DE538044C - Freilaufkupplung mit windschiefen Rollen - Google Patents

Description

Es sind Freilaufkupplungen bereits bekannt, die aus konzentrischein inneren und äußeren Organen mit kegelförmigen oder zylindrischen Flächen sowie Rollen bestehen., die in dem ringförmigen Raum zwischen den beiden Flächen so angeordnet sind., daß ihre Achsen zu der Achse der Organe mit kegelförmigen oder zylindrischen Flächen geneigt sind, jedoch mit diesen nicht in der gleichen Ebene liegen. Die Flächen, mit welchen die Rollen in Berührung kommen, sind so ausgebildet, daß die Rollen Linienberührung auf ihrer ganzen Länge mit jedem Organ haben.

In einer Richtung der mit Bezug aufeinander beweglichen Organe werden durch die Reaktion auf die Rollen Reibungskräfte rechtwinklig zu den Achsen der Rollen erzeugt, und eine Komponente dieser Kräfte hat das Bestreben, eine axiale Verschiebung der inneren und äußeren Organe mit Bezug aufeinander hervorzurufen und die Rollen zwischen diesen Organen einzuklemmen. Wird die Drehrichtung umgekehrt, so erzeugt die Komponente eine entsprechende axiale Vesrschiebung zwischen den inneren und äußeren Organen, durch welche die Rollen gelöst werden. Die bisher bekannten Bauarten hatten den Nachteil, daß die für das Ein- und Ausrücken der Kupplungen erforderlichen axialen gegenseitigen Verschiebungen durch in den Übertragungsvorrichtungen auftretende Reibungen verhindert werden können. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch vierhindert, daß das treibende und getriebene Kupplungsorgan gegen axiale Ver-Schiebungen mit Bezug aufeinander gesichert sind und die zum Ein- und Ausrücken erforderliche axiale Verschiebung zwischen den Klemmrollen und ihren Laufbahnen durch einen lose drehbar und axial verschiebbar angeordneten Ring ermöglicht wird, von dem entweder der Außenumfang oder der Innenumfang oder beide als Laufbahn für die Klemmrollen dienen.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden zwei Gruppen von konzentrisch angeordneten, jedoch entgegengesetzt geneigten Rollen benutzt, von denen die eine mit einer an dem äußeren Kupplungsorgan vorgesehenen Laufbahn sowie mit einer von dem schwebenden Organ, getragenen Laufbahn in Berührung steht, während die andere Gruppe mit einer von letzterem getragenen und einer an dem inneren Kupplungsorgan vorgesehenen Laufbahn in Eingriff steht.

Die erforderlichen axialen Verschiebungen für das Ein- und Ausrücken erfolgen nur durch das Zwischenorgan, welches schwebend zwischen den Rollen angeordnet ist und entgegen der Wirkung einer Feder nach der einen oder anderen Richtung hin verschoben werden kann.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung, gemäß welcher nur ein ein-

ziger Satz von Rollen verwendet wird, liegen die Rollen in einem Käfig, durch welchen das Drehmoment von der treibenden auf die getriebene Welle übertragen wird. Die axialen Verschiebungen für das Ein- und Ausrücken der Kupplung werden, wie oben angedeutet, mit Hilfe eines schwebenden Organs bewirkt, welches die eine Laufbahn für die Rollen trägt, während die andere Laufto bahn an einem mit der treibenden oder getriebenen Welle verbundenen Kupplungsorgan vorgesehen ist.

Der Käfig ist stark genug, um die Belastung zu übertragen, und die Rollen können in Schlitzen liegen, welche zwischen axial vorspringenden und entsprechend geneigten Anschlägen oder Zungen des Käfigs vorgesehen sind. In ein und dem gleichen Schlitz können zwei oder mehr Rollen angeordnet werden.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und es zeigen

Abb. ι eine teilweise geschnittene Ansicht einer Ausführungsform der neuen Vorrichtung mit zvfei Gruppen von Rollen,

Abb. 2 eine entsprechende Endansicht, Abb. 3 eine abgebrochene, geschnittene Ansicht einer Kupplung nach der Erfindung mit zwei Gruppen von Rollen und Vorrichtungen zur Regelung des Gleitens,

Abb. 4 eine abgebrochene, geschnittene Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform, gemäß welcher das Drehmoment der treibenden Welle auf den Käfig übertragen wird und die äußere Rollenlaufbahn an dem schwebenden Organ vorgesehen ist,

Abb. 5 eine abgebrochene, geschnittene Ansicht 'einer weiteren Ausführungsform, bei welcher das Drehmoment von der treibenden Welle auf den Käfig übertragen wird und die innere Rollenlaufbahn an dem schwebenden Organ vorgesehen ist,

