WO1995016146A1 - Freilaufkäfig mit armierungsring - Google Patents

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WO1995016146A1
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freewheel
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Ernst Neuwirth
Harald Hochmuth
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Ina Wälzlager Schaeffler Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
    • F16D41/066—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical
    • F16D41/067—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical and the members being distributed by a separate cage encircling the axis of rotation

Definitions

  • the present innovation relates to a freewheel cage made of an injection-moldable or pourable polymeric material, which is arranged between two concentric metallic machine parts and has pockets for clamping elements formed by axial webs and at least one end section adjoining them, which have mutually facing clamping tracks of the machine parts are spring-loaded, the end section being positively connected to at least one metallic reinforcement ring which is concentric with the machine parts and whose coefficient of thermal expansion essentially corresponds to that of the machine parts, and wherein at least one sliding surface assigned to the freewheel cage and provided on its circumference is provided for a cylinder surface of one of the machine parts is.
  • Such a freewheel cage is disclosed, for example, in EP-B-0249 712.
  • the reinforcement ring is intended to prevent the freewheel cage from either having too great a radial play as a result of a thermal expansion different from that of the machine parts, or from undesired friction with one of the machine parts.
  • its thermal expansion is hindered both in the U as well as in the radial direction.
  • An expedient further development according to the invention consists in that the reinforcement ring is inserted into grooves in the segments, each segment and the reinforcement ring being provided with recesses or projections which engage in one another in a form-fitting manner.
  • the recesses it is possible for the recesses to be formed by inserting the reinforcement ring into the casting mold and encapsulating the polymer material.
  • the projections fix the segments in the circumferential direction on the reinforcement ring.
  • each segment has a radial projection, one of which on the adjacent recess provided machine part is assigned. In this way it is ensured that each segment is fixed in the circumferential directions relative to the machine part having the clamping ramps or can only be moved with little play.
  • the sliding surfaces are formed on the reinforcing ring.
  • the advantage of such a ring is its double function, which does not require a separate slide ring.
  • Figure 1 is a perspective view of a broken part of an inventive freewheel
  • Figure 2 is a perspective view of another broken part of a free-wheeling cage according to the innovation.
  • FIG. 1 shows a freewheel according to the invention, which and its surroundings are for the most part only shown broken.
  • the freewheel cage 1 is arranged between an outer ring 2 and a shaft 3 concentric with it.
  • the freewheel cage 1 has a plurality of segments 4 arranged one behind the other in the circumferential direction, each segment consisting of axially directed webs 5 and circular ring segments 6.
  • the webs 4 and the circular segments 6 form pockets 7, in which pinch rollers 8 are arranged.
  • the clamping rollers 8 are sprung against the clamping ramps 9 of the outer ring 2 and a cylindrical clamping track 10 of the shaft 3 by means of spring elements 11 arranged in the pockets 7.
  • each segment 4 On its side facing the clamping ramps 9, each segment 4 has a radial projection 12 which projects into a recess 13 in the outer ring 2.
  • the segments 4 are connected to one another by a reinforcement ring 14 which is inserted into grooves 15 in the segments 4.
  • the reinforcement ring 14 has cutouts 16, into which axial projections 17 of the segments 4 snap in a form-fitting manner.
  • Expansion joints 18 are provided between successive segments 4.
  • the armoring ring 14 is angled on its side facing the shaft 3 to form an axial rim 19.
  • the surface facing the shaft 3 is designed as a sliding surface 20 for sliding contact with the cylindrical surface of the shaft 3.
  • the expansion joints 18 have the effect that thermal expansion of the segments 4 is possible in the circumferential directions, but is only possible to a very limited extent in the radial directions.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 2 differs essentially from the exemplary embodiment described above in that the surfaces of the circular segments 6 facing the shaft 3 are designed as sliding surfaces 21 for sliding contact with the cylindrical surface of the shaft 3.
  • the segments have cutouts 22 into which radial retaining lugs 23 of the reinforcing ring 14 engage in a form-fitting manner.
  • pins 24 are molded onto the segments 4, which dip into bores 25 of the reinforcement ring 14 and which hold the segments 4 together with the reinforcement ring 14 in a captive manner.
  • the innovation can also be used for freewheels in which the clamping ramps are formed on the inner part and the cylindrical clamping tracks on the outer part which is concentric therewith.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

Ein Klemmelementefreilauf z.B ein Klemmrollenfreilauf weist einen Freilaufkäfig (1) auf, dessen axiale Enden durch Stirnabschnitte (6) gebildet sind. Die Stirnabschnitte (6) sind formschlüssig jeweils mit einem metallischen Armierungsring (14) verbunden. Der zwischen zueinander konzentrisch angeordneten metallischen Maschinenteilen (2, 3) angeordnete Freilaufkäfig (1) weist wenigstens eine Gleitfläche (20, 21) für eine Zylinderfläche (10) eines der Maschinenteile (3) auf. Zur möglichst ungehinderten Dehnung des Freilaufkäfigs in Umfangsrichtung einerseits und Dehnungsbehinderung des Freilaufkäfigs in den radialen Richtungen anderseits wird vorgeschlagen, daß der Stirnabschnitt (6) in Umfangsrichtung in mehrere Segmente (4) unterteilt ist, wobei zwischen einander benachbarten Segmenten (4) Dehnfugen (18) ausgebildet sind.

