DE102009039627A1 - Schaltbarer Klemmrollenfreilauf - Google Patents

Abstract

Ein schaltbarer Klemmrollenfreilauf weist zwischen zwei Ringen (2, 3), nämlich einem Innenring (2) und einem Außenring (3), angeordnete, in einem schwenkbaren Schaltkäfig (4) geführte Klemmrollen (5) auf, wobei an einem der Ringe (2, 3) mit den Klemmrollen (5) zusammenwirkende Klemmrampen (7) vorgesehen sind und der Schaltkäfig (4) elastische, die Klemmrollen (5) führende Taschen (6) aufweist.

Description

• Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Klemmrollenfreilauf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Hintergrund der Erfindung
• Ein gattungsgemäßer schaltbarer Klemmrollenfreilauf ist beispielsweise aus der DE 10 2006 045 231 A1 bekannt. Dieser Klemmrollenfreilauf ist als Komponente einer elektrischen Antriebseinheit als Positionshaltevorrichtung zum wahlweisen Blockieren oder Freigeben einer Welle vorgesehen und als schaltbarer, doppelt wirkender Freilauf ausgebildet. Die einzelnen Klemmrollen des bekannten Freilaufs sind in jeweils einer Tasche eines Käfig geführt.
• Ein Käfig für einen Klemmrollenfreilauf ist aus der DE 199 51 389 A1 bekannt. Es handelt sich hierbei jedoch nicht um eine Komponente eines schaltbaren Freilaufs.
• Aufgabe der Erfindung
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen schaltbaren Klemmrollenfreilauf gegenüber dem Stand der Technik insbesondere hinsichtlich des Schaltverhaltens zu verbessern.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen schaltbaren Klemmrollenfreilauf mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Klemmrollenfreilauf umfasst zwischen zwei Ringen, nämlich einem Innenring und einem Außenring, angeordnete, in elastischen Taschen eines schwenkbaren Schaltkäfigs geführte Klemmrollen, wobei einer der Ringe mit den Klemmrollen zusammenwirkende Klemmrampen aufweist, während der zweite Ring eine zylindrische Oberfläche aufweist. Die elastische Ausbildung der Käfigtaschen hat den Vorteil, dass beim Einkuppeln des Klemmrollenfreilaufs sämtliche Klemmrollen zumindest annähernd zu gleichen Teilen das zwischen den Ringen zu übertragende Drehmoment übernehmen. Unvermeidliche Toleranzen bei den einzelnen Teilen des Freilaufs wirken sich somit weit weniger auf die Leistung des Freilaufs aus als dies bei schaltbaren Freiläufen mit starren Käfigtaschen der Fall ist.
• Gemäß einer ersten Ausführungsform ist die Elaszität der Taschen durch integral mit dem Schaltkäfig ausgebildete Federelemente hergestellt. Der gesamte Käfig einschließlich der Federelemente ist rationell beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kuststoff, im Spritzgussverfahren herstellbar. Die Federelemente können als einstückig an den Käfig angeformte Federzungen ausgebildet sein.
• Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist die Elaszität der Taschen durch gesonderte, am Schaltkäfig gehaltene Federelemente hergestellt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass für den Schaltkäfig einerseits und für die Federelemente andererseits unterschiedliche, entsprechend der jeweiligen Anforderungen optimierte Werkstoffe auswählbar sind.
• Sowohl bei der ersten als auch bei der zweiten Ausführungsformen weist jede Tasche vorzugsweise zwei identisch ausgebildete Federelemente auf. Abweichend hiervon sind auch Bauformen realisierbar, bei denen zu beiden Seiten einer Klemmrolle Federelemente mit unterschiedlichen elastischen Eigenschaften vorgesehen sind.
• Sämtliche Klemmrollen sind vorzugsweise durch einen einzigen Federring angefedert. In besonders bevorzugter Ausgestaltung weist jede Klemmrolle eine Nut auf, in welche der Federring eingreift.
• Der Klemmrollenfreilauf ist besonders zur Verwendung in einem elektromechanischen Aktuator, insbesondere einem Fahrwerksaktuator, beispielsweise einer Sturz- und/oder Spurverstellung eines Kraftfahrzeugs, geeignet. In vorteilhafter Weise ist der Klemmrollenfreilauf Teil einer Baueinheit, welche auch eine Lagerung, insbesondere Wälzlagerung, umfasst.
• Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
• Kurze Beschreibung der Zeichnung
• 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines schaltbaren Klemmrollenfreilaufs,
• 2 ein Detail des Klemmrollenfreilaufs nach 1,
• 3 ein weiteres Detail eines Klemmrollenfreilaufs,
• 4 eine ein weiteres Ausführungsbeispiel eines schaltbaren Klemmrollenfreilaufs umfassende Anordnung,
• 5 ein Detail der Anordnung nach 4.
• Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
• Einander entsprechende oder gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
• Ein Klemmrollenfreilauf 1, welcher in einer ersten Ausführungsform in den 1 und 2 sowie in einer zweiten Ausführungsform in 3 teilweise schematisiert dargestellt ist, umfasst einen Innenring 2, einen Außenring 3, sowie zwischen den Ringen 2, 3 in einem Schaltkäfig 4 angeordnete Klemmrollen 5. Die Klemmrollen 5 sind hierbei in elastisch ausgebildeten Taschen 6 des Schaltkäfigs 4 geführt. Während im Ausführungsbeispiel nach 3 der Innenring 2 Klemmrampen 7 aufweist, weist der Außenring 3 eine glatte Innenoberfläche 8 auf. In nicht dargestellter Weise ist im Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 umgekehrt der Außenring 3 mit Klemmrampen versehen, während die Außenoberfläche des Innenrings 2 glatt ist. Die Klemmrampen 7 können in jedem Fall entweder als einfache Rampen, wie in 3 dargestellt, oder als Doppelklemmrampen ausgebildet sein. Im letztgenannten Fall handelt es sich bei dem Klemmrollenfreilauf 1 um einen doppelt wirkenden Freilauf, hinsichtlich dessen prinzipieller Funktion auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen wird.
• Sämtliche Klemmrollen 5 sind durch die Kraft eines Federrings 9 belastet, welcher in eine umlaufende Nut 10 einer jeden Klemmrolle 5 eingreift. Um den Klemmrollenfreilauf 1 zu schalten, wird der Schaltkäfig 4 verschwenkt. Zu diesem Zweck weist der Schaltkäfig 4 in Axialrichtung herausragende Schaltfinger 11 auf, an welchen ein nicht dargestellter Betätigungsmechanismus, beispielsweise eines Fahrwerksaktuators in einem Automobil, angreift.
• Jede Klemmrolle 5 ist in beiden Umfangsrichtungen durch die Kraft eines Federelementes 12 belastet, welches im Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 als einstückig an den Schaltkäfig 4 angeformte Federzunge 13 ausgebildet ist. Die Federzungen 13 erstrecken sich in axialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse des Klemmrollenfreilaufs 1 sowie die Symmetrieachse der Klemmrollen 5. Die Tasche 6 weist eine rechteckige Grundform auf, wobei an zwei Ecken der Tasche 6 jeweils eine Federzunge 13 an das umgebende Material des Schaltkäfigs 4 einstückig anschließt. Durch die Anformung der Federzungen 13 auf derselben Seite der Tasche 6 wird eine Verkippung der Klemmrolle 5 relativ zur Rotationsachse des Klemmrollenfreilaufs 1 vermieden.
• Im Ausführungsbeispiel nach den 4 und 5 sind ein Klemmrollenfreilauf 1 sowie ein Wälzlager 14, nämlich Kugellager, Komponenten einer Baueinheit 15, die wiederum in einen nicht weiter dargestellten elektromagnetischen Aktuator eingebaut ist. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach den 1 und 2 sind auf den Schaltkäfig 4 gesonderte Federelemente 16 aufgesetzt. Jedes aus einem elastischen Kunststoff gefertigte Federelement 16 weist eine breite U-Form mit einem mittleren Tangentialabschnitt 17 und zwei seitlich an diesen anschließenden Halteabschnitten 18, welche einen Käfigsteg 19 des Schaltkäfigs 4 umgreifen, auf. Optional ist an den jeweils eine Klemmrolle 5 kontaktierenden Oberflächen der Halteabschnitte 18 eine in den 4 und 5 erkennbare Riffelung 20 vorgesehen, welche durch die damit gegebenen Materialaussparungen eine gezielt erhöhte Nachgiebigkeit des Federelementes 16 sicherstellt. Der in Umfangsrichtung der Ringe 2, 3 verlaufende Tangentialabschnitt 17 des Federelementes 16 kann gleichzeitig eine Gleitlagerfunktion bereitstellen.
• Bezugszeichenliste

