DE1224997B

DE1224997B - Freewheel clutch with tiltable clamping bodies

Info

Publication number: DE1224997B
Application number: DEF28651A
Authority: DE
Inventors: Thaddeus Frank Zlotek
Original assignee: Formsprag Co
Current assignee: Formsprag Co
Priority date: 1958-06-09
Filing date: 1959-06-09
Publication date: 1966-09-15

Description

Freilaufkupplung mit kippbaren Klommkörpem # Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung mit zwei konzentrischen kreiszylindrischen Kupplungslaufringen und einem dazwischen angeordneten Kranz kippbarer Klenunkörper, die mit den beiden Laufringen zusammenwirkende gewölbte Klenunflächen sowie in Umfangsrichtung gewölbte Seitenflächen aufweisen, die an benachbarten Klemmkörpern anliegen.Overrunning clutch with tiltable cleat bodies # The invention relates relies on a one-way clutch with two concentric circular cylindrical clutch races and a wreath of tiltable Klenunbodies arranged between them, which are connected to the two Curved Klenun surfaces cooperating with races as well as curved in the circumferential direction Have side surfaces that bear against adjacent sprags.

Bei derartigen Freilaufkupplungen sind für die Kraftwirkungen am Klemmkörper - die Berührungspunkte des Klemmkörpers an den beiden Kupplungslaufringen und an Deng Nachbarklemmkörpern bzw. am Klemmkörperkäfig maßgebend. Wenn sich die in Umfangsrichtung weisende gewölbte Seitenfläche des Klenimkörpers am Nachbarklemmkörper im Anlagepunkt abstützt, übt die Feder ein Kippmoment auf den Klemmkörper aus, dessen Drehpunkt in diesem Anlagepunkt angenommen werden kann. Die Anpreßkräfte, die die Feder auf die Klemmkörper ausübt, werden dann ihrer Höhe nach von den Ab- ständen des genannten Anlagepunktes zu den beiden Berührungspunkten des Klemmkörpers am äußeren und inneren Kupplungslaufring bestimmt. Ist die Feder nach außen spannend, drückt sie die Klemmkörper an den äußeren Laufring an, und beim Kippen des Klemmkörpers wälzt sich dieser am Außenlaufring ab, wobei der Klemmkörper den Laufring im Wälzpunkt berührt. Am inneren Kupplungslaufring, welcher im Freilaufzustand an den Klemmkörpern vorbeigleitet, liegt der Klemmkörper ün Gleitpunkt an. Für eine sichere Mitnahme des Klemmkörpers durch den äußeren Laufring soll die Feder hinreichend stark bemessen sein, damit die Anpressung im Wälzpunkt genügend groß ist. Im Gleitpunkt jedoch soll die Anpressung nur so groß sein, daß bei Umkehr der Relativdrehrichtung der beiden Kupplungslaufringe mit Sicherheit das beabsichtigte Einkuppeln erfolgt. Die Anpressung soll aber nicht über ein Mindestmaß hinausgehen, damit im Freilaufbetrieb der Verschleiß gering bleibt.In freewheel clutches of this type, the force effects on the clamping body - the contact points of the clamping body on the two clutch races and on Deng neighboring clamping bodies or on the clamping body cage are decisive. When the curved side surface of the clamping body pointing in the circumferential direction is supported on the neighboring clamping body in the contact point, the spring exerts a tilting moment on the clamping body, the pivot point of which can be assumed at this contact point. The pressure forces exerted by the spring on the clamping bodies are then their amount of the intervals, said system point to the two contact points of the clamping body at the outer and inner clutch race determined. If the spring is stretched outwards, it presses the clamping body against the outer race, and when the clamping body is tilted, it rolls off the outer race, the clamping body touching the race at the rolling point. On the inner clutch race, which slides past the sprags in the freewheeling state, the sprag rests on a sliding point. For a secure entrainment of the clamping body through the outer race, the spring should be dimensioned sufficiently strong so that the contact pressure at the rolling point is sufficiently great. At the sliding point, however, the pressure should only be so great that when the relative direction of rotation of the two coupling races is reversed, the intended coupling takes place with certainty. The pressure should not go beyond a minimum, so that the wear remains low in freewheeling operation.

