DE1160240B - Freilaufkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung, bestehend aus koaxial ineinander angeordneten Kupplungshälften mit Klemmflächen und dazwischen angeordneten Klemmkörpern, die im Freilaufbetrieb durch einen Schmiermittelstrahl von der Klemmfläche der voreilenden Kupplungshälfte abgehoben werden, wobei das Schmiermittel durch Bohrungen der inneren Kupplungshälfte zugeführt wird, und ist besonders vorteilhaft anwendbar bei einer hoch belastbaren Klemmrollenfreilaufkupplung.

Bei bekannten Freilaufkupplungen werden die zwischen dem Primär- und dem Sekundärteil angeordneten Klemmkörper mittels Federn in ihre Eingriffstellung gedrückt. Beim Überholvorgang tritt zwischen dem einen Kupplungsteil und den Klemmkörpern infolge der auf diese einwirkenden Federkraft und der Fliehkräfte Reibung auf. Die Reibkräfte, die insbesondere bei hohen Überholgeschwindigkeiten und lang andauerndem Überholbetrieb wirksam werden, verursachen Verschleiß und führen zu Beschädigungen der Klemmkörper und der Klemmflächen. Dadurch können Betriebsstörungen an der mit einer solchen Freilaufkupplung ausgestatteten Maschine vorkommen.

Des weiteren ist bei einer Überholkupplung mit zwischen zwei Laufringen angeordneten Klemmkörpern, die in Aussparungen eines Käfigs geführt sind, zur Verminderung der Reibung bekannt, den Aussparungen Drucköl zuzuführen. Durch diese zusätzliche Schmierung wird zwar Reibverschleiß verhindert, jedoch treten wegen der konstanten Zuführung des Schmiermittels andere Schwierigkeiten dadurch auf, daß beim Übergang aus dem Freilaufbetrieb in den Kupplungszustand die Klemmwirkung nicht zuverlässig eintritt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Freilaufkupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ohne großen Bauaufwand das Schmiermittel in Abhängigkeit von der Differenzdrehzahl der Kupplungshälften den Reibflächen zugeführt wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Schmiermittel von einer zur Kupplung koaxialen Kapselpumpe gefördert wird und daß das Pumpengehäuse mit der einen Kupplungshälfte, der Rotor der Pumpe mit der anderen Kupplungshälfte drehfest verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird erreicht, daß sich bei einer Freilaufkupplung in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehzahldifferenz zwischen dem überholenden Teil und den Klemmkörpern ein Schmierkeil ausbildet, durch den die Reibung verringert und eine Beschädigung der aneinander reibenden Freilaufkupplung

Anmelder:

Zahnradfabrik Friedrichshafen

Aktiengesellschaft,

Friedrichshafen

Willi Schacher, Friedrichshafen,
ist als Erfinder genannt worden

Flächen vermieden wird. Der Druck des Schmiermittels ist aber dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführung der Rotor und das Gehäuse einer Kapselpumpe mit den beiden Kupplungshälften verbunden sind, unmittelbar von der Drehzahldifferenz abhängig. Dies bewirkt, daß die von dem Schmiermittelstrom auf die Klemmkörper im Sinne eines Lösens oder Abhebens ausgeübte Kraft um so größer wird, je höher die Drehzahldifferenz ist. Im Augenblick des Fassens der Klemmkörper ist die Drehzahldifferenz Null, d. h., die Pumpe fördert kein Schmiermittel, so daß die Klemmwirkung sicher eintreten kann.

Zur Verstärkung der durch den Schmiermittelstrom auf die Klemmkörper ausgeübten Abhebekraft im Freilaufbetrieb ist es vorteilhaft, den von der Pumpe geförderten, in Bohrungen geleiteten Schmiermittelstrom etwa tangential zwischen die Klemmflächen der voreilenden Kupplungshälfte und der Klemmkörper zu richten. Außerdem kann das Schmiermittel aus dem Raum zwischen den Kupplungsklemmflächen in einem die Kupplung umschließenden Behälter gesammelt und von dort zur Saugseite der Kapselpumpe zurückgeleitet werden.

