DE102012204797A1

DE102012204797A1 - Schaltbarer Freilauf

Info

Publication number: DE102012204797A1
Application number: DE201210204797
Authority: DE
Inventors: Harald Hochmuth; Klaus-Peter Köneke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schaltbaren Freilauf mit einem eine Klemmfläche aufweisenden Gehäuse, einem gegenüber dem Gehäuse drehbaren Stellring und einem Abtriebselement, wobei das Abtriebselement der Klemmfläche zugewandte Klemmrampen aufweist, und zwischen der Klemmfläche und den Klemmrampen vorgesehene Klemmrollen, die gegen die Klemmfläche und den Klemmrampen angefedert sind, und wobei der Stellring Klauen aufweist, welche eine Anlagefläche für die Klemmrollen aufweisen und wobei eine auf den Stellring wirkende erste Reibbremse vorgesehen ist, die eine unerwünschte Bewegung des Stellrings verhindert, wobei eine zweite Reibbremse vorgesehen ist, welche auf das Abtriebselement wirkt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Schaltbaren Freilauf, beispielsweise für eine Sitzverstellung.
Hintergrund der Erfindung
Die EP 2 390 523 A2 offenbart einen schaltbaren Freilauf mit einem eine Klemmfläche aufweisendem Gehäuse und einem gegenüber dem Gehäuse drehbaren Stellring und Abtriebselement. Das Abtriebselement weist den Klemmflächen zugewandte Klemmrampen auf. Zwischen der Klemmfläche und den Klemmrampen sind Klemmrollen angeordnet. Der Stellring weist Klauen auf, auf die ein Reibring einwirkt. Der Reibring ist formschlüssig mit den Klauen verbunden und ist in Reibkontakt mit der Klemmfläche des Gehäuses.
Die Klemmrollen werden durch die Drehung der mit dem Stellring verbundenen Klauen freigeschalten. Der Reibring wird zwangsläufig mitgeschleppt. Nach dem Schaltvorgang wird der Reibring durch die zwischen der Reibfläche und der Klemmfläche auftretenden Reibung in der jeweiligen Position gehalten, wodurch eine unerwünschte Bewegung des Stellrings verhindert wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schaltbaren Freilauf mit einer minimierten Geräuschentwicklung bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schaltbaren Freilauf mit einem eine Klemmfläche aufweisenden Gehäuse, einem gegenüber dem Gehäuse drehbaren Stellring und einem Abtriebselement, wobei das Abtriebselement der Klemmfläche zugewandte Klemmrampen aufweist, und zwischen der Klemmfläche und den Klemmrampen vorgesehene Klemmrollen, die gegen die Klemmfläche und den Klemmrampen angefedert sind, und wobei der Stellring Klauen aufweist, welche eine Anlagefläche für die Klemmrollen aufweisen und wobei eine auf den Stellring wirkende erste Reibbremse vorgesehen ist, die eine unerwünschte Bewegung des Stellrings verhindert, wobei eine zweite Reibbremse vorgesehen ist, welche auf das Abtriebselement wirkt.
Wird bei einem Schaltbaren Freilauf der Stellring verschwenkt, werden die Klemmrollen aus ihrer Klemmposition verdrängt, und zwar noch bevor die Klauen das Abtriebselement mitnehmen. Es besteht daher die Gefahr, dass sich das Abtriebselement aufgrund der permanent an diesem angreifenden Kraft bereits zu drehen beginnt, bevor der Stellring mit seinen Klauen am Abtriebselement angreift. In diesem Fall ist es auch möglich, dass sich das Abtriebselement vorübergehend schneller als der Stellring dreht. Dadurch geraten die Klemmollen jedoch bereits nach kurzem Drehwinkel des Abtriebselementes wieder in die Klemmposition, so dass das Abtriebselement so lange gestoppt wird, bis der Stellring mit den Klauen nachgeführt ist und die Klemmrollen aus ihrer Klemmposition löst. Anschließend kann sich der Vorgang des kurzzeitigen Vorauseilens und anschließenden Stoppens des Abtriebselements wiederholen sog. Stick-Slip-Effekt).
Bei dem erfindungsgemäßen schaltbaren Freilauf wird das Vorauseilen des Abtriebselementes mittels einer auf das Abtriebselement wirkenden Reibbremse gelöst. Die Reibbremse bewirkt, dass das Abtriebselement bei Betätigung gebremst wird, um so ein Vorauseilen bzw. eine unerwünschte Bewegung zu vermeiden. Dazu ist die Reibbremse in Reibkontakt mit einem ortsfesten Bauteil, wie bspw. dem Gehäuse. Wird der schaltbare Freilauf betätigt tritt zwischen der Reibbremse und dem ortsfesten Bauteil Reibung auf, was dazu führt, dass das Abtriebselement abgebremst wird. Vorteilhaft daran ist, dass eine Geräuschentwicklung durch einen Stick-Slip-Effekt vermieden wird.
In einer bevorzugten Ausbildung sind die erste und zweite Reibbremse radial im Bereich der Klemmfläche angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht, dass die beiden Reibbremsen in Reibkontakt mit der Klemmfläche des Gehäuses kommen können, um sowohl den Stellring als auch das Abtriebselement abbremsen zu können.
Vorzugsweise sind die erste Reibbremse als Reibring und die zweite Reibbremse als Reibring ausgebildet und wobei jeder der Reibringe halbmondförmig ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung. Die Reibringe können beispielsweise durch Stanzen hergestellt werden. Es sind jedoch auch andere Fertigungsverfahren denkbar.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Reibringe axial in einer Ebene angeordnet. Durch eine derartige Anordnung ist es möglich, die Reibringen in den vorhandenen Bauraum zu integrieren, um so ein möglichst kompaktes Bauteil zur Verfügung stellen zu können. Ferner sind die Reibringe derart angeordnet, dass sie sich nicht kontaktieren.
