DE3151727A1

DE3151727A1 - Freilauf-kaefigring

Info

Publication number: DE3151727A1
Application number: DE19813151727
Authority: DE
Inventors: Emil Giese; Max 6000 Frankfurt Hagen; Ruprecht Dipl.-Ing. 6380 Bad Homburg Maurer
Original assignee: Ringspann Albrecht Maurer KG
Current assignee: Ringspann Albrecht Maurer KG
Priority date: 1981-12-29
Filing date: 1981-12-29
Publication date: 1983-07-07
Also published as: JPH0350141B2; JPS58146724A; DE3151727C2; US4522289A

Description

PATENTANWÄLTE O 1 D 1 / Z /

DlPL-ING. R. LEMCKE " ³ "

DR.-ING. H. J. BROMMER
AMALiENSTRASSE 28
KARLSRUHE 1

Ringspann Albrecht Maurer K.G., Schaberweg 32-34, 6380 Bad Homburg 1

Freilauf-Käfigring

Die Erfindung betrifft einen Freilauf-Käfigring, bestehend aus zwei ringförmigen, sich im wesentlichen radial erstrekkenden Randscheiben, die durch mehrere in Umfangsrichtung benachbarte, axial verlaufende Zwischenstücke miteinander verbunden sind und zumindest teilweise Klemmkörper enthalten₉ wobei diese Klemmkörper flache Stirnseiten aufweisen und durch die Kontur der Zwischenstücke unverlierbar im Käfigring gehalten sind.

Derartige ein- oder mehrteilige Käfigringe sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, beispielsweise durch die DE-PS 1 299 956, 1 915 567 und 2 004 457. Dabei werden größtenteils Klemmkörper mit flachen Stirnseiten verwendet. Dies hat erhebliche Kostenvorteile, da sie direkt von einem gezogenen Stahldraht mit entsprechendem Profil abgetrennt werden können und da die bei Klemmkörpern mit seitlichen Lagerzapfen noch notwendige, kostenintensive

Bearbeitung zur Bildung dieser Lagerzapfen entfällt.

Andererseits liegt ein gewisser Nachteil dieser eingangs beschriebenen Käfigringe darin, daß man für jede Käfiggröße ein eigenes Druckgußwerkzeug benötigt, was sehr teuer ist.

Zwar sind bereits Freilauf-Käfigringe bekannt, die aus einzelnen in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, schwenkbar miteinander verbundenen Käfiggliedern zusammengesetzt sind, wobei unabhängig vom Freilaufdurchmesser stets die gleichen Käfigglieder verwendet werden können (vergl. DE-PS 1 800 614 und US-PS 3,702,649, Fig. 9 bis 14). Dabei sind aber die einzelnen Käfigglieder aufgrund ihrer Schnappverbindung untereinander gegenüber Krafteinwirkungen in Umfangsrichtung nicht immer stabil genug. Bei schlagartigen Drehmomentstößen, etwa beim Anfahren aus dem Leerlauf, entstehen durch das ungleiche Packen der einzelnen Klemmkörper beim Einkuppeln erhebliche Umfangskräfte, wodurch die Käfigglieder aus ihrer Rastverbindung gelöst werden können. Die Klemmkörper haben dann in Umfangsrichtung keine Führung mehr, rutschen dabei von ihrer Andrückfeder ab und sind dann nicht mehr funktionsfähig.

Zwar ließe sich dieser Nachteil durch die Verwendung von Klemmkörpern mit seitlich vorstehenden Zapfen, die in den Randscheiben des Käfigringes gelagert sind, vermeiden. Dies würde aber die Herstellungskosten wesentlich erhöhen, wie oben dargelegt.

Hiervon ausgehend, besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, den bekannten Käfigring für Klemmkörper

ohne seitliche Lagerzapfen dahingehend zu verbessern, daß er kostengünstiger als bisher herstellbar ist und man nicht für jeden Freilaufdurchmesser ein eigenes Druckgußwerkzeug benötigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch !gelöst, daß die Zwischenstücke als jeweils einen Klemmkörper an zumindest einer Stirnseite und dessen beiden Wangen lose umfassende Klammern ausgebildet und diese Klammern an ihren beiden axialen Enden mit den Randscheiben verbindbar sind.

