DE850100C

DE850100C - Overrunning clutch for high speeds

Info

Publication number: DE850100C
Application number: DED2260D
Authority: DE
Inventors: Heino Franck
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1941-12-09
Filing date: 1941-12-09
Publication date: 1952-09-22

Description

Freilaufkupplung für hohe Drehzahlen Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung für hohe Drehzahlen, insbesondere für den Antrieb von Ladegebläsen an Flugzeugtriebwerken, bei @r-elcher die Klemmkörper durch Fliehgewichte in ständiger Berührung mit den das Festklemmen der Klemmkörper bewirkenden Keilbahnen gehalten werden.Overrunning clutch for high speeds The invention relates to an overrunning clutch for high speeds, especially for the drive of charge fans on aircraft engines, at @ r-elcher the sprags are in constant contact with the the clamping of the clamping bodies causing the wedge tracks are held.

Bei einer bekannten Rollenklemmkupplung werden die Rollen durch Federn in die Eingriffsstellung gedrückt und durch Fliehgewichte, die den Federn entgegenwirken, wieder von dem Federdruck befreit, wenn die Drehzahl des die Fliehgewichte tragenden Teils groß genug ist. Um den bei einer solchen Kupplung von einer gewissen Drehzahl ab vorhandenen labilen Zustand, wo Federkraft und Fliehkraft einander die Waage halten, zu vermeiden, hat man gemäß einer ferner bekanntgewordenen Rollenfreilaufkupplung vorgesehen, daß die Rollen durch am treibenden Teil der Kupplung angeordnete Fliehgewichtsglieder in die Arbeitsstellung bewegt werden, gegebenenfalls unter Überwindung eines Federdrucks. Der mit Keilbahnen versehene innere Teil der Kupplung dient als treibender Teil. Eine Kupplung dieser Art erweist sich als ungeeignet in den Fällen, wo der treibende Teil bei an sich hohen Drehzahlen beider Teile der Kupplung längere Zeit hindurch vom getriebenen Teil überholt wird,, weil dann die Klemmrollen, die in diesem Falle mit verhältnismäßig großer Kraft nach außen gedrückt werden, ständig an der Innenfläche des äußeren Kupplungsteils reiben. Durch die vorliegende Erfindung wird dieser Mangel behoben.In a known roller clamp coupling, the rollers are spring-loaded pressed into the engaged position and by flyweights that counteract the springs, again released from the spring pressure when the speed of the load bearing the flyweights Partly big enough. To that of a certain speed with such a coupling from the existing unstable state, where spring force and centrifugal force balance each other hold, to avoid, one has according to a further known roller freewheel clutch provided that the rollers are arranged on the driving part of the clutch by centrifugal weight members be moved into the working position, if necessary by overcoming a spring pressure. The inner part of the clutch with keyways serves as the driving part. A coupling of this type proves to be unsuitable in cases where the driving Part at high rotational speeds of both parts of the clutch for a long time is overtaken by the driven part, because then the pinch rollers, in this case are pressed outwards with a relatively large force, constantly on the inner surface of the outer coupling part. The present invention overcomes this shortcoming Fixed.

Die Erfindung besteht. darin, daßsowohl die Keilbahnen als auch die Fliehgewichte an dem äußeren, treibenden Teil der Kupplung angeordnet und die Fliehgewichte dort so geführt sind, daß die freie Komponente ihrer Fliehkraft entgegengesetzt gerichtet und größer ist als die freie Komponente der Fliehkraft der Klemmkörper.The invention exists. in the fact that both the wedge tracks and the Centrifugal weights arranged on the outer, driving part of the clutch and the centrifugal weights are guided there in such a way that the free component opposes their centrifugal force directed and is greater than the free component of the centrifugal force the sprag.

