DE102009018965A1 - Freilaufkupplung - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung betrifft eine reibschlüssig arbeitende, Klemmrollen aufweisende Freilaufkupplung nach den Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Hintergrund der Erfindung
- Eine gattungsgemäße Klemmrollen-Freilaufkupplung ist beispielsweise aus der
US 3,031,053 A bekannt. Diese Freilaufkupplung ist insbesondere zur Verwendung in einem Drehmomentwandler eines Kraftfahrzeugs vorgesehen. Sie weist einen mit einer Rampenstruktur versehenen Außenring und einen Innenring mit einer glatten Oberfläche auf, wobei zwischen diesen Ringen Klemmrollen mittels eines Käfigs geführt und einzeln durch ziehharmonikaartige Federn gegen jeweils eine Klemmrampe angefedert sind. In Tangentialrichtung der Ringe benachbarte Federn sind derart geformt, dass eine Klemmrolle zwischen den Enden dieser Federn gehalten wird. - Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders montagefreundliche, rationell herstellbare Klemmrollen-Freilaufkupplung anzugeben.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Freilaufkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Freilaufkupplung umfasst eine Anzahl zwischen zwei konzentrisch zueinander angeordneten Ringen, nämlich einem Innenring und einem Außenring, angeordnete Klemmrollen, wobei einer der Ringe mit den Klemmrollen zusammenwirkende Klemmrampen aufweist, und wobei jede Klemmrolle einzeln mittels einer mehrfach gebogenen, ziehharmonikaartigen Blattfeder gegen eine Klemmrampe angefedert ist. Jede Blattfeder ist an einem Steg eines Käfigs gehalten, wobei ein U-förmiger Abschnitt der Blattfeder den Steg umgreift. An den U-förmigen Abschnitt schließt einstückig ein in Tangentialrichtung der Ringe verlaufender, die Beweglichkeit einer Klemmrolle in einer ersten Radialrichtung begrenzender Sicherungsabschnitt an. Hierbei schließt der Sicherungsabschnitt an einen zwei U-Schenkel verbindenden U-Boden des U-förmigen Abschnitts an. Ein vom U-Boden abgewandter Endabschnitt eines U-Schenkels ist derart vom im Übrigen in Radialrichtung verlaufenden U-Schenkel abgeknickt, dass ein zweiter Sicherungsabschnitt gebildet ist, welcher die Beweglichkeit der Klemmrolle in der der ersten Radialrichtung entgegengesetzten Radialrichtung begrenzt, wobei eine dem U-Boden zugewandte Verlängerung des Endabschnitts derart am Steg angreift, dass die Blattfeder durch den U-Boden einerseits und durch die Verlängerung des Endabschnitts andererseits in beiden Radialrichtungen formschlüssig auf dem Steg gehalten ist.
- Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Blattfeder ist diese zum Einen in exakt definierter Position auf dem Steg des Käfigs positioniert. Zum anderen sind die Klemmrollen in beiden Radialrichtungen gegen Herausfallen gesichert, so dass die Anordnung aus Käfig, Federelementen, das heißt Blattfedern, und Klemmrollen bei der Montage auf einfache Weise handhabbar ist. Die Richtungsangaben axial, radial und tangential beziehen sich auf die Rotationsachse der Freilaufkupplung.
- In bevorzugter Ausgestaltung ragt die an den zweiten Sicherungsabschnitt anschließende, sich am Steg abstützende Verlängerung des Endabschnitts unter Bildung eines Fensters im U-Schenkel schräg aus dem U-Schenkel heraus. Die Verlängerung des Endabschnitts ist hierbei vorzugsweise in gerader Verlängerung des zweiten Sicherungsabschnitts, in das Innere des U-förmigen Abschnitts ragend, angeordnet.
- Der den abgeknickten Endabschnitt aufweisende U-Schenkel der Blattfeder ist vorzugsweise mittig zwischen zwei in einer gemeinsamen Ebene liegenden Sicherungsabschnitten angeordnet, welche die Beweglichkeit der Klemmrolle in der ersten Radialrichtung begrenzen. Damit ist die Klemmrolle während der Montage auch gegen Verkippen gesichert.
