DE102011104138A1

DE102011104138A1 - Freilauf-Außenring und Kurbelfreilaufgetriebe mit Freilauf-Außenring

Info

Publication number: DE102011104138A1
Application number: DE201110104138
Authority: DE
Inventors: Lars Schumann; Oswald Friedmann; Lászlo Mán; Peter Greb; Christian Scheufler; Alexander Dreher
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2010-06-29
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2011-12-29
Also published as: WO2012010115A1; CN102959281B; JP5896998B2; CN102959281A; DE112011102318A5; JP2013529763A

Abstract

Es wird ein Freilauf-Außenring angegeben, der ein kleines Pleuelauge aufweist, das mit einer auf den Freilauf-Außenring krafteinwirkenden Kurbel verbindbar ist. Die Freilaufausnehmung weist auf der der Zugrichtung der Kurbel abgewandten Seite eine im Durchschnitt größere Materialstärke auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Freilauf-Außenring sowie ein Kurbelfreilaufgetriebe mit Freilauf-Außenring.
Aus dem Stand der Technik bekannte Freilauf-Außenringe weisen bei Beaufschlagung mit nur einem Moment in Umfangsrichtung eine homogene Lastverteilung auf. Bei Einleitung einer Querkraft, wie sie beispielsweise bei Kurbelfreilaufgetrieben typisch ist, wird die der Zugrichtung abgewandte Seite stärker belastet als die der Zugrichtung zugewandte Seite. In diesem Fall wird nämlich das Moment mittels eines mit einem Pleuel (Kurbel) über ein Pleuelauge verbundenen Fortsatzes am Freilaufaußenring eingebracht.
Ein Kurbelfreilaufgetriebe ist beispielsweise aus der DE 102 43 533 A1 bekannt.
Die DE 10 2009 031 791 A1 offenbart eine Pleuelstange für ein Freilaufkurbelgetriebe, wobei die Pleuelstange ein erstes Pleuelauge für einen Sitz auf einem Exzenterantrieb und ein zweites Pleuelauge für eine Verbindung mit einer Freilaufeinheit aufweist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für einen gleichmäßig belasteten Freilauf-Außenring gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der Hauptansprüche, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Die Aufgabe ist bei einem Freilauf-Außenring gelöst, der ein kleines Pleuelauge aufweist, das mit einer auf den Freilauf-Außenring krafteinwirkenden Kurbel verbindbar ist. Des Weiteren weist der Freilauf-Außenring eine Freilaufausnehmung auf, die auf der der Zugrichtung der Kurbel abgewandten Seite eine im Durchschnitt größere Materialstärke aufweist.
Über die mit dem kleinen Pleuelauge verbindbare Kurbel wird abwechselnd eine Zug- bzw. Schubkraft ausgeübt, die den Freilauf-Außenring in eine schwingende Bewegung um die eigene Achse versetzt. Über einen im großen Pleuelauge des Freilauf-Außenrings angeordneten Freilauf kann über die Schwingungen der antreibenden Kurbel einen Achse in Rotation versetzt werden. Vorzugsweise werden zum Antrieb einer Achse mehrere in Axialrichtung benachbarte Freilauf-Außenringe eingesetzt, die zeitlich voneinander beabstandet die Achse antreiben. Durch eine Vielzahl von angetriebenen Freilauf-Außenringen kann somit eine vorteilhafterweise gleichmäßige Rotationsbewegung der angetriebenen Achse erreicht werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Freilauf-Außenrings ist dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufausnehmung auf der der Zugrichtung der Kurbel zugewandten Seite eine im Durchschnitt geringere Materialstärke aufweist. Vorzugsweise wird die im Durchschnitt größere Materialstärke dadurch erreicht, dass der Außenring des Freilauf-Außenrings auf der der Zugrichtung abgewandten Seite gezielt aufgedickt ist. Eine im Durchschnitt geringere Materialstärke auf der der Zugrichtung zugewandten Seite wird vorzugsweise durch eine Querschnittreduzierung erreicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Freilauf-Außenrings ist dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt des Außenumfangs des großen Pleuelauges seitlich gegenüber dem Mittelpunkt des Innendurchmessers des großen Pleuelauges verschoben ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Freilauf-Außenrings ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des großen Pleuelauges exzentrisch zum Innendurchmesser des großen Pleuelauges ist.
Des Weiteren ist die Aufgabe bei einem Kurbelfreilaufgetriebe mit einer Antriebsseite und einer Abtriebsseite gelöst, bei der auf der Abtriebsseite in Axialrichtung mehrere zuvor beschriebene Freilauf-Außenringe angeordnet sind. Die Antriebsseite ist beispielsweise mit einem Motor eines Fahrzeugs verbunden. Die Abtriebsseite ist hingegen beispielsweise mit der angetriebenen Achse eines Fahrzeugs verbunden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Kurbelfreilaufgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass es als Kurbel-CVT-Getriebe ausgebildet ist. Bei diesem Getriebe ist auf einer von einem Motor antreibbaren Eingangswelle, die im Bezug auf das Getriebe eine antreibende Welle bildet, eine verstellbare Exzenter-Antriebsanordnung mit Exzenterbauteilen vorgesehen, die übar pleuelähnliche Verbindungselemente mit einer getriebenen Welle verbunden ist, welche im Bezug auf das Getriebe eine Ausgangswelle bildet. Die getriebene Welle wird durch die Übertragung des Hubs der Verbindungselemente mittels Freilaufeinrichtungen auf die Welle angetrieben, die zwischen den Verbindungselementen und dieser Welle vorgesehen sind.
