DE3501610C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Freilaufkupplungen der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 4 erläuterten Art.

Eine derartige, mit Klemmkörpern arbeitende Freilaufkupplung ist aus der DE-OS 28 21 937 bekannt. Die bekannte Freilaufkupplung weist die üblichen, in ihrer Gestalt etwa der Ziffer 8 angepaßten Klemmkörper auf, deren Klemmflächen um zwei gegeneinander in Höhe und Breite versetzte Krümmungsmittelpunkte gekrümmt sind. Die Klemmflächen sind offensichtlich nur im Hinblick auf eine möglichst optimale "Aufrichtung" der Klemmkörper in die drehmomentübertragene Verlagerung ausgebildet und angeordnet, d. h. die Berührungspunkte des Klemmkörpers mit den Oberflächen der Ringe bewegen sich beim Aufrichten des Klemmkörpers auf diejenige Stelle zu, in der die beiden gegenüberliegenden Klemmflächen des Klemmkörpers den größten Abstand zueinander aufweisen. Der gesamten Druckschrift ist nicht zu entnehmen, daß einem Keilwinkel irgendeine Bedeutung zugemessen wurde oder daß dieser gar für die Ausgestaltung der Klemmflächen herangezogen wurde.

Wenn sich bei der bekannten Freilaufkupplung der Klemmkörper derart verlagert hat, daß sich zur Drehmomentübertragung seine größte Höhe radial zur Krümmung der Ringe erstreckt, liegen die Berührungspunkte der Klemmflächen in einer im wesentlichen radialen Ausrichtung zueinander. Jenseits dieses Bereichs für eine maximale Drehmomentübertragung weist die an der nach innen weisenden Oberfläche des Außenringes anliegende Klemmfläche einen Überlastbereich auf, der unter dem gleichen Radius wie die nach innen weisende Oberfläche des Außenringes gekrümmt ist. Damit wird eine flächige Anlage des Klemmkörpers erreicht, die dazu dienen soll, daß die Kupplung "durchdreht", so daß kein Drehmoment mehr übertragen werden kann.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei der bekannten Freilaufkupplung das Verhalten der Klemmkörper beim Übertragen eines Drehmomentes vorbestimmter Höhe und bei Überschreitung des vorbestimmten Drehmomentes nicht optimal ist. Insbesondere kann es beispielsweise bei schnellen Drehmomentwechseln vorkommen, daß der Klemmkörper "rattert", d. h. rhythmisch und in schneller Folge vor- und zurückverlagert wird, wobei er gegen die Oberflächen der Ringe schlägt. Dadurch sind Beschädigungen nicht auszuschließen. Besonders gravierende Auswirkungen hat dieses Verhalten, wenn überhöhte Drehmomentwerte auftreten, die nicht mehr übertragen werden sollen. Durch die großflächige Anlage der Klemmflächen zwischen Klemmkörper und der Innenoberfläche des Außenringes im Überlastbereich tritt eine relativ große Reibung auf. Diese Reibung kann im ungünstigsten Falle dazu führen, daß sich eine Kante in den Außenring bohrt.

Die DE-AS 11 64 166 beschreibt eine Freilaufkupplung mit Klemmkörpern, bei der wiederum eine Relevanz eines dem Keilwinkel der vorliegenden Anmeldung vergleichbaren Winkels nicht erkannt wurde.

Freilaufkupplungen, die mit Rollkörpern arbeiten, sind beispielsweise der US-PS 30 87 589 und der GB-PS 9 38 599 zu entnehmen. Die bislang bekannten Freilaufkupplungen mit Rollkörpern weisen jedoch keinen Überlastbereich auf, d. h., daß auch ein übermäßiges Drehmoment voll auf die Rollkörper wirkt, wobei die Gefahr besteht, daß die Rollkörper oder irgendein anderes Teil der Kupplung beschädigt wird. Damit ist ein korrekter Lauf in gekoppeltem Zustand nicht mehr möglich.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, sowohl eine Freilaufkupplung mit Klemmkörpern als auch eine Freilaufkupplung mit Rollkörpern derart auszugestalten, daß ein optimaler, ruhiger Lauf sowohl im drehmomentübertragenden Bereich als auch beim Auftreten eines überhöhten Drehmomentes erzielt wird.

