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Die Erfindung betrifft eine Freilaufeinrichtung für eine Andrehvorrichtung, insbesondere für einen Starter zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Weiter betrifft die Erfindung eine Andrehvorrichtung, insbesondere einen Starter zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
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Zudem betrifft die Erfindung ein System umfassend eine Brennkraftmaschine und einen Starter zum Andrehen der Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem System mit einem Starter oder Startermotor und einem Starter mit internem Untersetzungsgetriebe und einem Getriebe zur Reduzierung der Drehzahl bei gleichzeitiger Erhöhung des Drehmoments nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren.
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Aus dem Stand der Technik sind Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren bekannt, die in der Regel einen Gleichstromelektromotor zum Antreiben des Verbrennungsmotors umfassen.
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In derartigen Startern oder Startermotoren ist für ein Einspuren oder einen Hub in den Zahnkranz beispielsweise ein Relais-Gabelhebelsystem und ein Steilgewinde verantwortlich. Der Hub, auch als Distanz bezeichnet, oder genauer eine Einspurbewegung setzt sich wie folgt zusammen: Ein Magnetrelais zieht einen Gabelhebel nach hinten. Gleichzeitig wird über eine Übersetzung ein Freilaufgetriebe nach vorne geschoben. Wenn das Relais geschaltet wird, beginnt ein Elektromotor sich zu drehen. Dabei wird das auf einer Antriebswelle, die auch je nach Konvention als Abtriebswelle bezeichnet werden kann, sitzende Steilgewinde gedreht und ein Mitnehmer über Flanken des Steilgewindes nach vorne geschoben. Diese axiale und radiale Bewegung in Verbindung mit einer Einspurfeder dient zum leichteren Finden von Zahnlücken im Zahnkranz. Gleichzeitig wird dabei das Steilgewinde zur Kraft- bzw. Drehmomentübertragung genutzt.
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Bei bekannten Startermotoren, Startern oder auch Andrehvorrichtungen ist ein Freilauf vorgesehen. Hierbei kommen Freilaufrollen und Rollenbünde mit zylindrischen Mantelflächen zum Einsatz. Der Freilauf überträgt in einer Funktions als Überholkupplung eine Drehbewegung. Üblicherweise befindet sich der Freilauf zwischen Startermotor und Ritzel. Er hat die Aufgabe, das Ritzel bei antreibender Antriebswelle mitzunehmen und die Verbindung zwischen Ritzel und Antriebswelle bei schneller laufendem Ritzel zu lösen. Der Freilauf verhindert damit, dass ein Anker des Startermotors beim Hochlauf des Verbrennungsmotors auf eine unzulässig hohe Drehzahl beschleunigt wird. Freiläufe für Starter sind kraftschlüssig als Rollen- und Lamellenfreilauf oder formschlüssig als Stirnzahnfreilauf ausgeführt. Schub-Schraubtrieb-Starter verfügen üblicherweise über Rollenfreiläufe. Das Kernstück des Rollenfreilaufs bildet ein Freilaufring mit Rollengleitkurve. Der Freilaufring bildet einen Teil des Mitnehmers und ist damit über ein Steilgewinde mit der Antriebswelle verbunden. Den Kraftschluss zwischen dem innen liegenden zylindrischen Schaft des Ritzels und dem außen umlaufenden Freilaufring des Mitnehmers stellen Zylinderrollen her, die sich auf der Gleitkurve bewegen können. Im Ruhezustand drücken die Federn die Rollen durch Ihre Kraft in den sich verengenden Teil zwischen der Gleitkurve des Freilaufrings und dem Ritzelschaft. Der sich an den Rollen bildende Klemmwinkel ist so klein gewählt, dass das Ritzel bei anlaufendem Startermotor sofort mitgedreht wird. Tritt ein Überholen ein, so werden die Rollen durch die Reibung am Ritzelschaft in den sich erweiternden Teil der Gleitkurve bewegt, wobei sich die Rollen wegen der Federkraft stets spielfrei an Ritzelschaft und Gleitkurve anlegen. Das sich dadurch bildende Überholdrehmoment ist relativ klein und hat keine große Auswirkung in Bezug auf die sich einstellende Leerlaufdrehzahl des Startermotorankers.