Vorzugsweise ist jeder der Reibringe mit Vorspannung ins Gehäuse eingesetzt. Dadurch wird bewirkt, dass die Reibringe mit ihrer Außenseite an der Klemmfläche des Gehäuses anliegen, sodass die gewünschte Reibung entsteht. Dies verhindert sowohl unerwünschte Bewegungen des Stellrings als auch des Abtriebselementes.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist jeder der Reibringe eine Reibfläche auf, die an der Klemmfläche des Gehäuses anliegen. Die Reibringe können nicht nur eine sondern mehrere Reibflächen aufweisen, welche beispielsweise durch hervorstehende Abschnitte gebildet werden können. Mittels definierter Reibflächen kann ein gleichmäßiges Reibverhalten sichergestellt werden.
Vorzugsweise ist der Reibring der zweiten Reibbremse formschlüssig mit dem Abtriebsteil verbunden. Dass Abtriebselement ist an mindestens einer Stelle fest mit der Reibbremse verbunden, um so das erzeugte Bremsmoment auf das Abtriebselement zu übertragen. Ferner ist auch die erste Reibbremse formschlüssig mit dem Stellring verbunden, um die erwünschte Wirkung zu erzielen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist jeder der Reibringe aus Stahl hergestellt. Dieser Werkstoff ermöglicht, dass über die Lebensdauer des Schaltbaren Freilaufs ein konstantes Reibmoment gewährleistet ist. Es sind auch andere Werkstoffe mit einem derartigen Verhalten möglich.
Vorzugsweise ist ein schaltbarer Freilauf in einer Sitzverstellung eingesetzt. Der Stellring ist mit einem Antriebselement verbunden und das Antriebselement ist gegenüber dem Gehäuse drehbar. Schaltbare Freiläufe werden in Fahrzeugsitzen verwendet, um eine stufenlose Sitzverstellung zu ermöglichen. Um bei einer manuellen Sitzhöhenverstellung die vom Bediener aufzubringenden Kräfte zu begrenzen, ist die Sitzverstellung üblicherweise mittels einer Feder vorgespannt, die in Richtung einer höheren Positionierung des Sitzes wirkt. Am Abtriebselement der Sitzverstellung greift somit permanent eine Federkraft an.
Solange die Sitzverstellung und damit der Schaltbare Freilauf nicht betätigt wird, bleibt das Abtriebselement des Freilaufs aufgrund der in Klemmposition befindlichen Klemmrollen in fester Winkelposition. Sobald jedoch die Sitzverstellung betätigt wird, d. h. das Antriebselement verschwenkt wird, werden die Klemmrollen aus ihrer Klemmposition verdrängt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von zwei Figuren dargestellt. Es zeigen:
1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Schaltbaren Freilaufs, und
2 eine weitere Ansicht eines erfindungsgemäßen Schaltbaren Freilaufs.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 und 2 zeigen den erfindungsgemäßen Schaltbaren Freilauf 1. Der Schaltbare Freilauf umfasst ein Gehäuse 2, dass an seiner Innenseite eine Klemmfläche 3 aufweist. Des Weiteren ist ein gegenüber dem Gehäuse 2 drehbares Abtriebselement 4 vorgesehen. Das Abtriebselement 4 ist als Innenstern ausgebildet und weist der Klemmfläche 3 zugewandte Klemmrampen 5 auf. Zwischen der Klemmfläche 3 und den Klemmrampen 5 sind Klemmrollen 6 angeordnet. Die Klemmrollen 6 werden mittels Federelementen 7 angefedert.
Ferner ist ein gegenüber dem Gehäuse 2 drehbarer Stellring 8 angeordnet. Der Stellring 8 weist Klauen 9 auf, welche eine Anlagefläche 10 für die Klemmrollen aufweisen.
Ferner ist eine auf den Stellring 8 einwirkende erste Reibbremse 11 vorgesehen. Die Reibbremse 11 ist als Reibring 12 ausgebildet, welcher eine halbmondförmige Form aufweist. Der Stellring 8 ist mit dem Reibring 12 formschlüssig verbunden. Dazu greift eine Nase 13 des Stellrings 8 in eine Ausnehmung 14 des Reibrings 12 ein. Der Reibring 12 ist mit Vorspannung in das Gehäuse 2 eingesetzt. Zudem weist der Reibring 12 an seiner Außenseite gegenüberliegende Reibflächen 15 auf.
Wie weiter ersichtlich ist, ist eine auf das Abriebselement 4 einwirkende zweite Reibbremse 16 vorgesehen. Die Reibbremse 16 ist als Reibring 17 ausgebildet, welcher eine halbmondförmige Form aufweist. Das Abtriebselement 4 ist mit dem Reibring 17 formschlüssig verbunden. Dazu greifen zwei Vorsprünge 18 des Reibrings 17 in Ausnehmungen 19 des Abtriebselementes ein. Der Reibring 17 ist mit Vorspannung in das Gehäuse 2 eingesetzt. Zudem weist der Reibring 17 an seiner Außenseite gegenüberliegende Reibflächen 20 auf.
Der Reibring 12 und der Reibring 17 sind axial in einer Ebene angeordnet. Zwischen den Enden der beiden Reibringe 12, 17 ist jeweils ein Spalt 21 vorgesehen.
Die Klemmrollen 6 werden durch die Drehung der mit dem Stellring 8 verbundenen Klauen 9 freigeschalten. Der Reibring 12 wird ebenso wie der Reibring 17 zwangsläufig mitgeschleppt. Dabei tritt zwischen den Reibflächen 15, 20 und der Klemmfläche 3 Reibung auf. Der Reibring 17 bremst das Abtriebselement 4, um ein Vorauseilen dieses zu verhindern.
Nach dem Schaltvorgang wird der Reibring 17 durch die zwischen der Reibfläche 15 und der Klemmfläche 3 auftretende Reibung in der jeweiligen Position gehalten. Eine unerwünschte Bewegung, wie beispielsweise ein Zurückdrehen, des Stellrings 8 wird verhindert.
Bezugszeichenliste