Die Aufgabe wird bei einer Freilaufkupplung mit Klemmkörpern durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Aufgabe wird bei einer Freilaufkupplung mit Rollkörpern durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion unter Berücksichtigung des im Stande der Technik völlig unberücksichtigt gebliebenen Keilwinkel gemäß Definition werden Freilaufkupplungen sowohl mit Klemmkörpern als auch mit Rollkörpern geschaffen, die sowohl beim Übertragen eines Drehmomentes als auch im Überlastbereich ein sehr ruhiges Laufverhalten zeigen und nicht zum "Rattern" neigen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Radialschnitt eines Teils eines ersten Ausführungsbeispiels einer Freilaufkupplung mit Klemmklötzen,

Fig. 2 eine vergrößerte Stirnansicht eines im Freilauf nach Fig. 1 verwendeten Klemmklotzes,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 zur Dar­ stellung der Höhe des Klemmklotzes und des Keil­ winkels,

Fig. 4 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen der Höhe des Klemmklotzes und dem Keilwinkel bei Verwendung des in Fig. 2 gezeigten Klemmklotzes,

Fig. 5 eine Teilansicht im Schnitt zur Darstellung der Stel­ lung des Klemmklotzes und einer Halteeinrichtung des Freilaufs relativ zueinander bei der freien Drehung des Innenrings,

Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Darstellung des Zustands, in welchem der Klemmklotz durchrutscht,

Fig. 7 einen Radialschnitt eines Teils einer Freilaufkupplung mit Klemmrollen gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine grafische Darstellung der Ergebnisse von Untersuchungen der Torsionsbelastung an einer Freilauf­ kupplung bekannter Ausführung entsprechend dem in Fig. 4 durch gestrichelte Linien angedeuteten Bereich und

Fig. 9 eine Fig. 8 entsprechende Darstellung von Unter­ suchungsergebnissen für eine Freilaufkupplung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 und 2 zeigen Teile einer Klemmklotz-Freilaufkupplung in einer Ausführungsform der Erfindung. Zu der Freilauf­ kupplung gehören ein Außenring 10, ein innerhalb des Außen­ rings 10 und konzentrisch damit angeordneter Innenring 20, eine Anzahl von zwischen dem Außenring 10 und dem Innenring 20 angeordneten Klemmklötzen 30 und eine Halteeinrichtung 40 zum Halten der Klemmklötze 30.

Der Außenring 10 hat eine ringförmige Innenfläche 12, und der Innenring 20 hat eine der Innenfläche 12 des Außenrings 10 gegenüberstehende ringförmige Außenfläche 22. In der dargestellten Ausführungsform ist der Innenring antriebs­ übertragend mit einer (nicht gezeigten) Antriebswelle ver­ bunden, während der Außenring 10 ein Abtriebsteil darstellt, auf welches der Drehantrieb des Innenrings 20 in nur einer Richtung, in Fig. 1 im Uhrzeigersinn, übertragbar ist. Ab­ weichend von der dargestellten Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, den Außenring 10 als Antriebsteil und den Innenring 20 als Abtriebsteil zu verwenden.

Eine Anzahl von Klemmklötzen 30 sind in Umfangsrichtung verteilt in einem ringförmigen Zwischenraum 14 zwischen der Innenfläche 12 des Außenrings 10 und der Außenfläche 22 des Innenrings 20 angeordnet. Die Querschnittsform jedes Klemm­ klotzes 30 ist etwa der Ziffer 8 nachgebildet, mit einge­ zogenen Seitenflächen 36 und 38, welche über zur Anlage an der Innenfläche 12 und der Außenfläche 22 bestimmte Klemm­ flächen 32 und 34 miteinander verbunden sind und an denen die Halteeinrichtung 40 angreift, wie nachstehend im ein­ zelnen erläutert.

