DE603357C - Freilaufkupplung - Google Patents

Description

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Freilaufkupplung, bei der in Gruppen quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteile mehrere Klemmkörper in Schlitzen des einen Kupplungs-— 5 teiles lose nebeneinander angeordnet sind, so daß sie sich gegenseitig berühren und letzterer mit den Klemmkörpern in eine Ringnut des anderen Kupplungsteiles eingreift. Der Grundzug der Erfindung besteht darin, daß von den zu je drei in einem Schlitz befindlichen Klemmkörpern der Mittelpunkt des mittleren Klemmkörpers sich außerhalb der durch die Mittelpunkte der beiden anderen Klemmkörper quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteile ge-' legten Ebene befindet. Vorteilhaft ist es, die Schlitze zur Aufnahme der Klemmkörper quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteile krümmerartig auszubilden oder sie zur Aufnahme der Klemmkörper in an sich bekannter Weise aus quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteile parallel verlaufenden, ineinander übergehenden Bohrungen zu bilden.

Bei den bekannten Anordnungen, bei denen Gruppen von je drei Übertragungsgliedern zwischen dem treibenden und getriebenen Teil der Kupplung vorgesehen sind, handelt es sich um solche, bei denen runde (rollen- oder kugelförmige) Klemmkörper in Verbindung mit keilförmig gestalteten Kupplungskörpern wirksam sind. Die bekannten Anordnungen beanspruchen viel Platz, so daß sich nur wenige Kupplungsgruppen auf dem vorhandenen Raum unterbringen lassen; dies bedingt aber hohe spezifische Drücke an den Druckstellen und damit geringe Lebensdauer für die ganze Einrichtung.

Der Vorteil der Erfindung liegt nun darin, daß eine große Anzahl von Klemmkörpern zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil untergebracht und infolgedessen mit niedrigen spezifischen Drücken an den Klemmstellen gearbeitet werden kann, zumal die Übertragung der Kraft von dem einen Teil der miteinander zu verbindenden Glieder auf den anderen durch Gabelung des Kraftflusses in zwei Teilsträngen erfolgt. Hierdurch ergibt sich für Klemm- und Gegenflächen eine längere Lebensdauer. Etwa abgenutzte oder beschädigte Klemmkörper lassen sich schnell auswechseln, ebenso auch die miteinander zu verbindenden Teile, die im übrigen leicht durch Dreharbeit herstellbar sind. Weiterhin ist man nicht an eine genaue Teilung für die Lage der einzelnen Klemmkörpergruppen zueinander gebunden, da innerhalb jeder Gruppe eine Ausgleichmöglichkeit für die einzelnen Körper besteht.

In den zugehörigen Zeichnungen ist der Erfindungsgedanke an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Abb. ι gibt einen Teillängsschnitt, undAbb. 2 und 3 geben Teilquerschnitte gemäß den Linien C-C (Abb. 1) und B-B (Abb. 2) für eine Ausführungsform wieder.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

_s Rudolf Hellbusch in Kassel.

Abb. 4, 5, 6, 7 und 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele in je einem Abb. 2 entsprechenden Teilquerschnitt.

Abb. 9 stellt ein Beispiel für die Anwendung des Erfindungsgedankens an einem Ausgleichsgetriebe von Kraftfahrzeugen dar.

Bei der in den Abb. ι bis 3 dargestellten Bauform sitzt auf dem Ende einer treibenden Welle ι eine Scheibe 2, die an ihrem Umfang seitlich zahnartig vorstehende Mitnehmer 3 besitzt. Gleichachsig mit der Antriebswelle 1 ist eine angetriebene Welle 4 angeordnet, die an ihrem nach Welle 1 zu gelegenen Ende ebenfalls eine Scheibe 5 trägt. Diese Scheibe 5 ist mit zwei die Mitnehmer 3 an der Scheibe 2 oben und unten umfassenden Kränzen 6 und 6' versehen. Es entstehen so zwischen den Mitnehmern 3 und den Kränzen 6 bzw. 6' Hohlräume 7, in denen drei bei diesem Ausführungsao beispiel als Rollen ausgebildete aneinanderliegende Klemmkörper 8, 8', 8" untergebracht sind. Die drei Rollen liegen dabei so zueinander, daß der Mittelpunkt der mittleren Rolle 8 sich außerhalb der durch die Mittelpunkte der beiden anderen Rollen 8', 8" quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteil gelegten Ebene befindet. Von diesen Rollen legt sich die mittlere 8 gegen den Mitnehmer 3 der Scheibe 2, die nach außen bzw. innen liegenden Rollen 8' und 8" berühren dagegen die Kränze 6 bzw. 6' an der Scheibe 5. Das Einbringen der Rollen 8, 8', 8" in die Hohlräume 7 erfolgt durch mittels Stopfen 9 verschließbare Öffnungen 10 in der Scheibe 5.