1

Klemmrollenfreilauf

2

Innenring

3

Außenring

4

Schaltkäfig

5

Klemmrolle

6

Tasche

7

Klemmrampe

8

Innenoberfläche

9

Federring

10

Nut

11

Schaltfinger

12

Federelement

13

Federzunge

14

Wälzlager

15

Baueinheit

16

Federelement

17

Tangentialabschnitt

18

Halteabschnitt

19

Käfigsteg

20

Riffelung

• 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
• DE 102006045231 A1 [0002]
• DE 19951389 A1 [0003]

Claims (8)

1. Schaltbarer Klemmrollenfreilauf, mit zwischen zwei Ringen (2, 3), nämlich einem Innenring (2) und einem Außenring (3), angeordneten, in einem schwenkbaren Schaltkäfig (4) geführten Klemmrollen (5), wobei einer der Ringe (2, 3) mit den Klemmrollen (5) zusammenwirkende Klemmrampen (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkäfig (4) elastische, die Klemmrollen (5) führende Taschen (6) aufweist.
2. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elaszität der Taschen (6) durch integral mit dem Schaltkäfig (4) ausgebildete Federelemente (12) hergestellt ist.
3. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elaszität der Taschen (6) durch am Schaltkäfig (4) gehaltene, gesonderte Federelemente (16) hergestellt ist.
4. Klemmrollenfreilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Tasche (6) zwei Federelemente (12, 16) aufweist.
5. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federelemente (12, 16) jeder Tasche (6) identisch ausgebildet sind.
6. Klemmrollenfreilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen sämtliche Klemmrollen (5) anfedernden Federring (9).
7. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Klemmrolle (5) eine Nut (10) aufweist, in welche der Federring (9) eingreift.
8. Verwendung eines Klemmrollenfreilaufs nach Anspruch 1 in einem elektromechanischen Aktuator, insbesondere einem Fahrwerksaktuator eines Kraftfahrzeugs.

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