Die Klemmfläche 32 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, eine mit einem gleichbleibenden Radius um einen Mittelpunkt 0 _o gekrümmte Fläche. Die andere Klemmfläche 34 hat dagegen einen um einen vom Mittelpunkt 0 _o verschiedenen Mittelpunkt 0 _i gekrümmten, ersten Bereich 34a, einen daran anschließenden, zweiten Bereich 34c und einen an diesen anschließenden ebenen, dritten Bereich 34d. Der Mittelpunkt 0 _o ist in der Drehrichtung des Außenrings 10, in Fig. 2 also nach rechts versetzt, und der Mittelpunkt 0 _i ist in entgegengesetzter Richtung, in Fig. 2 also nach links, exzentrisch versetzt angeordnet. Die Lage der Mittelpunkte 0 _o und 0 _i sowie die Krümmungen der Klemmflächen 32 und 34a sind in bekannter Weise durch die Beziehung zwischen der Größe des zu übertragenden Dreh­ moments und der Höhe des Zwischenraums 14, d. h. also dem Abstand zwischen dem Innenring 20 und dem Außenring 10 bestimmt.

Der Übergang 34a′ vom gekrümmten Bereich 34a der Klemm­ fläche 34 zum Bereich 34c derselben ist durch das größte zu übertragende Drehmoment bestimmt. Ein Verfahren, diesen Übergang 34a′ und/oder den Übergang 34c′ zum ebenen Bereich 34d zu bestimmen, ist nachstehend anhand von Fig. 2 und 5 erläutert.

In Fig. 3 ist der Abstand zwischen dem Berührungspunkt A zwischen dem Innenring 20 und dem Klemmklotz 30 und dem Berührungspunkt B zwischen dem Außenring 10 und dem Klemm­ klotz 30 als Höhe H des Klemmklotzes angegeben. Ferner ist der Winkel zwischen einer die Drehachse 0 des Innen- sowie des Außenrings 20 bzw. 10 mit dem Berührungspunkt A verbin­ denden Geraden und einer die Berührungspunkt A und B mit­ einander verbindenden Geraden als Keilwinkel R bezeichnet.

Im Falle eines Klemmklotzes von der in Fig. 2 gezeigten Form besteht zwischen der Höhe H des Klemmklotzes und dem Keilwinkel R eine derartige Beziehung, daß der Keilwinkel R, wie in Fig. 4 dargestellt, bei der Verdrehung des Klemm­ klotzes 30 von der Freilaufstellung im Gegenzeigersinn zur antriebsübertragenden Stellung hin zunächst abnimmt, sich anschließend stetig vergrößert und dann von der effektiven Höhe H1 zur effektiven Höhe H2 des Klemmklotzes wieder schnell abnimmt, um sich dann in dem Bereich jenseits der effektiven Höhe H2 schnell zu vergrößern. Die effektive Höhe H1 für die Übertragung des größten zulässigen Dreh­ moments entspricht dabei einer Stellung des Klemmklotzes 30, in welcher sich der Übergangspunkt 34a′ der Klemmfläche 34 in Anlage am Innenring befindet, wobei dann der Keilwinkel R über den anschließenden Abschnitt bis zur effektiven Höhe H2 des Klemmklotzes abnimmt. In der dargestellten Ausfüh­ rungsform ist der Bereich 34c der Klemmfläche 34 mit einem kleineren Radius gekrümmt als der Bereich 34a. Der Krüm­ mungsradius des Bereichs 34c kann jedoch auch größer sein als der des Bereichs 34a, sofern der Bereich auch dann eine solche Form hat, daß der Keilwinkel R abnimmt. Die sich beim Fehlen des gekrümmten Bereichs 34c ergebende Beziehung zwischen der effektiven Höhe des Klemmklotzes und dem Keilwinkel ist in Fig. 4 durch einen gestrichelt gezeichneten Abschnitt der Kurve wiedergegeben.

Der Übergangspunkt 34c′ am Ende des Bereichs 34c, an welchem der ebene Bereich 34d beginnt, entspricht der effektiven Höhe H2 des Klemmklotzes. Der ebene Bereich 34d ist so ausgebildet, daß ein zwischen ihm und einer einen Mittelpunkt 0 _s mit dem Übergangspunkt 34c′ verbin­ denden Geraden gebildeter Winkel ε größer ist als 90° und vorzugsweise 97° beträgt.

