DE4442404A1

DE4442404A1 - Verdrehsicherung für einen Kunststoffkäfig eines Freilaufs

Info

Publication number: DE4442404A1
Application number: DE4442404A
Authority: DE
Inventors: Herbert Zettner; Johann Dipl Ing Stark
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2014-12-01
Also published as: JP3657330B2; DE4442404C2; US5617937A; JPH08219183A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Freilauf mit zwei ineinander angeordneten und zueinander drehbaren Maschinenteilen, deren einander zugewandte Umfangsflächen mit Klemmflächen versehen sind, mit einem zwischen den Maschinenteilen angeordneten Kunststoffkäfig, der aus Stirnringen und diese Stirnringe miteinander verbindenden Stegen gebildet ist, wobei zwischen umfangsseitig einander benachbarten Stegen Taschen für gegen die Klemmflächen angefederte Klemmelemente ausgebildet sind, und wobei an dem Kunststoffkäfig wenigstens ein radialer Vorsprung vorgesehen ist, der in eine Ausnehmung des einen Maschinenteiles zur Verdrehsicherung des Kunststoffkäfigs gegenüber diesem einen Maschinenteil eingreift.

Ein derartiger Freilauf ist beispielsweise aus der US-A 35 00 977 bekannt. Die Stirnringe des Kunststoffkäfigs weisen an ihrer äußeren Umfangsflächen Vorsprünge auf, die in zugeordnete Ausnehmungen des äußeren Maschinenteiles derart eingreifen, daß der Kunststoffkäfig gegenüber diesem Maschinenteil verdrehfest angeordnet ist. Je nach Größe des Kunststoffkäfigs und Anzahl der Klemmelemente variiert der Querschnitt der Stege. Als Klemmelemente werden üblicherweise Klemm rollen oder Klemmkörper verwendet, wobei im genannten Stand der Tech nik Klemmrollen eingesetzt sind. In Umfangsrichtung wirkende, über die Klemmelemente auf den Kunststoffkäfig übertragene Kräfte - der Frei lauf ist beispielsweise in einem in Umfangsrichtung schwingenden System eingesetzt - werden über die Stege in die Stirnringe und schließlich in das äußere Maschinenteil eingeleitet. Die Stege werden dabei u. U. derart auf Biegung in Umfangsrichtung belastet, das un erwünschte Auslenkungen der Stege in Umfangsrichtung oder sogar deren Bruch die Folge ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Freilauf derart weiterzubilden, daß unerwünschte Auslenkungen der Stege zumindest in den Umfangsrichtungen auf einfache Art und Weise vermieden werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der radiale Vorsprung an dem Steg vorgesehen ist. Da der radiale Vorsprung in die Ausnehmung eingreift und deshalb in den Umfangsrichtungen gegenüber diesem Maschinenteil unverschieblich angeordnet ist, kann auch der Steg, an dem der radiale Vorsprung befestigt ist, ebenfalls nicht in unerwünscht hohem Maß in den Umfangsrichtungen gegenüber diesem Ma schinenteil ausgelenkt werden. Wenn beispielsweise der radiale Vor sprung im mittleren Stegbereich vorgesehen ist, wird eine Belastung des Stegs in Umfangsrichtung direkt über den radialen Vorsprung in das Maschinenteil eingeleitet; bei dem bekannten Kunststoffkäfig hingegen wird diese Belastung zunächst in die Stirnringe und von dort in das Maschinenteil eingeleitet, wobei aufgrund der Abstützverhältnisse ein gegenüber dem erfindungsgemäßen Freilauf höheres Biegemoment in den Steg eingeleitet wird. Es ist denkbar, daß der radiale Vorsprung durch ein separates Bauteil gebildet ist, das an dem Steg befestigt ist.