Description

Beschreibung
Freilaufkäfig mit Armierungsring
Die vorliegende Neuerung betrifft einen Freilaufkäfig aus einem spritz- oder gießbaren poly eren Werkstoff, der zwischen zwei zuein- ander konzentrischen metallischen Maschinenteilen angeordnet ist und von Axialstegen sowie wenigstens einem einstückig daran anschließenden Stirnabschnitt gebildete Taschen für Klemmelemente aufweist, welche gegen einander zugewandte Klemmbahnen der Maschinenteile angefedert sind, wobei der Stirnabschnitt formschlüssig mit wenigstens einem zu den Maschinenteilen konzentrischen metallischen Armierungsring ver¬ bunden ist, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen dem der Maschinenteile entspricht, und wobei wenigstens eine dem Freilaufkäfig zugeordnete und an dessen Umfang vorgesehene Gleitfläche für eine Zylinderfläche eines der Maschinenteile vorgesehen ist.
Ein derartiger Freilaufkäfig ist beispielsweise in der EP-B-0249 712 offenbart. Der Armierungsring soll verhindern, daß der Freilaufkäfig infolge einer zu den Maschinenteilen unterschiedlichen Wärmedehnung entweder ein zu großes Radialspiel oder auch eine unerwünschte Reibung mit einem der Maschinenteile aufweist. Bei dem bekannten Käfig wird dessen Wärmedehnung sowohl in U fangs- als auch in Radialrichtung behindert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Neuerung, einen gattungsgemäßen Frei- laufkäfig derart weiterzubilden, daß eine Dehnungsbehinderung des Freilaufkäfigs in Umfangsrichtung weitestgehend möglich ist, in den radialen Richtungen jedoch mittels des Armierungsringes weitestgehend verhindert wird. Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stirnab¬ schnitt in Umfangsrichtung in mehrere Segmente unterteilt ist, wobei zwischen einander benachbarten Segmenten Dehnfugen ausgebildet sind.
Durch diese Maßnahme ist weitestgehend gewährleistet, daß die Wärme¬ dehnung der Segmente in den Umfangsrichtungen ungehindert möglich ist, in den radialen Richtungen jedoch behindert ist. Die Anzahl der Seg¬ mente und die Breite der Dehnfugen kann dabei infolge der jeweiligen Betriebsbedingungen und der baulichen Gegebenheiten variieren. Die formschlüssige Verbindung des Armierungsringes mit den Segmenten gewährleistet, daß die Segmente nicht entlang des Armierungsringes verschiebbar sind.
Eine zweckmäßige neuerungsgemäße Weiterbildung besteht gemäß Anspruch 2 darin, daß der Armierungsring in Nuten der Segmente eingelegt ist, wobei jedes Segment und der Armierungsring mit Ausnehmungen bzw. Vorsprüngen versehen ist, die formschlüssig ineinander greifen. Selbstverständlich ist es möglich, daß die Ausnehmungen dadurch gebil¬ det sind, daß der Armierungsring mit in die Gießform eingelegt und von dem polymeren Werkstoff umspritzt wird. Die Vorsprünge bewirken eine Fixierung der Segmente in Umfangsrichtung am Armierungsring.
Bei einem Frei laufkäfig, bei dem die Klemmelemente durch Klemmrollen gebildet sind, wobei eine der Klemmbahnen je eine rampenförmige Klemm- rampe für jede Klemmrolle aufweist, ist es gemäß Anspruch 3 zweckmä¬ ßig, daß jedes Segment einen radialen Vorsprung aufweist, dem eine an dem benachbarten Maschinenteil vorgesehene Ausnehmung zugeordnet ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß jedes Segement gegenüber dem die Klemmrampen aufweisenden Maschinenteil in den Umfangsrichtungen festgelegt oder nur mit geringem Spiel beweglich ist.
Gemäß dem Anspruch 4 ist es zweckmäßig, daß die Gleitflächen an dem Armierungsring ausgebildet ist. Der Vorteil eines solchen Ringes liegt in seiner Doppelfunktion, die keinen separaten Gleitring erforderlich macht. Nachstehend wird die Neuerung anhand von zwei, in zwei Figuren darge¬ stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines gebrochenen Teils eines neuerungsgemäßen Freilaufs und
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines weiteren gebro¬ chenen Teils eines neuerungsgemäßen Freilaufkäfigs.
Figur 1 zeigt einen neuerungsgemäßen Freilauf, der und dessen Umgebung großenteils lediglich gebrochen dargestellt ist. Der Freilaufkäfig 1 ist zwischen einem Außenring 2 und einer dazu konzentrischen Welle 3 angeordnet. Der Freilaufkäfig 1 weist mehrere in Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Segmente 4 auf, wobei jedes Segment aus axial gerichteten Stegen 5 und Kreisringsegmenten 6 besteht. Die Stege 4 und die Kreissegmente 6 bilden Taschen 7, in denen Klemmrollen 8 angeordnet sind. Die Klemmrollen 8 sind gegen Klemmrampen 9 des Außen¬ rings 2 und eine zylindrische Klemmbahn 10 der Welle 3 mittels in den Taschen 7 angeordneten Federelementen 11 angefedert. An seiner den Klemmrampen 9 zugewandten Seite weist jedes Segment 4 einen radialen Vorsprung 12 auf, der in einer Ausnehmung 13 des Außenrings 2 hinein¬ ragt.
Die Segmente 4 sind durch einen Armierungsring 14, der in Nuten 15 der Segmente 4 eingesetzt ist, miteinander verbunden. Der Armierungsring 14 weist Aussparungen 16 auf, in die axiale Vorsprünge 17 der Segmente 4 formschlüssig einschnappen. Zwischen aufeinanderfolgenden Segmenten 4 sind Dehnfungen 18 vorgesehen.
Der Armierungsring 14 ist an seiner der Welle 3 zugewandten Seite zu einem Axialbord 19 abgewinkelt. Die der Welle 3 zugewandte Fläche ist als Gleitfläche 20 für den Gleitkontakt mit der Zylinderfläche der Welle 3 ausgebildet. Die Dehnfugen 18 bewirken, daß Wärmedehnungen der Segmente 4 in den Umfangsrichtungen möglich, in den Radialrichtungen jedoch nur sehr eingeschränkt möglich sind.
Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im Wesentlichen von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß die der Welle 3 zugewandten Flächen der Kreissegmente 6 als Gleit¬ fläche 21 für den Gleitkontakt mit der Zylinderfläche der Welle 3 ausgebildet sind. Außerdem weisen die Segmente Aussparungen 22 auf, in die radiale Haltenasen 23 des Armierungsringes 14 formschlüssig ein¬ greifen. Weiterhin sind an die Segmente 4 angespritzte Zapfen 24 vorgesehen, die in Bohrungen 25 des Armierungsringes 14 eintauchen, und die die Segmente 4 unverlierbar mit dem Armierungsring 14 zusam¬ menhalten.
Selbstverständlich ist die Neuerung auch für Freilaufe anwendbar, bei denen die Klemmrampen an dem Innenteil und die zylindrischen Klemm¬ bahnen an dem dazu konzentrischen Außenteil ausgebildet sind.
Bezugszeichen
1 Freilaufkäfig 13 Ausnehmung
2 Außenring 14 Armierungsring
3 Welle 15 Nut
4 Segment 16 Aussparung
5 Steg 17 axialer Vorsprung
6 Kreisringsegment 18 Dehnfuge
7 Tasche 19 Axialbord
8 Klemmrolle 20 Gleitfläche
9 Klemmrampe 21 Gleitfläche
10 Klemmbahn 22 Aussparung
11 Federelement 23 Haltenase
12 radialer Vorsprung 24 Zapfen
25 Bohrung

Claims

Ansprüche
1. Frei laufkäfig (1) aus einem spritz- oder gießbaren polymerem Werk¬ stoff, der zwischen zwei zueinander konzentrischen metallischen Ma¬ schinenteilen (2, 3) angeordnet ist und von Axialstegen (5) sowie wenigstens einem einstückig daran anschließenden Stirnabschnitt (6) gebildete Taschen (7) für Klemmelemente (8) aufweist, welche gegen einander zugewandte Klemmbahnen (9, 10) der Maschinenteile (2, 3) angefedert sind, wobei der Stirnabschnitt (6) formschlüssig mit wenig¬ stens einem zu den Maschinenteilen (2, 3) konzentrischen metallischen Armierungsring (14) verbunden ist, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient im wesentlichen dem der Maschinenteile (2, 3) entspricht, und wobei wenigstens eine dem Freilaufkäfig (1) zugeordnete und an dessen Umfang vorgesehene Gleitfläche (20, 21) für eine Zylinderfläche (10) eines der Maschinenteile (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirnabschnitt (6) in Umfangsrichtung in mehrere Segmente (4) unterteilt ist, wobei zwischen einander benachbarten Segmenten (4) Dehnfugen (18) ausgebildet sind.
2. Freilaufkäfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Armierungsring (14) in Nuten (15) der Segmente (4) eingelegt ist, wobei jedes Segment (4) und der Armierungsring (14) mit Ausnehmungen (16, 22) bzw Vorsprüngen (17, 23) versehen sind, die formschlüssig ineinandergreifen.
3. Freilaufkäfig (1) nach Anspruch 1, bei dem die Klemmelemente durch Klemmrollen (8) gebildet sind, wobei die eine Klemmbahn aus Klemmrampen (9) für die Klemmrollen (8) gebildet ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß jedes Segment (4) einen radialen Vorsprung (12) auf¬ weist, dem eine an dem benachbarten Maschinenteil (2) vorgesehene Ausnehmung (13) zugeordnet ist.
4. Freilaufkäfig (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (20) an dem Armierungsring (14) ausgebildet ist.
PCT/EP1994/003834 1993-12-06 1994-11-19 Freilaufkäfig mit armierungsring WO1995016146A1 (de)

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