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Aus der
DE 10 2007 026 078 A1 ist ein System aus Startvorrichtung und Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Startvorrichtung ein Andrehritzel aufweist, das dazu geeignet ist, in einen Zahnkranz der Brennkraftmaschine eingespurt zu werden, wobei sowohl der Zahnkranz als auch das Andrehritzel jeweils mit einer aufeinander abgestimmten Schrägverzahnung versehen sind. Am Andrehritzel und/oder am Zahnkranz sind Mittel vorhanden, die bei einem Startvorgang auf Grund der Schrägverzahnung zwischen dem Zahnkranz und dem Andrehritzel wirkende Axialkräfte aufnehmen. Bei der bekannten Lösung bildet das Andrehritzel mit einer rohrartigen Verlängerung einen Sitz für den Innenring eines Freilaufs des Starters. Dabei ist vorgesehen, dass der Innenring des Freilaufs einstückig mit der Anlauffläche ausgebildet ist. Der Innenring des Freilaufs bildet somit mit seiner hülsenartigen Gestalt mit der Anlauffläche ein einstückiges, integrales Teil. Der Innenring weist dabei eine Lauffläche für Klemmkörper des Freilaufs auf.
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Bei einem Kontakt derartiger, insbesondere zylindrischer, Flächen, tritt in der Kontaktzone oder dem Kontaktbereich an den Klemmkörperenden, oder, da diese oftmals als Rollen ausgebildet sind, an den Rollenenden, ein sogenanntes Kantentragen auf. Hierbei treten aufgrund der abrupten Steifigkeitsänderung an dem Klemmkörperende an den in Kontakt stehenden Bauteilen Spannungsspitzen auf. Zudem entstehen an den Klemmkörperstirnseiten Zugspannungen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Freilaufeinrichtung, die erfindungsgemäße Andrehvorrichtung und das erfindungsgemäße System mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder des entsprechenden nebengeordneten Anspruches haben dem gegenüber den Vorteil, dass mindestens eine der Laufoberflächen Rollkraftentlastungsmittel aufweist, um eine Belastung in dem Kontaktbereich der Laufoberflächen zu verringern. Der Kontaktbereich ergibt sich gemäß der Hertz'schen Theorie aus dem Kontakt der Laufoberflächen. Je nach Belastung verändert sich der Kontaktbereich aufgrund der damit einhergehenden Verformung der Laufoberflächen.
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Gerade bei einem Einsatz in Startern treten an den Freilaufkörpern, die beispielsweise als Freilaufrollkörper ausgebildet sind, sehr wenige und sehr hohe Kraftstöße auf, die durch die Rollkraftentlastungsmittel verringert oder vermieden werden. Durch die Rollkraftentlastungsmittel werden diese kurzzeitigen und hohen Belastungen auf die Freilaufkörper reduziert, sodass Freilaufkörperbrüche zumindest reduziert sind. Insbesondere werden mit den Rollkraftentlastungsmitteln eine höhere Lebensdauer und ein geringerer Verschleiß an der Freilaufreinrichtung bewirkt. Zudem gewährleistet die Freilaufeinrichtung eine höhere Tragfähigkeit und eine Reduzierung einer Roll- oder Wälzreibung. Nicht zuletzt bewirkten die Rollkraftentlastungsmittel eine verbesserte Toleranzfähigkeit, wobei insbesondere eine Schiefstellungsempfindlichkeit reduziert ist.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen und nebengeordneten Ansprüchen vorgegebenen Vorrichtungen möglich.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Rollkraftentlastungsmittel mindestens eine Profilierung mindestens einer Laufoberfläche umfassen, um Spannungsspitzen in Randbereichen des Kontakts der Laufoberflächen zu verringern. Durch die Profilierung werden optimierte Kontaktpaarungen realisiert, bei denen insbesondere die Hertz'sche Flächenpressung verbessert ist. Durch eine geeignete Profilierung ist eine Anpassung an die Belastungsarten, die bei Startern auftreten, insbesondere im Hinblick auf die Bauteilwerkstoffkombinationen optimiert. Hierdurch kann die Freilaufrolle höhere Klemmkräfte, etwa um 40% höher als bei herkömmlichen Freiläufen, aushalten. Dabei ist eine Beanspruchung des Freilaufkörpers, also beispielsweise der Freilaufrolle, zum Mitnehmer hin, also nach radial nach außen, geringer als zu einem Rollenbund der Ritzelwelle, also radial nach innen. Auf diese Lastverteilung ist die Profilierung in einer bevorzugten Ausführungsform optimiert.