- In vorteilhafter Ausgestaltung ist der U-förmige Abschnitt einschließlich des abgeknickten Endabschnitts derart elastisch, dass die Blattfeder ohne plastische Verformung in Radialrichtung auf den Steg aufschnappbar ist. Die einzelnen Stege des Käfigs weisen bevorzugt jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf. Der Käfig ist damit insbesondere aus Metall, alternativ aus Kunststoff, sehr rationell herstellbar. Die Blattfedern sind in bevorzugter Ausgestaltung aus Stahlblech gefertigt. Als alternativer Werkstoff, insbesodere bei vergleichsweise geringen mechanischen und thermischen Anforderungen, kommt auch in diesem Fall Kunststoff in Betracht.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
1 ausschnittsweise eine Freilaufkupplung im Querschnitt, -
2 ein als Blattfeder ausgebildetes Federelement der Freilaufkupplung nach1 . - Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
- Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen
1 gekennzeichnete Freilaufkupplung ist als Klemmrollen-Freilaufkupplung ausgebildet. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion der Freilaufkupplung1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik sowie auf dieDE 10 2005 056 220 A1 verwiesen. Die Freilaufkupplung1 ist insbesondere für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs sowie als Leitradfreilauf in einem Drehmomentwandler, welcher mit einem solchen Getriebe zusammenwirkt, geeignet. - Zwischen einem Innenring
2 und einem in1 lediglich andeutungsweise dargestellten Außenring3 sind Klemmrollen4 angeordnet, welche mit Klemmrampen5 zusammenwirken, die im Ausführungsbeispiel am Innenring2 ausgebildet sind. Alternativ könnten die Klemmrampen5 auch am Außenring3 ausgebildet sein. Das als Innenring2 bezeichnete Bauteil könnte auch als massive Welle gestaltet sein. In der Anordnung nach1 ist bei feststehendem Innenring2 eine Rotation des Außenrings3 im Uhrzeigersinn möglich, während eine Rotation im Gegenuhrzeigersinn blockiert wird. - Um die Klemmrollen
4 permanent in Blockierbereitschaft zu halten, sind sie jeweils durch eine als ziehharmonikaartig gefaltete Blattfeder6 gestaltete Fe der gegen eine Klemmrampe5 angefedert. Jede Blattfeder6 ist an einem in Axialrichtung der Freilaufkupplung1 verlaufenden Steg7 eines zwischen dem Innenring2 und dem Außenring3 angeordenten Käfigs8 gehalten und in2 genauer dargestellt. - Die Blattfeder
6 ist als einstückiges Bauteil aus Stahlblech gefertigt und weist einen mehrfach abgeknickten, eine Federkraft auf eine Klemmrolle4 ausübenden Federabschnitt9 sowie einen an den Federabschnitt9 anschließenden, an einem Steg7 fixierten U-förmigen Abschnitt10 auf. Der U-förmige Abschnitt10 setzt sich zusammen aus einem ersten U-Schenkel11 , welcher dem Federabschnitt9 zugewandt ist, einem zweiten U-Schenkel12 , sowie einem die beiden U-Schenkel11 ,12 verbindenden U-Boden13 . Während der U-Boden13 auf der dem Außenring3 zugewandten Seite des Steges7 an diesem anliegt und in tangentialer Richtung der Ringe2 ,3 verläuft, liegen die U-Schenkel11 ,12 im Querschnitt nach1 , das heißt mit Blickrichtung längs der Achse der Freilaufkupplung1 , seitlich am Steg7 an. - In gerader Verlängerung des U-Bodens
13 geht dieser auf der dem Federabschnitt9 abgewandten Seite in einen Sicherungsabschnitt14 über, welcher eine Klemmrolle4 bei noch nicht fertig montierter Freilaufkupplung1 in radialer Richtung, nämlich nach außen, gegen Herausfallen aus der Anordnung aus Käfig8 und Blattfedern6 sichert. - Der an den U-Boden
13 auf der Seite des Sicherungsabschnitts14 anschließende U-Schenkel12 verläuft im Gegensatz zum ersten U-Schenkel11 nicht vollständig in radialer Richtung. Vielmehr weist der zweite U-Schenkel12 auf seiner dem U-Boden13 sowie dem Sicherungsabschnitt14 abgewandten Seite einen Endabschnitt15 auf, welcher gegenüber der Radialrichtung derart schräg gestellt ist, dass ein zweiter Sicherungsabschnitt16 gebildet ist, der analog zum ersten Sicherungsabschnitt14 die Klemmrolle4 gegen Herausfallen aus der Anordnung aus Käfig8 und Blattfedern6 nach innen sichert. - Der gesamte U-Schenkel
12 einschließlich des den zweiten Sicherungsabschnitt14 aufweisenden Endabschnitts15 ist axial – bezogen auf die Rotationsachse der Freilaufkupplung1 – zwischen zwei gleichartigen, zueinander parallelen Sicherungsabschnitten14 des ersten Typs angeordnet. - Gerade anschließend an den zweiten Sicherungsabschnitt
