

Der Außenring 2 ist auf seiner Innenumfaiigsfläehe mit einer Anzahl von Schrägflächen 2a ausgebildet,welche gemeinsam mit der Außenfläche der Welle 1 keilförmigeAusnehmungen begrenzen, in welche sich die Rollkörper 3 unter dem von den Federelementen 6 ausgeübten, leichten Druck gegen die Schrägflächen verklemmen. Bei Drehm^.dßr V/elle T gegenüber dem Außenring 2

in Uhrzeigersinn oder des Außenrings im Gegenuhrzeigersinn gegenüber der Welle verkeilen sich dfe Rollkörper unter Reibkraft gegen die Schrägflächen, so daß die Welle und der Außenring kraftschlüssig verbunden sind und Kupplungcschluß entsteht. Bei umgekehrter Drehrichtung von Welle und Außenring bleiben die Rollkörper außer Klemmanlage an den Schrägflächen, so daß Welle und Außenring frei drehen können. Dieser Aufbau entspricht den als Klennnrollenfreiläufe allgemein verwendeten Einweg-Kupplungen, die durch die Erfindung wie nachstehend beschrieben verbessert werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist der Außenring 2 in der Mitte seiner axialen Länge eine Anzahl von Schrägflächen 2a auf seinem Innenurafanp; auf, und an seinen beiden Enden ist er mit zylindrischen Flächen 2b,2b¹ ausgebildet, in Vielehen Lagerringe 4,4· sitzon. An ihrem zylindrischen Innenumfang nehmen diese Lagerrinpe die V/elle üit 1:1 einem Spiel auf und wirken somit als Gleitlager.

Im allgemeinen ist es bei Einweg-Kupplungen erforderlich, ein zusätzliches Lager zur Aufnahme radialer Belastungen vorzusehen. Da bei der Kupplung nach der Erfindung die radialen Belastungen über die Lagerringe aufgenommen werden können, ist sie allein, ohne ein zusätzliches Lager verwendbar und hat dabei geringeren Raumbedarf als bekannte Einweg-Kupplungen. Da die Gleitlager die Welle koaxial zum Außenring festlegen, ergibt sich eine stabilisierte, stets gleichbleibende Kuppelwirkung.

Für manche Verwendungszwecke dieser Kupplungen muß die Anordnung der Kupplung gegenüber der V/elle begrenzt sein. Nach der Erfindung können in solchen Fällen die beiden gegenüberliegenden Lagerringe 4,4' auf einer Schulter 9 der Welle oder auf einem Anschlagring 10 im Freilauf gleiten (Fig. 5) und wirken somit an ihren Stirnflächen als Drucklager.

Die Lagerringe werden vorzugsweise aus einer ölgetränkten, gesinterten Legierung oder aus Kunstharz hergestellt. Sie dienen zugleich als Dichtringe und verhindern ein Lecken des

909818/0927

Schmiermittels aus der Kupplung und das Eindringen von Verunreinigungen in die Kupplung.

In dem die Rollkörper haltenden Käfig 5 sind auch die F'-derelemente 6 untergebracht, wie aus Pig- 1 und 2 ersichtlich. Der Käfig besteht aus einem Ring 5a ₅ von welchem sich einstückig Ringsegmente 5^> erstrecken. Jedes Federeler.ent 6 ist in einer Ausnehmung 5c angeordnet, die in einer je zwei gegenüberliegender Flächen zweier benschbarterRingsegmente ausgebildet ist. Der Umfangsabstand zwischen benachbarten Ringsegmenten schafft jeweils ein für den Rollkörper erforderliches Spiel 7i um in die keilförmigen Ausnehmungen eindringen zu können. Die stirnseitig ausgebildeten Flächen 5d und 5e der Ringsegmente dienen dazu, die Rollkörper im unraontierten Zustand der Kupplung zurückzuhalten. Die Spiele 7 und 8 (Fig.2) nehmen das Schmiermittel der Kupplung auf. Obwohl bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Federelemente irden Ausnehmungen der Ringsegmente aufnehnbar sind, können sie auch auf andere Weise festgelegt werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind auf der. Außenumfang der Rinc; Segmente des Käfigs axial verlaufende Rippen 5f ausgebildet, und an entsprechenden Stellen im· Innenunfang des Außenrings Aussparungen 2c.

Diese Ausbildung erfüllt einen doppelten Zweck, nämlich einerseits den Käfig nach erfolgtem Einbau in dem Außenring in Unfangsrichtung festzulegen und andrerseits eine Verdrehung des Käfigs gegenüber dem Außenring während der Kupplungsarbeit zu verhindern.

Der Käfig läßt sich bei Herstellung im Spritzgußverfahren aus hochmolekularem Werkstoff zu niederen Kosten in Massenproduktion fertigen.

