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Die Erfindung betrifft eine Andrehvorrichtung zum Andrehen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verdrehsicherung- und/oder Drehmomentbegrenzung bei einer Andrehvorrichtung zum Andrehen einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Andrehvorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Starter und Anlasser für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, die eine elektrische Maschine mit gedämpften Planetengetrieben aufweisen.
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Aus dem Stand der Technik Andrehvorrichtungen mit gedämpften Planetengetrieben bekannt. Üblicherweise werden Gummidämpfungen verwendet, wobei sich ein Hohlrad des Planetengetriebes in den Gummis abstützt und ein Drehmoment überträgt.
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Die
DE 199 27 905 A1 beschreibt eine Andrehvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit einem Andrehmotor, dessen Antriebswelle über ein als Planetengetriebe ausgebildetes Vorgelege mit einem axial verschiebbaren Mitnehmer in Wirkverbindung steht, der Teil eines Einspurgetriebes mit Freilauf und Andrehritzel ist. Dieses wird durch axiales Verschieben des Mitnehmers mit dem Zahnkranz des Antriebsgetriebes der Brennkraftmaschine in Eingriff gebracht. Das Planetengetriebe weist ein an der Antriebswelle ausgebildetes Sonnenrad auf, welches über Planetenräder mit einem Hohlrad in Wirkverbindung steht. Dieses ist in einem entgegen der Andrehrichtung sperrenden Freilaufring gelagert, welcher selbst fest im Gehäuse der Andrehvorrichtung angeordnet ist. Mit Hilfe von am Planetenträger schwenkbar angeordneten Fliehgewichten kann das Hohlrad zwecks Übersetzungsänderung des Planetengetriebes drehzahlabhängig in kraftschlüssige Verbindung mit dem Planetenträger gebracht werden und die Sperre des Freilaufes in Andrehrichtung lösen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Andrehvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches haben dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einer Andrehvorrichtung, insbesondere einem Starter, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, umfassend mindestens eine mit einem Außenumfang eines Hohlrads zusammenwirkende Verdrehsicherungseinrichtung, wobei die Verdrehsicherungseinrichtung in ein das Hohlrad umgebendes Zwischenlager zumindest teilweise integriert ist, die Andrehvorrichtung kleiner bauend gestaltbar ist. Ein Antriebsmoment des Starters ist mit der Verdrehsicherung begrenzt und es kommt bei Überschreitungen des Antriebsmoments, beispielsweise in Form von Resonanzspitzen, nicht zu einem Ausfall oder Bruch des Antriebsstrangs samt Planetengetriebe bzw. Hohlrad und somit nicht zu einem Ausfall des Starters. Außerdem werden hohe Lastspitzen, beispielsweise durch Erhöhung von Schaltzahlen, geändertem Einspurverhalten und im Zusammenwirken des Starters mit neuen Techniken zum ruhigen Motorlauf, in Form von Schwingungen und Schwingungsüberlagerungen abgefangen. Somit ist die Gefahr eines Bruchs des Planetengetriebes, platzen des Freilaufs und Brechen des Antriebslagers und der gleichen verhindert. Die Verdrehsicherungseinrichtung wirkt als Verdrehsicherungs- und/oder Drehmomentbegrenzung und umfasst somit auch eine Drehmoment- oder Verdrehsicherungsbegrenzungseinrichtung.
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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 Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Zwischenlager mindestens eine radiale Ausnehmung zur Aufnahme mindestens einer Verdrehsicherungseinrichtung aufweist. Bevorzugt sind mehrere Ausnehmungen vorgesehen. Weiter bevorzugt sind die Ausnehmungen in Umfangsrichtung beabstandet und/oder gleich verteilt angeordnet. Weiter bevorzugt sind die Ausnehmungen gleich ausgebildet. In die jeweilige Ausnehmung ist eine der Verdrehsicherungseinrichtungen aufnehmbar.
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Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die Verdrehsicherungseinrichtung als Freilaufringsegment ausgebildet ist. Durch die Ausbildung als Segment ist die Verdrehsicherungseinrichtung kleiner bauend. Zudem lassen sich auf kleinerem Bauraum eine unterschiedliche Anzahl von Freilaufsegmenten einfach anordnet. Die Freilaufringsegmente lassen sich auf einfache Weise in den entsprechenden Ausnehmungen aufnehmen.
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Noch eine andere Ausführungsform sieht vor, dass das Freilaufringsegment eine an die Innenkontur der radialen Ausnehmung angepasste Außenkontur aufweist, um das Freilaufringsegment in der radialen Ausnehmung aufzunehmen. Entsprechend ist die Ausnehmung segmentartig ausgebildet. Bevorzugt sind die Freilaufringsegmente bündig, das heißt, ohne in radiale Richtung nach innen überzustehen, in der jeweiligen Ausnehmung angeordnet.