Bei einer Freilaufkupplung mit mehreren axial nebeneinanderliegenden Klemmkörperkränzen ist es

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zweckmäßig, den Klemmkörpern Schmiermittelaustrittsöffnungen zuzuordnen, die über axial verlaufende Verteilerbohrungen aus radialen Schmiermittelbohrungen gespeist werden.

An Hand eines Ausführungsbeispiels ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Teil einer mit einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung versehenen Antriebseinrichtung im Axialschnitt und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Mit 2 ist in den Fig. 1 und 2 der innere und mit 3 der äußere Teil einer Freilaufkupplung bezeichnet. Zwischen den Teilen 2, 3 sind in bekannter Weise Klemmkörper Sa, Sb, Sc angeordnet. Der innere Teil 2 trägt die schrägen Klemmflächen 6 und die auf die Klemmkörper 5a, Sb, Sc einwirkenden Federn8 und ist mit einer Welle 10 verbunden, während der Teil 3 auf einer koaxial zu dieser angeordneten Welle 11 drehfest gelagert ist. Die Welle 10 kann an eine nicht dargestellte Antriebsmaschine angeschlossen sein, indessen die Welle 11 über Zahnräder 13 bzw. 14 mit der nicht gezeigten Abtriebswelle in Verbindung steht.

In einer Ausnehmung 15 der Welle 10 ist eine Kapselpumpe, bestehend aus einem Pumpenaußenteil 16 und einem in dieses eingreifenden Rotor 17, eingesetzt. Der Außenteil 16 bewegt sich bei einer Relativbewegung der Primär- und Sekundärteile 2, 3 der Freilaufkupplung in einem Exzenter 19, der fest mit dem Primärteil 2 bzw. mit der Welle 10 verbunden ist, während der Rotor 17 über ein hohl ausgebildetes, teilweise in die Welle 10 hineinragendes Wellenstück 21 und einen Flansch 23 mit dem äußeren Teil 3 der Freilaufkupplung bzw. mit der Welle 11 in Verbindung steht. Das hohle Wellenstück 21 dient gleichzeitig als Schmiermittelzuführstutzen, an den eine von einem die Freilaufkupplung umschließenden Behälter 41 kommende Zuführungsleitung 25 angeschlossen ist. Als Saugkammer für die Kapselpumpe 16, 17 ist ein Raum 28 vorgesehen, der über Öffnungen 29 im Wellenstück 21 mit der Zuführungsleitung 25 verbunden ist. Der die Kapselpumpe 16, 17 aufnehmende Raum 30 im Inneren der Welle 10 bzw. des Kupplungsteiles 2 ist durch einen eingeschraubten Deckel 31 abgeschlossen und bildet die Druckkammer der Pumpe.

An dem zur Führung der Klemmkörper 5 a, 5 b, S c dienenden und die Klemmflächen 6 aufweisenden Primärteil 2 der Freilaufkupplung sind quer zur Umfangsrichtung verlaufende und etwa radial gerichtete Vorsprünge 33 vorgesehen, die sich bis in die Nähe der zylindrischen Innenfläche des Teiles 3 erstrecken. Der Teil 2 und die Vorsprünge 33 weisen annähernd radial gerichtete und mit der Druckkammer 30 der Kapselpumpe 16, 17 in Verbindung stehende Kanäle 34 auf. Jeder der Kanäle hat eine Ausströmöffnung36a, 36b, 36c, die auf die Berührungsstellen zwischen den Klemmkörpern 5 a, Sb, 5 c und dem Teil 3 der Freilaufkupplung gerichtet sind. In vorteilhafter Weise sind die Öffnungen 36 a, 36 b und 36 c in Richtung der Bewegung des überholenden, d. h. des im Freilaufbetrieb voreilenden Kupplungsteiles angeordnet.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei axial nebeneinanderliegende Kränze von Klemmkörpern 5a, Sb, Sc vorhanden, so daß auch eine entsprechende Anzahl Ausströmöffnungen 36 α, 36 b, 36 c erforderlich ist. Um allen Ausströmöffnungen Schmiermittel zuführen zu können, sind im Primärteil 2 in Richtung der Vorsprünge 33 verlaufende Verbindungskanäle 39 vorgesehen, in die die radialen Kanäle 34 münden und die die beschriebenen Ausströmöffnungen aufweisen. Das zugeführte Schmiermittel kann über Öffnungen 40 im äußeren Kupplungsteil 3 in den Behälter 41 zurückfließen.