Abb. 6 eine geschnittene Einzelheit, Abb. 7 eine geschnittene Einzelheit in Draufsicht,

Abb. 8 eine geschnittene Endansicht, wobei aus den Abb. 6 bis 8 die Anordnung der Rollen in dem Käfig für den Fall ersichtlich ist, in welchem nur eine Rolle zwischen benachbarten Zungen Hegt,

Abb. 9, 10 und n den Abb. 6, 7 und 8 entsprechende geschnittene Ansichten einer Anordnung der Rollen in dem Käfig für den Fall, in welchem mehrere Rollen zwischen je zwei benachbarten Zungen liegen, und

Abb. 12 eine geschnittene Ansicht einer doppeltkegelförmigen Freilaufkupplung für den Antrieb nach beiden Umdrehungsrichtungen.

. Bei der schematisch die allgemeine Anordnung einer doppelten Rollenkupplung veranschaulichenden Ausführungsform nach den Abb. ι und 2 sind 1 das äußere Kupplungsorgan, 2 das innere Kupplungs organ, 3 die Rollen der äußeren Gruppe, 4 die Rollen der konzentrisch zur ersten Gruppe angeordneten inneren Gruppe und 5 ein schwebendes Zwischenorgan, welches unter der Wirkung einer Feder 6 das Bestreben hat, axial in diejenige Lage sich zu bewegen, in welcher die beiden Kupplungs organe miteinander in Eingriff stehen. Das Zwischenorgan 5 wird selbsttätig entgegen der Wirkung der Feder durch die axiale Komponente des Reibungswiderstandes zwischen den Rollen und ihren Berührungsflächen bewegt, um die Kupplung zu lösen, sobald das getriebene Organ schneller läuft als das treibende.

Die Achsen der Rollen 3 und 4 sind nach entgegengesetzten Richtungen gegen die gemeinsame Kupplungsdrehachse geneigt, um welche herum die Organe 1 und 2 sich drehen. Durch die Rolle 3 steht die innere konvexe Fläche des äußeren Kupplungsorgans 1 mit der äußeren konkaven Fläche des kegelförmigen Zwischenorgans 5 in Berührung. Die innere konvexe Fläche des Organs 5 steht durch die Rolle 4 mit der äußeren konkaven Fläche des inneren Kupplungsorgans 2 in Ein- go griff. Die kleinsten Durchmesser der Laufbahnen an dem Organ 5 und an dem inneren bzw. äußeren Kupplungsorgan 1 bzw. 2 befinden sich an gegenüberliegenden Stirnflächen des Organs 5.

Die Kupplungsorgane 1 und. 2, von denen das eine das treibende und das andere das getriebene Organ ist, sind gegen axiale Verschiebung mit Bezug aufeinander gesichert.

Bei der mit einem doppelten Satz von Rollen versehenen Kupplung nach Abb. 3, bei welcher die allgemeine Anordnung der Rollen und ihrer Laufbahnen die gleiche ist wie bei der Ausführungsform nach den Abb. 1 und 2, ist das äußere Kupplungsorgan 1 durch Schrau- j.05 ben7 mit 'einem senkrechten, kreisförmigen Flansch 8 der treibenden Welle 9 verbunden. Das innere Kupplungs organ 2 ist auf der getriebenen Welle 10 befestigt, und Rollen 11 liegen zwischen dem im Durchmesser ver- n₀ ringerten Ende 12 der Welle 10 und dem ausgesparten Ende der Welle 9. Das schwebende Zwischenorgan 5 wird durch Kugeln 13 in die der eingerückten Lage der Kupplung entsprechende Stellung unter Wirkung von Federn 6 gedrückt, die in rohrförmigen. Aussparungen 14 in dem Flansch 8 liegen. Eine axiale Verschiebung des inneren Kuppiungsorgans 2 nach links wird durch eine kreisförmige, auf der Welle 10 aufgeschraubte Platte ι s und nach rechts durch einen auf der Welle 10 befestigten Ring 16 verhindert. Eine

Scheibe17 wirkt als Stirnplatte für die Rollen 3, 4 an der rechten Seite, und die Platte 15 und der Boden einer in dem Flansch 8 vorgesehenen Aussparung 18 wirken als Halteplatten an den größeren Enden der Rollenlaufbahnen. Die Platte 17 ist durch Schrauben 19 mit dem schwebenden Organ 5 verbunden.

Das bei einem vorher bestimmten Wert des Belastungsmoments auftretende Gleiten

to wird durch einen Ring 20 eingestellt, dessen vorspringende Kante 21 gegen die Platte 17 sich stützt. Eine axiale Verlängerung 22 des Ringes 20 ist mit der Welle 10 durch Gewinde verbunden und kann in der gewünschten Lage durch eine Mutter 23 verriegelt werden.