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Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstande Ausnehmungen vorgesehen sind. In einer Ausnehmung ist maximal ein Freilaufringsegment angeordnet. Je nach Anforderung ist mindestens eine Ausnehmung ohne Freilaufringsegment ausgebildet. Bevorzugt ist für freilaufringsegment-freie Ausnehmungen ein Füllkörper oder dergleichen ausgebildet.
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Noch eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass mehrere Freilaufringsegmente vorgesehen sind. Insbesondere sind mehrere gleich ausgebildete Freilaufringsegmente vorgesehen. Die Freilaufsegmente weisen eine definierte Verdrehsicherung oder Drehmomentsicherung auf. Durch mehrere Freilaufsegmente lässt sich eine gesamte Verdrehsicherung oder Drehmomentsicherung genauer realisieren.
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In noch einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein der Ausnehmung radial gegenüberliegender Bereich des Außenumfangs des Hohlrades reibungserhöhende Mittel aufweist, um ein verbessertes Zusammenwirken mit dem jeweiligen Freilaufringsegment zu realisieren. Die reibungserhöhenden Mittel sind beispielsweise als höhere Rauigkeit, eine Beschichtung, insbesondere eine Haftbeschichtung und dergleichen ausgebildet. In einer Ausführungsform ist der gesamte Außenumfang des Hohlrades mit reibungserhöhenden Mitteln versehen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind nur vorbestimmte Bereiche des Außenumfangs mit reibungserhöhenden Mitteln versehen, beispielsweise gemäß einer Anordnung der Ausnehmungen.
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Zudem ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Anzahl der vorgesehenen Freilaufringsegmente in Abhängigkeit einer Anpresskraft in Bezug auf einen Reibwert ausgewählt ist. Je nach Anforderung ist die Anzahl der aufgenommenen Freilaufringsegmente gewählt. Ein begrenzender Parameter für die Auswahl der Anzahl der Freilaufringsegmente ist die erforderliche Anpresskraft in Newton. In Abhängigkeit der Anpresskraft lässt sich ein vorbestimmtes Drehmoment übertragen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des entsprechenden Hauptanspruches oder nebengeordneten Anspruches hat dem Stand der Technik gegenüber den Vorteil, dass bei einem Verfahren zur Verdrehsicherung- und/oder Drehmomentbegrenzung bei einer Andrehvorrichtung, insbesondere eines Starters, zum Andrehen einer Brennkraftmaschine, bei der ein Drehmoment über ein Hohlrad aufgenommen wird, umfassend den Schritt Zusammenwirken einer Verdrehsicherungseinrichtung mit einem Außenumfang des Hohlrads, wobei mehrere Freilaufringsegmente als Verdrehsicherung in Abhängigkeit einer gewünschten Anpresskraft in Bezug auf einen Reibwert vorgesehen werden, dass sich eine kleinbauende und leicht variierbare Verdrehsicherung realisierten lässt. Es lässt sich Material einsparen. Durch eine symmetrische Außenkontur der Ausnehmung und des Freilaufsegments ist eine Sicherung in beide Richtungen herstellbar.
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Die Freilaufringsegmente weisen eine Klemmkammer auf. In der Klemmkammer sind Rollen oder dergleichen angeordnet, die mit einer Feder zusammenwirken. Die Rollen stehen in Kontakt zu dem Hohlrad. Bei einer entsprechenden Drehrichtung des Hohlrads werden die Rollen gegen die Feder oder in eine entgegengesetzte Richtung bewegt. Entgegengesetzt der Feder laufen die Rollen gegen eine Klemmfläche. Über die Abmaße der Rollen und der Klemmflächen ist eine Klemmbahn definiert. In einer Klemmkammer ist bevorzugt eine Rolle angeordnet. Die Rolle ist in einer Ausführungsform in der Klemmkammer mittels einer Feder vorgespannt. Die Feder ist dabei so angeordnet, dass die Rolle in Richtung einer Verjüngung vorgespannt wird. Die Verjüngung wird beispielsweise durch eine Keil- oder Klemmfläche der Klemmkammer gebildet, welche die Rolle presst oder klemmt. Die Klemmflächen können gerade oder gekrümmt verlaufen.
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Die Momentübertragung vom Hohlrad zum Zwischenlager erfolgt über die Rollen und entsprechende Klemmstücke, Klemmflächen und dergleichen, analog zu einem Freilauf. Der so gebildete Freilauf klemmt in Antriebsrichtung und bewirkt in der anderen Richtung die Freilauffunktion. Dabei ersetzt der so gebildete Freilauf nicht den Ritzel- bzw. Starterfreilauf. Die Laufbahn bzw. die Klemmkontur ist so auszulegen, dass eine definierte Durchrutschfunktion bei einem maximal zulässigen Antriebsmoment gewährleistet ist. Die von dem Freilauf bereitgestellte Klemmfunktion ist somit auf ein Durchrutschen ausgelegt. Dabei ist die Keilbahn oder Klemmfläche so gekürzt oder der Klemmwinkel so verändert, dass die jeweilige Rolle ab einem definierten Moment vom Klemmen ins Gleiten kommt und somit die kraftschlüssige Verbindung zwischen Zwischenlager, Klemmstück und Rolle aufgehoben wird.
