DE1157037B

DE1157037B - Clamping body for overrunning clutches

Info

Publication number: DE1157037B
Application number: DEF14027A
Authority: DE
Inventors: Leopold Theodore Szady
Original assignee: Formsprag Co
Current assignee: Formsprag Co
Priority date: 1953-02-24
Filing date: 1954-02-24
Publication date: 1963-11-07

Description

Klemmkörperkranz für Freilaufkupplungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Klemmkörperkranz für Freilaufkupplungen, bei denen zwischen zwei konzentrischen kreiszylindrischen Laufringen aneinander anliegende prismatische Klemmkörper kippbar angeordnet sind. Solche Klemmkörperkränze werden bisweilen einbaufertig geliefert, wodurch der Einbau erleichtert und Einbaufehler vermieden werden.Clamping body for overrunning clutches The invention relates on a sprag for overrunning clutches, where between two concentric circular cylindrical races, prismatic clamping bodies abutting one another, tiltable are arranged. Such sprags are sometimes delivered ready-to-install, which facilitates installation and prevents installation errors.

Es ist bereits eine Freilaufkupplung bekannt, bei welcher die Klemmkörper in einen Gummiring derart einvulkanisiert aind, daß der Gummiring die Klemmkörper zu einem einbaufertigen Kranz verbindet und zugleich als Feder zum Kippen der Klemmkörper in die Klemmstellung dient. Die Klemmkörper sind bei dieser Kupplung nicht einzeln auswechselbar, und für jede Baugröße der Freilaufkupplung ist eine eigene Vulkanisierform für den Klemmkörperkranz erforderlich.An overrunning clutch is already known in which the clamping body vulcanized into a rubber ring in such a way that the rubber ring encompasses the clamping body connects to a ready-to-install wreath and at the same time acts as a spring for tilting the clamping body is used in the clamping position. The sprags are not individual in this coupling interchangeable, and each size of the overrunning clutch has its own vulcanization mold required for the sprag ring.

Ferner ist eine Freilaufk-upplung bekannt, bei welcher die Klemmkörper in einem zwischen den beiden zylindrischen Laufbahnen angeordneten Käfig gehaltert sind. Jeder Klemmkörper wird durch eine zwischen dem Klemmkörper und dem Käfig abgestützte Feder in die Klemmstellung gekippt. Bei dieser Ausbildung des Klemmkörperkranzes einer Freilaufkupplung besteht nicht die Möglichkeit, die Klemmkörper unmittelbar aneinanderliegend anzuordnen.Furthermore, an overrunning clutch is known in which the clamping bodies are held in a cage arranged between the two cylindrical raceways. Each clamping body is tilted into the clamping position by a spring supported between the clamping body and the cage. With this design of the sprag ring of an overrunning clutch, it is not possible to arrange the sprags directly adjacent to one another.

Es ist auch eine Freilaufkupplung mit einem einbaufertigen Klemmkörperkranz bekannt, bei welcher die Klemmkörper mit Löchern versehen und damit auf zwei Schnurfederringe aufgereiht sind. Die äußere Schnurfeder spannt radial nach außen und die innere Schnurfeder radial nach innen. Bei diesem bekannten Klemmkörperkranz ist es nicht ohne weiteres möglich, einzelne Klemmkörper auszutauschen, da die Schnurfedern durch die Klemmkörper hindurchgehen. Es ist zwar auch eine weitere Freilaufkupplung bekannt, deren Klemmkörper an einer ihrer beiden Klemmflächen eine in Umfangsrichtung des Kranzes laufende Nut mit einer darin eingelegten, die Klemmkörper im Einkuppelsinn kippenden Ringfeder aufweisen. Austausch einzelner Klemmkörper ist hierbei zwar möglich, jedoch vermag die Ringfeder die Klemmkörper nicht als einbaufertigen Klemmkörperkranz zusammenzuhalten. Auch ist die Ringfeder bei dieser Kupplung nicht als Führungsring für die Klemmkörper ausgebildet.It is also an overrunning clutch with a ready-to-install sprag known, in which the clamping body is provided with holes and thus on two cord spring rings are lined up. The outer cord spring tensions radially outwards and the inner one Cord spring radially inwards. In this known sprag wreath it is not It is easily possible to replace individual clamping bodies, since the cord springs are through the clamps go through. There is also another one-way clutch known, whose clamping body on one of its two clamping surfaces one in the circumferential direction of the Ring running groove with an inserted in it, the clamping body in the coupling direction have tilting ring spring. Replacement of individual sprags is here possible, but the ring spring cannot use the clamping body as a ready-to-install clamping body ring to stick together. The ring spring is also not used as a guide ring in this coupling designed for the clamp body.

