CN105264253B - 轴套式自由轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴套式自由轮，其具有轴套以及由轻金属构成的壳体，轴套具有设置在内圆周上的卡夹坡面和多个滚针或滚子形的配属于卡夹坡面的卡夹体，轴套容纳在壳体中，其中，轴套(2)具有径向凸缘(11)，在径向凸缘上设置有至少一个径向凸起部(12)，在径向凸起部上构造有轴向凸起的倒钩(16)，并且在壳体(8)的内圆周上设置有多个径向向内凸起的、以绕圆周分布的方式布置的止挡区段(24)，其中，在装配位置中，在两个止挡区段(24)之间容纳有径向凸起部(12)，其中，在径向凸缘(11)以具有倒钩(16)的侧(15)所靠置的壳体凸肩(25)与止挡区段(24)之间构造有槽(26)，在径向凸起部(12)贴靠在止挡区段(24)上时的装配位置中，径向凸缘(11)利用钩锁在壳体凸肩(25)上的倒钩(16)地以卡夹方式保持在槽中。

Description

轴套式自由轮

技术领域

本发明涉及一种轴套式自由轮，其具有轴套以及由轻金属构成的壳体，轴套具有设置在内圆周上的卡夹坡面和多个滚针或滚子形的配属于卡夹坡面的卡夹体；轴套容纳在壳体中。

背景技术

自由轮是一种切换方向的离合器，其用在各种各样的应用领域中，以便在负载情况发生改变时使一部分传动系脱离转动运动。在机械制造中，使用示例例如是用作逆转锁止器或超越离合器。此外，所公知的示例在机动车领域中用作启动机自由轮，在这种情况下，自由轮同样用作超越离合器。这种自由轮例如由DE 10 2008 021 960 A1公知。

这种自由轮包括形成外圈的轴套，在轴套的内表面上实施有卡夹坡面轮廓，通常是滚子或滚针的卡夹体在卡夹坡面上运转。在此，轴套与轴或壳体固定连接，这在迄今所公知的自由轮中始终需要使用附加的如螺栓、支撑圈或类似物那样的机械元件。尤其是在自由轮的轴套与由轻金属构成的壳体(这在逐渐减少重量方面越来越普遍)连接时，强制性地必须有附加的如支撑圈或螺栓那样的机械元件，这是因为否则就会在有施加的转矩以及所使用的材料有非常不同的膨胀系数的情况下由于自由轮的轴套的可能的弹性变形引发问题。因此，实施这种具有轻金属壳体的轴套式自由轮是相对昂贵的。

发明内容

因此，基于该问题本发明提出了一种轴套式自由轮，其在设计简单的情况下能够实现与壳体的可靠连接。

为了解决该问题，在开头提到的类型的轴套式自由轮中根据本发明设置：轴套具有径向凸缘，在径向凸缘上设置有至少一个径向凸起部，在径向凸起部上构造有轴向凸起的倒钩，并且在壳体的内圆周上设置有多个径向向内凸起的、以绕圆周分布的方式布置的止挡区段，其中，在装配位置中，在两个止挡区段之间容纳有径向凸起部，其中，在径向凸缘以具有倒钩的那侧所靠置的壳体凸肩与止挡区段之间构造有槽，在径向凸起部贴靠在止挡区段上时的装配位置中，径向凸缘利用钩锁在壳体凸肩上的倒钩以卡夹方式保持在槽中。

根据本发明的自由轮在壳体与轴套之间设置纯粹的机械式的卡夹连接，其能够实现两个部件在两个方向，也就是锁止方向和自由运转方向上的可靠且抗相对转动(drehfest)的连接。为此目的，在轴套的径向凸缘上根据本发明设置有至少一个、优选多个、例如六个径向凸起部，该径向凸起部或若干个径向凸起部整体式地径向延伸超过轴套的圆周。在该径向凸起部或至少一个径向凸起部上构造有轴向凸起的倒钩，其中，“倒钩”被理解为有能力与对应支承面进行“抓扣”的全部几何结构的造型。