Bei der in Abb. 4 veranschaulichten Ausführungsform der Kupplung wird das Moment durch den die Rollen 3 aufnehmenden Käfig 24 übertragen. Am Umfang des Käfigs vorgesehene Zähne 25 kämmen mit Zähnen 26 an der Innenfläche eines von dem Flansch 8 der treibenden Welle 9 axial vorspringenden Teiles 27. Die in Schlitzen zwischen den Zungen 28 des Käfigs liegenden Rollen 3 stehen mit der oberen, an dem schwebenden Organ 30 vorgesehenen Laufbahn 29 und mit einer am unteren, auf der Welle 10 befestigten Kupplungsorgan 2 vorgesehenen Laufbahn 31 in Berührung. An dem rechten Ende der Laufbahnen ist eine S timplatte 32 für die RoUen vorgesehen, die durch Nieten 33 mit dem schwebenden Organ 30 verbunden ist. Eine axiale Verschiebung des Käfigs 24 nach links und rechts wird durch eine auf der Welle 10 aufgeschraubte Platte 34 bzw. eine an dem Kupplungsorgan 2 vorgesehene Schulter 35 verhindert. Mithin wird der Druck nach der einen oder anderen Richtung durch diese Teile aufgenommen und ist daher begrenzt.

Das schwebende Organ 30 wird, wie bei der Kupplung nach Abb. 3, durch unter Wirkung von Federn 6 stehende Kugeln 13 nach rechts gedrückt, um die Kupplung einzurücken, während es selbsttätig zur Lösung der Kupplung nach links verschoben wird, sobald die getriebene Welle 10 schneller läuft als die Antriebswelle 9.

Bei der in Abb. 5 veranschaulichten abgeänderten Ausführungsform der Kupplung gemaß der Erfindung ist der Käfig 24 auf der treibenden Welle 9 befestigt, und das getriebene Kupplungsorgan i^a ist durch Schrauben 36 mit dem Flanschlos verbunden. Das schwebende Organ 3ο¹² trägt die innere Rollenlaufbahn 31, während die äußere Roilenlaufbahn 29 an dem Kupplungsorgan 2° vorgesehen ist. Ein Flansch 37 des Organs 30« wird durch die unter Wirkung der Federn 6 stehenden Kugeln 13 nach rechts gedrückt, um die Kupplung einzurücken. Die Federn 6 liegen zwischen dem Ende der Welle 9 und einem Flansch an einem an dem Organ 30« angeordneten Ring 38. Die Kugeln 13 liegen zwischen dem Flansch 38 und dem Flansch 37 des Organs 30°. Der axiale Druck wird hier durch einen ringförmigen Vorsprung 39 des Käfigs 24 aufgenommen, der zwischen dem einen Ende 40 des Kupplungsorgans 2« und einem Flansch 41 eines durch Schrauben 36 und Muttern 43 an dem Organ 2^a befestigten Ringes 42 liegt.

Die Abb. 6, 7 und 8 zeigen Einzelheiten der Anordnung.der Rollen 3 in dem Käfig 24 für den Fall, daß in dem Schlitz zwischen je zwei benachbarten Zungen 28 des Käfigs nur je eine Rolle liegt. Das schwebende Organ 30 trägt an dem den größeren Durchmesser besitzenden Ende der Laufbahn eine Endplatte 32, und die Halteplatte ^ an dem den kleineren Durchmesser besitzenden Ende der Laufbahn wird von dem inneren. Kupplungsorgan 2 getragen. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die mit den. Rollen 3 in Berührung kommenden Flächen der Zungen 28 konkav ausgebildet.

Die Abb. 9, 10 und 11 stellen den Abb. 6, 7 und 8 entsprechende Ausführungsformen für den Fall dar, in welchem mehr als. eine Rolle 3 in einem Schlitz zwischen je zwei benachbarten Zungen 28 des Käfigs 24 liegen. Beim gewählten Ausführungsbeispiel sind die mit den Rollen in Berührung stehenden Flächen der Zungen eben. An dem den kleineren Durchmesser besitzenden Ende der Laufbahnen werden die Rollen durch das zu diesem Zweck bei 44 ausgesparte Metall des Käfigs 24 gehalten.

