DE3139307A1

DE3139307A1 - Selbstzentrierende kaefigbaugruppe fuer freilaufkupplungen

Info

Publication number: DE3139307A1
Application number: DE19813139307
Authority: DE
Inventors: Jean Albert 92120 Montrouge Parmentier
Original assignee: SKF Compagnie dApplications Mecaniques SA
Current assignee: SKF Compagnie dApplications Mecaniques SA
Priority date: 1980-10-02
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1982-06-09
Also published as: GB2084671A; FR2491566A1

Description

ausgeführt ist und daß jede Folge eine "beliebige Anzahl von Rollen (5) und eine "beliebige Anzahl von Klemmkörpern (6) aufweist, wobei diese Anzahlen nicht identisch sein müssen.

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Die.Erfindung bezieht sich, auf eine selbstzentrierende Käfigbaugruppe für Freilaufkupplungen, bei denen eines der Elemente, das führende oder das geführte Element, schwimmend befestigt ist, d. h. nicht zentriert gegenüber der geometrischen Achse der gesamten Vorrichtung, wie dies insbesondere bei der oder den Reactionsstufen in hydrokinetischen Drehmomentwandlern und bei Kupplungsscheiben in automatischen Getrieben der Fall ist.

Die Vorrichtungen dieser Art ersetzen damit sowohl einen Freilauf als auch ein Lager, das die Elemente gegeneinander zentriert, zumindest für mäßige· Belastungen.

Für dieses Problem wurden, abgesehen von der naheliegenden Lösung der Nebeneinanderanordnung eines Freilaufs und eines oder mehrerer Wälzlager, zwei Lösungen vorgeschlagen. Die erste Lösung besteht darin, den die Klemmkörper und ihre Federn enthaltenden Käfig derart auszubilden, daß er .gleichzeitig ein Gleitlager zwischen den äußeren und inneren, für die Klemmkörper bestimmten Klemmbahnen bildet. Eine derartige Lösung weist den Vorteil einer großen Einfachheit auf und reicht für sehr mäßige Belastungen aus, wobei diese Lösung jedoch niemals verschleißfrei ist.

Die zweite Lösung besteht darin, den Käfig derart auszubilden, daß er abwechselnd Klemmkörper und Wälzlagerelemente enthält. Bei einigen dieser Lösungen sind die Wälzlagerelemente Kugeln und der Käfig ist ein üblicher Kugellagerkäfig, dem Flansche hinzugefügt wurden, die die

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Klemmkörper aufnehmen. Die "beiden Wälzlagerbahnen für die Kugeln sind jedoch durch Laufrillen gebildet, die nicht für die Klemmkörper geeignet sind. Diese Klemmkörper werden schließlich neben den Wälzlagerelementen angeordnet, was eine komplizierte und raumaufwendige Anordnung er- ' gibt, wobei es erforderlich ist, die aus dem Käfig und den zusammengesetzten inneren und äußeren Laufbahnen gebildete Anordnung komplett zu liefern. Es ist insbesonde-· re bei den Baugruppen gemäß den französischen Patentschriften 1 516 632, 2 029 0Ί1 und 2 281 830 der PaIl-. Weiterhin Terhindern die Betriebstemperäturbedingungen, insbesondere im Pail von Drehmomentwandlern, die Verwendung von Kunststoffmaterial, wie es bei der Freilaufkupplung gemäß der französischen Patentschrift 1 516 632 verwendet wird.

Bei anderen Lösungen, wie sie beispielsweise in der französischen Patentschrift 2 078 922 beschrieben sind, sind Rollen vorgesehen, die gleichzeitig als Wälzlagerelement sowie als Klemmkörper wirken und im letzteren Fäll mit festen Rampen zusammenwirken, die der Käfig aufweist. Hierbei handelt es sich genau genommen jedoch nicht um eine Freilaufkupplung mit Klemmkörpern, und diese sehr komplizierte Baugruppe muß ebenfalls komplett geliefert werden, weil die verschiedenen Bauteile des Käfigs sowie die Rollen nicht unverlierbar sind. Bei anderen Lösungen, wie sie beispielsweise in den US-Patentschriften 2 883 und- 3 776 335 beschrieben sind, sind schließlich abwech-. selnd Rollen und spezielle Klemmkörper vorgesehen, die direkt mit einer kreisförmigen Feder zuoemmonwlrken, ohne daß ein Käfig vorgesehen ist. Hierbei ist es entsprechend

