DE69101326T2

DE69101326T2 - Radialzwischenstück und Halteteil für Einweg-Rollenkupplung.

Info

Publication number: DE69101326T2
Application number: DE69101326T
Authority: DE
Inventors: Gregory J Melacha
Original assignee: Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1991-01-29
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2011-01-30
Also published as: JP3040183B2; EP0447026A1; CA2034595A1; EP0447026B1; JPH05272560A; DE69101326D1; KR910017096A; US5042628A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Einweg-Rollenkupplungen.
In der US-A-4 236 619 ist eine Einweg-Rollenkupplung beschrieben, die einen Außenring, ein inneres Lagerelement und einen dazwischen angeordneten Käfig aufweist, der mit Rollenkomponenten und Federkomponenten versehen ist, welche relativ zum inneren Lagerelement und zum Außenring bewegbar sind und mit Paßflächen am inneren Lagerelement sowie am Außenring Zusammenwirken, um eine Relativdrehung zwischen dem inneren Lagerelement und dem Außenring in einer Richtung zu verhindern und zu bewirken, daß entweder der Außenring oder das innere Lagerelement das andere Element in entgegengesetzter Drehrichtung überholt. Am Käfig sind Einrichtungen zur Ausbildung von geschlossenen Taschen vorgesehen, die ein offenes Ende zur Einbringung der Rollenkomponenten und zur Lagerung der Rollenkomponenten zwischen dem inneren Lagerelement und dem äußeren Ring aufweisen. Ein zwischen dem inneren Lagerelement und dem Außenring befindliches Distanzelement hält einen gesteuerten Radialabstand dazwischen aufrecht, und zwar unabhängig vom radialen Kontakt zwischen den Rollenkomponenten und dem inneren Lagerelement sowie dem Außenring, um die Arbeitsweise der Rollenkomponenten während der Relativdrehung in die erste und entgegengesetzte Richtung zu glätten.
Genauer gesagt, bei der vorstehend beschriebenen Kupplung ist das innere Lagerelement eine Welle, und es ist ein Paar von axial beabstandeten Distanzelementen vorgesehen, bei denen es sich um Lagerringe handelt, die fest im Außenring angebracht und an der Welle gelagert sind. Da die Lagerringe am Außenring vormontiert sind, sorgen sie für Spiel zur Montage an der Welle. Ein solcher Lagerring ist an einer Seite des geschlossenen Taschenbereiches des Käfigs angeordnet, während sich der andere Lagerring auf der anderen Seite des Käfigs den offenen Enden der Käfigtaschen gegenüber befindet. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die Rollenkomponenten von ihren Sitzen herabgleiten und durch die zentralen Öffnungen in den Lagerringen gleiten können, bevor die Welle daran montiert wird. Wenn die Rollenkomponenten unter Betriebsbedingungen wieder eingesetzt werden, kann das Problem entstehen, daß sie vor der erneuten Montage fehlausgerichtet oder nicht richtig gereinigt werden.
Erfindungsgemäß ist die vorstehend beschriebene Einweg-Rollenkupplung der US-A-4 236 619 dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung vormontiert ist, das innere Lagerelement ein Innenring ist und ein einziges Distanzelement vorhanden ist, das in einer Nut im Außenring arretiert ist und eine flächige Einrichtung zum Schließen des offenen Endes der Taschen aufweist, über die das Distanzelement zusammen mit dem Käfig verhindert, daß die Rollenkomponenten in irgendeiner axialen Richtung entweichen.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß das einzige Distanzelement als integrales radiales Distanzelement und Halteteil für die Rollenkomponente wirkt, wobei es in bezug auf die erstgenannte Funktion für eine radiale Distanzierung des Innen- und Außenringes mit einem dazwischen befindlichen Arbeitsraum, der von einer mit einem Käfig versehenen Einweg- Rollenkupplungseinheit besetzt ist, sorgt und in bezug auf die als zweites genannte Funktion die Rollenkomponenten nach der Montage und während des Transportes der vormontierten Einweg-Rollenkupplung an Ort und Stelle hält.
