DE69106968T2

DE69106968T2 - Freilaufkupplung.

Info

Publication number: DE69106968T2
Application number: DE69106968T
Authority: DE
Inventors: Kazuo Iga
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1990-08-03
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1995-09-28
Anticipated expiration: 2011-08-01
Also published as: EP0469598B1; EP0469598A1; US5119919A; JPH0746821Y2; DE69106968D1; JPH0441125U

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung, z.B. zur Verwendung in einem Motoranlasser bei landwirtschaftlichen Maschinen (Rasenmäher, Spritzgerät), gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine solche Freilaufkupplung ist z.B. in der US-A-1 375 576 offenbart. Dieses Dokument offenbart eine Freilaufkupplung, in der antreibende und angetriebene Elemente entkuppelt werden, wenn sich nach dem Starten des Motors das angetriebene Element schneller dreht als das antreibende Element. Dann bewegen sich die Rollen radial nach außen in Vertiefungen des angetriebenen Elements hinein. Die Tiefe dieser Vertiefungen ist größer als der Durchmesser der Rollen.
Obwohl diese Kupplung ein sicheres Auskuppeln zwischen dem angetriebenen Element und dem antreibenden Element gestattet, kann es zu Problemen beim Wiedereinkuppeln dieser Elemente kommen, wenn der Motor erneut gestartet werden muß.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht, im Längsschnitt, eines herkömmlichen Kraftübertragungssystems, das zwischen einem Anlassermotor und einer Kurbelwelle angeordnet ist und eine andere Freilaufkupplung enthält.
In Fig. 5 steht 52 für einen Anlassermotor, 54 für ein Antriebszahnrad, das an der Ausgangswelle des Anlassermotors 52 montiert ist. 56 steht für ein Leerlaufgetriebe, wobei ein großes Zahnrad 56a und ein kleines Zahnrad 56b miteinander einstückig sind. 58 steht für ein Untersetzungsgetriebe. 60 steht für eine Übertragungsbüchse oder einen zylindrischen Körper, an dem das Untersetzungsgetriebe 58 feststehend montiert ist. Das große Zahnrad 56a und das kleine Zahnrad 56b in dem Leerlaufgetriebe 56 sind mit dem Antriebszahnrad 54 bzw. dem Untersetzungsgetriebe 58 in Eingriff. Mit dieser Anordnung wird Leistung von dem Anlassermotor 52 zu der Übertragungsbüchse 60 übertragen, wobei die Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 52 über die Zahnräder verringert wird.
Die Büchse 60 ist koaxial um die Kurbelwelle 62 eingepaßt. Eine schalenartige Freilaufkupplung 64 ist zwischen der Büchse 60 und der Kurbelwelle 62 angeordnet. Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, beinhaltet die Freilaufkupplung 64 ein äußeres Element oder eine Schale 66, einen Käfig 68 und eine Vielzahl von Rollen 70. Die Schale 66 hat einen zylindrischen Teil 66a und ein Paar Flansche 66b, die sich radial und nach innen von entgegengesetzten Enden des zylindrischen Abschnitts 66a erstrecken. Nockenflächen 66c sind in der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 66a ausgebildet und entsprechen anzahlmäßig den Rollen 70. Der Käfig 68 besteht aus einem synthetischen Harz und enthält ein Paar gegenüberliegender kreisringförmiger Ringe 68a und 68a sowie einer Vielzahl von Säulenabschnitten 68b, die sich axial zwischen den Ringen 68a erstrecken. Eine Vielzahl von Rollentaschen 68c sind zwischen nebeneinanderliegenden Säulenabschnitten 68b festgelegt. Die Rollen 70 sind innerhalb der entsprechenden Rollentaschen 68c abrollbar angeordnet.
Jeder Säulenabschnitt 68b in dem Käfig 68 hat eine mit ihm einstückige Feder 68d. Die Feder 68d hat die Form einer gegabelten Zunge und ist ausgelegt, um die Rolle 70 in die Rollentasche 68b in der Richtung zu drücken, in welcher die Rolle 70 zwischen den Nockenflächen 66c und der Kurbelwelle 62 verriegelt ist.
Die Schale 66 der bis hier konstruierten Freilaufkupplung 64 ist in die Büchse 60 eingepaßt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise beschrieben.
