DE8525190U1

DE8525190U1 - Freilauf mit selbstzentrierendem Käfig

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Publication number: DE8525190U1
Application number: DE8525190U
Authority: DE
Original assignee: SKF Compagnie dApplications Mecaniques SA
Current assignee: SKF Compagnie dApplications Mecaniques SA
Priority date: 1984-09-11
Filing date: 1985-09-04
Publication date: 1985-10-17
Also published as: FR2570149B1; FR2570149A1; GB8522305D0; GB2164396B; JPS6189530U; GB2164396A; JPH0244094Y2; US4682677A

Description

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SKF COMPAGNIED'APPLICATIONS MEUANIQÜES, 8 RüeJReäumur, 921 40 ,Glamärt.,_Frank re ich

Freilauf mit selbstzentrierendem Käfig

Die Neuerung betrifft einen selbstzentrierenden Freilauf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Freiläufe sind zum Einbau in Vorrichtungen | vorgesehen, bei denen zwischen einem inneren und einem äußeren Getriebeglied bzw. umgekehrt eine getriebliche Verbindung herstellbar sein soll, wobei außerdem die Zentrierung zwischen diesen Getriebeelementen und die | übertragung der Radialkräfte zwischen den Getriebe- ;jj

elementen mittels des Freilaufs erfolgen soll.

Zwecks Klarheit wird im folgenden das innere Getriebeglied i das eine zylindrische Außenumfangsflache trägt, mit Welle bezeichnet, wobei es sich in gleicher Weise um eine echte Vollwelle,eine Hohlwelle oder sogar um einen Ring handeln kann, während mit Bohrung das äußere Getriebeelement mit einer zylindrischen Bohrung bezeichnet wird, wobei auch hier in gleicher Weise sowohl eine in einem feststehenden oder beweglichen Teil angebrachte Bohrung oder auch ein Zwischenring gemeint ist. Die Außenumfangsflache der Welle und die Innenumfangsflache der Bohrung bilden in jedem Falle zwei Flächen, zwischen denen sich die Klemmkörper verklenimen. Bei den hier interessierenden Anwendungsfällen muß auch zwischen diesen Flächen die Zentrierung, d.h.

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- 5 die radiale Kräftübertragung, erfolgen.

Als Hauptanwendungsgebiet seien hier die Leiträder von hydrodynamischen Drehmomentwandlern und die Planetenradgruppen von automatischen Geschwindigkeitswechselgetrieben genannt, bei denen die Freiläufe in der Lage sein müssen, gleichzeitig zwei Funktionen zu erfüllen, nämlich einmal die eigentliche Freilauffunktion, wobei sie eine lediglich in einer Richtung wirkende getriebliche Kupplung zwisehen der Welle und der Bohrung bzw. umgekehrt herstellen, und zum anderen die Lagerungsfunktion, indem sie die Zentrierung zwischen den beiden sich drehenden Getriebeelementen erzeugen und eine geringe radiale Last aufnehmen, insbesondere während der Freilaufphasen.

Selbst wenn die klassischen Lösungen, bei denen die beiden Funktionen, nämlich die Freilauf- und die Lagerungsfunktion, durch getrennte Getriebeelemente gewährleistet sind, ausgeschlossen werden, gibt es bereits eine Reihe von Lösungen für derartige selbstzentrierende Freilaufeinrichtungen, die Zentriervorrichtungen aufweisen, deren Stützflächen sich gegen die Welle und die Bohrung anlegen^ in der Weise, daß die Übertragung der Radialkräfte mit Reibung zwischen den Zentriervorrichtungen erfolgt.

In diesem Sinne beschreibt die US-PS 2912 086 eine FreilaufVorrichtung, bei der die Zentrierfunktion mittels zweier angefügter, im Querschnitt ü-förmiger

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Zentrierflansche erfolgt, die koaxial zu den beiden Teilen der Freilaufeinrichtung angeordnet sind. Eine derartige Anordnung weist eine Reihe von Nachteilen auf, insbesondere die Vielzahl der einzelnen Baüelemente, wodurch die Montage und Handhabung schwierig wird.