Als Frderelemente werden die in Fig. 5 gezeigten, S-förmigen Blattfedern 6 verwendet. Um die Mitnahmewirkung der Kupplung zu stabilisieren, isiq s^ «asentJ jlcih- daß sich der Federdruck

auch bei durch Ungenauigkeiten des Wellendurchmessers bedingten Lageveründerungen der Rollkörper in den keilförmigen Ausnehmungen möglichst wenig ändert. Eine S-förmige Blattfeder hat a\ich bei sehr großem Federweg nur geringen Raumbedarf, wobei die Federkonstante auf einem Mindestwert gehalten wird, so daß den vorstehenden Anforderungen genügt wird. Fig. 4-zeigt in einem Schnitt in der Linie T-Y¹ nach Fig. 1, mit ungeschnittenen Rollkörpern, wie die zusammengedrückte, eingebaute S-förmige Blattfeder die Rollkörper belastet. Fig. 3 und 4 Sf=-igen die Grundform dor S-förmigen Feder, der.en Gestalt sich jedoch je nach Art der die Federelerente aufnehmenden Ausbildung in den Ringsegmenten des Käfigs abwandeln läßt.

Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind die Rollkörper zwischen rer Wello und den Außenring angeordnet. Es kam aber euch ' uf der Welle ein innerer Laufring angeordnet sein, so daß denn die Rollkörper zwischen dem inneren Laufring und den Außenring aufgenormen werden. Der Außenring läßt sich nicht nur spanabhebend herstellen; er läi?t sich - auch spanlos produzier en.

Die Kupplung nach der Erfindung weist Lagerringe aus ölgetränkter, gesinterter Legierung auf, Vielehe fest in den an den beiden entgegengesetzten Enden des Außenrings ausgebildeten, zylindrischen Flächen sitzen und die Welle oder den inneren Laufring koaxial sun Außenring festlegen, wobei diese Lagerringe an' ihr-~m Innenumfang die Funktion von Gleitlagern zur Aufnahme axialer Belastungen übernehmen, so daß die Notwendigkeit entfällt,die Kupplung mit einem zusätzlichen Lager auszustatten.

Dn di·'- Lagerrinpe Kit ihr^n Stirnflechen zusätzlich auch die Funktion von Drucklagern erfüllen, läßt sich die Kupplung über einen Anschl-gring auf der Welle festlegen. Die Lagerringe dienen rußerdem auch als Dichtringe. Die verwendeten S-förmigen Blattfidern können trotz geringen Raumbedarfs mit einem sehr großen Federweg ausgestattet werden, so daß eine gute Kuppelwirkung mit stabilisiertem Federdruck gewährleistet ist.

909818/0927

/9

Somit ergibt sich eine Einweg-Kupplung einfacher und gedrängter Bauweise, die einen hohen Wirkungsgrad gewährleistet und zu niedrigen Kosten in Massenproduktion gefertigt werden kann.

9 0-9 818/0927

Claims

]IV.' ilt ί.· a 3; t - : 10.08'I- j k

f' !'-■■!ΐ-nri..vält'j

--!. -■ ■ r;_ar

. . . _hkQ

NTN Toyo Bearing Company, TAmited Osaka / Ja nan

¹IE i η w e g - Kupplung"

A η s Ό r ü ehe

f 1.jEinweg-Kupplung mit Rollkörpern, die in zwischen Schrägflächen auf der Innenumfangsfläche eines Außenrings und ■ der zylindrischen Außenfläche der Welle oder eines inneren Laufri'ngs begrenzten keilförmigen Ausnehmungen angeordnet sind und unter einem durch Federelemente ausgeübten leichten Druck gegen die Schrägflächen belastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen (2a) auf der Innenuafangsflache des Außenrings (2) in der Mitte dessen axialer Länge ausgebildet sind, daß der Außenring an seinen beiden entgegengesetzten Enden zylindrische Flächen (2b,2b¹) aufweist, in welchen Lagerringe (4,V) sitzen, über deren Innenumfang radiale Belastungen und über deren Stirnflächen Axialdrücke aufnehmbar sind und welche gleichzeitig als das Schmiermittel in der Kupplung haltende und diese vor eindringenden Verunreinigungen schützende

909818/0927

D'· chtrinke ausgebildet sind und daß die Rollkörper (3)
über in einem in der Kupplung angeordneten Rollkörperkäfig (5) aufnehrabare, S-förmige Federelemente (6) an
ihrem Umfang beaufschlagbar sind.
2. Einwog-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe (4,4') aus einer ölgetränkten, gesintertenLegierung hergestellt sind.
3. Einwog-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagc-rringe (4,4') aus Kunstharz hergestellt sind.

^l\. Einwcg-Faipplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d~ß der· Rollkörperkäfig (5) aus e:'_nrra Ring (5a) mit sich einstückig von dirsen erstreckenden Ringsegmenten (5b) besteht, daß jeweils eine s'.'eier gegenüberliegender Endflächen benachbarter liinfsegiücnte (5b) ein" Ausnehmung (5c) zur Aufnahme des Feder-lements (6) aufv:e:^:-st und daß die
Eingsernente (5b) an ihrem Aufienurcfr.ng mit axial verlaufenden Rippen (5f) ausgebildet sind, welche in entsprechende Ausnehmungen (2c) in der Innenumfangsflache des Außenrings (2) einrreifbar sind.

/3 909818/0927

BAD ORIGINAL