erforderlich, die gesamte Einheit mit den äußeren und inneren Gleitbahnen zu liefern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend beschriebenen Nachteile zu beseitigen und eine getrennt lieferbare Käfigbaugruppe zu schaffen, die. abwechselnd angeordnete Rollen und Klemmkörper aufweist, wobei diese getrennte Käfigbaugruppe so ausgebildet ist, daß sie mit gemeinsamen und vollständig zylindrisch ausgebildeten Wälzlager- und Klemmbahnen zusammenwirkt, wobei ein Herausfallen sowohl der Rollen als auch der Klemmkörper aus dieser Käfigbaugruppe verhindert ist, die getrennt ohne die Wälzlager- und Klemmkörperbahnen geliefert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen selbstzentrierenden Käfigbaugruppe werden Wälzlagerrollen und Klemmkörper mit geeigneten Querabmessungen und vorzugsweise mit der gleichen axialen Abmessung verwendet, wobei diese Elemente in einem Käfig befestigt sind, der durch einen zylindrischen Ring aus gestanztem und geprägtem Blech besteht, der zumindest einen herabhängenden Rand und Fenster für den Durchgang der Klemmkörper und Fenster für den Durchgang der Rollen aufweist, wobei die letzteren Fenster Abschrägungen aufweisen, die die Schmierung der Rollen und deren Halterung in einer Radialrichtung sicherstellen, wobei der Ring auf seinem herabhängenden Rand oder auf einem

seiner herabhängenden Ränder eine Serie von radialen Stegen aufweist, die sich in der anderen Radialrichtung erstrecken und in Übereinstimmung mit den Abschnitten zwischen den beiden Arten von Fenstern angeordnet sind. Die Käfigbaugruppe weist weiterhin eine Feder aus einem durchgehenden Bandmaterial mit elastischen Verformungen bekannter Art auf, die mit den Klemmkörpern zusammenwirken, um auf diese das Klemm-Kipp-Moment auszuüben und gleichzeitig ihre Halterung sicherzustellen, wobei diese Feder weiterhin ausgenommene Fenster entsprechend den Positionen der Rollen aufweist. Die Stege werden durch dauernde Verformung nach dem Einsetzen der Rollen in die entsprechenden Fenster und gegebenenfalls nach dem Anbringen der Feder umgebogen, wobei der minimale Abstand zwischen den Abschrägungen einerseits und den Stegen andererseits kleiner ist als der Durchmesser der Rollen, so daß das Herausfallen der Rollen in beiden Radi al richtungen verhindert ist.

Die so gebildete selbstzentrierende Käfigbaugruppe kann damit als getrennte Einheit geliefert werden, ohne daß die Gefahr eines Herausfallens der Rollen oder Klemmkörper besteht, und weiterhin kann diese Käfigbaugruppe mit vollständig zylindrisch ausgebildeten gemeinsamen walzla-' ger- und Klemmkörperbahnen zusammenwirken.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt einer ersten Ausführungsform der Käfigbaugruppe entlang der Linie I-I nach S¹Xg. 2,

Fig. 2 einen Axialschnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der Käfigbaugruppe,

Fig. 4- einen Axialschnitt entlang der Linie IV-IY nach Fig. 3.

Die Ausführungsformen der Käfigbaugruppe für eine Freilaufkupplung sind so ausgebildet, daß sie zwischen einer vollständig zylindrischen Oberfläche 1 einer in einem äußeren Teil 2 ausgebildeten Bohrung und einer ebenfalls vollständig zylindrischen inneren Oberfläche 3 einsetzbar sind, die den Umfang des inneren Teils 4- bildet. Diese beiden Teile 2 und 4 bilden normalerweise keinen Teil bei der Lieferung der Freilaufkupplung und die genannten Oberflächen können direkt an den mechanischen Teilen aus-. gebildet werden, die gegeneinander zentriert und gegenseitig in einer Richtung angetrieben werden sollen. Selbstverständlich ist es, wenn dies erwünscht oder erforderlich ist, immer möglich, für spezielle Fälle oder zur Beseitigung von Präzisions- oder Härteproblemen, kreisringförmige Lagerringe hinzuzufügen. Im folgenden werden die Oberflächen oder Teile lediglich als Bohrung und Welle 3 bezeichnet.