Für den Fall, daß die erfindungsgemäße Pumpenschmierung bei einer Freilaufkupplung mit kreiszylindrischem Kupplungsinnenteil angewandt werden soll, bei der also der äußere Teil zur Führung der Klemmkörper dient und die Klemmflächen aufweist, ist es erforderlich, die Ausströmöffnungen des· Schmiermittels auf die Berührungsstellen zwischen den Klemmkörpern und den gegenüber diesen eine Relativbewegung ausführenden inneren Teil zu richten.

Tritt zwischen den Wellen 10, 11 eine Drehzahldifferenz auf, durch die die Freilaufkupplung eingekuppelt wird, so überholt der äußere Teil 3 den die Klemmkörper 5a, Sb, Sc führenden Teil 2. Dadurch wird die Kapselpumpe 16, 17 in Tätigkeit gesetzt, die das Schmiermittel über die radialen Kanäle 34 und deren Ausströmöffnungen 36 a, 36 b, 36 c mit einem der Relativbewegung entsprechenden Druck gegen die Berührungsstellen zwischen den Klemmkörpern 5 a, Sb, 5 c und dem Freilaufteil 3 preßt. Der Druck, mit dem das Schmiermittel gegen die Berührungsstellen geschleudert wird, erhöht sich dabei mit zunehmender Drehzahldifferenz. In der Einkuppelphase, wenn die Klemmkörper in die Klemmstellung übergehen, ist die Drehzahldifferenz der Kupplungsteile 2, 3 Null; es wird also kein Schmiermittel gefördert, so daß die Klemmkörper zu fassen vermögen und ein Durchrutschen vermieden wird.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Freilaufkupplung, bestehend aus koaxial ineinander angeordneten Kupplungshälften mit Klemmflächen und dazwischen angeordneten Klemmkörpern, die im Freilaufbetrieb durch einen Schmiermittelstrahl von der Klemmfläche der voreilenden Kupplungshälfte abgehoben sind, wobei das Schmiermittel durch Bohrungen der inneren Kupplungshälfte zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel von einer zur Kupplung koaxialen Kapselpumpe gefördert ist und daß das Pumpengehäuse (16) mit der einen Kupplungshälfte (2), der Rotor (17) der Pumpe mit der anderen Kupplungshälfte (3) drehfest verbunden ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Pumpe geförderte, in Bohrungen (34, 39, 36) geleitete Schmiermittelstrom etwa tangential zwischen die Klemmflächen der voreilenden Kupplungshälfte (3) und der Klemmkörper (5 a, 5 b, 5 c) gerichtet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel aus dem Raum zwischen den Kupplungsklemmflächen in einem die Kupplung umschließenden Behälter (41) gesammelt und von dort zur Saugseite der Kapselpumpe (16, 17) zurückgeleitet ist.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit mehreren axial nebeneinanderliegenden

Klemmkörperkränzen, dadurch gekennzeichnet, daß den Klemmkörpern (5a, Sb, Sc) Schmiermittelaustrittsöifnungen (36 a, 36 b, 36 c) zugeordnet sind, welche über axial verlaufende Verteilerbohrungen (39) aus radialen Schmiermittelbohrungen (34) gespeist sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 290 953, 700834, 844542, 850100;
britische Patentschrift Nr. 805 441; französische Patentschrift Nr. 1087165; Der Maschinenmarkt, vom 14. 8.1959, S. 21.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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