Diesen Forderungen wird man gemäß der Erfindung gerecht, indem die Entfernung zwischen dem Anlagepunkt der gewölbten Seitenfläche eines Klenunkörpers am Nachbarklemmkörper und dem Wälzpunkt des Klemmkörpers an dem einen Laufring, an welchem der Klemmkörper durch eine Feder in Anlage gehalten ist, kleiner als die Entfernung zwischen dem Anlagepunkt und dem Gleitpunkt des Klemmkörpers an dem anderen Laufring ist.These requirements are met according to the invention by the Distance between the contact point of the curved side surface of a Klenun body on the neighboring sprag and the rolling point of the sprag on one of the raceways, on which the clamping body is held in contact by a spring, smaller than the distance between the contact point and the sliding point of the clamp body on the another race is.

Diese Hebelarinungleichheit läßt sich je nach der Ausbildung der Freilaufkupplung durch Verlegung des Anlagepunktes im Zwischenraum zwischen den beiden Laufringen mehr nach außen oder mehr nach innen hin erreichen.This inequality of levers can be achieved, depending on the design of the overrunning clutch, by moving the contact point in the space between the two races more outwards or more inwards.

Die beschriebene Hebelarmungleichheit ist bei der bekannten Freilaufkupplung, von der die Erfindung ausgeht, nicht vorhanden, so daß bei der bekannten Kupplung beim Gleiten der Klemmkörper auf der dem Gleitpunkt zugeordneten Lauffläche keine verminderten Kräfte wie bei der Erfindung auftreten.The described lever arm imbalance is in the known overrunning clutch, from which the invention proceeds, does not exist, so that in the known coupling when the clamping bodies slide on the running surface assigned to the sliding point, none reduced forces occur as in the invention.

Darüber hinaus ergibt sich bei der Erfindung der weitere Vorteil, daß die Andrückkraft im Gleitpunkt trotz ihrer geringen Größe in der Lage ist, im Augenblick des überganges aus dem Freilauf- in den Kupplungszustand den Klemmkörper zu kippen, wobei sie die Reibung des Klemmkörpers am Nachbarklemmkörper im Anlagepunkt überwinden muß. Hierbei kommt ihr der große Abstand Anlagepunkt-Gleitpunkt als Hebelarm zustatten.In addition, the invention has the further advantage that the pressing force in the sliding point is able to, despite its small size, in the Moment of transition from the freewheel to the clutch state, the clamping body to tilt, with the friction of the clamping body on the neighboring clamping body in the contact point must overcome. The large distance between the contact point and the sliding point acts as a lever arm benefit.

Diese bei der Erfindung maßgebliche Ungleichheit der Abstände Anlagepunkt-Gleitpunkt und Anlagepunkt-Wälzpunkt ist zwar an sich bekannt, jedoch liegen bei der bekannten Fteilaufkupplung die Klemmkörper jeweils an zwei Punkten am Nachbarklemmkörper an, so daß nur für den einen Anlagepunkt die erfindungsgemäße Bemessung der Ab- stände vorliegt, für den anderen Anlagepunkt die Verhältnisse jedoch umgekehrt hegen, so daß keine mit der Erfindung vergleichbaren Wirkungen auftreten. Die Erfindung wird ira folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.This operative in the invention inequality of the distances contact point floating point and the contact point-pitch point is known per se, but the clamping bodies lie in the known Fteilaufkupplung each at two points on the neighboring clamp body, so that only for a contact point the design according to the invention the waste conditions exist, but for the other contact point the conditions are reversed, so that no effects comparable to the invention occur. The invention is explained in more detail in the following with reference to schematic drawings of two exemplary embodiments.

Fig. 1 und 2 sind Stimansicht und Seitenansicht eines Klemmkörpers gemäß der Erfindung; F i g. 3 zeigt einen Teil einer Freilaufkrupplung mit Klemmkörpern nach. F i g. 1 und 2; - F i g. 4 und 5 entsprechen den F i g. 1 bzw. 2, zeigen jedoch eine andere Form der- Klemmkörper, und Fig.6 ähnelt Fig.3 unter Verwendung von Klemmkörpem nach F i g. 4 und 5. Figures 1 and 2 are end and side views of a clamp body according to the invention; F i g. 3 shows part of a one-way clutch with sprags. F i g. 1 and 2; - F i g. 4 and 5 correspond to FIGS. 1 and 2, however, show a different shape of the clamping body, and FIG. 6 is similar to FIG. 3 with the use of clamping bodies according to FIG . 4 and 5.