Die Halteeinrichtung 40 für die Klemmklötze 30 ist in dem ringförmigen Zwischenraum 14 zwischen dem Außenring 10 und dem Innenring 20 angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt. Sie setzt sich zusammen aus einem innerhalb des Außenrings 10 angeordneten ersten Haltering 42, einem zunächst dem Innenring 20 angeordneten zweiten Haltering 44 und einer zwischen dem ersten und dem zweiten Haltering angeordneten ringförmigen Vorspannfeder 46. Der erste Haltering 42, der zweite Haltering 44 und die Vorspannfeder 46 sind in gleich­ mäßigen Umfangsabständen von rechteckigen Öffnungen durch­ setzt, in denen die Klemmklötze 30 gehalten sind. Die Vor­ spannfeder 46 greift nahe der jeweiligen tiefsten Stelle an den eingezogenen Seitenflächen 36 und 38 jedes Klemmklotzes an und belastet die Klemmklötze 30 dadurch im Stillstand und während der freien Drehung des Innenrings 20 in Richtung auf die antriebsübertragende Stellung, d. h. im Gegenzeiger­ sinn in Fig. 1.

Obgleich sich die Halteeinrichtung 40 in der dargestellten Ausführungsform aus einem ersten und einem zweiten Haltering 42 bzw. 44 zusammensetzt, braucht in einer anderen Ausfüh­ rungsform nur der erste oder der zweite Haltering vorhanden zu sein. In noch einer anderen Ausführungsform ist ein ein­ ziges Halteteil vorgesehen, welche zunächst den tiefsten Stellen der eingezogenen Seitenwände 36, 38 der Klemmklötze 30 an diesen angreift.

Die vorstehend beschriebene Klemmklotz-Freilaufkupplung arbeitet folgendermaßen:
Im Stillstand des Innenrings 20 befinden sich die Teile der Freilaufkupplung in der in Fig. 1 gezeigten Stellung. Wird der Innenring 20 dann im Gegenzeigersinn in Drehung versetzt, so werden dadurch die Klemmklötze 30 im Uhrzeigersinn ver­ dreht, bis sie mit ihren Seitenflächen 36, 38 am zweiten Haltering 44 bzw. am ersten Haltering 42 in Anlage kommen und in der in Fig. 5 gezeigten Stellung festgehalten werden. In dieser Stellung ist die effektive Höhe H der Klemmklötze kleiner als die Höhe J des Zwischenraums 14 zwischen dem Innenring 20 und dem Außenring 10, so daß sich der Innenring 20 gegenüber dem Außenring 10 frei dreht, d. h. also leer­ läuft.

Wird der Innenring 20 dagegen im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt, so werden die Klemmklötze 30 dadurch im Gegen­ zeigersinn verdreht, so daß die effektive Höhe H der Klemm­ klötze 30 über die Klemmflächen 32, 34 derselben sich ver­ größert und die Klemmklötze 30 dadurch kraftschlüssig am Innenring 20 und am Außenring 10 angreifen. Auf diese Weise findet nun eine Übertragung des Antriebs vom Innenring 20 auf den Außenring 10 statt, d. h. der Außenring dreht sich gemeinsam mit dem Innenring.

Übersteigt das bei der Drehung des Innenrings 20 im Uhr­ zeigersinn zu übertragende Drehmoment einen vorbestimmten Wert, so werden die Klemmklötze 30 um ein weiteres Stück im Gegenzeigersinn über eine Normalstellung für die Antriebs­ übertragung hinaus verdreht, so daß die Klemmfläche 34 mit einem jenseits eines der effektiven Höhe H1 entsprechenden Punkts 34′ liegenden Bereich, z. B. mit dem Bereich 34c und/oder dem ebenen Bereich 34d in Anlage an der Außen­ fläche 22 des Innenrings 20 kommt. In dieser Stellung greifen der erste und der zweite Haltering 42 bzw. 44 in der in Fig. 6 dargestellten Weise an den Seitenflächen 38 bzw. 36 der Klemmklötze 30 an und hindern diese dadurch an einer weiteren Verdrehung. In dieser Verlagerungs-End­ stellung können die Klemmklötze 30 ein vorbestimmtes Dreh­ moment vom Innenring 20 auf den Außenring 10 übertragen, während sie bei Überschreitung des vorbestimmten Dreh­ moments durchrutschen.