Um den Motor anzulassen, wird dem Anlassermotor 52 zuerst Energie zugeführt, um die Büchse 60 in der Richtung eines Pfeils a&sub2; mit Hilfe des Antriebszahnrads 54, des Leerlaufgetriebes 56 und des Untersetzungsgetriebes 58 zu drehen. Dies führt dazu, daß sich die Schale 66 und der Käfig 68 in derselben Richtung drehen. Die Rollen 70, auf die die Federn 68d drücken, werden dann in die Richtung bewegt, in der der Raum zwischen den Nockenflächen 66c und der Kurbelwelle 62 schmäler ist. Nachdem die Rollen schließlich zwischen den Nockenflächen 66c und der Kurbelwelle 62 verriegelt worden sind, wird die Drehung der Schale 66 über die Rollen 70 zu der Kurbelwelle 62 übertragen. Die Kurbelwelle 62 wird dann in der Richtung eines Pfeiles b&sub2; gedreht, so daß der Motor gestartet wird.
Der Anlassermotor 52 wird angehalten, wenn der Motor gestartet worden ist. Die Kurbelwelle 62 wird jedoch durch den Motor in Richtung des Pfeils b&sub2; mit einer höheren Drehgeschwindigkeit gedreht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Büchse 60 angehalten, da sie über das Untersetzungsgetriebe 58, das Leerlaufgetriebe 56 und das Antriebszahnrad 54 mit dem nun angehaltenen Anlassermotor 52 verbunden ist. Die Schale 66 un der Käfig 68 werden auch angehalten, da die Schale mit der Büchse 60 fest verbunden ist. Eine Reibungskraft wird von der Kurbelwelle 62 auf die Rollen 70 übertragen, um die Rollen 70 innerhalb der Rollentaschen 68c in Richtung des Pfeiles b&sub2; zu bewegen. Die Rollen 70 werden gegen die Wirkung der zungenartigen Federn 68d in der Richtung bewegt, in der der Raum zwischen den Nockenflächen 68c und der Kurbelwelle 62 breiter wird. Die Rollen 70 werden in dem Raum frei abgerollt und von den Nokkenflächen 66c und der Kurbelwelle 62 getrennt. Dies führt dazu, daß keine Leistung mehr von der Kurbelwelle 62 zu der Schale 66 und somit zu dem Anlassermotor 52 übertragen wird.
Es wurde gesagt, daß, wenn die Kurbelwelle 62 durch den Motor in Drehung versetzt wird, die Rollen 70 in der Richtung bewegt werden, in der der Raum zwischen den Nockenflächen 66c und der Kurbelwelle 62 schmäler ist, und sie dann in dem weiten Raum frei durchdrehen können. Obwohl die Rollen 70 sich unmittelbar, nachdem sie mit der Kurbelwelle 62 in Kontakt kommen, in diese Richtung bewegen, werden sie in der Richtung bewegt, in der der Raum zwischen den Nockenflächen 66c und der Kurbelwelle 62 schmäler ist, sobald sie durchdrehen, und von der Kurbelwelle 62 geht keine schiebende Kraft mehr aus. Der Grund dafür ist, daß die Federn 68d immer gegen die Rollen 70 in der Richtung drücken, in der der Raum schmäler ist. Daraufhin werden die Rollen mit der Kurbelwelle 62 in Kontakt gebracht und erneut in der Richtung bewegt, in der der Raum breiter ist. Die Rollen 70 werden intermittierend mit der Kurbelwelle 62 in Kontakt gebracht und von ihr getrennt. Dies wird als "Tanzen" bezeichnet. Wenn die Rollen 70 in der Richtung bewegt werden, in der die Rollen 70 verriegelt werden, nutzen sie sich ab und werden wegen der Reibung heiß. Dies verhindert auch eine leichtgängige Drehung der Kurbelwelle 62. Reibungswärme führt zu einer Erhöhung der Temperatur der Rollen 70, der Kurbelwelle 62 und des Halters 68. Es kann zum Festfressen kommen, wenn die Temperatur dieser Bestandteile über eine vorbestimmte Höhe ansteigt.
Wenn ein Festfressen auftritt, kommt es zu einer Verriegelung der Kurbelwelle 62 und der Schale 66, wodurch ein Schlag an das Kraftübertragungssystem abgegeben wird oder dieses beschädigt wird.
Der Käfig 68 wird durch Reibungswärme leicht beschädigt, insbesondere in dem Fall, bei dem der Käfig 68 mit den Federn 68d aus synthetischem Harz besteht.
Jede Rolle 70 kann in einer solchen Position gehalten werden, daß sie durchdreht, wenn die Feder 68 eine kleinere Vorspannkraft hat. Eine derartige kleinere Vorspannkraft vermag jedoch nicht, die Rolle 70 fest zu verriegeln und eine Drehung von der Büchse 60 auf die Kurbelwelle 62 zu übertragen, wenn der Motor gestartet werden soll.
Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Freilaufkupplung bereitzustellen, welche die erwähnten Nachteile beseitigt, und speziell eine Freilaufkupplung, welche ein sicheres Einkuppeln und Auskuppeln des angetriebenen und des antreibenden Elements ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Freilaufkupplung bereit zustellen, die es den Rollen gestattet, fest in einer derartigen Position gehalten zu werden, daß sie durchdrehen können und ein "Tanzen" der Rollen eliminiert wird.
Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Freilaufkupplung bereitzustellen, die ein Festfressen der Rollen aufgrund von Reibungswärme vermeidet und sehr beständig ist und die eine Beschädigung des Kraftübertragungssystems verhindert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Freilaufkupplung bereit zustellen, die die Verwendung eines Käf igs und zugeordnet er Federn aus synthetischem Harz ermöglicht, indem die Reibungswärme minimiert wird. Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Freilaufkupplung bereitzustellen, die die Verwendung von Federn ermöglicht, die innerhalb der Rollentaschen angeordnet sind und eine ausreichende Vorspannkraft liefern können, um die Rollen fest zu verriegeln.
Um diese Aufgaben zu lösen, wird eine Freilaufkupplung nach Anspruch 1 vorgesehen.
Mit dieser Anordnung wird, wenn die angetriebene Welle gedreht wird, um den zylindrischen Körper und den Halter zusammen in Drehung zu versetzen, eine Zentrifugalkraft an die Rollen angelegt, die innerhalb der Rollentaschen des Käfigs gehalten werden. Die Rollen werden dann gegen die Nockenflächen gedrückt. Eine Komponente wird an die Rollen entlang der Nockenflächen angelegt, so daß die Rollen zu den Vertiefungen hin gegen die Wirkung der Federn bewegt werden. Die Rollen werden dann in den Vertiefungen aufgenommen und in dieser Position unabhängig von einer Zunahme der Vorspannkraft der Federn gehalten. Die Rollen werden von der äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle getrennt und können in dem Raum frei umlaufen.
Jede Rolle wird an gegenüberliegenden Kanten oder zwei Punkten der Vertiefung gehalten, da die Vertiefung einen Krümmungsradius hat, der kleiner als der Radius der Rolle ist. Dies sichert einen festen Halt der Rollen in den Vertiefungen.
Der Käfig besteht aus synthetischem Harz. Die Federn sind vorzugsweise einstückig mit dem Käfig ausgebildet, um den Zusammenbau zu erleichtern. Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Rollen von der äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle sicher beabstandet und können, wie zuvor erwähnt, in dem Raum frei durchdrehen. Dies eliminiert Reibungswärme und gestattet die Verwendung von Bestandteilen aus synthetischem Harz.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, wobei:
Fig. 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 1 eine Seitenansicht, im Längsschnitt, einer Freilaufkupplung ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht ist, die den Hauptteil der Freilaufkupplung im Einsatz zeigt;
Fig. 4 eine Seitenansicht, im Längsschnitt, eines Kraftübertragungssystems zusammen mit der Freilaufkupplung ist, das zwischen einem Anlassermotor und einer Kurbelwelle angeordnet ist;
Fig. 5 bis 7 den Stand der Technik zeigen;
Fig. 5 eine Seitenansicht, im Längsschnitt, eines herkömmlichen Kraftübertragungssystems zusammen mit einer herkömmlichen Freilaufkupplung ist, das zwischen einem Anlassermotor und einer Kurbelwelle angeordnet ist;
Fig. 6 eine Seitenansicht, im Längsschnitt, der Freilaufkupplung des Stands der Technik ist; und
Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. 6 ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnung beschrieben.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht, im Längsschnitt, eines Kraftübertragungssystems, z.B. zur Verwendung in einem Motoranlasser einer landwirtschaftlichen Maschine (Rasenmäher oder Spritzgerät). Das Kraftübertragungssystem enthält eine Freilaufkupplung und ist zwischen einem Anlassermotor und einer Kurbelwelle (angetriebene Welle) angeordnet.