Die Wirkungsweise dieser Einrichtung beruht nun darauf, daß beim Anlaufen der Welle 1 samt Scheibe 2 und Mitnehmer 3 die an dem letztgenannten Teil anliegende, mittlere Rolle 8 mitgenommen wird, diese dadurch die danebenliegenden Rollen 8' und 8" seitwärts gegen die Kränze 6 bzw. 6' der Scheibe 5 drückt und auf diese Weise eine Festverspannung zwischen Scheibe 2 und Scheibe 5 herstellt. Bekommt aus irgendeinem Grunde die Welle 4 mit Scheibe 5 und Kränzen 6 bzw. 6' eine höhere Geschwindigkeit als die Antriebswelle 1 samt Scheibe 2 und Mitnehmer 3, so wird dadurch die Verspannung der Rollen untereinander und mit den Kränzen 6, 6' gelöst, und die Welle 4 kann gegenüber der Welle 1 frei laufen.

Es ist ersichtlich, daß durch eine derartige Anordnung dreier Rollen, sobald die Kupplungswirkung eintritt, ständig ein gegenseitiges Abbremsen bewirkt wird, so daß die Rollen keine unnötigen Bewegungen gegeneinander vollführen, also dadurch stärkere Abnutzungen hintangehalten werden; es wird dadurch die Lebensdauer der Rollen erhöht. Ferner wird durch die beiden Kränze 6 und 6' an der Scheibe 5, die die Mitnehmer 3 an der Scheibe 2 umgreifen, verhindert, daß eine exzentrische Verlagerung des treibenden Teiles gegenüber dem getriebenen erfolgt. Weiterhin läßt die Darstellung erkennen, daß die Mitnehmer 3 an der Scheibe 2 durch einfaches Stoßen oder Ausfräsen, die Kränze 6, 6' durch einfaches Drehen oder Schleifen hergestellt werden können. Die Anfertigung der ganzen Einrichtung gestaltet sich also im Gegensatz zu den bekannten Freilaufeinrichtungen sehr billig; sie erfordert vor allem keine Sondereinrichtungen, sondern die Teile lassen sich auf jeder Stoß- bzw. Fräsmaschine bzw. Drehbank oder Schleifmaschine herstellen.

In den Abb. 1 und 2 sind noch einige Änderungsmöglichkeiten in der Konstruktion angedeutet. So kann in Abb. 1 der Kranz 6' auf der nach dem Hohlraum 7 zugekehrten Seite noch mit einem federnden Ring 11 versehen werden, der die Rollkörpergruppen 8, 8', 8" sämtlich unter Druck hält, wodurch ein ständiges Abwälzen der Rollen bei deren freier Bewegung erfolgt, also ein Unrundwerden durch dauernde Auflagerung an einer Stelle vermieden wird. Zum leichten Überstreifen der Mitnehmer 3 über den Kolbenring 11 können erstere bei 12 zweckmäßigerweise noch mit Abschrägungen versehen werden. Gemäß Abb. 2 ist bei der rechts gelegenen Gruppe von Rollkörpern der Mitnehmer 3 an der die Rolle 8 berührenden Seite mit einer Ausbuchtung 13 für die Rolle 8 versehen. Dies hat den Zweck, ein falsches Einführen der Rollen usw. in den Hohlraum 7 zu verhindern.

Bei der Anordnung nach* Abb. 4 sind als Klemmkörper Kugeln 18, 18', 18" verwendet, was für kleinere Kräfte vorteilhaft ist. Wie aus der in der Abb. 4 in der Mitte dargestellten Kugelgruppe i8, 18', 18" zu ersehen ist, kann die federnde Aneinanderpressung der Klemm- ioo körper auch dadurch hervorgerufen werden, daß man den Mitnehmer 3 mit einem Schlitz 15 versieht, wodurch entsprechend federnde Lappen 16 entstehen. Bei der Klemmkörpergruppe rechts in Abb. 4 ist die mittlere Kugel 18 durch ein Prisma 18 ^a ersetzt, dessen Neigung etwa doppelt so groß als der Reibungswinkel für die gleitende Reibung zu wählen ist. Statt der dargestellten einreihigen Kugelanordnung ist natürlich auch die Anwendung von zwei nebeneinandergelegenen Reihen von Kugeln mit entsprechenden Käfigen dazwischen möglich.

Die Anordnung nach Abb. 5, die entweder mit Rollen 8, 8', 8" oder mit Kugeln 18,18', 18" als Klemmkörper ausgeführt sein kann, zeichnet sich dadurch aus, daß die Schlitze 27 zwischen den Mitnehmern 23 der Triebwelle krümmerartig ausgebildet sind.