Wenn die Klemmelemente gemäß Anspruch 2 durch Klemmrollen gebildet sind, bietet sich ein derart weitergebildeter Freilauf in besonders günstiger Weise für Anwendungen an, bei denen der Freilauf Schwingun gen in Umfangsrichtung ausgesetzt ist. Da die Klemmrollen anders als Klemmkörper lediglich in den Umfangsrichtungen verschoben werden und nicht wie jene um eine Kippachse schwenkbar sein müssen, sind sie wegen der einfacheren kinematischen Abläufe bei Schwingungen vorteil hafter. Diese Schwingungen werden auch auf die Stege übertragen, die wegen des Eingriffs in die Ausnehmungen in den Umfangsrichtungen nicht schwingen können. Ein derartiger Anwendungsfall ist beispielsweise gegeben, wenn der erfindungsgemäße Freilauf zwischen einer Achse und einer darauf angeordneten Riemenscheibe eingesetzt ist, wobei die Riemenscheibe in einem Steuer- oder Aggregatbetrieb eines Verbrennungs motors eingebaut ist. Die infolge der Ungleichförmigkeiten der Kurbel welle auf den Riemen übertragenen Beschleunigungen und Verzögerungen werden auf die Riemenscheibe mit den erwähnten Auswirkungen auf den Freilauf übertragen.

Gemäß Anspruch 3 ist es zweckmäßig, daß die Ausnehmung durch eine Axialnut gebildet ist, in die der radiale Vorsprung des Stegs form schlüssig eingreift. Zusätzlich zu den genannten Vorteilen ist hier der Steg auch in einer radialen Richtung abgestützt, wenn er auf dem Nutgrund der Axialnut abgestützt ist.

Gemäß Anspruch 4 ist es zweckmäßig, daß beide Maschinenteile des Freilaufs als dünnwandige, insbesondere im Tiefziehverfahren herge stellte Hülsen ausgebildet sind, wobei die Klemmflächen durch eine glattzylindrische Klemmbahn der äußeren Hülse und durch in Umfangs richtung aufeinander folgende Klemmrampen an der inneren Hülse gebil det sind. Ein derartiger Freilauf ist wegen der spanlosen Herstellung auf wirtschaftliche Weise herzustellen.

Gemäß Anspruch 5 ist es zweckmäßig, daß die innere Umfangsfläche der inneren Hülse glattzylindrisch ausgebildet ist, wobei zwischen ein ander benachbarten Klemmrampen die Axialnut ausgebildet ist, und wobei das einen axiale Ende der Axialnut offen und das andere axiale Ende durch eine radiale Erhebung an der inneren Hülse geschlossen ist. Von der offenen Seite der Axialnut her wird der Kunststoffkäfig auf die innere Hülse problemlos aufgeschoben, wobei der radiale Vorsprung in die Axialnut eingeführt wird, ohne nennenswert verformt zu werden, bevor er in die Axialnut gelangt. Bei entsprechender Anordnung des radialen Vorsprungs dient das geschlossene Ende der Axialnut auch als Axialanschlag für den Kunststoffkäfig.

Gemäß Anspruch 6 ist es zweckmäßig, daß zu beiden Seiten der Klemm flächen an beiden Hülsen an deren einander zugewandten Umfangsflächen Laufbahnen für daran abwälzende Wälzkörper vorgesehen sind. Ein der artiger wälzgelagerter Freilauf ist dann zweckmäßig, wenn die äußere Hülse beispielsweise in einer zentralen Bohrung einer Riemenscheibe und die innere Hülse auf einer Achse angeordnet sind, wobei keine separaten Lager zwischen der Riemenscheibe und der Achse vorgesehen sind.

Gemäß Anspruch 7 ist es zweckmäßig, daß ein Nutgrund der Axialnut einen zu den Hülsen konzentrischen Kreis tangiert, wobei beide zylin drische Laufbahnen der inneren Hülse Laufbahndurchmesser aufweisen, von denen der eine größer und von denen der andere kleiner als oder höchstens so groß wie der Durchmesser des konzentrischen Kreises ist. Diese Anordnung ermöglicht ein leichtes Aufziehen des Kunststoffkäfigs auf die innere Hülse, da der radiale Vorsprung auf dem kleineren Laufbahndurchmesser nicht klemmen kann, wobei die Axialnut auf dieser Seite geöffnet ist. Dadurch, daß an die andere Seite der Axialnut die Laufbahn mit dem größeren Laufbahndurchmesser anschließt, ist gewähr leistet, daß die Axialnut auf dieser Seite geschlossen ist.