Dadurch brauchen nur noch die Randscheiben auf den Freilauf-Durchmesser angepaßt zu werden, was kostenmäßig nicht ins Gewicht fällt, da diese Randscheiben billige Stanzteile aus Blech sind. Hingegen bleiben die Klammern, welche die Klemmkörper körbchenähnlich umfassen und sie sowohl in Umfangsrichtung wie auch in radialer Richtung im Käfigring festhalten, unverändert und können daher für jeden beliebigen Freilauf-Durchmesser verwendet werden. Die Löcher in den Randscheiben für die Montage der Klammern lassen sich in dem von der Rotorstanzung her bekannten Teilverfahren herstellen. Man kann also mit einem einzigen •Werkzeug die Ausstanzungen für sämtliche Randscheiben-Durchmesser ausführen. Bei diesem Verfahren werden die rondenförmigen Randscheiben mit ihrer zentralen Bohrung auf einem Mitnehmer montiert. Dieser Mitnehmer wird schrittweise weitergeschaltet und nach jedem Schritt kommt ein Stempel von oben und stanzt die Öffnungen zur Befestigung der Klammern in die Randscheiben. Der Abstand zwischen dem Stanzwerkzeug und dem Mitnehmer ist am Werkzeug verstellbar, ebenso die Schrittzahl des Mitnehmers pro Umdrehung.

O :

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Die Erfindiang beruht also auf der Erkenntnis, daß man statt des kompletten, in einem Spritzgußwerkzeug hergestellten Käfigs zwei Bauteile verwendet, nämlich gestanzte und geprägte Randscheiben, die kostengünstig für beliebige Durchmesser herstellbar sind und die daran montierten Klammern, die für jeden Durchmesser gleich sind und die Klemmstücke und ggf. deren Anpreßfedern aufnehmen.

Zweckmäßigerweise sind die Klammern in radialer Draufsicht etwa U-förmig gebogen. Man hat dann den geringsten Materialaufwand. Bei besonderen Stabilitätsanforderungen können die Klammern selbstverständlich auch die Form geschlossener rechteckiger Rahmen aufweisen.

Die Verbindung der Klammern mit den Randscheiben erfolgt zweckmäßig durch endständige Lappen, die an die Klammern angeformt sind und lediglich in die öffnungen in den Randscheiben hineingesteckt und danach umgebogen werden. Alternativ hierzu sind natürlich auch andere Befestigungen denkbar, etwa durch nietähnliche Verpressung der Lappen.

Die Klammern können an sich aus verschiedenem Material bestehen. Es empfiehlt sich jedoch aus Festigkeitsgründen, sie ebenso wie die Randscheiben aus gestanzten Blechen herzustellen.

Zur unverlierbaren Halterung der Klemmstücke im Käfigring empfiehlt es sich, daß die Klammern an zumindest einer die Wangen der Klemmkörper umfassenden Seite in Radialrichtung entsprechend der bogenförmigen Schwenkbewegung der Klemmkörper beim Ein- und Auskuppeln gewölbt sind.

Die Randscheiben können durch Reibkraft wahlweise mit dem Freilauf-Innenring oder dem Freilauf-Außenring in Verbindung stehen. Dabei können die Klemmkörper so ausgebildet werden, daß sie durch die während des Umlaufes auf sie einwirkende Fliehkraft entweder vom Innenring oder vom Außenring abheben.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß unter Weglassung der einen Randscheibe die Zwischenstücke nur an der anderen Randscheibe befestigt sind und daß der die Klemmkörper-Stirnseite umfassende Klammerteil zu der ihn tragenden Randscheibe abgewandt ist. Dadurch wird nur eine Randscheibe für den Käfigring benötigt und die axiale Führung der Klemmkörper am anderen Ende erfolgt durch den diese Klemmkörper-Stirnseite umfassenden Klammerteil. Zugleich erübrigt sich der sonst noch notwendige Fertigungsaufwand zum Verbinden dieses Klammerteiles mit der zweiten Randscheibe.