Die Fliehgewichte sind im Sinne der Erfindung ebenfalls an Keilbahnen geführt, wol@ei der Neigungswinkel der Keilbahnen, an denen die Fliehgewichte anliegen, größer ist als der Neigungswinkel derjenigen Keilbahnen, an denen die Klemmkörper anliegen.In the context of the invention, the flyweights are also on wedge tracks guided, wol @ ei the angle of inclination of the wedge tracks on which the flyweights are attached, is greater than the angle of inclination of those wedge tracks on which the clamping bodies issue.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.Further features of the invention emerge from the following description in connection with the drawing.

In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen jeweils in Form eines Querschnittes durch die Kupplung wiedergegeben, und zwar zeigt die Abb. i einen Freilauf mit je einem Gegengewicht für eine Gruppe von Klemmkörpern und die Abb.2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem jedem Klemmkörper ein besonderes Gegengewicht zugeordnet ist; in der Abb.3 sind die Gegengewichte durch Hebel an den Außenring angelenkt, während in der Abb. 4 Klemmkörper und Gegengewichte zu je einem Körper vereinigt sind; die Abb. 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus der Abb. 2 mit einem Kräfteplan.In the drawing, the invention is shown in several exemplary embodiments each shown in the form of a cross section through the coupling, namely shows Fig. i a freewheel with a counterweight each for a group of sprags and Fig.2 shows an embodiment in which each clamping body has a special one Counterweight is assigned; in fig.3 the counterweights are on by levers hinged to the outer ring, while in Fig. 4 clamping bodies and counterweights too are each united to a body; Fig. 5 is an enlarged section of the Fig. 2 with a plan of forces.

Der Freilauf nach Abb. i besteht aus einem mit Keilbahnen versehenen Außenring i, einem zylindrischen Innenring 2 und einem Käfig 3, der die Klemmkörper 4 sowie die Gegengewichte 5 führt. Und zwar ist immer einer Gruppe von Klemmkörpern 4, die an der Keilbahn mit dem kleineren Keilwinkel ß anliegen, je ein Gegengewicht 5 zugeordnet, das an der steileren Keilbahn entgegengesetzter Richtung und mit dem größeren Keilwinkel a anliegt. Die Anlage der Klemmkörper und Gegengewichte geschieht durch Fliehkraft. Die Größen der Klemmkörper, Gegengewichte und Keilwinkel sind so aufeinander abgestimmt, daß die freie Komponente der Fliehkraft eines Gegengewichtes 5 die entgegengesetzt gerichteten freien Fliehkraftkomponenten der Klemmkörper etwas überwiegt. Eilt der Innenring 2 z. B. dem Außenring i in Richtung des Pfeiles 16 voraus; so versuchen die Gegengewichte 5 die Klemmkörper 4 ständig gegenüber dem Außenring entgegen dessen Drehrichtung zu verschieben. Auf diese Weise behalten die Klemmkörper stets Fühlung mit der Keilbahn, und der Kraftschluß zwischen den beiden Ringen i und 2 kann ohne jede Verzögerung einsetzen, wenn der Außenring vorauszueilen sucht. Anstatt durch den Käfig 3 können die Klemmkörper 4 und die Gegengewichte 5 natürlich auch durch einzelne Druckstücke gehalten werden.The freewheel according to Fig. I consists of one provided with wedge tracks Outer ring i, a cylindrical inner ring 2 and a cage 3, which is the clamping body 4 and the counterweights 5 leads. And that is always a group of sprags 4, which rest on the wedge track with the smaller wedge angle ß, each have a counterweight 5 assigned, the opposite direction on the steeper wedge and with the larger wedge angle a is applied. The installation of the clamping bodies and counterweights takes place by centrifugal force. The sizes of the sprags, counterweights and wedge angles are so coordinated that the free component of the centrifugal force of a counterweight 5 the oppositely directed free centrifugal force components of the sprags somewhat predominates. If the inner ring 2 z. B. the outer ring i in the direction of arrow 16 in advance; so try the counterweights 5, the clamping body 4 constantly against the To move the outer ring against its direction of rotation. Keep it that way the sprags always contact the wedge track, and the frictional connection between the Both rings i and 2 can set in without any delay if the outer ring rushes ahead seeks. Instead of the cage 3, the clamping body 4 and the counterweights 5 can of course also be held by individual pressure pieces.