Gemäß Anspruch 8 ist es zweckmäßig, daß der radiale Vorsprung die Stirnringe radial innen überragt und axial überlappt, wobei der radia le Vorsprung, der Steg und die Stirnringe einstückig miteinander gebildet sind. Neben der einfachen Herstellbarkeit - an dem Spritz werkzeug ist ohne größeren Aufwand eine radiale Vergrößerung des Stege möglich - ist die Steifigkeit des radial vergrößerten Stegs bei kon stantem Querschnitt über dessen gesamte Länge deutlich erhöht ist. Schmiegt sich dieser radial vergrößerte Steg an die Kontur der Aus nehmung an, ist eine sichere Abstützung des radial vergrößerten Stegs sowohl in beiden Umfangs- als auch in einer Radialrichtung gewähr leistet. In diesem Fall ist die Belastung des radialen Vorsprungs über dessen gesamte axiale Länge gleichmäßig verteilt, so daß hohe punktu elle Belastungen nicht auftreten.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von zwei in insgesamt vier Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zei gen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Klemmrollenfreilauf und

Fig. 2 eine teilweise Darstellung erfindungsgemäßen Klemm rollenfreilaufs aus Fig. 1 im Querschnitt und

Fig. 3 einen Längsschnitt der inneren Hülse des Klemmrollen freilaufs aus Fig. 1,

Fig. 4 einen Teil eines weiteren erfindungsgemäßen Klemmrol lenfreilaufs in räumlicher Darstellung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Klemmrollenfreilauf sind zwischen einer äußeren Hülse 1 und einer inneren Hülse 2 in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Klemmrollen 3 vorgesehen, die in einem Kunst stoffkäfig 4 gehaltert sind. Zu beiden Seiten des Kunststoffkäfigs 4 bzw. der Klemmrollen 3 sind je ein Rollenlager 5 vorgesehen, das aus Rollen 6 und einem Rollenkäfig 7 gebildet ist. Die äußere Hülse 1 weist an ihren beiden Enden radiale Innenborde 8 auf. Die innere Hülse 2 weist lediglich an einem Ende einen radialen Außenbord 9 auf. Die einander zugewandten Umfangsflächen der beiden Hülsen 1, 2 weisen im Bereich der Rollen 6 äußere Laufbahnen 10 und innere Laufbahnen 11, 12 auf, wobei die inneren Laufbahnen 11, 12 unterschiedliche Laufbahn durchmesser aufweisen. Im Bereich der Klemmrollen 3 sind an der inne ren Hülse 2 Klemmrampen 13 und an der äußeren Hülse 1 eine glattzylin drische Klemmbahn 14 gebildet. Die Klemmrampen 13 sind besser in der Fig. 2 zu erkennen. Der Kunststoffkäfig 4 besteht aus axial benach barten Stirnringen 15, die mittels mehrerer, in Umfangsrichtung ver teilt angeordneter Stege 16 einstückig miteinander verbunden sind, wobei in dieser Darstellung lediglich der axial hintere Stirnring 15 ersichtlich ist. Der Darstellung ist zu entnehmen, daß zwischen ein ander benachbarten Stegen 16 Taschen 17 für die Klemmrollen 3 gebildet sind. Druckfedern 18 sind einerseits an den Stegen 16 abgestützt und drücken andererseits die Klemmrollen 3 gegen die Klemmrampen 13 und die glattzylindrische Klemmbahn 14. Zwischen einander benachbarten Klemmrampen 13 ist je eine Axialnut 19 vorgesehen, in die ein ein stückig angeformter radialer Vorsprung 20 des Stegs 16 formschlüssig derart eingreift, daß der Kunststoffkäfig 4 gegenüber der inneren Hülse 2 drehfest angeordnet ist.

Fig. 3 zeigt in gebrochener Darstellung die innere Hülse 2 mit den Laufbahnen 11, 12 und der Axialnut 20, deren Nutgrund 21 auf gleicher radialer Ebene wie der Laufbahndurchmesser der Laufbahn 11 liegt. Der Laufbahndurchmesser der Laufbahn 12 dagegen ist größer als der Lauf bahndurchmesser der Laufbahn 11. In den axialen Richtungen ist daher die Axialnut 20 zur Seite der Laufbahn 12 hin wegen der radialen Stufe 22 im Übergang von dem Nutgrund 21 auf die Laufbahn 12 geschlossen, wobei die Axialnut 20 zur Seite der Laufbahn 11 hin geöffnet ist. Auf diese Weise ist die einfache Montage des Kunststoffkäfigs 4 auf die innere Hülse 2 gewährleistet.