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Zudem ist es vorteilhaft, dass die Laufoberflächen jeweils in eine axiale Richtung ringförmig ausgebildet sind, um ein endlos-rotatorisches Abwälzen in Freilaufrichtung zu ermöglichen. Die erste Laufoberfläche ist beispielsweise als Freilaufbund an der Ritzelwelle ausgebildet. Die zweite Laufoberfläche ist beispielsweise als Laufbahn an dem Mitnehmer ausgebildet. Die dritte Laufoberfläche ist beispielsweise die Mantelfläche des Freilaufkörpers, der vorzugsweise als Rolle oder Tonne ausgebildet ist.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Profilierung in axialer Richtung ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine ballige, bauchige oder auch konvexe Laufoberfläche ausbilden. Die Laufoberfläche ist bevorzugt in einem mittleren Bereich gegenüber einem Randbereich oder beiden Randbereichen erhöht bzw. vertieft ausgebildet. Die Profilierung kann symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein. Es sind verschiedenartige Profilierungen ausführbar. Die Profilierung ist als Profilierung mit mehreren Erhebungen und/oder mehreren Vertiefungen ausführbar.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Profilierung in axialer Richtung asymmetrisch ausgebildet. Hierbei ist eine maximale Erhebung außerhalb einer Mitte der Laufoberfläche ausgebildet. Hierdurch ist eine optimierte Anpassung an die bei einem Freilauf in einem Starter auftretenden Belastungen möglich.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist deshalb vorgesehen, dass ein Freilaufkörper vorgesehen ist, der als sich in axialer Richtung erstreckender Wälzkörper nach Art eines zylindrischen, hülsenförmigen oder tonnenförmigen Wälzkörpers ausgebildet ist. Die Laufoberfläche entspricht dabei der Mantelfläche des Wälzkörpers. Der Wälzkörper ist in einer Ausführungsform hohl ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist der Wälzkörper als Vollmaterial ausgebildet.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zweite Laufoberfläche als Laufoberfläche mit sich verengender Rollenklemmkurve eines Mitnehmerabschnittes ausgebildet ist. Hierbei weist die Laufoberfläche in axialer Richtung keine Erhebungen und/oder Vertiefungen auf, sondern ist im Wesentlichen in axialer Richtung gerade ausgebildet. In anderen Ausführungsformen ist die zweite Laufoberfläche profiliert ausgebildet. Es sind bevorzugt mehrere Rollenklemmkurven vorgesehen, die bevorzugt sichelförmig im Inneren des Mitnehmers angeordnet sind. Durch diese sichelförmige Anordnung ist eine Klemmrichtung in Drehrichtung bewirkt. Die Form der Rollenklemmkurve ist bevorzugt durch einen entsprechenden Kreisabschnitt oder mehrere Kreisabschnitte bewirkt. In anderen Ausführungsbeispielen ist die Rollenklemmkurve durch eine logarithmische Spirale realisiert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Laufoberfläche als eine konvexe Laufoberfläche eines zylindrischen Ritzelwellenabschnitts mit einer bauchigen oder balligen Oberflächenprofilierung ausgebildet ist. In einer anderen Ausführungsform ist keine Profilierung vorgesehen. In noch anderen Ausführungsformen sind verschiedene Profilierungen ausgebildet, beispielsweise mit mehreren Erhebungen und/oder Vertiefungen, die symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sind.