Es wird ferner auf die US-A-3 083 802 verwiesen, die die Verwendung eines zentrierten Rollenlagers vorschlägt, um einen radialen Abstand zwischen einem Innen- und einem Außenring eines Kupplungsmechanismus vorzusehen.
Die US-A-3 118 525 offenbart eine Kupplung mit Distanzelementen zur axialen Positionierung von zwei separaten, in einem Käfig angeordneten Rollenmechanismen zwischen einer zentralen Welle und zwei Außenringen.
In der US-A-3 547 238 ist eine Einweg-Rollenkupplung mit einzelnen beabstandeten Seitenplatten beschrieben, die an einzelnen Federhaltern verbunden sind. Separate Flanschelemente sind erforderlich, um den Zusammenbau zu vervollständigen, nachdem der Innenring und Außenring an der Welle montiert worden sind.
Die US-A-4 178 805 beschreibt eine Einweg-Rollenkupplung, die als Teil einer Anlassereinheit für einen Motor ausgebildet ist. Die Rollen werden über eine Abdeckung mit einer Endwand an Ort und Stelle gehalten.
In der US-A-4 438 836 ist eine Einweg-Rollenkupplung offenbart, die der in der US-A-4 178 805 offenbarten Kupplung entspricht, jedoch in einer freien Radnabeneinheit und nicht in einer Anlassereinheit für einen Motor eingebaut ist.
Die US-A-4 570 762 betrifft eine Einweg-Rollenkupplung mit einem Innenring und einem Außenring mit einer Käfig-Rollen- und Federanordnung, die im Arbeitsraum dazwischen gelagert ist. Diese Einweg-Rollenkupplung besitzt beabstandete Seitenwände, die über Querstege miteinander verbunden sind. Die Seitenwände müssen nach dem Einsetzen der Rollenkomponenten miteinander verbunden werden.
Die DE-B-2 348 733 beschreibt eine ähnliche Einweg-Rollenkupplung
Schließlich wird auf den in der JP-A-631030932 beschriebenen Einweg-Kupplungsmechanismus aufmerksam gemacht.
Figur 1 ist eine Vorderansicht einer zusammengebauten Einweg-Rollenkupplung gemäß der Erfindung;
Figur 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Einweg-Rollenkupplung der Figur 1;
Figur 3 ist eine Vorderansicht einer Käfigkomponente der Einheit der Figur 1;
Figur 4 ist eine Vorderansicht einer Distanzringkomponente der Einheit der Figur 1;
Figur 5 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die eine Rollenaufnahmetasche und Feder in der Einweg-Rollenkupplung der Figur 1 zeigt; und
Figur 6 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht der Distanzringkomponente, wobei Ölstrom- und Lagerflächensegmente daran dargestellt sind.
Die Figuren 1 und 5 zeigen eine Einweg-Rollenkupplung 10 mit einem Innenring 12 und einem Außenring 14, zwischen denen eine in einem Käfig untergebrachte Einweg-Rollenkupplung 16 angeordnet ist. Der Innenring 12, der Außenring 14 und die Kupplung 16 sind als Einheit vormontiert und werden zusammen transportiert, um in einer größeren Maschine oder einem Gerät eingebaut zu werden.
Es ist wünschenswert, zwischen dem Innenring 12 und dem Außenring 14 einen Arbeitsraum 18 zur Verfügung zu haben, der in Radialrichtung genau bemessen ist, um eine glatte Arbeitsweise der Rollenkomponenten 20 in der im Käfig untergebrachten Einweg-Rollenkupplung 16 zu ermöglichen. Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein einstückiger radialer Distanzring 22 vorgesehen, der den gewünschten radialen Abstand zwischen dem Innenring und Außenring 12, 14 aufrechterhält und die einzelnen Rollen 20 nach der Vormontage und während des Transportes der montierten Einheit, damit diese in einer größeren Maschine oder einem Gerät verwendet werden kann, an Ort und Stelle hält. Wie hiernach im einzelnen beschrieben wird, besitzt der einstückige radiale Distanzring 22 eine Form, die besonders gut dafür geeignet ist, den gewünschten radialen Abstand zwischen dem Innenring und dem Außenring 12, 14 aufrechtzuerhalten. Der Abstandsring 22 besitzt ferner integrierte Einrichtungen, um die Kupplungskomponenten in Axialrichtung innerhalb des Arbeitsraumes 18 zu halten. Er besitzt auch integrierte Einrichtungen zum Steuern des Schmiermittelflusses im Arbeitsraum 18 während des Betriebes der Einweg-Rollenkupplung 10.