Die FR-PS 2340 476 beschreibt eine andere Vorrichtung, bei der die Zentrierungsfunktion mittels einer Aufeinanderfolge von Käfigabschnitten erhalten wird, die zwischen der Welle und der Bohrung eingefügt sind, wobei jeder Käfigabschnitt mit einem Nocken und einer eigenen Feder verbunden ist. Es liegen auch dort eine Vielzahl von Einzelteilen vor, weshalb sich eine Vielzahl von Schwierigkeiten bei der Montage und Handhabung der separaten Teile ergibt.

Die auf die Anmelderin zurückgehende FR-PS 2486 zeigt eine verbesserte Freilaufvorrichtung mit Nocken, die die Zentrierfunktion mittels eines zu einem Stück zusammengefügten Käfigs ermöglicht, der im Querschnitt U-förmig und in axialer Richtung offen ist, wobei der Käfig in gleicher Weise von den Nocken und der Rückholfeder geschlossen wird. In der einfachsten Ausführungsform hat dieser Käfig den Nachteil, nur eine relativ geringe radiale Last aufnehmen zu können, infolge der Flexibilität an der offenen Seite des U-förmigen Querschnitts. Bei der verbesserten Ausführungsforiti ist dieser Nachteil bis zu einem gewissen Grade durch die Verwendung von Versteifungsbrücken vermieden, was aber eine größere Komplexität und eine Erschwerung der Montage mit sich bringt.

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Aufgabe der Neuerung ist es, einen selbstzentrieren- ^:

den Freilauf zu schaffen, der kompakt ist und bei wirtschaftlicher und leichter Montage auch einfach .'

zu handhaben und einzubauen ist.

ι Diese Aufgabe wird durch einen selbstzentrierenden Freilauf mit Klemmnocken und einer aus einem durch-

ψ gehenden Band bestehenden Feder gelöst, der dadurch fc",^s

gekennzeichnet ist, daß jeder der Halbkäfige einen |.

mit seinem Durchmesser zwischen den Durchmessern I^s

der Welle und der Bohrung liegenden zylindrischen ''

Zwischensteg aufweist, der einstückig mit den Be- i

reichen der Halbkäfige verbunden isu, die auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten der Reihe der Klemmkörper die durchgehenden oder unterbrochenen Stützflächen bilden, die sich gegen die Umfangsflachen der Welle und der Bohrung anlegen, daß der Zwischensteg Ausschnitte mit einer solchen Form aufweist, daß zwei aufeinander zu ausgerichtete Halbkäfige mittels einer Axialbewegung unter Aufnahme bzw. Einschluß der Feder zwischen dem Zwischensteg und der der Welle gegenüberliegenden Stützfläche ineinandersteckbar sind und vier rechteckige Öffnungen bilden, in denen die radial eingesteckten und durch die Feder gehaltenen Klemmkörper sitzen, und daß die axial zusammengesteckten Halbkäfige in ihrer relativen Lage zueinander im wesentlichen durch die Klemmkörper gesichert sind, deren Seitenflächen sich gegen die beiden einander :

gegenüberstehenden Ränder der Ausschnitte anlegen.

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Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die übrigen Besonderheiten der Neuerung ergeben sich aus der Beschreibung.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Neuerung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines selbstzentrierenden Freilaufs gemäß der Neuerung, in einer Ausschnittsdarstellung,

Fig. 2 den selbstzentrierenden Freilauf nach Fig. 1, geschnitten entlang der Linie II-II nach Fig.1,

Fig. 3 eine schematisierte Abwicklung zweier Ausschnitte der beiden einander entgegenstehenden Halbkäfige des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1, in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 4 die Halbkäfige nach Fig. 3, nach dem axialen Ineinanderstecken, jedoch vor dem Einfügen der Klemmkörper und ohne die Feder, in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung, und

Fig. 5 und 6

zwei weitere Ausführungsbeispiele für die Halbkäfige, in einer schematisierten, perspektivischen Darstellung,unter Verwendung einer geraden Abwicklung.

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Fig. 1 zeigt eine Außenumfangsflache 1 einer Welle, sowie eine Innenumfangsfläche 2 einer Bohrung, wobei zwischen diesen Umfangsflächen 1 ,2 Klemmkörper 3 zusammen mit ihrer aus einem einstückigen Band gebildeten Rückholfeder 4 angeordnet sind.

Neuerungsgemäß besteht der die Feder 4 und die Klemmkörper 3 beieinanderhaltende Käfig 5 aus zwei Identischen Halb- oder Teilkäfigen 6 und 7, die Stirnseite an Stirnseite angeordnet sind.