In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist an der am Innenring in Anlage kommenden Klemmfläche jedes Klemm­ klotzes ein ebener Abschnitt geformt. Derartige ebene Ab­ schnitte können jedoch auch an den an der Innenfläche des Außenrings in Anlage kommenden Klemmflächen oder auch an beiden Klemmflächen jedes Klemmklotzes geformt sein.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens an einem Klemmrollen­ freilauf ist nachstehend anhand von Fig. 7 erläutert. Der in Fig. 7 dargestellte Freilauf hat einen Außenring 10, einen konzentrisch innerhalb des Außenrings 10 angeordneten Innenring 20, eine Anzahl von in Aussparungen 21 in der Außenfläche 22 des Innenrings 20 angeordneten Rollen 50 und den Rollen 50 zugeordnete Federn 65, welche die Klemm­ rollen 50 in Eingriffsstellung belasten.

Der Außenring 10 hat eine ringförmige Innenfläche 12, welche der ringförmigen Außenfläche 22 des Innenrings 20 gegenüber­ steht. Die in der Außenfläche 22 des Innenrings 20 geformten Aussparungen 21 für die Aufnahme jeweils einer Klemmrolle 50 haben jeweils eine Vorderwand 23, eine Rückwand 25, Boden­ flächen-Bereiche 24, 26 und 28 sowie (nicht gezeigte) Seitenwände.

Die einzelnen Aussparungen 21 sind jeweils so geformt, daß zwischen der effektiven Höhe H., d.h. dem Abstand zwischen den Berührungspunkten A und B der jeweiligen Klemmrolle 50 mit dem Innen- bzw. dem Außenring 20 bzw. 10 einerseits und dem zwischen einer die Berührungspunkte A und B mitein­ ander verbindenden Geraden und einer die Drehachse des Innen- und des Außenrings 20 bzw. 10 mit dem Berührungs­ punkt A verbindenden Geraden gebildeten Keilwinkel R andererseits die in Fig. 4 dargestellte Beziehung besteht. Bis zu der in Fig. 4 mit H1 bezeichneten Stelle hat die Aussparung 21 eine bekannte Form. Bei dem der Stelle H1 entsprechenden Abstand zwischen den Berührungspunkten A und B übertragen die Klemmrollen das größte zulässige Dreh­ moment. Dieser Stelle entspricht ein Übergangspunkt 27 zwischen den Bodenflächen-Bereichen 24 und 26 der jeweiligen Aus­ sparung 21. Die Bodenflächen-Bereiche 24 und 26 sind leicht gekrümmt oder auch eben und so ausgebildet, daß sich die in Fig. 4 durch den Verlauf der Kurve zwischen den Punkten H1 und H2 ausgedrückte Beziehung zwischen dem Keilwinkel R und der effektiven Höhe H ergibt. Im Bereich der Rückwand 25 der Aussparung ist der Abstand zwischen den Berührungspunkten A und B der Klemmrolle 50 mit dem Innen- und dem Außenring gleich der effektiven Höhe H2. Der Bodenflächen-Bereich 28 der Aus­ sparung 21 bildet dabei eine Verlängerung des Bodenflächen-Bereichs 26 bis zur Rückwand 25.

Die jeweilige Feder 65 für die Belastung der Klemmrolle 50 in die Eingriffsstellung mit dem Innen- und dem Außenring, d. h. also nach links in Fig. 7, ist zwischen der Vorder­ wand 23 und der Klemmrolle 50 angeordnet.

Wird der Innenring 20 des vorstehend beschriebenen Klemm­ rollenfreilaufs im Gegenzeigersinn in Drehung versetzt, so rollt die Klemmrolle 50 zurück in Richtung auf die Vorder­ wand 23, so daß kein Drehmoment übertragen wird. Wird der Innenring 20 dagegen im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt, so rollt die Klemmrolle vorwärts, d. h. nach links in Fig. 7, bis sie sich zwischen dem Innenring und dem Außenring fest­ läuft, so daß dann ein Drehmoment übertragen wird. Über­ schreitet das vom Innenring auf den Außenring zu übertra­ gende Drehmoment einen vorbestimmten Wert, dann bewegt sich die Klemmrolle 50 über den Übergangspunkt 27 zwischen den Bodenflächen-Bereichen 24 und 26, an welchem der Abstand zwischen den Berührungspunkten A und B der effektiven Höhe H1 entspricht, hinweg und rollt dann in den Überlastbereich über die Bodenflächen 26 und 28, bis sie von der Rückwand 25 aufgehalten wird und dann durchzu­ rutschen beginnt.