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Nicht zuletzt ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass mindestens eine der Laufoberflächen aus einem einsatzgehärteten Stahl mit vorbestimmter Einhärtetiefe ausgebildet ist. Die in Kontakt stehenden Laufoberflächen sind vorzugsweise hinsichtlich ihrer Laufeigenschaften auch hinsichtlich der Werkstoffpaarungen optimiert.
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Die Andrehvorrichtung, insbesondere ein Starter zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, mit einer Ritzelwelle und einem Mitnehmer, die über eine Freilaufeinrichtung gekoppelt sind, wobei die Freilaufeinrichtung einen Ritzelwellenabschnitt mit einer ersten Laufoberfläche, einen dazu korrespondierenden, beabstandeten Mitnehmerabschnitt mit einer zweiten Laufoberfläche, und einen zwischen Mitnehmerabschnitt und Ritzelwellenabschnitt angeordneten, den Mitnehmerabschnitt und den Ritzelwellenabschnitt mit einer dritten Laufoberfläche kontaktierenden Freilaufkörper umfasst, der entlang mindestens einer in Umfangsrichtung verlaufenden Freilaufrichtung zwischen Ritzelwellenabschnitt und Mitnehmerabschnitt unter Beibehaltung eines Kontakts der dritten Laufoberfläche mit der zweiten und der ersten Laufoberfläche abrollbar ist, wobei mindestens eine der Laufoberflächen Rollkraftentlastungsmittel aufweist. Um eine erhöhte Belastung in dem Kontaktbereich der Laufoberflächen zu verringern, weist die Andrehvorrichtung folgenden Vorteile auf.
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Die Mittel, die in einer bevorzugten Ausführungsform als Profilierung ausgebildet sind, insbesondere in eine axiale Richtung, erzielen eine höhere Lebensdauer, basierend auf einem geringeren Verschleiß. Zudem wird die Tragfähigkeit aufgrund der Profilierung durch eine optimierte Lastverteilung erhöht. Weiter lässt sich mit der optimierten Profilierung eine Reduzierung der Wälzreibung bewirken. Auch ist ein Toleranzbereich profilierter Laufoberflächen vergrößert, wobei insbesondere eine Schiefstellungsempfindlichkeit reduziert ist. Durch die Mittel ist insbesondere ein Belastung aufgrund kürzerer Einwirkzeiten optimiert aufgenommen, sodass gerade die Kurzzeit-Lebensdauer verbessert ist. Die auftretenden Rollenkräfte sind bei den kurzen aber hohen Belastungen so hoch, dass in bevorzugten Ausführungsformen bei der Gestaltung der Profilierung das elastisch-plastische Werkstoffverhalten berücksichtigt ist. Da die Ritzelwelle mit Rollenbund aus einsatzgehärtetem Stahl mit einer gewissen Einhärtetiefe hergestellt ist, ist in einer Ausführungsform das Stahlumformverhalten auch in Abhängigkeit von einem Abstand zur Oberfläche abgebildet. Die entsprechenden Laufoberflächen sind entsprechend bearbeitet. Durch geeignete Bearbeitungen ist insbesondere eine Tragfähigkeit der Freilaufkörper verbessert. Die Profilierung kann verschiedenartig stark ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Profilierung von wenigen μm bis hin zu einem Millimeterbereich reichen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Profilierung in einem 1/100-mm-Bereich.