1: Schaltbarer Freilauf
2: Gehäuse
3: Klemmfläche
4: Abtriebselement
5: Klemmrampe
6: Klemmrollen
7: Federelemente
8: Stellring
9: Klauen
10: Anlageflächen
11: erste Reibbremse
12: Reibring
13: Nase
14: Ausnehmung
15: Reibflächen
16: zweite Reibbremse
17: Reibring
18: Vorsprung
19: Ausnehmung
20: Reibfläche
21: Spalt

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

EP 2390523 A2 [0002]

Claims

Schaltbarer Freilauf mit einem eine Klemmfläche (3) aufweisenden Gehäuse (2), einem gegenüber dem Gehäuse (2) drehbaren Stellring (8) und einem Abtriebselement (4), wobei das Abtriebselement (4) der Klemmfläche (3) zugewandte Klemmrampen (5) aufweist, und zwischen der Klemmfläche (3) und den Klemmrampen (5) vorgesehene Klemmrollen (6), die gegen die Klemmfläche (3) und den Klemmrampen (5) angefedert sind, und wobei der Stellring (8) Klauen (9) aufweist, welche eine Anlagefläche (10) für die Klemmrollen (6) aufweisen und wobei eine auf den Stellring (8) wirkende erste Reibbremse (11) vorgesehen ist, die eine unerwünschte Bewegung des Stellrings (8) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Reibbremse (16) vorgesehen ist, welche auf das Abtriebselement (4) wirkt.
Schaltbarer Freilauf nach Anspruch 1, wobei die erste Reibbremse (11) und zweite Reibbremse (16) radial im Bereich der Klemmfläche (3) angeordnet sind.
Schaltbarer Freilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Reibbremse (11) als Reibring (12) und die zweite Reibbremse (16) als Reibring (17) ausgebildet sind und wobei jeder der Reibringe (12, 17) halbmondförmig ausgebildet ist.
Schaltbarer Freilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Reibringe (12, 17) axial in einer Ebene angeordnet sind.
Schaltbarer Freilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Reibringe (12, 17) mit Vorspannung ins Gehäuse (2) eingesetzt ist.
Schaltbarer Freilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Reibringe (12, 17) eine Reibfläche (15, 20) aufweist, die an der Klemmfläche (3) des Gehäuses (2) anliegen.
Schaltbarer Freilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reibring (17) der zweiten Reibbremse (16) formschlüssig mit dem Abtriebselement (4) verbunden ist.
Schaltbarer Freilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Reibringe (12, 17) aus Stahl hergestellt ist.
Sitzverstellung mit einem schaltbaren Freilauf nach Anspruch 1, wobei der Stellring (8) mit einem Antriebselement verbunden ist und wobei das Antriebselement gegenüber dem Gehäuse (2) drehbar ist.