Jeder der Halbkäfige 6,7 weist einen zylindrischen Zwischensteg 8 auf, dessen Durchmesser zwischen dem der Welle 1 und dem der Bohrung 2 liegt, wie dies uus den Figuren ersichtlich ist. In den veranschaulichten Abwicklungen der Fig. 3-6 sind diese Zylinderfläcl· in aus Gründen der Übersichtlichkeit eben veranschaulicht.

Bei beiden Halbkäfigen 6,7 ist der Zwischensteg 8 einstückig mit zwei zylindrischen Stützflächen 9 und 10 verbunden, und zwar mittels eines bei dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1-4 durchgehenden Flansches 11, wobei die Stützflächen 9 und 10 dazu dienen, sich jeweils gegen die Umfangsflachen 1 und anzulegen.

Andererseits enthält jeder der Cwischenstege 8 neuerungsgemäß eine vorbestimmte Anzahl von äquidistant verteilten Ausschnitten, wobei die Anzahl der Ausschnitte mit der Anzahl der Klemmkörper 3 übereinstimmt.Jeder der Aus-Echnitte ist begrenzt von je einem bspw. längs einer

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Erzeugenden ausgerichteten Rand 12, einem Rand 13, der bei dem ersten Ausführungsbeipiel dem jede der Stützflächen 10 tragenden Verbindungssteg entspricht, einem zu dem Rand 12 und diesen gegenüberstehenden Rand 14, einem rechtwinklig zu der Längsachse verlaufenden Rand 15, einem zu dem Rand 12 und diesem gegenüberstehenden Rand 16, einem dem Rand 15 gegenüberstehenden und dazu parallel verlaufenden Rand 17 sowie einem Rand 18, der bspw. in Verlängerung des Randes 14 verläuft wobei im übrigen die Ränder 14 bis 18 im wesentlichen in der Mitte eines jeden Intervalls liegen, das von zwei aufeinanderfolgenden Rändern 12 begrenzt ist, während die Ränder 14 und 18 etwa die gleiche Länge aufweisen.

Jeder der Halbkäfige 6,7 ist vorzugsweise durch Tiefziehen eines Bleches aus einem Material mit geringem Reibungungskoeffizienten hergestellt, kann jedoch auch aus in Spritzgußtechnik geformtem Kunststoff bestehen.

Auf diese Weise lassen sich die beiden einander identischen Halbkäfige 6 und 7 nach ihrer Herstellung und nachdem sie einander gegenüberstehend angeordnet sind, wozu einer von ihnen, wie in Fig.3 geneigt, umgedreht ist, miteinander verschachtelt ineinanderstecken, indem sie axial aufeinander zu bewegt werden, um schließlich den in Fig. 4 gezeigten Zustand zu erreichen. Hierbei dringt jeder stehengebliebene Abschnitt des einen zylindrischen fcwischenstegs 8 in einen Ausschnitt des anderen zylindrischen Zwischensteg 8 ein, so daß sich ein vollständiger Zwischensteg 8 ergibt/ bei dem jedoch_;

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Wie dies Fig. 4 zeigt/ rechteckige öffnungen bestehen bleiben, die durch das Zusammenfügen der Ränder 15, 16 und 17 der beiden Halbkäfige 6 und 7 gebildet sind.

Um die Zentrierung der beiden Halbkäfige 6 und 7 relativ zueinander zu verbessern, kann vorteilhafterweise der Rand 19 jedes zwischen zwei Ausschnitten stehengebliebenen Zwischenstegs 8 einen Vorsprung 20 tragen, der eine Zentriernase bildet und in eine öffnung 21 eindringt, die in dem durchgehenden Flansch 11 auf der Höhe des fiktiven Randes 13 vorgesehen ist, und zwar in der Basis des jede der Stützflächen 10 tragenden Verbindungssteges.