Es ist Aufgabe der Erfindung, auf einfache Weise einen einbaufertigen Klemmkörperkranz für eine Freilaufkupplung zu schaffen, bei dem einzelne Klemmkörper bei Bedarf leicht ausgewechselt werden können. Ausgehend von einem Klenunkörperkranz für eine Freilaufkupplung, bei der zwischen zwei konzentrisehen kreiszylindrischen Laufringen aneinander anliegende prismatische Klemmkörper kippbar angeordnet sind, welche an einer ihrer beiden Klemmflächen eine in Umfangsrichtung des Kranzes laufende Nut mit einer darin eingelegten, die Klemmkörper im Einkuppelsinn kippenden Ringfeder aufweisen, besteht die Erfindung darin, daß auch in der anderen Klemmfläche jedes Klemmkörpers eine in Umfangsrichtung des Kranzes laufende Nut mit einem darin eingelegten Stütz- und Führungsring vorgesehen ist. Der Stütz- und Führungsring kann dabei starr oder als Schraubenfederring ausgebildet sein.It is the object of the invention to provide a ready-to-install one in a simple manner To create sprag wreath for an overrunning clutch, in which individual sprags can be easily replaced if necessary. Based on a wreath of Klenunk bodies for a one-way clutch, in which between two concentric circular cylindrical Races adjacent to each other prismatic clamping bodies are tiltably arranged, which one running in the circumferential direction of the ring on one of its two clamping surfaces Groove with an annular spring inserted in it, tilting the clamping bodies in the coupling direction have, the invention is that in the other clamping surface each Clamping body has a groove running in the circumferential direction of the ring with an inserted therein Support and guide ring is provided. The support and guide ring can be rigid or be designed as a helical spring washer.

Nach der Erfindung werden also die Klemmkörper durch zwei ringförrnige Bauteile, durch die in einer radial offenen Nut liegende Ringfeder und durch den in einer entgegengesetzt radial offenen Nut liegenden Stütz- und Führungsring, zu einem einbaufertigen Klemmkörperkranz verbunden. Dieser kann zwischen die Laufringe einer Freilaufkupplung eingebaut und ebenso wieder ausgebaut werden. Das Auswechseln einzelner Klemmkörper ist dabei besonders einfach.According to the invention, the clamping bodies are ringförrnige by two Components, by the annular spring lying in a radially open groove and by the support and guide ring located in an oppositely radially open groove connected to a ready-to-install sprag wreath. This can be between the races a one-way clutch installed and also removed again. The replacement individual clamp body is particularly simple.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispie-len näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using exemplary embodiments.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des, Klemmkörperkranzes einer Freilaufkupplung nach der Erfin, dung, Fig. 2 ein vergrößerter Teilschnitt des Klemnikörperkranzes in der Mittelebene des Kranzes; Fig. 3 ist ein Querschnitt von Fig. 2; Fig. 4 und 5 sind den Fig. 2 und 3 ähnliche Schnittbilder einer abgewandelten Ausführung; Fig. 6 ist ein der Fig. 3 ähnliches Schnittbild einer anderen Abwandlung; Fig. 7, 8 und 9 stellen verschiedene Querschnittsformen des den Zusammenhalt der Klemmkörper gewährleistenden Stütz- und Führungsringes dar; Fig. 10 bis 14A sind Teilansichten des Stütz- und Führungsringes in verschiedenen Abwandlungen; Fig. 15 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführung einer Freilaufkupplung nach der Erfindung; Fig. 16 ist eine vergrößerte Teilansicht zu Fig. 15; Fig. 17 und 18 sind Querschnitte nach den Linien 17-17 und 18-18 in Fig. 16. 1 is a perspective view of the clamping body ring of an overrunning clutch according to the invention, FIG. 2 is an enlarged partial section of the clamping body ring in the central plane of the ring; Fig. 3 is a cross section of Fig. 2; Figures 4 and 5 are sectional views similar to Figures 2 and 3 of a modified embodiment; Fig. 6 is a sectional view similar to Fig. 3 of another modification; 7, 8 and 9 show different cross-sectional shapes of the support and guide ring ensuring the cohesion of the clamping bodies; 10 to 14A are partial views of the support and guide ring in various modifications; Fig. 15 is a side view of another embodiment of an overrunning clutch according to the invention; Fig. 16 is an enlarged partial view of Fig. 15; 17 and 18 are cross-sections along lines 17-17 and 18-18 in FIG .