In der beschriebenen Ausführungsform sind die Aussparungen 21 für die Aufnahme der Klemmrollen 50 zwar im Innenring 20 geformt, sie können jedoch ebensogut auch im Außenring 10 geformt sein. Anstelle des Innenrings 20 kann dann auch der Außenring 10 als das Antriebsteil ausgebildet sein. Ferner kann auch eine Halteeinrichtung zum Halten der Klemmrolle 50 nach Erreichen der Rückwand 23 vorhanden sein, womit dann ein gleichmäßigeres Durchrutschen der Klemmrolle 50 erzielbar ist.

Wie man aus vorstehender Beschreibung erkennt, schafft die Erfindung eine Freilaufkupplung mit einem Klemmgesperre, bei welcher die Klemmklötze oder Klemmrollen bei Über­ schreitung eines vorbestimmten Drehmoments gleichmäßig durchzurutschen beginnen. Dabei ergibt sich gemäß der Erfindung die in Fig. 4 durch die ausgezogen gezeichnete Kurve dargestellte Beziehung zwischen dem Keilwinkel einer­ seits und der effektiven Höhe der Klemmklötze bzw. dem Abstand zwischen den Berührungspunkten jeder Klemmrolle mit dem Innenring und dem Außenring andererseits, d. h. also eine Verringerung des Keilwinkels durch das Vorhandensein des Bereichs 34c der Kämmfläche 34 bzw. der Bodenfläche 26, so daß ein gleichmäßiges Durchrutschen der Klemmklötze bzw. -rollen erzielt ist. Bei einem Fehlen des Bereichs 34c, d. h. also bei direktem Übergang des gekrümmten Bereichs 34a der Klemmfläche 34 in den ebenen Abschnitt 34d derselben, oder beim Fehlen des Übergangspunkts 27 in Fig. 7, d. h. als bei einer durchgehenden Verlängerung des ersten Boden­ flächen-Bereichs 24, ergibt sich dagegen die in Fig. 4 durch die gestrichelt gezeichnete Kurve dargestellte Beziehung. Eine bekannte Freilaufkupplung, bei welcher die in Fig. 4 durch die gestrichelt gezeichnete Kurve dargestellte Bezie­ hung zwischen dem Keilwinkel und der effektiven Höhe der Klemmkörper besteht, sowie eine erfindungsgemäße Frei­ laufkupplung, bei welcher die genannte Beziehung der ausge­ zogen gezeichneten Kurve in Fig. 4 entspricht, wurden in praktischen Versuchen erprobt, bei denen auf das jeweilige Antriebsteil ein übermäßiges Drehmoment ausgeübt wurde und die zeitlichen Schwankungen des auf das Abtriebsteil über­ tragenen Drehmoments beobachtet wurden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Fig. 8 bzw. 9 dargestellt. Wie man aus Fig. 8 ersieht, rutschen die Klemmkörper bei der bekannten Freilaufkupplung nicht gleichmäßig durch, so daß es zu starken Schwankungen des übertragenen Drehmo­ ments kommt. Im Gegensatz dazu rutschen die Klemmkörper bei der erfindungsgemäßen Freilaufkupplung gleichmäßig durch, so daß eine stabile Drehmomentübertragung statt­ findet, wie aus Fig. 9 ersichtlich. Das durch die Erfindung erzielte gleichmäßige Durchrutschen der Klemmklötze oder -rollen führt zu dem Ergebnis, daß an den Klemmklötzen bzw. -rollen sowie am Innen- und am Außenring keine Schäden auftreten und der Freilauf somit eine lange Standzeit hat.

Claims (8)