Fig. 4 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Klemmrollenfreilauf in räumlicher Darstellung, allerdings ohne eine äußere Hülse. Dieser Klemmrollenfreilauf unterscheidet sich von dem oben beschriebenen lediglich dadurch, daß die Stege 16 in den Umfangsrichtungen verbrei tert sind, wobei der schmale radiale Vorsprung 19 ebenfalls radial nach innen vorspringt.

Bezugszeichenliste

1 äußere Hülse
2 innere Hülse
3 Klemmrolle
4 Kunststoffkäfig
5 Rollenlager
6 Rollen
7 Rollenkäfig
8 Innenbord
9 Außenbord
10 äußere Laufbahn
11 innere Laufbahn
12 innere Laufbahn
13 Klemmrampe
14 glattzylindrische Klemmbahn
15 Stirnring
16 Steg
17 Tasche
18 Druckfeder
19 radial erstreckter Vorsprung
20 Axialnut
21 Nutgrund
22 Stufe

Claims

1. Freilauf, mit zwei ineinander angeordneten und zueinander drehbaren Maschinenteilen (1, 2), deren einander zugewandte Umfangsflächen mit Klemmflächen (13, 14) versehen sind, mit einem zwischen den Maschin enteilen (1, 2) angeordneten Kunststoffkäfig (4), der aus Stirnringen (15) und diese Stirnringe (15) miteinander verbindenden Stegen (16) gebildet ist, wobei zwischen umfangsseitig einander benachbarten Stegen (16) Taschen (17) für gegen die Klemmflächen (13, 14) angefe derte Klemmelemente (3) ausgebildet sind, und wobei an dem Kunststoff käfig (4) wenigstens ein radialer Vorsprung (19) vorgesehen ist, der in eine Ausnehmung (20) des einen Maschinenteiles (2) zur Verdrehsi cherung des Kunststoffkäfigs (4) gegenüber diesem einen Maschinenteil (2) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Vorsprung (19) an dem Steg (16) vorgesehen ist.

2. Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemm elemente durch Klemmrollen (3) gebildet sind.

3. Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausneh mung durch eine Axialnut (20) gebildet ist, in die der radiale Vor sprung (19) des Steges (16) formschlüssig eingreift.

4. Freilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Maschi nenteile als dünnwandige, insbesondere im Tiefziehverfahren herge stellte Hülsen (1, 2) ausgebildet sind, wobei die Klemmflächen durch eine glattzylindrische Klemmbahn (14) an der äußeren Hülse und durch in Umfangsrichtung aufeinander folgende Klemmrampen (13) an der inne ren Hülse (2) gebildet sind.

5. Freilauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umfangsfläche der inneren Hülse (2) glattzylindrisch ausgebildet ist, wobei zwischen einander benachbarten Klemmrampen (13) die Axialnut (20) ausgebildet ist, und wobei das eine axiale Ende der Axialnut (20) offen und das andere axiale Ende durch eine radiale Erhebung (22) an der inneren Hülse (2) geschlossen ist.

6. Freilauf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Klemmflächen (13, 14) an beiden Hülsen (1, 2) an deren einander zugewandten Umfangsflächen Laufbahnen (10, 11, 12) für daran abwälzende Wälzkörper (6) vorgesehen sind.

7. Freilauf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nutgrund (21) der Axialnut (20) einen zu den Hülsen (1, 2) konzentrischen Kreis tangiert, wobei beide zylindrische Laufbahnen (11, 12) der inneren Hülse (2) Laufbahndurchmesser aufweisen, von denen der eine größer und von denen der andere kleiner als oder höchstens so groß wie der Durch messer des konzentrischen Kreises ist.

8. Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Vorsprung (19) die Stirnringe (15) radial innen überragt und axial überlappt, wobei der radiale Vorsprung (19), der Steg (16) und die Stirnringe (15) einstückig miteinander gebildet sind.