Zur Verdeutlichung der Wirkungsweise des Freilaufs diene folgendes Beispiel. Der Innenring 2 sei mit der von einer Abgasturbine getriebenen Welle eines Gebläses, der Außenring i mit der Welle des Motors gekuppelt. Solange der Innenring bzw. das Gebläse schneller läuft als der Motor, rollen die Klemmkörper 4 mit leichter Fühlung an der Keilbahn ab. Sowie aber der Motor und damit der Außenring i schneller laufen will als das Gebläse, wälzen sich die Klemmkörper ein wenig entgegen der Drehrichtung des Außenringes ab, werden augenblicklich zwischen der Keilbahn und dem Innenring 2 festgeklemmt und der Krafts,chluß zwischen dem Innenuni Außenring ist hergestellt.The following are used to illustrate the mode of operation of the freewheel Example. The inner ring 2 is one with the shaft driven by an exhaust gas turbine Fan, the outer ring i coupled to the shaft of the motor. As long as the inner ring or the fan runs faster than the motor, the clamping bodies 4 roll more easily Feeling at the wedge track. As well as the motor and thus the outer ring i faster wants to run than the fan, the sprags roll a little against the The direction of rotation of the outer ring is instantaneously between the wedge track and clamped to the inner ring 2 and the force, closing between the inner uni outer ring is made.

In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 sind die Klemmkörper und Gegengewichte in halbkreisartigen, regelmäßig aufeinander folgenden Ausschnitten 13 des Außenringes i untergebracht. Der Kreisbogen dient in diesem Falle als Keilbahn. Jeder Ausschnitt 13 enthält einen größeren Klemmkörper 6 und ein kleineres GegengMicht 7. Unter der Wirkung der Fliehkraft wird das kleinere Gegengewicht 7 jeweils gegen einen steileren Abschnitt des Kreisbogens gedrückt als der Klemmkörper 6. Der Kräfteplan nach Abb. 5 vermittelt ein Bild von dem Zusammenspiel der Kräfte. Zerlegt man die Fliehkräfte Z, und Zk der Gegengewichte 7 und der Klemmkörper 6 in ihre Normalkomponenten und in die freien, nach dem gemeinsamen Berührungspunkt 14 beider Massen zielenden Komponenten Z,, und Z" so ist die Komponente Z, etwas größer als die entgegengesetzt gerichtete Komponente Z_, Das kleinere Gegengewicht 7 drückt somit den größeren. Klemmkörper ständig in die Keilbahn hinein, wodurch der Kraftschluß zwischen Innenring 2 und Außenring i nach Bedarf augenblicklich hergestellt werden kann.In the embodiment according to Fig. 2, the clamping bodies and counterweights are in semicircular, regularly successive cutouts 13 of the outer ring i housed. In this case, the circular arc serves as a wedge path. Every cutout 13 contains a larger clamping body 6 and a smaller GegengMicht 7. Under the The effect of the centrifugal force is the smaller counterweight 7 in each case against a steeper one Section of the circular arc pressed as the clamping body 6. The force plan according to Fig. 5 conveys a picture of the interplay of forces. The centrifugal forces are broken down Z, and Zk of the counterweights 7 and the clamping body 6 in their normal components and into the free components aiming at the common point of contact 14 of the two masses Z ,, and Z "is the component Z, slightly larger than the opposite Component Z_, the smaller counterweight 7 thus presses the larger one. Sprags constantly into the wedge track, whereby the frictional connection between the inner ring 2 and Outer ring i can be produced instantly as required.