壳体本身具有多个在其柱体形的内圆周上向内凸起的止挡区段。这些止挡区段在数量和布置方面如下这样地定位，即，在将自由轮置入到壳体中时，一个径向凸起部或多个径向凸起部分别在两个相邻的止挡区段之间作用。止挡区段相邻于径向向内拉伸的壳体凸肩，该壳体凸肩在置入自由轮时用作移入限制部，但其也适用于如下核心功能，即，形成用于径向凸起部或者说径向凸缘的对应支承部并且同时也形成用于倒钩的“抓扣表面”。为了能够实现这一点，在每个止挡区段与壳体凸肩之间构造有槽，当自由轮或者轴套在通过轴向插入来进行置入之后地扭转到装配位置中时，径向凸缘以区段的方式导入到该槽中，这需要转动少许角度。在此，径向凸缘以区段的方式导入到槽中。径向凸缘利用其一侧作用到由止挡区段形成的上部的槽侧面上，径向凸缘利用另一侧靠置在壳体凸肩上。通过扭转和径向凸缘或者说径向凸起部结合支承部的相应的几何设计，在此发生径向凸缘卡夹在槽中，这又导致了倒钩在壳体凸肩弹性或塑性变形的情况下钩锁在该壳体凸肩中。当将轴套扭转直到一个或多个径向凸起部以各自的止挡面贴靠在壳体的各相邻的止挡区段上时，则达到装配位置。在该装配位置中，两个构件，也就是轴套和壳体彼此固定连接，从而沿锁止方向和自由运转方向不可能有相对运动。因为沿锁止方向，自由轮经由一个径向凸起部或若干个径向凸起部的相应的止挡面对着壳体的止挡区段进行挤压，由此阻止了相对运动。在自由轮运行中，倒钩和其在壳体凸肩中的抓扣部又抵抗了相对运动。

因此显而易见地，在根据本发明的轴套式自由轮中设置自由轮以在两个方向上固定的方式纯粹地卡夹固定在壳体中，为此不需要唯一的附加的如螺栓或支撑圈或类似物的装配构件。

一个径向凸起部作为沿转入方向的止挡限制部已经是足够的，优选的是，设置有多个径向凸起部，从而得到多重止挡。

虽然原则上唯一的倒钩已经是足够的，只要该倒钩足够牢固地钩锁在壳体凸肩中，但适宜的是，在优选是等距地分布的多个径向凸起部上分别构造有倒钩，其中，在装配位置中，相应的倒钩钩锁在壳体凸肩上。

也就是说，因此，经由多个倒钩逐点地得到了多个“钩入位置”，这些钩入位置结合径向凸缘在槽区域中的卡夹而承担了可靠的固定。如果例如设置有六个径向凸起部，那么可以在所有径向凸起部上成形出倒钩，但也可想到的是，仅在每两个径向凸起部中的一个上设置倒钩。

如所描述的那样，“倒钩”被理解为从径向凸起部面的平面中凸起的所有几何结构的造型。适宜的是，一个倒钩或若干个倒钩实施有钩尖部或钩棱边，其相对于相邻的径向凸起部的相应止挡面的取向是相反地指向的。也就是说，每个倒钩也具有受限定的“钩锁方向”，在倒钩中，钩尖部或钩棱边在几何结构上相应地实施，并且在一定程度上与由相邻的径向凸起部的端面形成的止挡面相反地指向。以该方式可以实现与转入方向相反的方向受限定的钩锁，从而设计出经由相应的径向凸起部在一个转动方向上受限定的止挡部，并且设计出经由一个倒钩或若干个倒钩在另一转动方向上受限定的“抓扣部”。

如所描述的那样，为了引起一个倒钩或若干个倒钩在壳体凸肩中的“抓扣”，径向凸缘在转入到装配位置中的情况下卡夹在槽或者说各个槽区段中。也就是说，倒钩的尖部距径向凸起部在另外的凸起部侧上的面的轴向间距略大于壳体凸肩与止挡区段的下棱边之间的间距，也就是槽高度。覆盖在此以如下方式选择，即，倒钩使壳体材料，也就是如铝那样的轻金属材料在装配时不仅弹性地而且还塑性地变形。现在为了以简单方式实现该卡夹，以适宜的方式，在径向凸缘上与相应的径向凸起部相邻地实施有坡面形的卡夹区段，其在转入运动期间导入到相应的槽中的情况下从下方嵌接相应的止挡区段。如果自由轮的轴套在置入之后扭转了较小的角度到装配位置中，那么此时坡面形的卡夹区段就以如下方式导入到相应的槽中，或者说碰触到槽侧面上，即，在继续扭转的情况下，径向凸缘卡夹在槽中，并且从轴向上来看对着壳体凸肩挤压，其中，一个倒钩或若干个倒钩使壳体凸肩或者说壳体材料变形并且对其进行抓扣。