Selbstverständlich wird die Feder 14 zwischen den beiden Halbkäfigen 6 und 7 angeordnet, bevor diese einander genähert werden; diese Feder ist in der Fig. 3 sowie den folgenden der Übersichtlichkeit halber nicht veranschaulicht. Sobald im übrigen das Ineinanderstecken durch wechselseitiges Annähern erfolgt ist, werden die Klemmkörper 3 in die oben erläuterten rechteckigen öffnungen radial eingesteckt, wo sie sich infolge der Feder 4 schrägstellen und von dieser festgehalten sind. Darüber hinaus gewährleisten die in den öffnungen vorhandenen Klemmkörper 3 wiederum die axiale Verriegelung der beiden Halbkäfige 6 und 7 gegeneinander, und zwar infolge der Ränder 15 bzw. 17, die sich an die Seitenoder Stirnflächen der Kleninkörper 3 anlegen.Die Herstellung und Handhabung ist demzufolge äußerst einfach, da hierbei nur eine Art von Käfigelementen eingesetzt wird, so daß es genügt, sie paarweise zu verwenden und

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Unter Einfügung der Feder 4 ineinander zu stecken/ wobei sie durch das Einfügen der Klemmkörper 3 automatisch gegeneinander verriegelt sind/ ohne daß Halteglieder oder zusätzliche Handgriffe notwendig sind. Schließlich bleibt die Anordnung für den Be^ darfsfall zerlegbar.

Bei dem ersten bereits beschriebenen Ausführungs- i|

beispiel ist die Stützfläche 9 jedes Halbkäfigs 6, 7 durchgehend, während die Stützfläche 10 unterbrochen ist.

Das in Fig. 5 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sichvon dem vorhergehenden nur dadurch, daß der durchgehende Flansch 11 jedes Halbkäfigs 6,7 durch einen unterbrochenen Flansch er- J setzt ist, der die Abschnitte 11a und 11b bildet, | die abwechselnd nach innen und nach außen, bezogen auf den Zwischensteg, umgebogen sind. In diesem Falle existiert der Rand 13 in Gestalt des Randes des Ausschnittes tatsächlich, und die Zentrierung mittels der Fortsätze 20 sowie der Öffnungen 21 ist nicht mehr möglich. Wenn im übrigen die äußeren Stützflächen 10 durchgehend unterbrochen sind, sind ihrerseits auch die inneren Stützflächen diskontinuierlich. Diese Unterschiede betreffen die Bauteile. Was die Herstellung und Montage betrifft, bleibt das bereits Gesagte gültig.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel sind schließlich die Stützflächen 9 wieder durchgehend und die Stützflächen 10 unterbrochen, wobei in diesem Fall jedoch die Stützflächen 10 einstückig mit dem Zwischensteg 8 des zugehörigen Halbkäfigs 6,7

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verbunden sind/ und zwar nicht mehr über den durchgehenden Flansch 11, sondern mittels eines zweiten Unterbrochenen Flansches 11c, der an der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist und an dem Zwischensteg 8 über einen Zwischenabschnitt 8a verbunden ist, dessen zylindrische Innenumfangsflache im wesentlichen den Durchmesser der zylindrischen Außenumfangsfläche des Zwischenstegs 8 aufweist, in der Weise, daß er bei einander gegenüberstehenden Halbkäfigen 6,7 den j Rand 13 übergreift. In diesem Falle sind ebenfalls

\ die Zentriernasen 20 nicht verwendbar, jedoch sind

sie hierbei vorteilhafterweise durch die auf dem

Zwischehsteg 8 des anderen Halbkäfigs 6,7 aufgesteckten j

Abschnitt 8a ersetzt.

Claims

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■ I I · « j > Patentanwälte Dr.-lng. R. Rüger Dipl.-lng. H. P. Barthelt I U zügel. Vertreter beim Europäischen Patentamt i European Patent Attorneys I Webergasse 3 · Postfach 348 · D-7300 Esslingen (Neckar) S.
\
I 3. September 1985
Telefon Stuttgart
(0711) 35 65 39 und 35 9619 a
Γ

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Telex 7 256 610 smru

Telegramm Palentscnutz _ , .. , Esslingenneckar

Schutzansprucne

1. Selbstzentrierender Freilauf mit an Umfangs-.f lachen einer Welle sowie einer Bohrung sich abstützenden Klemmkörpern, einer einstückigen