In Fig. 4 ist 2 ein Verbrennungsmotorgehäuse. 4 und 6 sind Getriebegehäuse. 8 ist ein Motorgehäuse. 10 ist ein Anlassermotor. 12 ist ein Antriebszahnrad, das an der Ausgangswelle des Anlassermotors 10 befestigt ist. 14 ist ein Leerlaufgetriebe, das aus einem großen Zahnrad 14a und einem kleinen, mit dem großen Zahnrad 14a einstückigen Zahnrad 14b zusammengesetzt ist. 16 ist ein Untersetzungsgetriebe. 18 ist ein zylindrischer Körper oder eine Büchse, an dem/der das Untersetzungsgetriebe 16 fest angebracht ist. Das Leerlaufgetriebe 14 ist mit Achszapfen in den Getriebegehäusen 4 und 6 gelagert. Das große Zahnrad 14a und das kleine Zahnrad 14b des Leerlaufgetriebes 14 sind mit dem Antriebszahnrad 12 bzw. mit dem Untersetzungsgetriebe 16 in Eingriff. Leistung wird von dem Motor 10 auf die Büchse 18 (Antriebswelle) übertragen, während die Drehgeschwindigkeit des Motors 10 über diese Zahnräder verringert wird.
20 ist eine Kurbel, und 22 ist eine Kurbelwelle. 24 ist ein Kugellager, über das die Kurbelwelle 22 innerhalb des Motors 2 drehbar gelagert ist. 26 ist eine Lagerdichtung. Die Kurbelwelle 22 hat an einem Ende einen Abschnitt 22a mit verringertem Durchmesser. Zwischen dem Abschnitt 22a mit verringertem Durchmesser und dem Rest oder dem Körper der Kurbelwelle 22 ist eine Stufe 22b ausgebildet. Die Kurbelwelle 22 hat Keilwellennuten 22c, die sich axial von der Stufe 22b zu der Kurbel erstrecken. Eine kreisringförmige Nut 22d ist in dem Abschnitt 22a der Kurbelwelle mit verringertem Durchmesser ausgebildet und ist um eine vorbestimmte Entfernung von der Stufe 22b beabstandet. Der Abschnitt 22a mit verringertem Durchmesser hat ein mit einem Gewinde versehenes Ende 22e.
Die Büchse 18 ist auf dem Abschnitt 22a mit verringertem Durchmesser mittels eines Nadellagers 28 drehbar gelagert. Eine Einweg- oder Freilaufkupplung A erstreckt sich zwischen der Büchse 18 und der Kurbelwelle 22. Die Freilaufkupplung A ist an der Kurbelwelle 22 befestigt und so ausgelegt, daß sie eine Drehung nur von der Büchse 18 auf die Kurbelwelle 22 überträgt. Diese Freilaufkupplung A ist so konstruiert, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt. Fig. 1 und 2 sind eine Seiten- bzw. Vorderschnittansicht der Freilaufkupplung.
Die Freilaufkupplung A enthält eine Schale 30 (zylindrisches Gehäuse), einen Käfig 32, eine Vielzahl von Rollen 34, eine kreisringförmige Anschlagplatte 36 und ein Befestigungselement 38 (C-förmiger Abstandshalter).
Die Schale 30 hat einen zylindrischen Abschnitt 30a sowie einen dicken und einen dünnen Flansch 30b und 30c, die sich radial und nach innen von gegenüberliegenden Enden des zylindrischen Abschnitts 30a erstrecken. Keilwellennuten 30d sind an der inneren Umfangsfläche des dicken Flansches 30b ausgebildet, um in die Keilwellennuten 22c der Kurbelwelle hineinzupassen.
In der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 30a sind Nockenf lächen 30e ausgebildet, deren Anzahl den Rollen 34 entspricht. Wie in dem vergrößerten Ausschnitt in Fig. 3 gezeigt, ist eine Vertiefung 30f an einer Seite jeder Nockenfläche 30e ausgebildet, wo die Entfernung zwischen der Nockenfläche 30e und der Büchse 18 größer ist. In diesem Ausführungsbeispiel hat die Vertiefung 30f eine bogenförmige Oberfläche mit einem Krümmungsradius, der kleiner als der Radius der Rolle 34 ist.
Der Käfig 32 besteht aus synthetischem Harz und enthält ein Paar gegenüberliegender kreisringförmiger Ringe 32a und 32b, eine Vielzahl von Säulenabschnitten 32c, die sich zwischen den Ringen 32a und 32b erstrecken, Rollentaschen 32d, die zwischen benachbarten Säulenabschnitten 32c festgelegt sind, und Federn 32e in der Form gegabelter Zungen, die so ausgelegt sind, daß sie die Rollen, die innerhalb der Rollentaschen 32d abrollbar sind, in die Richtung drücken, in der die Rollen 34 verriegelt sind. Die Rollentaschen 32d entsprechen anzahlmäßig den Nockenflächen 30e. Der Käfig 32 ist in die Schale 30 eingepaßt.