为了能够以简单的方式实现将轴套扭转到装配位置中，在径向凸缘上或者在一个或多个径向凸起部上设置有容纳部或者贯穿部用以安置装配工具，利用其使得轴套在置入到壳体中之后转动到装配位置中。最简单的是，相应的贯穿部以钻孔的形式优选实施在径向凸起部中，装配工具的相应的栓柱可以置入到钻孔中。

在此，以适宜的方式设置有偶数数量的径向凸起部，其中，在径向凸起部上交替地设置有倒钩和容纳部或贯穿部。如果例如使用六个径向凸起部，那么在第一、第三和第五径向凸起部上设置有倒钩，而在第二、第四和第六径向凸起部上构造出用于安置装配工具的贯穿部。显然地，也可以设置有少于或多于六个的凸起部，具体的设计方案最后要依赖于所要确定尺寸的自由轮的大小。

适宜的是，轴套自身是板材构件，优选是钢板构件，在板材构件上通过压印或冲制构造出倒钩和必要时的坡面形的卡夹区段以及用于安置装配工具的容纳部或贯穿部。金属板材可以以相对简单的方式且形状精确地通过深冲或类似工艺变形，其中，在该过程期间同时可以构造出相应的、相互作用的或者说主要的组件，亦即一个倒钩或若干个倒钩以及(如果设置的话)坡面形的卡夹区段和贯穿部等。适宜的是，壳体自身由铝构成，但也可以由其他轻金属或者相应的合金制成。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面详细描述。其中：

图1示出在组装轴套与壳体之前的根据本发明的轴套式自由轮的视图；

图2示出自由轮轴套的立体图；

图3从下方示出图2的自由轮轴套的立体图；

图4示出在倒钩的区域中具有经剖开示出的径向凸起部的轴套的图示；

图5示出轻金属壳体的立体图；

图6示出图5的壳体的剖视图；

图7示出利用待安置的装配工具的置入到壳体中的自由轮；

图8示出在置入之后并且在扭转到装配位置前的具有已置入的自由轮的壳体的俯视图；

图9示出在扭转到装配位置之后的图8的设施；

图10示出以第一剖开平面穿过图9的设施的剖视图；并且

图11示出以第二剖开平面穿过图9的设施的剖视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的轴套式自由轮1，其包括轴套2，轴套在其内壁处具有包括多个卡夹坡面3的轮廓，给卡夹坡面分别配属了形式为滚子4的卡夹体，卡夹体经由弹簧6容纳在保持架7中。根据转动方向或者说情况而定，滚子4在卡夹坡面3上运转，并且在锁止方向上占据卡夹位置，而在自由运转方向占据松开位置。这种自由轮设施的原则上的结构是充分公知的。

此外，轴套式自由轮包括由轻金属，例如铝构成的壳体8，其基本上是柱体形的形状，并且用于容纳轴套2。涉及到壳体的内壁区域中的结构化，基本上与轴套2的径向几何结构互补地实施，随后将对此进行阐述。

像尤其是图2示出的那样，轴套2具有向内取向的下部的径向凸缘9，在装配位置中，保持架7安装在下部的径向凸缘上。像实施的那样，轴向延伸的轴套区段10配设有卡夹坡面轮廓。径向凸缘11与该轴套区段连接，径向凸缘在所示实施例中具有六个径向凸起部12，其与轴套区段10正交。每个径向凸起部12经由相应的凹部13与相邻的径向凸起部间隔开。每个凹部13在一侧经由每个径向凸缘12的止挡面14界定。止挡面14与壳体侧的止挡区段共同作用，随后将对此进行阐述。

此外，在示出的示例中，在三个径向凸缘12上，在其相应的下侧15上成形有倒钩16，倒钩通过相应的、在对置的径向凸起侧引入的压印部17结合模具成形。每个倒钩16具有长形的倒钩棱边18，倒钩16经由倒钩棱边在壳体侧进行抓扣用来使轴套2固定在壳体8中，随后还将对此进行阐述。

在相应其他的径向凸起部12上分别构造有贯穿部19，其同样在制造轴套时构成，轴套是通过深冲结合相应的压印或冲制加工制成钢板构件。贯穿部19用于容纳或者说安置装配工具，装配工具用于将轴套2在壳体8中转动到装配位置中，随后同样还将对此进行阐述。