Abb. 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer doppeltkegelförmigen Freilaufkupplung, bei welcher die Welle 10 durch die Welle 9 nach ioo beiden Umdrehungsrichtungen getrieben werden kann. Die Anordnung ist im allgemeinen ähnlich der nach Abb. 4. Die in dem Käfig 24 liegenden Rollen 3 und 3° sind in der gleichen Richtung zur Achse der Wellen 9 und 10 geneigt, oder aber es kann eine gemeinsame Gruppe langer Rollen durch den Käfig hindurch sich erstrecken. Der Käfig 24 wird durch Zähne 25 getrieben, die mit Zähnen 26 an der Innenfläche des axialen Vorsprungs 27 no des Flansches 8 der Welle 9 kämmen. Die inneren Kupplungsorgane 2^&, 2^C sind auf der Welle 10 befestigt. An dem den größeren Durchmesser besitzenden Ende der Laufbahnen der Organe 2^δ und i^c sind Endplatten 33⁶ und 2>3^C vorgesehen. Die Platte^s^ ist durch Gewinde auf der Welle 10 befestigt, und die Platte 33* wird zwischen der Stirnfläche des Organs 2* und dem Ring 45 gehalten. 120 ,

Der axiale Druck wird durch diese beiden Platten und durch den ringförmigen Vor-

sprung 46 an:dem* Käfig 24 aufgenommen, der lose zwischen .Schultern an den inneren ;ausgesparten Stirnwänden der Organe.2^b und z^e läuft. 1 -.". ■ ..

Federn 6 und Kugeln 13, die in Aussparungen oder Bohrungen des Käfigs 24. angeordnet sind, haben das Bestreben, die schwebenden, die äußeren Laufbahnen der Rollen 3 tragenden Organe 3 o* und 30= in die .dem Einrücken der Kupplung entsprechende Lage zu bringen. Die inneren Laufbahnen sind an den Kupplungsorganen 2?o 2^C vorgesehen.

Das bei einem beliebigen, vorher bestimmten Wert der Belastung, auftretende- Gleiten wird durch axial, auf den Wellen 10 und 9 verschiebbare Ringe 47 bzw. 48 eingestellt. Eine axiale Verlängerung 49 des senkrechten Flansches des Ringes 47 stößt gegen ein ringförmiges, die mit dem äußeren. Ende des schwebenden Organs 3ο⁶ ΐη Berührung stehenden Kugeln-51 'enthaltendes Organ 50. Der senkrechte Flansch des Ringes 48 stößt gegen Stifte 52, die axial gleitbar in dem senkrechten Flansch 8 angeordnet. sind und ihrerseits gegen 'ein ringförmiges, die mit dem äußeren Ende des schwebenden Organs 3O^C in Berührung stehenden Kugeln 54 aufnehmendes Organ S3 stoßen.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Freilaufkupplung mit zur Kupplungsdrebachse windschiefen KlemmroUen, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende undgetriebeneKupplungsorgan (i, 2) gegen axiale Verschiebung gesichert sind und die zum Ein- und Ausrücken· erforderliche axiale Verschiebung zwischen den Klemm-Tollen (3, 4) und ihren Laufbahnen durch einen lose drehbar und axial verschiebbar angeordneten Ring (5, 30, 30«, 30», 3O^C) . ermöglicht wird, von dem entweder der Außenumfang oder" der Innenumfang oder beide als Laufbahn für die KlemmroUen .dienen.
2. 2.. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5, 30, 3 ο², 3o⁶, 3O^C) nur durch die Klemmrollen (3, 4) mit dem treibenden und getriebenen Organ (1, 2) verbunden ist und durch eine Feder (6) mit den KlemmroUen in Eingriff gebracht wird.
3. 3. Kupplung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch zwei Gruppen von konzentrisch zueinander angeordneten, jedoch nach ^entgegengesetzten Richtungen zur Kupplungsdrehachse geneigten Klemmrollen (3, 4), von denen die eine (3) mit einer an dem äußeren Kupplungsorgan (1) angeordneten Laufbahn sowie mit einer von dem Ring (5) getragenen Laufbahn in Berührung steht, während die andere . Gruppe {4) mit einer von dem Ring (S) getragenen und einer an dem inneren Kupplungsorgan (2) angeordneten Laufbahn in Eingriff steht. .
4. 4. Kupplung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Verschiebung des Ringes (5), den jeweiligen Anforderungen entsprechend, durch eine axial einstellbare Hülse (22) begrenzt wird, weiche mit einer gegen eine am Ring (5) angeordnete Halteplatte (17) für die Klemmrollen (3, 4) sich stützenden, vorspringenden Kante (21) versehen ist.
5. 5. Kupplung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmrollen (3) in einem umlaufenden, mit der treibenden oder getriebenen Welle verbundenen Gehäuse (24) angeordnet sind und mit einer am dem Ring (30, 30«) angeordneten Lauf bahn (29, 31) zusammenarbeiten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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