Die KlemmkörperA haben in bekannter Weise exzentrische kreisbogenförmige Klemniflächen B und C, welche an kreiszylindrischen Laufflächen von Kupplungsringen J und K anliegen; ferner weisen sie geWölbte Seitehflächäh D und D' auf. Der Mittelpunkt D2 der Flächen D und D' liegt näher an der Fläche B als an der Fläche C, so. daß die Kreisbögen D und D' den Kreisbogen B schneiden. Im übrigen ist der Klemmkörper von geringerer Breite und -weist. gemäß, Fi g. 1 parallele Seitenflächen E unä> 17 - Wuf. -Dü # Mittelpunkt Bl-' der gekrümmten Klemmfläche B befindet sich nahe beim, Schwerpunkt-G des Qgers.chnitts. Die Fläche.C kann sich aus zwei tängential irieihander übergehenden Kurven,ü- , und'C*2 zu'sä,illmensetzen, deren Krümmungsmittelpunkte mit-H- und Hl bezeichnet sind. Jeder Klemmkörper wird als Abschnitt von einer Profilstange hergestellt und an seinen Stimseiten mit Aussparungen1 und I' zum Einlegen von Schlauchfedern L versehen.The clamping bodies A have, in a known manner, eccentric circular arc-shaped clamping surfaces B and C, which rest on circular cylindrical running surfaces of coupling rings J and K; they also have curved side surfaces D and D '. The center point D2 of the areas D and D 'is closer to the area B than to the area C, see above. that the circular arcs D and D 'intersect the circular arc B. In addition, the clamping body is of a smaller width and has a smaller width. according to Fig. 1 parallel side surfaces E and 17 - Wuf. -Dü # center point Bl- 'of the curved clamping surface B is close to the center of gravity-G of the Qgers.ch section. The Fläche.C can, UI of two tängential irieihander transitioning curves und'C * zu'sä 2, illmensetzen whose centers of curvature are designated H and Hl. Each clamping body is produced as a section of a profile rod and provided with cutouts 1 and I 'on its front sides for inserting tube springs L.

Wie F i g. 3 zeigt, stehen die gewölbten Seitenflächen D und D' einander benachbarter Klemmkörper in Berührung. J ist bei dieser Kupplungsbauform * der' äußere Kupplungslaufring, K bezeichnet den *inneren Kupplungslaufring. Die Federn L stützen sich an den Aussparungen I und I' außen ab, um den Ydemmkörper so vorzuspannen, daß -er bestrebt i #t"entgegen in Phrzeigers-inn zu Kappen und am K plungslau#ng J anzuliegen.. Wenn der Kupplüngslaufrhig f der freibende* T'eil ist, rückt die Freilaufkupplung ein, wenn siqh der Kupplungslaufring 1 gegenüber den KI.e Örpe, entgegen dem Uhrzeigersinnn dreht, sie rückt aus, wenn die I#iehung des Kuppl#Ügsl.auf#ingsi in der entgegengesetzten Richtuik- erfolgt. Das Ausrücken kann entweder dadurch herbeigeführtwerden, daß sich die Dreluichtung -des Kupplungslaufrings J umkehrt, oder dadurch, daß,sich die Dr#ligeschwindigkeit verräffidert, so daß der andere Kupplungslaufring K infolge seines Beharrungsvermögens voreilt. Im 18tzteren Falle wird zwischen dem überholenden gupplungslaufring K und den Klem'mkörpern infolge des Drucks der Vorspannfeder Reibüng auftreten; dÜßerdem tritt beim Kippen der Klemmkörper Reibung zwischen den sich berührenden FlächenD und DI- auf.Like F i g. 3 shows that the curved side surfaces D and D 'of adjacent clamping bodies are in contact. J is in this clutch design the * 'outer clutch race K * denotes the inner clutch race. The springs L are supported on the recesses I and I 'from the outside to bias the Ydemmkörper so that -er strives i #t "to abut against in Phrzeigers-inn to caps and the K plungslau # ng J .. If the Kupplüngslaufrhig f is the free part, the overrunning clutch engages when the clutch running ring 1 rotates counterclockwise with respect to the clutch ring, it disengages when the clutch clutch is rotated in the opposite direction The disengagement can either be brought about by the fact that the direction of rotation of the clutch race J is reversed, or by the fact that the drive speed increases so that the other clutch race K leads as a result of its inertia Overtaking clutch bearing ring K and the clamping bodies occur due to the pressure of the preload spring; there is also friction between the contacting surfaces D and DI- when the clamping bodies are tilted.