In Fig. 1 ist A ein Klemmkörperkranz, der zwischen den konzentrischen Laufringen G und H (Fig. 2) einer Freilaufkupplung einzusetzen ist. Er wird von einem Stütz- und Führungsring B und den als Kranz auf diesem Ring angebrachten Klemmkörpern C gebildet. Um die Klemmkörper in dieser Weise auf dem Ring B zu halten, ist jeder der Klemmkörper an seiner inneren Klemmfläche mit einer in Uinfangsrichtung der Freilaufkupplung verlaufenden Nut D versehen. Diese hat eine der Breite des Ringes B entsprechende Weite, so daß die Klemmkörper parallel zueinander gehalten werden, ohne die Kippbewegungen der Klemmkörper zu behindern. In der äußeren Klemmfläche jedes Klemmkörpers ist eine zweite Nut E ausgebildet, und durch die Nuten E aller Klemmkörper ist ein SchraubenfederringF gelegt. Der Schraubenfederring F dient in bekannter Weise dazu, die, Klemmkörper in Klenmibereitschaft zwischen den Laufringen G und H zu halten. Zu diesem Zweck. ist der Nutengrund, E 1 geneigt, so daß die Feder F sich nur einseitig abstätzt und dadurch ein Kippmoment im Einkuppelsinn ausübt.In Fig. 1 , A is a sprag which is to be inserted between the concentric races G and H (Fig. 2) of a one-way clutch. It is formed by a support and guide ring B and the clamping bodies C attached to this ring as a ring. In order to hold the clamping bodies in this way on the ring B, each of the clamping bodies is provided on its inner clamping surface with a groove D running in the circumferential direction of the overrunning clutch. This has a width corresponding to the width of the ring B, so that the clamping bodies are held parallel to one another without hindering the tilting movements of the clamping bodies. A second groove E is formed in the outer clamping surface of each clamp body, and a coil spring washer F is passed through the grooves E of all the clamp bodies. The helical spring washer F is used in a known manner to keep the clamping bodies in readiness for clamping between the races G and H. To this end. the bottom of the groove, E 1, is inclined so that the spring F is only etched off on one side and thereby exerts a tilting moment in the coupling direction.

Es ist aber auch möglich, daß in geometrischer Umkehrung der zur Führung der Klemmkörper dienende Ring B außen und der Federring F in der inneren Nut D angeordnet ist.However, it is also possible that the ring B, which is used to guide the clamping bodies, is arranged on the outside and the spring ring F is arranged in the inner groove D in a geometrical inversion.

Der Klemmkörperkranz A bildet eine Einheit, die zwischen die konzentrischen Laufringe G und H einer Freilaufkupplung eingefügt und auch jederzeit wieder als Ganzes ausgebaut werden kann. Hierdurch ist sichergestellt, daß alle Klemmkörper in der richtigen Lage zueinander und zu den Laufringen der Kupplung liegen, da die einbaufertige Einheit im Herstellerwerk zusammengestellt wird und nicht zerlegt zu werden braucht. Durch falsche Zusammenstellung der Klemmkörper, z. B. dadurch, daß ein oder mehrere seitenverkehrt eingebaut werden, könnte eine Freilaufkupplung unwirksam werden.The sprag ring A forms a unit which can be inserted between the concentric races G and H of a one-way clutch and which can also be removed as a whole at any time. This ensures that all clamping bodies are in the correct position with respect to one another and to the race rings of the coupling, since the ready-to-install unit is put together in the manufacturing plant and does not need to be dismantled. Incorrect assembly of the clamp body, e.g. B. in that one or more are installed the wrong way round, an overrunning clutch could become ineffective.

Wie in Fig. 3 gezeigt, hat der Ring B einen rechteckigen Querschnitt; die Querschnittsgestalt könnte aber ohne Änderung der Funktion des Ringes auch anders sein (s. die Ringquerschnitte B 2, B 1 und B in Fig. 7 bis 9). Auch ist es nicht erforderlich, daß der i Ring einen vollen Querschnitt hat; er kann z. B. als Schraubenfederring B 3 ausgebildet sein (s. Fig. 4 und 5). As shown in Fig. 3 , the ring B has a rectangular cross section; the cross-sectional shape could, however, also be different without changing the function of the ring (see the ring cross-sections B 2, B 1 and B in FIGS. 7 to 9). It is also not necessary that the i ring has a full cross-section; he can z. B. be designed as a helical spring ring B 3 (see. Fig. 4 and 5).