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Das erfindungsgemäße System umfassend eine Brennkraftmaschine und einen Starter zum Andrehen der Brennkraftmaschine, wobei der Starter zum Andrehen der Brennkraftmaschine als Andrehvorrichtung ausgebildet ist, umfassend ein Freilaufeinrichtung für eine Andrehvorrichtung, insbesondere für einen Starter zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend einen Ritzelwellenabschnitt mit einer ersten Laufoberfläche, einen dazu korrespondierenden, beabstandeten Mitnehmerabschnitt mit einer zweiten Laufoberfläche und einen zwischen Mitnehmerabschnitt und Ritzelwellenabschnitt angeordneten, den Mitnehmerabschnitt und den Ritzelwellenabschnitt mit einer dritten Laufoberfläche kontaktierenden Freilaufkörper, der entlang mindestens einer in Umfangsrichtung verlaufenden Freilaufrichtung zwischen Ritzelwellenabschnitt und Mitnehmerabschnitt unter Beibehaltung eines Kontakts der dritten Laufoberfläche mit der zweiten und der ersten Laufoberfläche abrollbar ist, wobei mindestens eine der Laufoberflächen Rollkraftentlastungsmittel aufweist, um eine Belastung in dem Kontaktbereich der Laufoberflächen zu verringern, weist die vorgenannten Vorteile wie eine erhöhte Lebensdauer, verbesserte Tragfähigkeit, Reduzierung einer Wälzreibung und Verringerung einer Schiefstellungsempfindlichkeit auf.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 schematisch in einem Längsschnitt einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung mit einem profilierten Freilaufkörper,
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2 schematisch in einem Längsschnitt einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung mit einer symmetrisch profilierten ersten Laufoberfläche,
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3 schematisch in einem Längsschnitt einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung mit einer asymmetrisch profilierten ersten Laufoberfläche,
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4 in einer perspektivischen Ansicht eine Freilaufeinrichtung mit Ritzelwelle und Mitnehmer und
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5 in einer schematischen, perspektivischen, teilweise geschnittenen Ansicht einen Ausschnitt nach 4.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt schematisch in einem Längsschnitt einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung 1 mit einem profilierten Freilaufkörper 2. Die Freilaufeinrichtung 1, die für eine Andrehvorrichtung, insbesondere einen Starter zum Andrehen von Brennkraftmaschinen ausgebildet ist, umfasst einen Ritzelwellenabschnitt 3 und einen Mitnehmerabschnitt 4. Sowohl der Freilaufkörper 2, der Ritzelwellenabschnitt 3 und auch der Mitnehmerabschnitt 4 weisen jeweils eine Laufoberfläche 5, genauer 5a–5c auf. Der Ritzelwellenabschnitt 3 weist eine als Rollenbund ausgebildete erste Laufoberfläche 5a auf. Diese ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 etwa geradlinig in eine axiale Richtung entlang der Achse A ausgebildet, sodass der entsprechende Ritzelwellenabschnitt 3 etwa als zylindrischer Körper ausgebildet ist, dessen Außenseite die erste Laufoberfläche 5a bildet. Der Mitnehmerabschnitt 4 weist eine zweite Laufoberfläche 5b auf, die in dem Ausführungsbeispiel nach 1 ebenfalls etwa geradlinig in eine axiale Richtung ausgebildet ist. Entsprechend ist der entsprechende Mitnehmerabschnitt 4 als hülsenartiger Körper mit einer sich verengenden Rollenklemmkurve ausgebildet, dessen innere Oberfläche die zweite Laufoberfläche 5b bildet. Der Freilaufkörper 2 nach dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist als tonnenförmiger Wälzkörper ausgebildet, dessen Mantelfläche die dritte Laufoberfläche 5c bildet. Die dritte Laufoberfläche 5c ist