'; Die Anlagep#unkte P zwischen den Flächen D und D' benachbarter Klemmkörper ;sind als Drehpunkte von Hebeln aufzufassen, deren, Arme sich in entgegengesetzten Richtungen zu den Berührungspunkten W und. Z an den K- upplungslaufringen J und K erstrecken. Wenn die7 Flächen D und D' mittig zwischen den Laufflächen vorgesehen würden, wären diese Hebelarme gleich lang. Sind sie aber ;wie in F i g. 1 und 3 nach außen# verlagert, so erstr.edk,t sich vom Anlagepunkt P ein kurzer Hebelarm zum Wälzpunkt W an der äußeren Lauffläche J und ein längerer Arm zum Gleitpunkt Z an der inneren Lauffläche K, Infolgedessen ist der Druck des Klemmkörpers gegen die innere Lauffläche klein, so daß die Reibung und der Verschleiß im Gleitpunkt Z gering sind.'; The contact points P between the surfaces D and D 'of adjacent clamping bodies are to be understood as pivot points of levers, the arms of which extend in opposite directions to the contact points W and. Z on the J and K clutch races extend. If the 7 surfaces D and D 'were provided centrally between the running surfaces, these lever arms would be of the same length. But if they are; as in Fig. 1 and 3 shifted outwards #, so erstr.edk, t there is a short lever arm from the contact point P to the rolling point W on the outer running surface J and a longer arm to the sliding point Z on the inner running surface K, as a result of which the pressure of the clamping body is against the inner running surface small, so that friction and wear at sliding point Z are low.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 bis 6 sind die gewölbten Seitenflächen D3 und D4 in der Nähe des inneren Kupplungslaufrings angeordnet; deshalb ist in diesem Fall der Innenring mit J und der Außenring mit K bezeichnet. Im übrigen ist die Querschnittsform eine geometrische Umkehrung zuder Form nach F i g. 1 bis 3. In the embodiment according to FIG. 4 to 6 , the curved side surfaces D3 and D4 are arranged in the vicinity of the clutch inner race; therefore, in this case, the inner ring is designated with J and the outer ring with K. Incidentally, the cross-sectional shape is a geometric inversion of the shape according to FIG . 1 to 3.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf solche Freilaufkupplungen, bei denen sich die in Unifangsrichtung weisenden Seitenflächen der Xleinnikörper unmittelbar berühren. Aber auch bei solchen Kupplungen, bei denen die genannten Seitenflächen an axialen Stege - n eines Klemmkörperkäfigs anliegen, können die geometrischen Verhältnisse nach der Erfindung eingehalten werden und führen dann ebenfalls zu dem geschilderten vorteilhaften Ergebnis, nämlich geringem Verschleiß im Freilaufbetrieb.The above description relates to such overrunning clutches in which the side surfaces of the xlinic bodies pointing in the direction of the uni contact each other directly. However, even with such couplings in which the said side surfaces at axial ribs - bear against a clamping body cage n, the geometric relationships can be met according to the invention and then also lead to the described advantageous result, namely low wear in the freewheeling operation.

Claims

Claims: 1. Overrunning clutch with two concentric circular cylindrical, rischen clutch races and a ring arranged between tiltable 'Xlemmkörper which co-operate with the two races have curved clamping surfaces as well as curved in the circumferential direction, the adjacent -en clamping bodies, characterized in that the Distance between the contact point (P) of the curved side surface (D, D ') of a clamping body on the neighboring clamping body and the rolling point (W) of the clamping body on the one run (J) on which the clamping body is held in contact by a spring (L) , is smaller than the distance between the contact point (P) and the sliding point (Z) of the clamping body on the other race (K).

2. One- way clutch according to claim 1, characterized in that the centers of the curved side surfaces (D, D ') coincide at a point (D2) which is at a good distance from the center of gravity (G) in the direction of the side surfaces (D, D ') adjacent clamping surface (B) is arranged. - Publications under consideration: - French patent specification No. 1 049 731; British Patent No. 783 222; U.S. Patent No. 2,638,195.