Weitere Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles dargestellt. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Schrägbild des Käfigringes in auseinandergezogener Darstellung seiner Einzelteile;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Klammer des Käfigringes, die nur auf der einen Seite wangenartig gewölbt ist mit eingebautem Klemmkörper.

Der Käfigring besteht aus zwei ringförmigen, sich im wesentlichen radial erstreckenden Randscheiben 1 und 2, deren Innen- bzw. Außendurchmesser auf die Einbauverhältnisse des Freilaufes abgestimmt sind. Zweckmäßig werden hierfür gestanzte Blechronden verwendet. Am inneren oder äußeren Umfang können die Randscheiben 1 und 2 mit einem abgewinkelten Bund versehen sein, der zur Versteifung dient.

Die beiden Randscheiben 1 und 2 werden durch in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende, sich axial erstreckende Zwischenstücke in Form von Klammern 3 miteinander verbunden. Die Klammern 3 sind in radialer Draufsicht (bezogen auf den Käfigring) etwa U-förmig gebogen und halten zwischen sich unverlierbar die einzelnen Klemmkörper fest, indem sie an zumindest ihrer einen, axial verlaufenden Wange entsprechend dem Klemmkörperprofil gewölbt sind, so daß sie den Klemmkörper in Umfangsrichtung und in radialer Richtung führen, ohne seine zum Ein- und Auskuppeln nötige Kippbewegung zu blockieren.

Ihre Verbindung mit den beiden Randscheiben 1 und 2 erfolgt durch ausgestanzte Lappen 4 bzw. 5, die in entsprechende Öffnungen 6 bzw. 7 der Randscheiben hineinragen und dahinter umgebogen sind. Selbstverständlich kommen hier auch andere Verbindungen in Frage.

Wesentlich ist, daß die Klammern 3 erst dann an ihrer offenen Seite mit der zugehörigen Randscheibe, im Ausführungsbeispiel der Randscheibe 1, verbunden werden dürfen, nachdem die Klemmkörper axial in die Klammern 3 eingeschoben worden sind.

Die Randscheibe 2 ist in Fig. 1 gestrichelt dargestellt. Denn es liegt im Rahmen der Erfindung, auf diese Randscheibe zu verzichten und die Klammern 3 ausschließlich an ihrer offenen Seite durch die Randscheibe 1 zu verschließen, insbesondere dann, wenn durch zusätzliche Lappen 4 oder durch die Ausbildung der Klammern in Form geschlossener, rechteckiger Rahmen ihre Verbindung mit der Randscheibe 1 und ihre Eigenstabilität verstärkt wird.

Die öffnungen 6 und 7 in den beiden Randscheiben lassen sich unabhängig vom Scheibendurchmesser mit einem einzigen Werkzeug im Teilverfahren herstellen. Das bedeutet, daß man zur Abdeckung der verschiedenen Käfigringgrößen lediglich verschieden große Randscheiben benötigt, was aufgrunnd deren günstigen Herstellbarkeit in Form von gestanzten Blechteilen kostenmäßig vernachlässigbar ist, während man für die Klammern 3 für sämtliche Freilaufdurchmesser stets das gleiche Teil verwendet.

Außerdem besteht völlige Freiheit hinsichtlich der Bestückungsdichte des Käfigringes mit Klemmkörpern. Je nach der Größe des zu übertragenden Drehmomentes werden die Randscheiben mit mehr oder mit weniger Klammern 3 und zugehörigen Klemmkörpern bestückt.

Die beiden Aussparungen 3a an den radial außen liegenden Axialkanten der Klammern 3 dienen zur Aufnahme bzw. Führung eines nicht dargestellten Stützringes. Ein solcher Stützring wird meist dann benötigt, wenn die Klemmkörper sich unter Fliehkrafteinfluß vom Freilauf-Außenring abheben sollen.

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Fig. 2 zeigt eine Klammer 8 im Querschnitt, die hinsichtlich ihrer den Klemmkörper umfassenden Führungsflächen etwas anders ausgestaltet ist als die Klammer 3 in Fig. 1. Die Klammer 8 ist an der einen den Klemmkörper umfassenden Wange 8a wangenförmig ausgebildet, etwa so wie in Fig. 1. Die gegenüberliegende Wange ist Jedoch als schmaler Steg 8b' ausgeführt, der etwa in Höhe der Klemmkörper-Mittelachse verläuft. Durch entsprechende Profilierung des Klemmkörpers 9 ist sichergestellt, daß er unverlierbar gehalten wird, sobald die Klammer 8 an ihrer offenen Seite mit der Randscheibe verbunden ist.