16 in Richtung zum inneren des U-förmigen Abschnitts10 und damit auch in Richtung zum U-Boden13 weist der Endabschnitt15 eine Verlängerung17 auf, welche den Steg7 auf dessen dem U-Boden13 abgewandter Seite, das heißt auf der dem Innenring2 zugewandten Seite, kontaktiert, wobei die Verlängerung17 aus dem Material des U-Schenkels12 heraus gebogen ist, so dass im U-Schenkel12 ein Fenster18 gebildet ist. Der U-förmige Abschnitt10 der Blattfeder6 ist somit durch die U-Schenkel11 ,12 , den U-Boden13 , sowie die Verlängerung17 des Endabschnitts15 sowohl in tangentialer Richtung als auch in radialer Richtung in exakt definierter Position auf dem Steg7 formschlüssig gehalten. -
- 1
- Freilaufkupplung
- 2
- Innenring
- 3
- Außenring
- 4
- Klemmrolle
- 5
- Klemmrampe
- 6
- Blattfeder
- 7
- Steg
- 8
- Käfig
- 9
- Federabschnitt
- 10
- U-förmiger Abschnitt
- 11
- erster U-Schenkel
- 12
- zweiter U-Schenkel
- 13
- U-Boden
- 14
- erster Sicherungsabschnitt
- 15
- Endabschnitt
- 16
- zweiter Sicherungsabschnitt
- 17
- Verlängerung
- 18
- Fenster
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - US 3031053 A [0002]
- - DE 102005056220 A1 [0012]
Claims (8)
- Freilaufkupplung, mit zwischen zwei konzentrisch zueinander angeordneten Ringen (
2 ,3 ), nämlich einem Innenring (2 ) und einem Außenring (3 ), angeordneten Klemmrollen (4 ), wobei einer der Ringe (2 ,3 ) mit den Klemmrollen (4 ) zusammenwirkende Klemmrampen (5 ) aufweist, und wobei jede Klemmrolle (4 ) einzeln mittels einer mehrfach gebogenen Blattfeder (6 ) gegen eine Klemmrampe (5 ) angefedert ist, wobei weiter jede Blattfeder (6 ) an einem Steg (7 ) eines Käfigs (8 ), den Steg (7 ) mit einem U-förmigen Abschnitt (10 ) umgreifend, gehalten ist, und wobei ferner die Blattfeder (6 ) einen an den U-förmigen Abschnitt (10 ) anschließenden, in Tangentialrichtung der Ringe (2 ,3 ) verlaufenden, die Beweglichkeit einer Klemmrolle (4 ) in einer ersten Radialrichtung begrenzenden Sicherungsabschnitt (14 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsabschnitt (14 ) an einen U-Boden (13 ) des U-förmigen Abschnitts (10 ) anschließt und ein vom U-Boden (13 ) abgewandter Endabschnitt (15 ) eines U-Schenkels (12 ) des U-förmigen Abschnitts (10 ) derart vom im Übrigen in Radialrichtung verlaufenden U-Schenkel (12 ) abgeknickt ist, dass ein zweiter Sicherungsabschnitt (16 ) gebildet ist, welcher die Beweglichkeit der Klemmrolle (4 ) in der der ersten Radialrichtung entgegengesetzten Radialrichtung begrenzt, wobei eine dem U-Boden (13 ) zugewandte Verlängerung (17 ) des Endabschnitts (15 ) derart am Steg (7 ) angreift, dass die Blattfeder (6 ) durch den U-Boden (13 ) einerseits und durch die Verlängerung (17 ) des Endabschnitts (15 ) andererseits in beiden Radialrichtungen formschlüssig auf dem Steg (7 ) gehalten ist. - Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den zweiten Sicherungsabschnitt (
16 ) anschließende Verlängerung (17 ) des Endabschnitts (15 ) unter Bildung eines Fensters (18 ) im U-Schenkel (12 ) schräg aus diesem herausragt. - Freilaufkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Steg (
7 ) kontaktierende Verlängerung (17 ) des Endabschnitts (15 ) in gerader Verlängerung des zweiten Sicherungsabschnitts (16 ), in das Innere des U-förmigen Abschnitts (10 ) ragend, angeordnet ist. - Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der den abgeknickten Endabschnitt (
15 ) aufweisende U-Schenkel (12 ) zwischen zwei Sicherungsabschnitten (14 ) angeordnet ist, welche die Beweglichkeit der Klemmrolle (4 ) in der ersten Radialrichtung begrenzen. - Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der U-förmige Abschnitt (
10 ) einschließlich des abgeknickten Endabschnitts (15 ) derart elastisch ist, dass die Blattfeder (6 ) in Radialrichtung auf den Steg (7 ) aufschnappbar ist. - Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (
7 ) einen rechteckigen Querschnitt aufweist. - Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (
6 ) aus Blech gefertigt ist. - Verwendung einer Freilaufkupplung nach Anspruch 1 als Leitradfreilauf in einem hydraulischen Drehmomentwandler.
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Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20120824 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
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