aufgrund der tonnenförmigen Ausbildung des Freilaufkörpers 2 in axiale Richtung etwa konvex, ausgebildet. Das heißt, die dritte Laufoberfläche 5c ist in axialer Richtung profiliert ausgebildet, genauer konvex ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist die dritte Laufoberfläche 5c etwa symmetrisch in axiale Richtung ausgebildet. In eine Umfangsrichtung verlaufen die Laufoberflächen 5a–5c alle etwa kreisförmig, wobei die zweite Laufoberfläche 5b als eine sich verengende Rollenklemmkurve ausgebildet ist. Die dritte Laufoberfläche 5c ist dabei ständig in Kontakt mit der ersten Laufoberfläche 5a und der zweiten Laufoberfläche 5b. Die erste und zweite Laufoberfläche 5a, 5b sind entsprechend unterschiedlich beabstandet und zumindest in eine radiale Richtung, senkrecht zur Umlaufrichtung und zur axialen Richtung, im Abstand zueinander variierend ausgebildet, sodass der Freilaufkörper 2 mit seiner Laufoberfläche 5c jeweils ständig in Kontakt mit den anderen beiden Laufoberflächen 5a, 5b steht und sich eine verengende Rollenklemmwirkung ergibt. Durch die Profilierung der dritten Laufoberfläche 5c ist ein Kontaktbereich der jeweiligen Laufoberflächen 5a, 5c und 5b, 5c in eine axiale Richtung etwas verringert, wobei ein Übergang an Randbereichen der Laufoberflächen 5 von einem Kontakt zu keinem Kontakt kontinuierlich abnehmend und nicht abrupt erfolgt, wie beispielsweise ohne entsprechende Profilierungen. Die Profilierung kann verschiedenartig geformt ausgebildet sein und an jeder der Laufoberflächen 5a–5c ausgebildet sein.
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2 zeigt schematisch in einem Längsschnitt einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung 1 mit einer symmetrisch profilierten ersten Laufoberfläche 5a. Die Freilaufeinrichtung 1 nach 2 ist im Wesentlichen gleich zu der Freilaufeinrichtung 1 nach 1 ausgebildet. Die Ausführungsformen unterscheiden sich jedoch in der Form der ersten und der dritten Laufoberfläche 5a, 5c. Der Mitnehmer 4 mit der zweiten Laufoberfläche 5b ist analog zu 1 ausgebildet, das heißt, mit einer im Wesentlichen geradlinig in axialer Richtung verlaufenden Laufoberfläche, die in Umfangsrichtung etwa kreisförmig mit einer sich verengenden Rollenklemmkurve verläuft, sodass der entsprechende Mitnehmerabschnitt etwa als hülsenartiger Körper mit etwa kreisförmigem Abschnitt oder nach Art einer logarithmischen Spirale ausgebildet ist, dessen innere Oberfläche die zweite Laufoberfläche 5b bildet. Durch die sichelförmige Anordnung der Rollenklemmkurven bzw. durch die Ausbildung nach Art einer logarithmischen Spirale ergibt sich eine in Drehrichtung wirkende Klemmfunktion. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 ist der Freilaufkörper 2 nicht als tonnenförmiger sondern als zylindrischer oder rollenförmiger Wälzkörper ausgebildet. Entsprechend ist die die Mantelfläche des Freilaufkörpers 2 bildende dritte Laufoberfläche 5c etwa geradlinig in axialer Richtung ausgebildet. Die erste Laufoberfläche 5a ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 in axiale Richtung konvex, also mit einer Profilierung ausgebildet. Der entsprechende Ritzelwellenabschnitt ist entsprechend tonnenförmig oder bauchig ausgebildet. Die Profilierung der ersten Laufoberfläche 5a ist symmetrisch ausgebildet, mit einer Erhöhung in dem mittleren Bereich in axialer Richtung der Laufoberfläche 5a. Zu den Randbereichen der Laufoberfläche fällt die erste Laufoberfläche 5a mit einer Krümmung entsprechend gleichmäßig ab. In anderen Ausführungsbeispielen nimmt die Krümmung zu den Randbereichen, das heißt zum Rollenende, zu. Entsprechend wird ein Kontaktbereich zwischen erster und dritter Laufoberfläche 5a, 5c zu den Randbereichen der Laufoberflächen 5a, 5c hin kontinuierlich geringer.