Die Aussparung 9 an der die beiden Teile 8a und 8b verbindenden Stirnseite der Klammer 8 dient zur Aufnahme der Andrückfeder für den Klemmkörper. Diese Andrückfeder wird in an sich bekannter Weise zwischen dem Klemmkörper einerseits und der Klammer 8 öder einer der Randscheiben verspannt.

Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß man die Klammern nicht nur aus Blech biegen kann, sondern stattdessen aus Metall-Druckguß, Kunststoff-Spritzguß, im Wachsausschmelzverfahren oder als Sinterteil herstellen kann. Eine derart hergestellte Klammer 10 ist in Fig. 3 in drei verschiedenen Ansichten dargestellt. Man erkennt dort, daß die endständigen Lappen zur Verbindung mit den beiden RaSlscheiben als kleine Zylinder 11 bzw. 12 ausgebildet sind. Diese Zylinder werden zweckmäßig direkt an den beiden Randscheiben befestigt, sie können stattdessen aber auch im Gleitsitz in entsprechende öffnungen der Randscheiben eingesteckt werden, wenn man die axiale Verbindung der beiden Randscheiben auf andere Weise sicherstellt.

Claims

PATENTANWÄLTE ΟΙΟΙ/Ζ/ DlPL-ING. R. LEMCKE DR.-ING. H. J. BROMMER AMALIENSTRASSE 28 KARLSRUHE 1 Ringspann Albrecht Maurer K.G., Schaberweg 32-34, 6380 Bad Homburg 1 . Patentansprüche

1. Freilauf-Käfigring, bestehend aus zwei ringförmigen, sich im wesentlichen radial erstreckenden Randscheiben, die durch mehrere in Umfangsrichtung benachbarte, axial verlaufende Zwischenstücke miteinander verbunden sind und zumindest teilweise Klemmkörper enthalten, wobei diese Klemmkörper flache Stirnseiten aufweisen und durch die Kontur der Zwischenstücke unverlierbar im Käfigring gehalten sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Zwischenstücke als jeweils einen Klemmkörper an zumindest einer Stirnseite und dessen beiden Wangen lose umfassende₉ separate Klammern (3, 8) ausgebildet und diese Klammern (3» 8) an ihren beiden axialen Enden mit den Randscheiben (1, 2) verbindbar sind.

2. Freilauf-Käfigring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (3, 8) in radialer Draufsicht etwa U-Form aufweisen.

3. Freilauf-Käfigring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern die Form geschlossener rechteckiger Rahmen aufweisen.

4. Freilauf-Käfigring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Klammern (3, 8) mit den Randscheiben (1, 2) durch endständige Lappen (4, 5) erfolgt und die Randscheiben (1, 2) entsprechende Öffnungen (6, 7) aufweisen.

5. Freilauf-Käfigring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (3, 8) und die Randscheiben (1., 2) aus gestanzten Blechen bestehen.

6. Freilauf-Käfigring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (3, 8) an zumindest einer die Klemmkörper-Wangen umfassenden Seite in Radialrichtung entsprechend der bogenförmigen Schwenkbewegung der Klemmkörper beim Ein- und Auskuppeln gewölbt sind.

7. Freilauf-Käfigring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randscheiben (1, 2) durch Reibkraft mit dem Freilauf-Innenring oder dem Freilauf-Außenring in Verbindung stehen.

8. Freilauf-Käfigring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter Weglassung der einen Randscheibe (2) die Klammern (3» 8) nur an der anderen Randscheibe (1) befestigt sind und daß der die Klemmkörper-Stirnseite umfassende Klammerteil zu der ihn tragenden Randscheibe (1) abgewandt ist.

9. Freilauf-Käfigring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammern (3, 8) und/oder zumindest die eine Randscheibe (1) Ausnehmungen (9) zur Aufnahme und Halterung der Klemmkörper-Andrückfedern aufweisen.