Das normalerweise gelieferte Produkt ist damit eine getrennte Käfigbaugruppe, die Wälzlagerrollen 5» Klemmkörper 6, die aus einem durchgehenden Band bestehende Feder 7 für die Klemmkörper und den eigentlichen Käfig 8 umfaßt, der alle vorstehend genannten Elemente in unverlierbarer Weise während des Transports und der Handhabungen vereinigt, die vor dem Einsetzen der Käfigbaugruppe zwischen die Bohrung und die Welle erfolgen.

Die Rollen 5 sind übliche Wälzlagerrollen, deren Durchmesser natürlich der Abmessung des Abstandes zwischen der Welle 3 "und der Bohrung 1 entspricht.

Die Klemmkörper 6 sind von bekannter Art und wirken mit einer Feder 7 aus durchgehendem Bandmaterial zusammen, die gleichzeitig das Kippmoment der Klemmkörper sowie ihre Halterung bewirkt. Diese Klemmkörper sind so ausgebildet, daß sie zwischen zwei Oberflächen 1 und 3 arbeiten, deren Abstand genau dem entspricht, der zwischen der Welle und der Bohrung besteht, d. h. dem Durchmesser der Rollen 5·· Weiterhin ist die axiale Abmessung' dieser . Klemmkörper vorzugsweise gleich der axialen Abmessung der· Rollen.

Die aus einem durchgehenden Band bestehende Feder 7 weist an den entsprechenden Stellen Wellungen 9 sowie eine Abstützzunge 10 auf, wie dies in Verbindung mit den gezeigten Klemmkörpern 6 bekannt ist. Zusätzlich weist die Feder bei der hier beschriebenen Ausführungsform jedoch an den entsprechenden Stellen Austrittsöffnungen 11 an den für die Rollen 5 vorgesehenen Stellen auf«, Selbstverständlich ist die Breite der Feder in der aus Fig» 2

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behindern.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 .und 2 kann die Feder 7 vorzugsweise in dem Bereich, zwischen dem Hing 12 und den umgebogenen Stegen 18 angeordnet sein, wie dies in den Figuren zu erkennen ist, und in diesem Fall muß die Anbringung-der Feder selbstverständlich vor dem Umbiegen der Stege 18 erfolgen. .-Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist die Feder andererseits auf der Innenseite des Ringes angeordnet und kann damit leicht nach der Verformung der Stege 18 eingesetzt werden.

Schließlich können die Klemmkörper 6 zu irgendeinem Zeitpunkt nach dem Anbringen der Feder dadurch eingesetzt werden, daß sie in üblicher Veise von außen in die Fenster 13 eingesteckt werden, wo sie durch die Feder 7 und die Zungen 10 festgehalten werden. Die Klemmkörper 6 können aufgrund der unzureichenden- Breite der Fenster 15 in der vorstehend beschriebenen Weise nicht -na.ch innen herausfallen, und sie können auch nicht nach außen herausfallen, weil auf sie eine elastische Haltekraft .durch die Wellungen 9 und die Zungen 10 ausgeübt wird.

Die auf diese Weise gebildete Baugruppe weist damit einen relativ einfachen und robusten Aufbau auf und alle Teile dieser Baugruppe sind unverlierbar, so daß es möglich ist, diese Baugruppe ohne Gefahr zu transportieren und zu handhaben, bis sie zwischen die Bohrung 1 und die Welle 3 eingesetzt wird, wie dies weiter oben erläutert wurde.

Di-e beschriebene Käfigbaugruppe bildet aufgrund der

Anzahl und der Form der Klemmkörper 6 eine wirkungsvolle Freilaufkupplung und gleichzeitig ein wirkungsvolles Wälzlager, und zwar aufgrund der Anzahl und der Abmessung der Rollen 5· Selbstverständlich können in Abhängigkeit von den Anforderungen die Anzahlen und Abmessungen der Rollen und Klemmkörper nach Wunsch gewählt werden, und es ist nicht erforderlich, daß die Anzahl der Rollen gleich der Anzahl der Klemmkörper ist, wie dies bei den beschriebenen Ausführungsformen der Fall .ist. Es ist genau so möglich, nur eine Rolle pro zwei, drei oder vier Klemmkörper und umgekehrt vorzusehen, und zwar entsprechend der gewünschten Eigenschaften, oder es können aufeinanderfolgende Folgen vorgesehen werden, 'die jeweils eine beliebige Anzahl von Klemmkörpern und Rollen aufweisen. Die Baugruppe ermöglicht damit eine große Lebensdauer, selbst bei schwierigen Temperaturbedingungen, und ruft nur ein äußerst geringes Widerstandsmoment in der durch die Klemmkörper freigegebenen Richtung hervor.