此外像图2示出的那样，在径向凸缘11的上侧20处，在相应的凹部13的区域中构造有坡面形的卡夹区段21，也就是相对于凸缘上侧20倾斜地或坡面形地延伸的区段。尤其是参见图4地，其在那里通到下方嵌接区段或卡夹区段22中，其在装配位置中从下方嵌接壳体8上的止挡区段，随后还将对此进行阐述。与径向凸缘11在凹部13的区域中的其他区域相比，坡面形的卡夹区段21也略径向向外地拉伸，因此，轴套2可以置入到壳体8中，并且径向凸缘11可以从壳体8的止挡区段旁边经过地受引导。

如由图4中获知的那样，倒钩16以其倒钩棱边18最大限度地从径向凸起部12的平面15延伸出来，从而总体上在倒钩棱边18与径向凸缘的表面20之间得到了高度h1。由此，由于高度h1略大于在壳体侧设置的槽的高度h2，所以会发生卡夹固定，随后还将对此进行阐述。

图5示出了轻金属壳体8的立体图。在示出的示例中，在其柱体形的内圆周23上与径向凸起部12的数量相应地同样构造有六个止挡区段24，它们整体式地径向向内地延伸。在止挡区段的下端部的过渡为径向向内拉伸的壳体凸肩25的区域中设置有凹口用来形成槽26，从而槽26因此(从轴向上来看)构造在壳体凸肩25与止挡区段24的平行的上方的面之间。从径向上来看，槽通过止挡区段在凹口的区域中的径向面界定。从周向上来看，每个止挡区段24同样具有相应的止挡面27，其与径向凸起部12的相应的止挡面14共同作用。

根据图6的剖视图示出了槽26的高度h2。高度h2略小于径向凸缘上的高度h1，从而在原则上可以实现卡夹。

图7示出了在装配期间的轴套式自由轮1的视图。显而易见地，已经设置有装备了滚子4和弹簧6的保持架7的轴套2置入到了壳体8中，其中，径向凸起部12分别嵌接到壳体8的两个止挡区段24之间的中间空间中，或者说壳体8的相应的止挡区段24嵌接到径向凸缘11上的凹部13中。因此，在壳体以及径向凸缘上实现了形状互补的几何结构。

此外示出了装配工具28，其在所示示例中具有三个嵌接栓柱29，嵌接栓柱导入到相应的径向凸起部12上的贯穿部19中，从而得到抗相对转动的连接。在插入之后，轴套2可以借助装配工具28扭转到最终装配位置中。

图8示出了图7的设施的俯视图，而没有示出装配工具28，也就是说，该附图示出了在被带到本来的装配位置中之前在壳体8中的置入位置中的已装备的轴套2。显而易见地，径向凸起部12分别位于两个止挡区段24之间。径向凸起部12的止挡面14还远离止挡区段的止挡面27。径向凸起部12的各个坡面形的卡夹区段21也远离于每个卡夹区段21的相应的槽26。径向凸缘11在除了卡夹区段21之外的凹部13的区域中的直径略小于卡夹区段21中的直径地实施，从而径向凸缘可以轴向地沿着止挡区段24置入。

如果现在在安置装配工具28之后，轴套2沿图8中的箭头P的方向，也就是说沿卡夹方向转动，那么在径向凸缘确实靠置在壳体凸肩25上之后，斜坡形的卡夹区段21通过扭转运动就从该侧出发地导入到相应的槽26中。因为高度h1略大于高度h2，所以在导入运动期间发生：斜坡形的卡夹区段21对着卡夹区段24的在上侧界定出相应的槽26的表面行进。径向凸缘经由倒钩16相对于壳体凸肩25进行支撑。现在继续扭转导致：由于卡夹区段21的坡面形的轮廓，所以径向凸缘11总是继续且更强烈地对着壳体凸肩25挤压，其中，通过倒钩16发生了壳体凸肩25的材料的首先是弹性的、随后是塑性的变形，也就是说，倒钩在一定程度上切入到材料中，或者说抓扣或埋入到其中。转动运动一直进行，直到径向凸起部12的止挡面14贴靠在止挡区段24的止挡面27上并阻止了继续转动。该最终装配位置在图9中示出。

在该位置中，轴套在每个转动方向上都与壳体固定连接。由于止挡面14止挡在止挡面27上，所以自由轮或者轴套在锁止方向上固定。在反方向上，也就是在自由运转方向上，抗相对转动的固定通过倒钩16钩锁或抓扣在壳体凸肩25中来实现。