Es kann vorteilhaft sein, die Klemmkörper gegenüber den Laufringen axial festzulegen. Dies kann i durch die in Fig. 6, 10 und 10A gezeigte Ausgestaltung erreicht werden, bei welcher der Stütz- und Führungsring nicht in sich geschlossen ist, sondern an einer Stelle seines Umfangs einen Stoß hat, der ein Vergrößern und Verkleinern des Durchmessers zuläßt. In Fig. 6 ist ein solcher radial federnder Ring B 4 gezeigt, der in eine ringförinige Nut I in dem inneren Laufring H einrastet. Die Stoßstelle des Ringes B 4 ist mit überlappenden Enden B 5 ausgebildet. Diese verhindern, daß sich eine Lücke im Ring bildet, wenn er beim Einrasten in die Nut I nicht auf seinen ursprünglichen Durchmesser zurückfedert.It can be advantageous to fix the clamping bodies axially with respect to the raceways. This can i through the in Fig. 6, 10 and configuration shown 10A are reached, in which the support and guide ring is not closed in itself, but at a point on its circumference an impact has, permits the enlarging and reducing the diameter. In Fig. 6 , such a radially resilient ring B 4 is shown, which engages in an annular groove I in the inner race H. The joint of the ring B 4 is formed with overlapping ends B 5 . These prevent a gap from forming in the ring if it does not spring back to its original diameter when it engages in the groove I.

Bei der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführung kann die den Stütz- und Führungsring bildende Schraubenfeder B 3 entweder nur als Halter für die Klemmkörper dienen oder sie kann auch gleichzeitig auf die Klemmkörper eine Kippkraft ausüben, die diese in Klemmbereitstellung hält. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, hat die den Ring B 3 aufnehmende Nut D 1 zu diesem Zweck einen geneigten Grund, so daß die Schraubenfeder B 3 nur rechts anliegt. Wenn die Schraubenfeder eine Vorspannung aufweist, die sie ausdehnen möchte, so hat sie das Bestreben, die Klemmkörper in Klemmstellung zu kippen. Gleichzeitig liegt der Schraubenfederring F 1 mit einer Vorspannung, die ihn zusammenziehen möchte, links an dem Grund der Nut E an und unterstützt auf diese Weise die Kippwirkung der Schraubenfeder B 3. In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5 , the helical spring B 3 forming the support and guide ring can either only serve as a holder for the clamping bodies or it can also simultaneously exert a tilting force on the clamping bodies that keeps them in the ready-to-clamp position. As shown in Fig. 4, the ring B 3 receiving groove D 1 has an inclined base for this purpose, so that the coil spring B 3 rests only on the right. If the helical spring has a preload that it would like to expand, it tends to tilt the clamping body into the clamping position. At the same time, the helical spring washer F 1 rests on the left side of the base of the groove E with a pretension that would like to pull it together and in this way supports the tilting effect of the helical spring B 3.

Der Stütz- und Führungsring B kann auch als NEttel benutzt werden, um die Klemmkörper in einem gewünschten gegenseitigen Abstand zu halten. Dies ist in den Fig. 11 bis 14A dargestellt. In den Fig. 11 und 11 A bilden nach außen gerichtete Vorsprünge J am Umfang des Ringes Schultern, die die Klemmkörper festlegen. Fig. 12 und 12A zeigen eine ähnliche Konstruktion mit einem größeren Abstand zwischen den Vorsprüngen J für den Fall, daß nur eine geringe Anzahl von Klemmkörpern zur Bildung des Klemmkörperkranzes gebraucht wird. In Fig. 13 und 13 A sind an gegenüberliegenden Seiten des Ringes Vorsprünge Jl und J2 ausgebildet. Bei Fig. 14 und 14A sind Vorsprünge Jl nur an einer Seite vorhanden. In jedem Fall hindern diese Schultern die Klemmkörper daran, eine unerwünschte Lage einzunehmen.The support and guide ring B can also be used as a NEttel to keep the clamping bodies at a desired mutual distance. This is shown in Figs. 11 to 14A. In FIGS. 11 and 11A , outwardly directed projections J form shoulders on the circumference of the ring which define the clamping bodies. 12 and 12A show a similar construction with a larger spacing between the projections J in the event that only a small number of clamping bodies are used to form the clamping body rim. In Figs. 13 and 13 A are on opposite sides of the ring projections Jl and J2 formed. In Figs. 14 and 14A, projections Jl are only present on one side. In any case, these shoulders prevent the clamping body from assuming an undesirable position.