Die kreisringförmige Anschlagplatte 36 ist als Anschlag für die innere Fläche des dicken Flansches 30b und des kreisringförmigen Rings 32a des Käfigs 32 eingefügt. Der Käfig 32 ist in den zylindrischen Abschnitt 30a der Schale eingepaßt. Der kreisringförmige Ring 32b ist als Anschlag für den dünnen Flansch 30c eingefügt. Die Säulenabschnitte 32c sind an der inneren Fläche des zylindrischen Abschnitts 30a fest angebracht.
Der dicke Flansch 30b der Schale 30 ist um die Kurbelwelle 20 herum eingepaßt, wobei die Keilwellennuten 30e mit den Keilwellennuten 22c in Eingriff sind. Die kreisringförmige Anschlagplatte 36 ist um die Stufe 22b der Kurbelwelle 22 herum eingepaßt. Der Abstandshalter 38 ist in die kreisringförmige Nut 22d der Kurbelwelle 22 eingepaßt, so daß die Anschlagplatte 36 zwischen dem Abstandshalter 38 und der Stufe 22b eingeklemmt ist. Somit wird die Freilaufkupplung A an der Kurbelwelle 22 freitragend gehalten.
Die Kontaktfläche zwischen der Anschlagplatte 36 und dem dicken Flansch 30b ist relativ groß, und die Anschlagplatte 36 ist mit dem dicken Flansch 30b und dem kreisringförmigen Ring 32a in engem Kontakt. Mittels dieser Anordnung ist die Freilaufkupplung A an der Kurbelwelle 22 fest angebracht, wobei die Rollen 34 parallel zu der Kurbelwelle 22 gehalten werden.
Nachdem die Freilaufkupplung A an der Kurbelwelle 22 feststehend montiert worden ist, wird das Nadellager 28 um den Abschnitt 22a mit verringertem Durchmesser herum eingepaßt. Die Kraftübertragungsbüchse 18 wird zusammen mit dem Untersetzungsgetriebe 16 zwischen dem Nadellager 28 und den Rollen 34 der Freilaufkupplung A eingefügt. Schließlich wird eine Unterlegscheibe 40 um das mit einem Gewinde versehene Ende 22e des Abschnitts 22a mit verringertem Durchmesser herum aufgesetzt. Eine Flügelmutter 42 und eine Sicherungsmutter 44 sind auf das mit einem Gewinde versehene Ende 22e aufgeschraubt, um eine Lockerung der Kraftübertragungsbüchse 18 zu verhindern.
Die Arbeitsweise des so konstruierten Kraftübertragungssystems mit der Freilaufkupplung A wird im folgenden beschrieben.
Um den Verbrennungsmotor zu starten, wird dem Motor 10 Energie zugeführt, um die Büchse 18 in der Richtung eines Pfeiles a&sub1; über das Antriebszahnrad 12, das Leerlaufgetriebe 14 und das Untersetzungsgetriebe 16 in Drehung zu versetzen. Die Rollen 34 werden dann zwischen den Nockenflächen 30e und der äußeren Umfangsfläche der Büchse 18 verriegelt. Dies gestattet über die Rollen 34 eine Übertragung der Drehung von der Büchse 18 auf die Schale 30. Die Schale 30 wird dann in der Richtung eines Pfeiles b&sub1; gedreht.
Wenn die Keilwellennuten 30d des dicken Flansches 30b der Schale 30 mit den Keilwellennuten 22c der Kurbelwelle 22 in Eingriff gebracht werden, wird die Drehung der Schale 30 auf die Kurbelwelle 22 übertragen. Die Kurbelwelle 22 wird dann in der Richtung eines Pfeiles c&sub1; gedreht, um den Verbrennungsmotor zu starten. Zu diesem Zeitpunkt werden der Käfig 32, die Rollen 34, die Anschlagplatte 36 und der Abstandshalter 38 alle miteinander gedreht.
Obwohl dem Motor 10 nach dem Starten des Verbrennungsmotors keine Energie mehr zugeführt wird, wird die Kurbelwelle 22 in der Richtung des Pfeiles c&sub1; von dem Verbrennungsmotor mit einer hohen Drehgeschwindigkeit gedreht. Auch die Schale 30, der Käfig 32, die Rollen 34, die Anschlagplatte 36 und der Abstandshalter 38 werden in der Richtung des Pfeiles b&sub1; mit einer hohen Drehgeschwindigkeit gedreht. Doch wird die Büchse 18 angehalten, da sie über das Untersetzungsgetriebe 16, das Leerlaufgetriebe 14 und das Antriebszahnrad 12 mit dem nun angehaltenen Motor 10 verbunden ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt, wird eine Zentrifugalkraft F&sub1; erzeugt, wenn die Rolle 34 mit einer hohen Drehgeschwindigkeit in der Richtung des Pfeiles b&sub1; gedreht wird. Eine Komponente F&sub2; wird dann an die Rolle 34 entlang der Nockenfläche 30e angelegt. Dies bewirkt, daß sich die die Nokkenf läche 30e dann kontaktierende Rolle 34 in der Richtung bewegt, in der die Rollen 34 frei durchdrehen können. Die Vertiefung 30f hat einen Krümmungsradius, der kleiner als der Radius der Rolle 34 ist. Mittels dieser Anordnung wird die Rolle 34 mit zwei gegenüberliegenden Kanten oder Punkten 30g der Vertiefung 30f fest in Kontakt gebracht.