Genauer gesagt, umfaßt die Einweg-Rollenkupplung zusätzlich zu den Rollen 20 einen Käfig 24, der Taschen 26 aufweist, in denen die Rollen 20 und gefaltete Blattfedern 28 angeordnet sind, um die Rollen 20 in der Schwebe zu halten, wenn sie in Abhängigkeit von der Drehrichtung zwischen dem Innenring und Außenring 12, 14 greifen und freigegeben weiden. Die Blattfedern 28 sind beispielhaft. Es versteht sich, daß auch andere Federtypen und andere Orientierungen der Blattfedern 28 im Rahmen der Erfindung liegen.
Der Innenring 12 besitzt Gegengreifflächen 30 mit Schultern 30a, die ermöglichen, daß der Innenring frei kreisen kann, wenn er in Figur 5 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Flächen 30 greifen die Rollen, um eine Relativdrehung der Ringe 12, 14 in entgegengesetzter Drehrichtung des Innenringes 12 zu verhindern. Obwohl die Gegengreifflächen am Innenring 12 gezeigt sind, versteht es sich, daß der Distanzring 22 der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise für solche Einweg-Rollenkupplungen geeignet ist, bei denen derartige Greifflächen am Außenring ausgebildet sind.
Der Käfig 24 steht ferner für einen Käfig, der zur Aufnahme der Rollen 20 geeignet ist. Der Käfig 24 besitzt in Umfangsrichtung beabstandete Querarme 24a, die die Seitenwände der Taschen 26 bilden. Bei der dargestellten Anordnung hat der Käfig 24 auch eine Abschlußwand 24b, die verhindert, daß die montierten Rollen 20 den Käfig 24 durch ein Ende der Taschen 26 verlassen. Der Distanzring 22 ist so geformt, daß er ein zentrales ringförmiges Segment 22a aufweist, das das gegenüberliegende Ende der Taschen 26 verschließt, wie am besten in Figur 2 zu erkennen ist. Der Abstandsring 22 besitzt ferner ein Paar von axial nach außen gebogenen Enden 22b und 22c, die ringförmige Lagerflächen 32, 34 bilden. Die Lagerfläche 32 steht mit dem Innenring 12 an einer axialen ring- förmigen Bezugsfläche 36 am Außendurchmesser des Innenrings 12 in Eingriff, wie am besten in Figur 6 zu erkennen ist. Die Lagerfläche 34 steht mit einer ringförmigen Bezugsfläche 38 an der Außenseite und am Innendurchmesser des Außenringes 14 in Eingriff. Die Lagerflächen 32, 34 besitzen eine Länge und der Distanzring 22 hat eine Breite, die so ausgewählt sind, daß radiale Belastungen auf den Innenring und Außenring 12, 14 ausgeübt werden, um sicherzustellen, daß der Distanzring 22 eine gewünschte radiale Beziehung zwischen dem Innendurchmesser des Außenrings 14 und dem Außendurchmesser des Innenrings aufrechterhält. Ein solcher Abstand ermöglicht bei bestimmten Lagerformen höhere Überholdrehzahlen sowie höhere Radiallasten und kann in gewissen Fällen den Bedarf nach separaten Lagerblockeinsätzen, um eine radiale Ausrichtung zu erzielen, in Fortfall bringen.
Der Distanzring 22 ist so ausgebildet, daß er an seiner Innenfläche 44 gekrümmte Flächen 40, 42 aufweist. Die Flächen 40, 42 sorgen für einen Schmiermittelfluß über die Flächen 32, 34, 36 und 38, um die Schmierung der Kupplung, der Ringe und benachbarten Komponenten zu verbessern, in denen die Einweg-Rollenkupplung 10 später montiert wird.
Obwohl nur ein Distanzring 22 dargestellt ist, versteht es sich, daß ein entsprechender Distanzring am gegenüberliegenden Ende des montierten Innen- und Außenringes angeordnet sein kann, wenn eine größere Radiallastlagerkapazität gewünscht wird.
In jedem Fall sind mit Umfangsabstand angeordnete, radial vorstehende Nasen 22d an dem oder an jedem Ring 22 vorgese hen. Die Nasen 22d sind in einer Ringnut 45 aufgenommen, die im Außenring 14 ausgebildet ist, wie in Figur 2 gezeigt, um den Distanzring 22 mit dem Außenring zu verziegeln.