Die oben beschriebenen Ausgestaltungseinzelheiten sind an sich unabhängig von der Klemmkörperform. In Fig. 1, 2 ist eine Ausführung dargestellt, bei der jeder Klemmkörper eine sich im wesentlichen radial erstreckende Seitenfläche C 1, eine gegenüberliegende dachförmige Seitenfläche mit abgerundetem Scheitel C 3 und radial sich gegenüberliegende, exzentrisch bogenförmige Klemmflächen C 4 und C 5 aufweist. Der Scheitel C 3 eines Klemmkörpers liegt je- weils an der Seite C 1 des benachbarten Klemmkörpers an.The design details described above are per se independent of the clamping body shape. In Fig. 1, 2 an embodiment is shown in which each clamping body has a substantially radially extending side surface C 1, an opposite roof-shaped side surface with a rounded apex C 3 and radially opposite, eccentrically curved clamping surfaces C 4 and C 5 . The apex C 3 of a clamp body is in each case on the side C 1 of the adjacent clamp body.

In Fig. 15 bis 18 ist eine abgewandelte Ausführung dargestellt, bei der zwischen den Klemmkörpern Rollen K liegen. Diese Rollen haben einen Durchmesser, der dem radialen Abstand zwischen dem äußeren und inneren Laufring G und H gleich ist, und dienen dazu, die Laufringe konzentrisch zueinander zu halten. In Fig. 15 sind fünf Rollen in gleichmäßigen Abständen angeordnet, die Anzahl kann aber auch größer oder kleiner sein. Jede Rolle hat in der NEtte eine ringförinige Nut K 1, die mit den Nuten D und E in den Klemmkörpern fluchtet. Diese Nut K 1 hat eine solche Tiefe, daß ihr Boden K 2 von dem Ring B sowie von dem Schraubenfederring F nicht berührt wird. Die Rollen können sich somit im Freilaufzustand der Kupplung in Berührung mit den Laufringen drehen und diese in konzentrischer Lage zueinander halten. Die Rollen lassen auch zu, daß die benachbarten Klemmkörper beim Ein- und Auskuppeln unbehindert in und außer Klemmstellung kippen können.A modified embodiment is shown in FIGS. 15 to 18 , in which rollers K are located between the clamping bodies. These rollers have a diameter equal to the radial distance between the outer and inner races G and H and are used to keep the races concentric with one another. In Fig. 15 , five rollers are evenly spaced, but the number can also be larger or smaller. Each roller has an annular groove K 1 in the NEtte, which is aligned with the grooves D and E in the sprags. This groove K 1 has such a depth that its bottom K 2 is not touched by the ring B and the helical spring ring F. In the freewheeling state of the clutch, the rollers can thus rotate in contact with the races and hold them in a concentric position to one another. The rollers also allow the adjacent clamping bodies to tilt freely into and out of the clamping position when coupling and uncoupling.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Clamping body ring for a one-way clutch, in which between two concentric circular cylindrical races abutting prismatic clamping bodies are tiltably arranged, which on one of their two clamping surfaces have a groove running in the circumferential direction of the ring with an inserted ring spring that tilts the clamping body in the coupling direction. characterized in that also in the other clamping surface (C4 or C5) of each clamping body (C) a groove (D or E) running in the circumferential direction of the rim with a support and guide ring (B) inserted therein is provided.

2. Clamping body rim according to claim 1, characterized in that the support and guide ring is a slotted, radially resilient ring (B 4) which can spring into an annular groove (I) of the adjacent race (H). 3. Clamping body rim according to claim 2, characterized in that the support and guide ring has ends (B 5) which overlap one another at the separation point in a manner known per se. 4. clamping body rim according to claim 1 to 3, characterized in that the support and guide ring is provided with projections (J, J 1, J 2) which hold the clamping body (C) in place. 5. sprag wreath according to claim 1 to 4, in which evenly distributed on the circumference between two sprags are rollers as rolling elements between the races to be coupled, characterized in that the rollers (K) each have an annular groove (K 1) , neither the bottom of which the support and guide ring (B) still touches the ring spring (F). Considered publications: Swiss Patent Specifications Nos. 259 550, 260 685; French Patent No. 605 153; British Patent Nos. 204 620, 235 716, 698 317; USA. Patent Nos. 2028876, 2268376, 2388424, 2 391 350, 2,570,290, 2,614,669.