Auf die Rolle 34 wirkt nicht nur die Zentrifugalkraft F&sub1;, sondern es wirken auch Reaktionskräfte F&sub4; ausgehend von den Kanten 30g der Vertiefung 30f. Dies erzeugt eine Reibungskraft zwischen den Kanten 30g der Vertiefung und der Rolle 34. Obwohl die Wirkung F&sub3; der Feder 32e zunimmt, wenn die Rolle 34 zu der Vertiefung 30f bewegt wird, überwindet eine derartige Reibungskraft die Wirkung der Feder 32e, um die Rolle 34 fest in der Vertiefung 30f zu halten. Somit wird die Rolle 34 in keinerlei Weise zwischen einer Position, in der sie frei durchdrehen kann, und einer Position, in der sie verriegelt ist, bewegt. Dies verhindert das sogenannte "Tanzen" der Rollen 34.
Da die Rollen 34 von der äußeren Umfangsfläche der Büchse 18 getrennt werden können, wird auf keinerlei Weise eine Drehung der Kurbelwelle 22 und der Schale 30 auf die Büchse 18 und somit den Anlassermotor 10 übertragen.
Wie man aus dem vorhergehenden sieht, wird keine Reibungskraft auf die Rollen 34 übertragen, die gegen die Vertiefungen 30f gedrückt werden und von der äußeren Umfangsfläche der Büchse 18 getrennt sind. Dies verhindert eine übermäßige Abnutzung und eine daraus folgende Zunahme der Temperatur der Rollen 34 und gestattet eine leichtgängige Drehung der Kurbelwelle 22.
Wenn die Kurbelwelle 22 angehalten oder die Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 22 wesentlich verringert wird, wird die Zentrifugalkraft F&sub1; nicht mehr auf die Rollen 34 übertragen. Jede Rolle 34 wird dann unter Einwirkung der Kraft F&sub3; der Feder 32e von der Vertiefung 30f wegbewegt und zwischen der Büchse 18 und der Schale 30 verriegelt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Vertiefung 30f eine bogenförmige Oberfläche, deren Krümmungsradius kleiner als der Radius der Rolle 34 ist. Die Form und Größe der Vertiefung 30f sind hierauf nicht begrenzt, vorausgesetzt, daß die Vertiefung zwei Kanten oder Punkte hat, an denen die Rolle 34 gehalten wird. Die Vertiefung kann auch denselben Radius wie die Rolle 34 haben, vorausgesetzt, daß ungefähr ein Drittel des gesamten Umfangs der Rolle 34 in der Vertiefung aufgenommen wird.
Wenn bei der bis hier beschriebenen Erfindung bei einer Drehung der angetriebenen Welle zusammen mit der Schale und dem Käfig eine Zentrifugalkraft an die Rollen angelegt wird, werden die Rollen in die Richtung gedrückt, in der sie frei durchdrehen können, und danach mit den Vertiefungen in Eingriff gebracht. Dadurch werden die Rollen fest in einer derartigen Position gehalten, daß sie frei durchdrehen können, und zwar unabhängig von einer Zunahme der Vorspannkraft der Federn. Somit werden die Rollen nicht mehr zwischen einer Position, in der sie frei durchdrehen können, und einer Position, in der sie verriegelt sind, hin- und herbewegt, oder das sogenannte "Tanzen" kann eliminiert werden. Eine Abnutzung und Erhitzung der Rollen, die sich aus einem intermittierenden Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche der Antriebswelle ergeben kann, wird verhindert. Auch kann die angetriebene Welle leichtgängig gedreht werden.
Die Federn brauchen keine extrem kleine Vorspannkraft zu liefern, sondern eine Kraft, die lediglich ausreicht, um die Rollen in die Richtung zu drücken, in der sie verriegelt werden, um eine Drehung der Antriebswelle auf die angetriebene Welle zu übertragen.
Die Vertiefung hat einen Krümmungsradius, der kleiner als der Radius der Rolle ist, und die Rolle wird an gegenüberliegenden Kanten oder zwei Punkten der Vertiefung gehalten. Diese Anordnung hält die Rollen fester in den Vertiefungen.