Claims

1. Einweg-Rollenkupplung mit einem Außenring (14), einem inneren Lagerelement (12) und einem Käfig (24), der dazwischen mit Rollenkomponenten (20) und Federkomponenten (28) angeordnet ist, welche relativ zum inneren Lagerelement (12) und zum Außenring (14) bewegbar sind und mit Paßflächen (30) am inneren Lagerelement (12) und am Außenring (14) zusammenwirken, um eine Relativdrehung zwischen dem inneren Lagerelement (12) und dem Außenring (14) in einer Richtung der Relativdrehung zu verhindern und um zu bewirken, daß der Außenring (14) oder das innere Lagerelement (12) das andere Element in der entgegengesetzten Richtung der Relativdrehung überholt, wobei der Käfig (24) mit Einrichtungen (24b) versehen ist, um geschlossene Taschen (26) mit einem offenen Ende zu bilden, um die Rollenkomponenten (20) darin aufzunehmen und zwischen dem inneren Lagerelement (12) und dem Außenring (14) anzuordnen, und wobei ein Distanzelement (22) eine Verbindung zwischen dem inneren Lagerelement (12) und dem Außenring (14) herstellt, um einen gesteuerten radialen Abstand dazwischen aufrechtzuerhalten, und zwar unabhängig von einem radialen Kontakt zwischen den Rollenkomponenten und dem inneren Lagerelement sowie dem Außenring, um die Arbeitsweise der Rollenkomponenten (20) während der Relativdrehung in die erste und die entgegengesetzte Richtung zu glätten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einweg-Rollenkupplung (10) vormontiert ist, das innere Lagerelement (12) ein Innenring (12) ist und ein einziges Distanzelement (22) vorgesehen ist, das in einer Nut (45) im Außenring (14) verriegelt ist und eine flächige Einrichtung (22a) aufweist, um das offene Ende der Taschen (26) zu verschließen, über die das Distanzelement (22) zusammen mit dem Käfig (24) die Rollenkomponenten (20) an einem Entweichen in irgendeiner axialen Richtung hindert.

2. Rollenkupplung nach Anspruch 1, bei der die Nut (45) an der Innenseite des Außenringes (14) ausgebildet ist und welche nasenförmige Einrichtungen (22d) am Distanzelement (22) aufweist, die mit der Nut (45) in Eingriff stehen und auf diese Weise das Distanzelement (22) axial am Außenring (14) verriegeln.

3. Rollenkupplung nach Anspruch 1, bei der das Distanzelement (22) eine radiale äußere Lagerfläche (34) und eine radiale innere Lagerfläche (32) besitzt der Innenring (12) eine Ringfläche (36) aufweist, die mit der radial inneren Lagerfläche (32) des Distanzelementes (22) in Eingriff bringbar ist, der Außenring (14) eine Ringfläche (38) besitzt, die mit der radial äußeren Lagerfläche (34) des Distanzelementes (22) in Eingriff bringbar ist, die Nut (45) ringförmig und im Außenring (14) außerhalb von dessen Ringfläche (38) ausgebildet ist und das Distanzelement (22) eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Haltenasen (22d) aufweist, die in die Ringnut (14) greifen.

4. Rollenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Distanzelement (22) axial nach außen gerichtete Endkanten (22b, 22c) besitzt, die jeweils eine gekrümmte Innenfläche (40, 42) aufweisen, um Schmiermittel von einer Stelle zwischen dem Innenring (12) und dem Außenring (14) über das Distanzelement (22) auf die axial nach außen gerichteten Endkanten (22b, 22c) derselben zu richten.

5. Rollenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Distanzelement (22) ein kontinuierlich in Umfangsrichtung ausgebildeter Ring (22) ist.

6. Rollenkupplung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das Distanzelement (22) die einzige Einrichtung zur Herstellung des radialen Abstandes zwischen dem Innenring (12) und dem Außenring (14) bildet.