1. Freilaufkupplung, mit einem Innenring, einem Außenring und einem zwischen einer nach innen weisenden Oberfläche des Außenrings und einer nach außen weisenden Oberfläche des Innenrings ausgebildeten Zwischenraums, wobei die Oberflächen um einen Mittelpunkt koaxial zueinander angeordnet sind, und mit im Zwischenraum verlagerbaren in einer Halterung aufgenommenen Klemmklötzen, wobei zwischen jedem Klemmklotz und den Oberflächen Klemmflächen derart vorgesehen sind, daß durch Verlagerung der Klemmklötze eine Relativbewegung zwischen Außen- und Innenring in einer Drehrichtung zum Übertragen eines Drehmoments gesperrt und in der anderen Drehrichtung möglich ist, und wobei eine der Klemmflächen einen ersten Bereich zum Übertragen eines Drehmoments bis zu einer vorbestimmten Höhe und einen Überlastbereich aufweist, in dem die Kupplung bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmoments rutscht, wobei die Klemmfläche im ersten Bereich (34a) um einen innerhalb des Klemmklotzes (30) liegenden ersten Mittelpunkt (0 _i) mit einem ersten Radius gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Überlastbereich einen sich dem ersten Bereich anschließenden zweiten und einen dritten Bereich (34c, 34d) der Klemmfläche (34) aufweist, wobei
• b) die Klemmfläche (34) im zweiten Bereich (34c) um einen zweiten, vom ersten Mittelpunkt (0 _i) beabstandeten Mittelpunkt (0 _s) mit einem zweiten. vom ersten Radius abweichenden Radius gekrümmt und
• c) im dritten Bereich (34d) eben ausgebildet ist, wobei
• d) ein Winkel (ε), der zwischen dem dritten Bereich (34d) und einer Geraden gebildet wird, die den Mittelpunkt (0 _s) des zweiten Bereichs (34c) mit dem Übergangspunkt (34c′) zwischen dem zweiten Bereich (34c) und dem dritten Bereich (34d) verbindet, größer als 90° ist, und daß
• e) ein Keilwinkel (R), der als Winkel zwischen einer einen der Berührungspunkte (A, B) zwischen Klemmklotz (30) und den Oberflächen (12, 22) mit ihrem Mittelpunkt (A) verbindenden Geraden und einer die beiden Berührungspunkte (A, b) verbindenden Geraden ausgebildet ist, sich im ersten Bereich (34a) bei einer Verlagerung des Klemmklotzes (30) vergrößert und im zweiten Bereich (34c) verkleinert.

2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (34a, 34c, 34d) der Klemmfläche (34) in Kontakt mit der Oberfläche (22) des Innenrings (20) bringbar sind.

3. Freilaufkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (ε) 97° beträgt.

4. Freilaufkupplung, mit einem Innenring, einem Außenring und einem zwischen einer nach innen weisenden Oberfläche des Außenrings und einer nach außen weisenden Oberfläche des Innenrings ausgebildeten Zwischenraum, wobei die Oberflächen der Ringe um einen Mittelpunkt koaxial zueinander angeordnet sind, und mit im Zwischenraum verlagerbaren in einer Halterung aufgenommenen Rollkörpern, wobei zwischen jedem Rollkörper und den Ringen Klemmflächen derart vorgesehen sind, daß durch Verlagerung der Rollkörper eine Relativbewegung zwischen Außen- und Innenring in einer Drehrichtung zum Übertrgen eines Drehmoments gesperrt und in der anderen Drehrichtung möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) eine der Klemmflächen einen ersten Bereich (24) zum Übertragen eines Drehmoments bis zu einer vorbestimmten Höhe und einen sich daran anschließenden Überlastbereich (26) aufweist, in dem die Kupplung bei Überschreiten eines vorbestimmten Drehmoments rutscht, und
• b) der erste Bereich (24) und der Überlastbereich (26) an einem der Ringe (10, 20) vorgesehen ist, wobei
• c) der erste Bereich (24) derart angeordnet ist, daß ein Keilwinkel (R) der als Winkel zwischen einer einen der Berührungspunkte (A, B) zwischen Klemmrolle (50) und den Oberflächen (12, 22) mit ihrem Mittelpunkt (0) verbindenden Geraden und einer die beiden Berührungspunkte (A, B) verbindenden Geraden ausgebildet ist, sich im ersten Bereich (24) bei einer Verlagerung der Klemmrolle (50) vergrößert und im sich daran anschließenden Überlastbereich (26) soweit verkleinert, bis die Klemmrolle zu rutschen beginnt.

5. Freilaufkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Bereich (24) gekrümmt oder flach ist.

6. Freilaufkupplung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlastbereich (26) gekrümmt oder flach ausgebildet ist.

7. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem Überlastbereich (24, 26) ein Übergangspunkt (27) vorgesehen ist.

8. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der Überlastbereich (24, 26, 28) an der Bodenfläche einer Ausnehmung (21) am Innenring (20) vorgesehen sind.