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3 zeigt schematisch in einem Längsschnitt einen Ausschnitt einer Freilaufeinrichtung 1 mit einer asymmetrisch profilierten ersten Laufoberfläche 5a. Das Ausführungsbeispiel nach 3 entspricht somit dem Ausführungsbeispiel nach 2, mit dem Unterschied, dass die Profilierung der ersten Laufoberfläche 5a asymmetrisch, statt wie in 2 symmetrisch, ausgebildet ist. Die Laufoberfläche 5a ist hier von dem Ritzelwellenabschnitt 3 in Richtung Mitnehmerabschnitt 4 betrachtet, in axialer Richtung benachbart zu dem Mitnehmerabschnitt 4 stärker ausgebildet. Das heißt, ausgehend von einer maximalen Erhebung der Profilierung, etwa im mittleren Bereich der ersten Laufoberfläche 5a in axialer Richtung, fällt die Profilierung zu dem Randbereich benachbart zu dem Mitnehmerabschnitt 4 stärker ab und ist gegenüber der Profilierung im entgegengesetzten Randbereich der ersten Laufoberfläche 5a in radialer Richtung weiter zu der maximalen Erhebung beabstandet. Anders ausgedrückt ist der benachbart zum Mitnehmerabschnitt 4 ausgebildet Randbereich der Profilierung weiter zu der maximalen Erhebung in radialer Richtung R beabstandet, als der Randbereich der Profilierung an dem entgegengesetzten Randbereich.
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4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Freilaufeinrichtung 1 mit Ritzelwelle 30 und Mitnehmer 40. Die Ritzelwelle 30 weist an einem Ende ein Ritzel 31 auf. An ihrem anderen Ende weist die Ritzelwelle 30 den Ritzelwellenabschnitt 3 auf, der als zylindrischer Körper ausgebildet ist und dessen Mantelfläche die erste Laufoberfläche 5a bildet. An dem Ende mit dem Ritzelwellenabschnitt 3 ist die Ritzelwelle 30 umfänglich von dem Mitnehmer 40 umgeben. Der Mitnehmer 40 weist dem zur Ritzelwelle 30 benachbarten Ende den Mitnehmerabschnitt 4 auf. Der Mitnehmerabschnitt 4 ist als hülsenförmiger Abschnitt mit einer sich verengenden Rollengleit- oder Rollenklemmkurve des Mitnehmers 40 ausgebildet. Dessen innere, dem Ritzelwellenabschnitt 4 zugewandte Oberfläche bildet die zweite Laufoberfläche 5b. Die beiden Laufoberflächen 5a, 5b sind konzentrisch zueinander ausgebildet und verlaufen in radialer Richtung ungleich beabstandet zueinander, sodass sich eine Rollenklemmkurve für eine Klemmwirkung in Drehrichtung ergibt. In dem so gebildeten Zwischenraum zwischen Mitnehmerabschnitt 4 und Ritzelwellenabschnitt 3 sind umfänglich beabstandet mehrere Freilaufkörper 2 angeordnet. Die Freilaufkörper 2 sind als Wälzkörper ausgebildet, die in dem Zwischenraum mit ihrer Mantelfläche, das heißt mit der dritten Laufoberfläche 5c, auf den anderen Laufoberflächen 5a, 5b abwälzen. Einen Ausschnitt des entsprechenden Zwischenraums zeigt 5.
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5 zeigt in einer schematischen, perspektivischen, teilweise geschnittenen Ansicht, genauer in einer herausgeschnitten Segment, einen Ausschnitt nach 4. Der Freilaufkörper 2 ist in dem etwa ringförmig ausgebildeten Zwischenraum mit variierender Spaltbreite zwischen Mitnehmerabschnitt 4 und Ritzelwellenabschnitt 3 angeordnet. Die dritte Laufoberfläche 5c, welche die Mantelfläche des Freilaufkörpers 2 bildet, ist dabei in ständigem Kontakt mit der ersten Laufoberfläche 5a, das heißt der Mantelfläche des entsprechenden Ritzelwellenabschnitts, und der zweiten Laufoberfläche 5b, das heißt der Mantelfläche des entsprechenden Mitnehmerabschnitts 4.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007026078 A1 [0009]