Durch eine zuvor beschriebene Freilauf-Außenring sowie ein Kurbelfreilaufgetriebe wir eine möglichst homogene Spannungsverteilung im Freilauf des Außenrings der Freilauf-Außenring erreicht.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 schematisch den Aufbau einer ersten Ausführungsform eines Freilauf-Außenrings,
2 ein erfindungsgemäßer Freilauf-Außenring mit Klemmkörper im großen Pleuelauge,
3 schematisch den Aufbau einer weiteren Ausführungsform eines Freilauf-Außenring an der eine Kurbel angreift,
4 ein erfindungsgemäßer Freilauf-Außenring mit einem Rollenfreilauf im großen Pleuelauge,
5a eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Freilauf-Außenrings, und
5b einen Querschnitt durch die Freilaufausnehmung eines erfindungsgemäßen Freilauf-Außenrings gemäß 5a.
In 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilauf-Außenrings 1 dargestellt. Der Freilauf-Außenring 1 weist ein kleines Pleuelauge 2 sowie eine Freilaufausnehmung 3 auf. An dem kleinen Pleuelauge 2 greift, wie in den 3 und 4 dargestellt ist eine weitere Kurbel an, die mit dem kleinen Pleuelauge 2 vorzugsweise über einen Bolzen, wie in den 3 und 4 dargestellt, verbunden ist. Die Freilaufausnehmung 3 weist eine Öffnung mit einem Innendurchmesser d auf, dessen Mittelpunkt 8 gegenüber dem Mittelpunkt 7 des Außenumfangs c des großen Pleuelauges 3 seitlich verschoben ist. Der Mittelpunkt 7 des Außenumfangs c ist um einen Versatz x gegenüber dem Mittelpunkt 8 des Innendurchmessers d des großen Pleuelauges 3 versetzt.
In der dargestellten Ausführungsform des Freilauf-Außenrings 1 ist der Mittelpunkt 8 des Innendurchmessers in Richtung der an dem kleinen Pleuelauge 2 zugewandten Seite 6 der einwirkenden Kraft gegenüber dem Mittelpunkt 7 des Außenumfangs versetzt. Gegenüber dem Mittelpunkt 8 des Innendurchmessers ist der Mittelpunkt 7 des Außenumfangs in Richtung der einwirkenden Kraft abgewandten Seite 6 verschoben. Der Außenumfang des großen Pleuelauges 3 ist in der dargestellten Ausführungsform des Freilauf-Außenrings 1 vollständig exzentrisch zum Innendurchmesser des großen Pleuelauges 3.
In 2 ist ein erfindungsgemäßer Freilauf-Außenring 1 mit einem Klemmkörper 10 im großen Pleuelauge 3 des Freilauf-Außenrings 1 gezeigt.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilauf-Außenrings 1 dargestellt, bei der nur einen Teil der Außenkontur des großen Pleuelauges 3 exzentrisch zum Innendurchmesser des großen Pleuelauges 3 ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das kleine Pleuelauge 2 über einen Bolzen 12 mit einer Kurbel 4 verbunden, die eine Kraft auf den Freilauf-Außenring 1 ausübt. Ein Teil der Außenkontur des großen Pleuelauges 3 ist auf der der einwirkenden Kraft der Kurbel 4 zugewandten Seite 6 exzentrisch zum Innendurchmesser des großen Pleuelauges 3. Auf der der einwirkenden Kraft der Kurbel 4 abgewandten Seite 5 ist die Außenkontur des großen Pleuelauges hingegen vollständig exzentrisch zum Innendurchmesser des großen Pleuelauges 3. Die Außenkonturen des großen Pleuelauges sind im Detail in 5b dargestellt.
In 4 ist ein erfindungsgemäßer Freilauf-Außenring 1 mit einem Rollenfreilauf 11 im großen Pleuelauge 3 des Freilauf-Außenrings 1 gezeigt. Am kleinen Pleuelauge 2 greift eine Kurbel 4 an, die über einen Bolzen 12 mit dem kleinen Pleuelauge 2 des Freilauf-Außenrings 1 verbunden ist. Vorzugsweise ist der Bolzen 12 beispielsweise über Lager beweglich geführt, so dass die Kurbel 4 gegenüber dem kleinen Pleuelauge 2 des Freilauf-Außenrings 1 um den Bolzen teilweise rotieren kann.
In 5a ist ein erfindungsgemäßer Freilauf-Außenring 1 dargestellt, die im Aufbau dem in 3 dargestellten Freilauf-Außenring 1 entspricht. Der Freilauf-Außenring 1 in 5a ist in der dargestellten Ausführungsform jedoch nicht mit einer Kurbel am kleinen Pleuelauge 2 verbunden.
In 5b ist einen Querschnitt durch die Freilaufausnehmung des in 5a dargestellten Freilauf-Außenrings 1 entlang der Schnittachse A-A' gezeigt. Die Außenkontur 9 auf der der Krafteinwirkung zugewandten Seite 6 weist Mittelbereich einen geringere Materialstärke b auf als die Außenkontur 9 auf der der Krafteinwirkung abgewandten Seite 5. In der dargestellten Ausführungsform weist die Freilaufausnehmung 3 auf der der Krafteinwirkung zugewandten Seite 6 ein in etwa U-förmiges Profil auf. Das Profil des großen Pleuelauges 3 auf der der Krafteinwirkung abgewandten Seite 5 weist hingegen eine nahezu gleiche Materialstärke a auf.
Bezugszeichenliste