Claims

Patentanwälte :Djρ\,-\ng.CurtWallach

Dipl.-Ing. Günther Koch

Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: · 2. Oktober I98I

Unser Zeichen: I7

Pat ent a η s ρ r ü c h e

f Ί. )Selbstzentrierende Käfigbaugruppe für Frellaufkupplungen, die zwischen einer Bohrung und einer Welle einsetzbar ist, um gleichzeitig eine Freilaufkupplung und ein Lager zwischen dieser Bohrung und der Welle zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Käfigbaugruppe eine Reihe von Wälzlagerrollen (5) und Klemmkörpern (β) aufweist, die ineinander verschachtelt und in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind und mit den gleichen vollständig zylindrischen Gleitbahnen der Bohrung (1) und der Welle (3) zusammenwirken, daß die Käfigbaugruppe weiterhin eine Feder (7) aus durchgehendem Bandmaterial mit Wellungen (9) und elastischen Zungen (10) aufweist, die ein Rückholmoment auf jeden Klemmkörper (6) ausübt und weiterhin Durchgangsöffnungen (11) an der Stelle jeder Rolle (5) aufweist, daß die Käfigbaugruppe schließlich einen Käfig (8) in Form eines zylindrischen Ringes (12) mit Öffnungen (13) für die Klemmkörper und Fenstern (14) für die Rollen (5) aufweist, daß die Fenster (14) derart ausgebildet sind, daß sie das Herausfallen einer entsprechenden Rolle in einer radialen Richtung verhindern, d&H der Ring zumindest durch einen abgebogenen Rand (16) in

radialer Richtung und durch eine Reihe von Stegen (18) verlängert ist, die sich in Verlängerung des Randes (16) erstrecken und parallel zum Ring nach dem Einsetzen der Rollen (5) abgebogen sind, und daß der ■ Abstand zwischen den Stegen derart ausgebildet ist, daß das Herausfallen der Rolle in der anderen Radialrichtung verhindert ist.
2. Käfigbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet , daß die vordere und hintere Kante jedes Fensters (14) in tangentialer Richtung über zumindest einen Teil der Länge eine Abschrägung aufweist, die in der anderen Radialrichtung ausgerichtet ist.
3. Käfigbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Abschrägungen .(15) jeweils durch eine dauernde Verformung eines vorspringenden Teils hergestellt sind, der an der Kante ausgebildet ist.
4-, Käfigbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennz eichn.et , daß jede Abschrägung (15) durch Umbiegen eines Lappens (15a) hergestellt ist, der auf das Innere des entsprechenden Fensters (14) gerichtet ist.
5- Käfigbaugruppe nach einem der Anspräche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der abgebogene Rand (16) und die Stege (18) auf die

Innenseite des Ringes (12) gerichtet sind -und daß die Feder (7) zwischen dem Ring (12) "und den Stegen (18) angeordnet ist.
6. Käfigbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4-,
dadurch gekennzeichnet, daß
der abgebogene Rand (16) und die Stege (18) auf die
Außenseite des Ringes (12) gerichtet'sind und daß die leder (7) auf der Innenseite des Ringes angeordnet
ist.
7. Käfigbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (6) und die Rollen (5) die gleiche axiale Abmessung aufweisen.
8. Käfigbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (12) des Käfigs (8) durch einen zweiten abgebogenen Rand (17) verlängert ist, der an dem den ersten abgebogenen Rand (16) aufweisenden Ende des
Ringes (12) gegenüberliegenden Ende angeordnet ist
und ebenfalls in der zur Richtung des ersten abgebogenen Randes (16) entgegengesetzten Radialrichtung
gerichtet ist.
9. Käfigbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Terteilung der Rollen (5) und der Klemmkörper (6) am Umfang in Form von. aufeimmdex-fülgenden Folgen

Pa4erftanwäite -Da ρ I-:l ng. Curt Wallach Dipl.-Irig. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 - Telex 5 29 513 wakai d

Datum: 2. Oktober I98I

Unser Zeichen: YJ 29^ - Pk/Sa

Anmelder: SKF COMPAGNIE D'APPLICATIONS

MECANIQUES
1, Avenue Newton 92142 Clamart · Frankreich

Titel: Selbstzentrierende

Käfigbaugruppe für Freilaufkupplungen

Priorität: 80 21169

Frankreich

2- Oktober I980