Claims

1. Freilaufkupplung mit:

einer Antriebswelle (18);

einer angetriebenen Welle (22) koaxial zu der Antriebswelle (18);

einem zylindrischen Gehäuse (30), das auf der Antriebswelle (22) befestigt und zu dieser koaxial ist, wobei das zylindrische Gehäuse (30) so angeordnet ist, daß es einen übertragungsabßchnitt der Antriebswelle (8) umgibt und eine Vielzahl von Nockenflächen (30e) aufweist, die an seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet sind;

Vertiefungen (30f), die radial in den jeweiligen Nockenflächen (30e) geformt sind;

eine Anzahl von Rollen (34), die abrollbar zwischen der Antriebswelle (22) und dem zylindrischen Gehäuse (30) angeordnet sind und mit der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Gehäuses (30) und der Umfangsfläche des Übertragungsabschnitts der Antriebswelle (18) verbindbar sind; wobei die Freilaufkupplung gekennzeichnet ist durch einen Käfig (22), der innerhalb des zylindrischen Gehäuses (30) gehalten ist und eine Anzahl von Rollentaschen (32d) in Entsprechung zu den Nockenflächen (30e) aufweist;

daß Federn (32e) in den Rollentaschen (32d) angeordnet sind und die Rollen (34) in die Richtung drücken, in der die Rollen (34) in den Nockenflächen (30e) blockiert sind; und die Vertiefungen (30f) so ausgebildet sind, daß sie die Rollen (34) gegen die Kraft der Federn (32e) halten.

2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der jede Vertiefung (30f) eine gekrümmte Oberfläche hat, deren Krümmungsradius kleiner ist als der Radius einer Rolle (34).

3. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der der Käfig (32) aus Kunststoff besteht und die Federn (32e) einstückig mit dem Käfig ausgebildet sind.

4. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, wobei die Freilaufkupplung zur Verwendung in einem Motoranlasser ausgebildet ist und die Antriebswelle (22) eine Kurbelwelle des Motors ist.