图10示出了示出该抓扣部的剖视图。显而易见地，看到半个图案的倒钩16嵌接到壳体凸肩25的材料中，因此壳体凸肩塑性变形，并且钩锁在那里。在另外的半个图案的区域中，该剖视图示出了装配工具嵌接到其中的贯穿部19。

在根据图11的沿稍微不同的剖开平面穿过所装配的设施的剖视图中，亦即在止挡区段24的区域中的两个槽26的区域中显而易见的是，卡夹区段21或者说平面区段22如何嵌接到槽26中，或者说如何从下方嵌接槽侧面并支撑在那里，这如所描述的那样导致倒钩16由于不同的高度h1和h2而“埋入”到壳体凸肩25中。

如所描述的那样，轴套2优选是板材构件，其优选是由钢板构成，钢板以深冲法相应地变形，用以构造出最终轮廓。在此可以构造出所有相关的几何结构，尤其是倒钩16和相应的坡面形的卡夹区段21等。壳体8本身由轻金属，例如铝或必要时由基于铝的轻金属合金构成。然而，也能想到其他材料。

附图标记列表

1 轴套式自由轮

2 轴套

3 卡夹坡面

4 滚子

6 弹簧

7 保持架

8 壳体

9 径向凸缘

10 轴套区段

11 径向凸缘

12 径向凸起部

13 凹部

14 止挡面

15 下侧

16 倒钩

17 压印部

18 倒钩

19 贯穿部

20 上侧

21 卡夹区段

22 卡夹区段

23 内圆周

24 止挡区段

25 壳体凸肩

26 槽

27 止挡面

28 装配工具

29 嵌接栓柱

Claims (8)

1.一种轴套式自由轮，其具有轴套以及由轻金属构成的壳体，所述轴套具有设置在内圆周上的卡夹坡面和多个滚针或滚子形的配属于所述卡夹坡面的卡夹体，所述轴套容纳在所述壳体中，其特征在于，所述轴套(2)具有径向凸缘(11)，在所述径向凸缘上设置有至少一个径向凸起部(12)，在所述径向凸起部上构造有轴向凸起的倒钩(16)，并且在所述壳体(8)的内圆周上设置有多个径向向内凸起的、以绕圆周分布的方式布置的止挡区段(24)，其中，在装配位置中，在两个止挡区段(24)之间容纳有所述径向凸起部(12)，其中，在所述径向凸缘(11)以具有所述倒钩(16)的侧(15)所靠置的壳体凸肩(25)与所述止挡区段(24)之间构造有槽(26)，在所述径向凸起部(12)贴靠在所述止挡区段(24)上时的装配位置中，所述径向凸缘(11)利用钩锁在所述壳体凸肩(25)上的倒钩(16)以卡夹方式保持在所述槽中。

2.根据权利要求1所述的轴套式自由轮，其特征在于，设置有多个在所述装配位置中分别贴靠在止挡区段(24)上的径向凸起部(12)。

3.根据权利要求1或2所述的轴套式自由轮，其特征在于，在等距地分布的多个径向凸起部(12)上分别构造有倒钩(16)，其中，在所述装配位置中，相应的倒钩(16)钩锁在所述壳体凸肩(25)上。

4.根据权利要求1所述的轴套式自由轮，其特征在于，一个或多个倒钩(16)具有钩尖部或钩棱边(18)，其与相邻的径向凸起部(12)的相应的止挡面(14)的取向相反地指向。

5.根据权利要求1所述的轴套式自由轮，其特征在于，在所述径向凸缘(11)上与相应的径向凸起部(12)相邻地设置有坡面形的卡夹区段(21)，所述卡夹区段在导入到相应的槽(26)中的情况下从下方嵌接相应的止挡区段(24)。

6.根据权利要求1所述的轴套式自由轮，其特征在于，在所述径向凸缘(11)上或者在一个或多个径向凸起部(12)上设置有容纳部或者贯穿部(19)，用以安置装配工具(28)，所述轴套(2)在置入到所述壳体(8)中之后利用所述装配工具转动到所述装配位置中。

7.根据权利要求6所述的轴套式自由轮，其特征在于，设置有偶数数量的径向凸起部(12)，其中，在所述径向凸起部(12)上交替地设置有倒钩(16)和容纳部或贯穿部(19)。

8.根据权利要求6所述的轴套式自由轮，其特征在于，所述轴套(2)是板材构件，在所述板材构件上通过压印或冲制构造有所述倒钩(16)以及所述容纳部或贯穿部(19)。