An Stelle von Gegengewichten, die auf einer schiefen Ebene abrollen, bestellt ferner die Möglichkeit, die Gegengewichte wie in Abb. 3 an den Außenring i so anzulenken, daß (las Gegengewicht 8 auf dem freien Ende des Hebels 9 sitzend eine Kreisbewegung um den mit Bezug auf den Außenring i festen Punkt io ausführt. Dabei ergeben sich im Punkt 15 eindeutige Kraftverhältnisse von der Art, wie sie bei Erläuterungen der Abb. 5 dargelegt worden sind.Instead of counterweights that roll on an inclined plane, also ordered the option of attaching the counterweights to the outer ring as shown in Fig. 3 i so that (read the counterweight 8 sitting on the free end of the lever 9 executes a circular movement around the point io, which is fixed with respect to the outer ring i. In point 15, there are clear force relationships of the type in which they are have been set out in the explanations of Fig. 5.

Wieder eine andere Ausführung der Erfindung zeigt das Beispiel in Abb.4, bei dem der Klemmkörper und das Gegengewicht zu einem gemeinsamen Körper 12 vereinigt sind. Über die Kräfteverteilung gilt hier gleichfalls das über das Ausführungsbeispiel nach den Abb. 2 bzw. 5 Gesagte.Yet another embodiment of the invention is shown in the example in FIG Fig.4, in which the clamping body and the counterweight form a common body 12 are united. The same applies here to the distribution of forces as to the Embodiment according to Fig. 2 and 5 what has been said.

Durch die Ausbildung eines Freilaufs gemäß der Erfindung ergeben sich in mehrfacher Hinsicht besondere Vorteile. Es besteht die Möglichkeit einer Käfigführung der Klemmkörper bei außenliegenden Keilbahnen. Der Fliehkraft unterworfene Anpreßfedern od. dgl. fehlen. Die Fliehkräfte der Klemmkörper werden durch die immer im gleichen Verhältnis größeren Fliehkräfte der Gegengewichte in ihrer auf das Lösen des Kraftschlusses 5 hingerichteten Wirkung ausgeschaltet. Die Rollen liegen im langsam laufenden Teil des Freilaufs und bleiben relativ zum Außenring in Ruhe.The formation of a freewheel according to the invention results special advantages in several respects. There is the possibility of a cage guide the clamping body for external wedge tracks. Pressure springs subject to centrifugal force or the like are missing. The centrifugal forces of the sprags are always the same Ratio of larger centrifugal forces of the counterweights in their to the loosening of the frictional connection 5 executed effect turned off. The roles are in the slow moving part of the freewheel and remain at rest relative to the outer ring.

Claims

PATENT.aNst1t; CCit: ': i. Overrunning clutch for high speeds, in particular for the drive of superchargers on aircraft engines, in which the sprags by flyweights in constant contact with the clamping of the clamping body cause Wedge paths are held, characterized in that both the wedge paths as also the flyweights are arranged on the outer, driving part of the clutch and the flyweights are there so out "that the free component of their centrifugal force directed in the opposite direction and greater than the free component of the centrifugal force the sprag.

2. One-way clutch according to claim i, characterized in that the flyweights (5 or 7) are also guided on wedge tracks.

3. Overrunning clutch according to claim 2, characterized in that the angle of inclination (a) of the wedge tracks, on which the flyweights are applied, is greater than the angle of inclination (ß) of those Wedge tracks on which the sprags are in contact ..

4. Freewheel clutch after one of claims i to 3, characterized in that each clamping body (6) together with the associated flyweight (7) in one and the same, preferably in the shape of a circular arc limited recess (i3) of the outer coupling part is arranged.

5. One-way clutch according to claim i, characterized in that the flyweights (8) go through inwards inclined levers (9) are hinged to the outer part of the coupling.

6. Overrunning clutch according to one of claims i to 4, characterized in that in each case a flyweight (5) of a corresponding size several clamping bodies (4) assigned and with them is connected by a cage or individual pressure pieces (3).

7. Freewheel device according to one of claims i to 4, characterized in that the clamping body with their flyweights are each rigidly connected (Fig. 4).