_ Bandfeder, durch die die Klemmkörper gemein-

S sam kippbar und radial gesichert sind, mit

einem aus zwei identischen Halbkäfigen zusammengesetzten und in dem Bereich zwischen der Außenumfangsflache der Welle und der Innenumfangs- £j.äche der Bohrung angeordneten Käfig, der die Feder und die Klemmkörper zusammenhalt und die Verteilung sowie die parallele Führung der Klemmnocken bewirkt, wobei der Käfig die Welle bezüglich der Bohrung bzw. umgekehrt mittels sich an den ümfangsflachen der Welle sowie der Bohrung anlegenden Stützflächen zentriert und mit dem für die Funktion notwendigen

Spiel unmittelbar die radialen Kräfte zwischen der

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Welle und der Bohrung überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Halbkäfige (6, 7) einen mit seinem Durchmesser zwischen den Durchmessern der Welle (1) und der Bohrung (2) liegenden zylindrischen Zwischensteg (8) aufweist, der einstückig mit den Bereichen der Halbkäfige (6, 7) verbunden ist, die auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten der Reihe der Klemmkörper (3) die durchgehenden oder unterbrochenen Stützflächen (9, 10) bilden, die sich gegen die Umfangsflächen der'Welle (1) und der Bohrung (2) anlegen,

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Konten; Deutsche Bank AG_- Filiale Essllngen Nr «H01^ ß|_Z 611 TJX(^) ■ PdiftscrJec^StutliOsrt 624 51*700 (BLZ 60Ö1Ö0 70)

daß der Zwischensteg (8) Ausschnitte (12 - 18) mit einer solchen Form aufweist, daß zwei aufeinander zu ausgerichtete Halbkäfige (6, 7)

' mittels einer Axialbewegung unter Aufnahme bzw.

Einschluß der Feder (4) zwischen dem Zwischensteg (8) und der der Welle (1) gegenüberliegen-

₍ den Stützfläche (9) ineinandersteckbar sind und sich

' rechteckige Öffnungen (15 - 17, 16) bilden,

in denen die radial eingesteckten und durch die Feder (4) gehaltenen Klemmkörper sitzen, und daß die axial zusairanengesteckten Halbkäfige

,'; (6,7) in ihrer relativen Lage zueinander im

wesentlichen durch die Klemmkörper (3) gesichert sind, deren Seitenflächen sich gegen die beiden einander gegenüberstehenden Ränder (17) der Aus-

; schnitte anlegen.

2. Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Welle (1) gegenüberliegende Stütz-

( fläche (9) durchgehend ist und über einen durch

gehenden Flansch (11) einstückig sowohl mit den verschiedenen Abschnitten des Zwischensteges (8) als auch mit den Bereichen der ebenfalls unterbrochenen Stützfläche (10) verbunden ist.

3. Freilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder stehengebliebene Abschnitt des Zwischensteges (8) eine Zentrienase (20) trägt, die in eine öffnung einsteckbar ist, die in dem Flansch (11) an der Basis jedes eine Stützfläche (10) für die Bohrung tragenden Verbindungssteges vorgesehen ist.

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Freilauf nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß die Stützflächen (9) und (iO) für die Welle (1) Und die Bohrung (2) Unterbrochen sind und jede von ihnen von Verbiridüngsstegen (11a,11b) getragen ist, die an derselben Seite des Zwischenstegs (8) abwechselnd nach innen und nach außen bezüglich des Zwischenstegs (8) abgebogen sind.

Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (9) für die Welle (1) durchgehend und mittels eines durchgehenden Flansches (11a) mit dem zylindrischen Zwischensteg (8) verbunden ist, daß die Stützfläche (10) für die Bohrung (2) unterbrochen ist und jeder Abschnitt, der Stützfläche (10 von einem Verbindungssteg (11c) getragen ist,der bezüglich der Reihe der Klemmkörper (3) auf der dem Flansch

(11) gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, und daß die Verbindun_ysstege (11c) über einen zylindrischen Wandteil (8a) mit dem zylindrischen Zwischensteg

(8) des zugehörigen Kalbkäfigs (6, 7) verbunden sind, wobei diese Abschnitte der zylindrischen ■tfand (8a) den zylindrischen Zwischensteg (8) des gegenüberliegenden Kalbkäfigs (6, 7) außen übergreifen.

6. Freilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halbkäfig (6,

7) ein aus einem Metallblech mit geringem Reibungskoeffizienten hergestelltes Tiefziehteil ist.

7. Freilauf nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Halbkäfig (6,7) ein aus Kunststoff bestehendes Spritzgußteil ist.