Die Anordnung gemäß Abb. 6, die als Klemmkörper Prismen 28, 28', 28" mit dazwischenliegenden Reihen von Nadeln 24 verwendet, ist für die Übertragung großer Kräfte an der

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Kupplungsstelle gedacht. Durch die großen Auflageflächen zwischen den Prismen, für deren Neigung das oben Gesagte gleichfalls gilt, wird ein entsprechend niedriger, spezifischer Druck an diesen Stellen erreicht.

Abb.7 zeigt eine Ausführungsform, bei der gegenüber der bereits in Abb. ι angedeuteten Ausbuchtung 13 an dem Mitnehmer 3 für den mittleren Klemmkörper (Rolle oder Kugel) eine ίο in dem Hohlraum 7 sitzende Feder 19 angeordnet ist, die sich gegen die nach außen zu gelegenen Klemmkörper lehnt und so ein ständiges Abrollen dieser Körper beim Freilauf erreicht.

Bei der Anordnung nach Abb. 8 sind die Hohlräume 37 zwischen den Mitnehmern 33 an den mit der Antriebswelle verbundenen Scheiben dadurch entstanden, daß drei Ausbohrungen oder Ausfräsungen 20, 21, 22 in entsprechender Lage nebeneinander in das volle Material hineingearbeitet sind. Die Achsen dieser Bohrungen 20, 21, 22, die einen größeren Radius als die in ihnen gelagerten, als Rollen oder Kugeln ausgebildeten Klemmkörper 38, 38', 38" besitzen, sind dabei derart in bezug auf die Achsen dieser Rollen oder Kugeln angeordnet, daß der die Kraft vom treibenden Teil abnehmende mittlere Klemmkörper 38 hinter der Achse der Bohrung 20 (gesehen in Drehrichtung der Anordnung) zu hegen kommt, während die Achsen der beiden äußeren, die Kraft auf den getriebenen Teil abgebenden Klemmkörper 38', 38" sich vor denjenigen der Bohrungen 21 und 22 befinden. Durch die eigenartige Gestaltung der Mitnehmer 33 erhalten diese trotz geringer Höhe in der Drehrichtung eine große Widerstandsfähigkeit; ebenso ermöglicht diese Anordnung eine sehr nahe Aneinanderrückung der einzelnen Klemmkörpergruppen und damit die Unterbringung einer großen Zahl derselben auf dem ganzen zur Verfügung stehenden Räume.

Während bei den bisher beschriebenen Anordnungen die Klemmkörper, soweit sie als Rollen ausgebildet waren, mit ihren Längsachsen parallel zur Längsachse des An- bzw. Abtriebes angeordnet sind, zeigt die Abb. 9 eine Ausführung für den erfindungsgemäßen Vorschlag, insonderheit an einem Ausgleichsgetriebe eines Kraftfahrzeuges, wobei die Rollen mit ihren Längsachsen senkrecht zu den Achsen des An- bzw. Abtriebes gestellt sind. Hierbei ist auf dem Gehäuse 59 des Ausgleichsgetriebes mit darinsitzendem Ausgleichskreuz 61 und Kegelrädern 62 bzw. 63 vermittels Nadellagern o. dgl. ein großes, entsprechend geteiltes Antriebsstirnrad 65 gelagert, das auf seiner Innenseite mit einer ringförmigen Aussparung 65' versehen ist, in die dazu passende, am Ausgleichsgetriebegehäuse 59 sitzende, zahnartig vorspringende Mitnehmer 59' hineinragen. In den so entstehenden Hohlräumen 66 sind die Klemmrollen 8, 8', 8" untergebracht. Die Wirkungsweise des Freilaufs ist hier grundsätzlich die gleiche wie bei den bisher beschriebenen An-Ordnungen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Freilaufkupplung, bei der in Gruppen quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteile mehrere Klemmkörper in Schlitzen des einen Kupplungsteiles lose nebeneinander angeordnet sind, so daß sie sich gegenseitig berühren und letzterer mit den Klemmkörpern in eine Ringnut des anderen Kupplungsteiles eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß von den zu je drei in einem Schlitz befindlichen Klemmkörpern der Mittelpunkt des mittleren Klemmkörpers sich außerhalb der durch die Mittelpunkte der beiden anderen Klemmkörper quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteile gelegten Ebene befindet.
2. 2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze zur Aufnahme der Klemmkörper quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteile krümmer artig ausgebildet sind.
3. 3. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, da- go durch gekennzeichnet, daß die Schlitze zur Aufnahme der Klemmkörper in an sich bekannter Weise aus quer zur Bewegungsrichtung der Kupplungsteile parallel verlaufenden, ineinander übergehenden Bohrangen gebildet sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen