DE2641932A1

DE2641932A1 - Freilaufkupplung

Info

Publication number: DE2641932A1
Application number: DE19762641932
Authority: DE
Inventors: Carl R Judd; Howard D Snyder
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1976-09-17
Publication date: 1977-03-24
Also published as: DE2641932C3; AU1713776A; US3997041A; FR2324941B1; GB1550457A; JPS5240255A; AU501077B2; DE2641932B2; CA1053165A; FR2324941A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung mit einem äußeren ■

ι Läufer, einem inneren Läufer und Klemmkörpern, die von einem !

Käfig getragen sind und zwischen den Läufern verkippbar angeordnet sind.

Dem Fachmann ist eine Vielzahl unterschiedlich aufgebauter Freilaufkupplungen mit Kleirankörperanordnungen sowie eine Vielzahl verschieden ausgebildeter Klemmkörper für Freilaufkupplungen bekannt Bei einigen dieser Freilaufkupplungen werden die Klemmkörper vom inneren Läufer abgehoben, wenn dieser schneller läuft als der äußere Läufer. Bei anderen Freilaufkupplungen werden die Klemmkörper vom äußeren Läufer abgehoben, wenn dieser schneller läuft als der innere Läufer; und bei wieder anderen Freilaufkupplungen werden die Klemmkörper von beiden Läufern abgehoben, wenn einer der Läufer schneller läuft als der andere.

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ι Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Freilaufkupplung derart ' aufgebaut, daß die Klemmkörper dann, wenn der äußere Laufring schneller läuft als der innere Laufring, von der auf dem äußeren . Läufer liegenden Reibfläche infolge hydrodynamischer Viskositäts-' effekte abgehoben wird. Hierdurch wird die lokale Abnützung der Klemmkörper und der Läufer sehr klein gehalten. Bei der erfindungsgemäßen Freilaufkupplung werden die Klemmkörper zur Herstellung einer Antriebsverbindung automatisch wieder an den äußeren Läufer angelegt, wenn die Läufer synchronen Lauf erreicht haben.

Die erfindungsgemäße Freilaufkupplung weist Klemmkörper auf, bei denen die Schwerpunkte von den Achsen der sie positionierenden zugehörigen Lagerzapfen entfernt sind. Drehen sich die Klemmkörper und der sie tragende Käfig, so werden die Klemmkörper infolgedessen zwangsweise so gedreht, daß sie sowohl am inneren Läufer als auch am äußeren Läufer fest anliegen. Der Käfig weist aus elastischem Material gefertigte Reibkörper auf, durch welche der Käfig und die Klemmkörper in Drehrichtung auf dem inneren Läufer festgelegt sind. Vorgespannte Ringfedern, die sich zusammenziehen suchen und in ebene Abschnitte der Klemmkörper eingepaßt sind, spannen die Klemmkörper in eine Winkelstellung vor, in welcher sie an den Läufern anliegen.

Überholt der äußere Läufer den inneren Läufer, so werden die ^: Klemmkörper durch die im viskosen Schmiermittel erzeugten Scherj kräfte von dem äußeren Läufer weggekippt, und sie bleiben in ; dieser abgehobenen Stellung, bis der innere Läufer in der gleichen Richtung umläuft wie der äußere Läufer. Sobald der

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innere Läufer derart umläuft, wirken auf die Klemmkörper Zentrifugalkräfte ein, welche diese derart zu drehen suchen, daß sie Jan den Läufern anliegen. Durch die Zentrifugalkräfte kann somit j die Kippbewegung der.Klemmkörper aus der an den Läufern anliegen-

I den Lage heraus überwunden werden. Durch die Zentrifugalkräfte (werden also die.Klemmkörper automatisch in die an beiden Läufern fest anliegende Stellung gedrückt, wenn von den Klemmkörpern die ; Herstellung einer Äntriebsverbindung verlangt wird, d.h., dann, \ wenn der innere Läufer gedreht wird. .

; Um einen relativen Schlupf zwischen:dem äußeren Läufer und den I Klemmkörpern zu ermöglichen, sind der Läufer und die Klemmkörper

I in Drehrichtung auf dem inneren Läufer festgelegt. Eine.feste

i Winkelbeziehung zwischen dem Laufer und. den Klemmkörpern einer-

; seit.s und dem inneren Läufer andererseits ist jedoch :nicht

j wünschenswert, da bei der Drehung der Klemmkörper in ihre voll

an den Läufern anliegende Stellung hinein eine geringe Relat'iv-■ bewegung zwischen Käfig und Klemmkörpern einerseits und,dem ^: inneren Läufer andererseits erforderlich ist» Daher sind Käfig

und Klemmkörper in Drehrichtung -nur■leicht durch: Reibungskräfte ι
] auf .dem inneren Läufer festgelegt, wozu elastische Lagerkörper

j verwendet werden, .die am Käfig befestigt sind und an dem inneren

i J

Läufer anliegen. Hierdurch wird nicht nur eine Beschädigung des ,'

ι Läufers und de_;r Kientatkörper verhindert, durch jedes Anlegen-der

i Klemmkörper wird ätieh der Käfig' bezüglich des inneren Läufers um einen Mnfcel^:se&itt weiterbewegt, so daß .auf der vom inneren Läufer getragenen Berüfirflache ;keine lokalisierten Versciileiß- und Ermüduhgserscheinungen apftreten^

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Die an den Klemmkörpern angreifenden Ringfedern üben auf diese · ^: derart ein Drehmoment aus, daß ein Anliegen der Klemmkörper am ! inneren Läufer im Stillstand und bei kleinen Geschwindigkeiten
erhalten wird; d.h. sie üben auf die Klemmkörper eine in radialer Richtung nach innen gerichtete Kraft aus, durch welche die Be-
; rührung zwischen dem inneren Läufer und den Klemmkörpern aufrechterhalten wird.

Diese Vorteile werden mit einer Freilaufkupplung gemäß Anspruch
1 erreicht. Weitere vorteilhafte -Ausbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.-

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. In
dieser zeigen*

Figur 1 eine seitliche Ansicht einer erfindungsgemäßen

Freilaufkupplung, wobei einige Teile weggebrochen sind; . -

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie- 2-2 von Figur 1;

Figur 3 einen Schnitt durch einen Teil der in Figur 1 ;

i gezeigten Freilaufkupplung in vergrößertem Maß- ί

stäbe, in dem die Klemmkörper in dear an den Lau-: fern anliegenden Stellung gezeigt sind; und i

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Figur 4 einen ähnlichen Schnitt wie Figur 3, in dem jedoch die Klemmkörper in der Stellung gezeigt sind, die sie einnehmen, wenn der äußere Läufer schneller läuft als der innere Läufer.

Die in der Zeichnung dargestellte Freilaufkupplung weist einen ! äußeren Läufer 10 und einen inneren Läufer 12 auf. Beide sind ! um eine im Mittelpunkt beider Läufer liegende Achse 14 drehbar. Der innere Läufer kann z.B. mechanisch mit einer ersten Welle verbunden sein, und der äußere Läufer kann mechanisch mit einer zweiten Welle oder einer anderen Vorrichtung verbunden ■ sein. Zwischen den beiden Läufern ist eine Vielzahl nockenförmiger Klemmkörper 16 angeordnet. Diese sind jeweils über Zapfen 18, die sich von gegenüberliegenden Stirnflächen der Klemmkörper

wegerstrecken schwenkbar gelagert; die Zapfen 18 finden in in \ einem Käfig 22 ausgebildeten öffnungen 20 Aufnahme. Der Käfig

weist im wesentlichen zwei kreisförmige Ringkörper 24 und 26 auf, j die durch die Klemmkörper 16 auf Abstand gehalten sind. Jeder ; ' der Klemmkörper 16 weist bogenförmige, an die Läufer anlegbare j Kontaktflächen 28 auf, die im wesentlichen aus mindestens zwei : Teilzylinderflächen bestehen. Der Schwerpunkt G der Klemmkörper j ist ferner in radialer Richtung nach innen und in Umfangsrichtung. ! von der Drehachse der Klemmkörper entfernt, wobei die letztere \ jeweils durch den zugehörigen Zapfen 18 vorgegeben ist. Ein jeder, ^; der Klemmkörper 16"weist ferner einen ausgenommenen Abschnitt ; 30 auf, in welchem eine um die Klemmkörper herumlaufende ringi förmige Schraubenfeder 3 2 Aufnahme findet. An dem Käfig 22 ist - eine Mehrzahl in Abstand angeordneter elastischer Lagerkörper

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j derart angebracht, daß sie den inneren Läufer 12 berühren. Die

j Lagerkörper sind von einer Halterung 3 6 getragen, die durch

' Schrauben an dem Käfig 22 oder den Ringkörpern 24,26 befestigt ist . Die Lagerkörper 34 können bei Bedarf leicht ersetzt werden.

Die oben beschriebene Freilaufkupplung arbeitet wie folgt:

Drehen sich die Läufer beide, so werden sie durch die Klemmkörper zusammengekuppelt. Hört der innere Läufer auf umzulaufen, so wird er vom äußeren Läufer überholt und die nockenförmigen Klemmkörper werden zwangsweise - in der Zeichnung im Uhrzeigersinne - gedreht, so daß sie von dem äußeren Läufer abheben. Die Federn unterstützen ebenfalls das Hineindrücken der Klemmkörper in radialer Richtung nach innen zu dem inneren Läufer. Der Käfig und die Klemmkörper werden im wesentlichen bezüglich des inneren Läufers nicht bewegt, da sie durch die Lagerkörper 34 in Drehrichtung an einer Bewegung gehindert sind. Dreht sich der innere Läufer, so drehen die auf die Klemmkörper einwirkenden Zentrifugalkräfte diese - in der Zeichnung entgegen dem Uhrzeigersinne und damit werden die Klemmkörper an den äußeren Läufer angelegt und die Läufer zusammengekuppelt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche .-. , ■.-. ----- '

\[ 1.;Freilaufkupplung mit einem äußeren Läufer, einem inneren Lau- , fer und Klemmkörpern, die von einem.Käfig getragen sind und |

j zwischen den Läufern verkippbar angeordnet sind, dadurch ; j gekennzeichnet, daß jeder der Klemmkörper (16) um eine von I

! I

j seinem Schwerpunkt (G) entfernte Achse kippbar ist und an ! die Läufer (10,12) anlegbare Klemmflächen (28) aufweist; daß j eine Ringfeder (26) in radialer Richtung gesehen außerhalb j der Kippachse und des Schwerpunktes (G) der Klemmkörper (16) angeordnet ist, welche die Klemmkörper in eine an den Läufern (10,12) anliegende Winkelstellung vorspannt; und daß die Anordnung so gewählt ist, daß bei einem überholen durch den äußeren Läufer (1 0) die Klemmkörper aus der an ihm anliegenden Lage herausbewegt werden und in dieser Stellung verbleiben, bis der innere Läufer (12) in derselben Richtung wie der äußere Läufer (10) umläuft und die auf die Klemmkörper (16)

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einwirkenden Zentrifugalkräfte die Klemmkörper in Anlage an beide Läufer (10,12) drehen.
2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (32) die Klemmkörper (16) in eine an dem inneren Läufer (12) anliegende Lage vorspannt, solange,der äußere Läufer (10) schneller läuft als der innere Läufer (12) .i
3. Freilaufkupplung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch federnde Lagerkörper (34) die dem Käfig (22) und dem inneren Läufer (12) zugeordnet sind und einer Relativbewegung zwischen Käfig (22) und innerem Läufer (12) in Drehrichtung entgegenwirken .

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