1: Freilauf-Außenring
2: kleines Pleuelauge
3: Freilaufausnehmung
4: Kurbel
5: abgewandte Seite
6: zugewandte Seite
7: Mittelpunkt des Außenumfangs
8: Mittelpunkt des Innendurchmessers
9, 9': Außenkontur
10: Klemmkörper
11: Rollenfreilauf
12: Bolzen
a: Materialstärke
b: Materialstärke
c: Außenumfang
d: Innendurchmesser
x: Versatz
A-A': Schnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10243533 A1 [0003]
DE 102009031791 A1 [0004]

Claims

Freilauf-Außenring aufweisend, ein kleines Pleuelauge (2) das mit einer auf den Freilauf-Außenring (1) krafteinwirkenden Kurbel (4) verbindbar ist und eine Freilaufausnehmung (3), wobei die Freilaufausnehmung (3) auf der der Zugrichtung der Kurbel (4) abgewandten Seite (5) eine im Durchschnitt größere Materialstärke (a) aufweist.
Freilauf-Außenring nach Anspruch 1, bei dem die Freilaufausnehmung (3) auf der, der Zugrichtung der Kurbel (4) zugewandten Seite (6) eine im Durchschnitt geringere Materialstärke (b) aufweist
Freilauf-Außenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Mittelpunkt (7) des Außenumfangs (c) des großen Pleuelauges (4) seitlich gegenüber dem Mittelpunkt (8) des Innendurchmessers (d) des großen Pleuelauges (4) verschoben ist.
Freilauf-Außenring nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Außenkontur (9) des großen Pleuelauges (4) exzentrisch zum Innendurchmesser (d) des großen Pleuelauges (4) ist.
Kurbelfreilaufgetriebe aufweisend, einen Antriebsseite und eine Abtriebsseite, wobei auf der Abtriebsseite in Axialrichtung mehrere Freilauf-Außenringe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet sind.
Kurbelfreilaufgetriebe nach Anspruch 5, das als ein Kurbel-CVT-Getriebe ausgebildet ist.