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Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung sind unter anderem die Folgenden. Ein Ankerrückdrehen ist verhindert, da das Planetengetriebe mit der Verdrehsicherungseinrichtung nur in eine Richtung (Ankerwelle zu Antriebswelle) durchgängig ist. Die Anzahl der Freilaufringsegmente, die als Klemmelemente fungieren, liegt bevorzugt zwischen 3 und 25, und ist je nach benötigtem maximalen Drehmoment variierbar. Eine radiale Anordnung der Klemmelemente an Stirnseiten ist auch realisierbar, wobei eine Starterverlängerung erforderlich ist. Ein Rechts- und Linkslauf des Starters kann durch Drehen der Klemmstücke realisiert werden.
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Die Ausführung zur Momentbegrenzung erfolgt Startergrößenabhängig durch die Anzahl der Klemmstücke bzw. Freilaufringsegmente. Je nach benötigter Lastbegrenzung erfolgt dies zumindest zu einem Anteil durch die Anzahl der Freilaufringsegmente. Die Startergröße wird dabei als maximales Kurzschlussmoment, z. B. von 30 Nm–280 Nm in ein Verhältnis zu der Klemmstückanzahl gesetzt.
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Das begrenzende Element für die Auslegung ist die benötigte Anpresskraft, die zum Übertragen des Antriebsmoments benötigt wird. Bei einem Kurzschlussmoment von z. B. 50 Nm und einem Eingriffsdurchmesser von z. B. 60 mm wird unter Berücksichtigung eines Reibwertes von z. B. 0,3 eine Anpresskraft von etwa 1800 N benötigt. Aus Versuchen abgeleitet, erhält man die benötigte Klemmstückanzahl von hier 3 Stück. Dieser Wert variiert, je nach Reibbeiwert bzw. Reibwertpaarung, die durch Beschichtungen, Materialpaarungen, spezielle Reibpasten (Reib- und Kühlfette) und dergleichen beeinflusst werden. Der Wert der Anpresskraft ist in soweit wichtig, dass dieser bei der Auswahl des Hohlradmaterials (z. B. Sintermetall, Kunststoff, Stahl) eine Vorauswahl erleichtert. Bei Sintermetall D39 ist z. B. ein Wert von ca. 2500 N–4000 N, abhängig von der Wandstärke einzuhalten. Bei Stahl können Werte darüber und bei Kunststoffen unterhalb gewählt werden. Um einen Toleranzausgleich, der beispielsweise durch die Vielzahl der Bauteile entsteht, zu erhalten, wird die Klemmbahn-Klemmrolle oder Klemmstück- mit einem Klemmwinkel zwischen 2° und 9° gewählt. Die Klemmbahnlänge sollte je nach Rollendurchmesser D eine Rolllänge von mindestens 1/2 × D bis 5 × D zulassen. Die Rollenlänge kann dabei je nach Anzahl der Klemmstücke so gewählt werden, dass der Wert der zulässigen Hertz'schen Pressung, je nach Material, erreicht werden kann. Die Rollenlänge liegt dann z. B. zwischen 3 mm und 30 mm. Ein Verhältnis zwischen Durchmesser und Länge sollte zwischen 1 und 8 liegen.
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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 in einer Querschnittsansicht eine als Andrehvorrichtung ausgebildete elektrische Maschine, und
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2 in einer Perspektivansicht einen Ausschnitt der Andrehvorrichtung nach 1 mit einer in ein das Hohlrad umgebendes Zwischenlager zumindest teilweise integrierten Verdrehsicherungseinrichtung,
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3 in einer teilweise geschnittenen Draufsicht einen anderen Ausschnitt der Andrehvorrichtung nach 1 mit der Verdrehsicherungseinrichtung nach 2,
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4 in einer teilweise geschnittenen Draufsicht den Ausschnitt nach 3 ohne Zwischenlager,
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5 in einer Perspektivansicht den Ausschnitt nach 4 ohne Planetenträger und ohne Zwischenlager und mit zwei Verdrehsicherungseinrichtungen und
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6 schematisch ein Diagramm mit der Darstellung einer Anpresskraft in Abhängigkeit eines Reibwertes in [N] über der Klemmstückanzahl.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt in einer Querschnittansicht eine Andrehvorrichtung 100 einer Verbrennungskraftmaschine mit Relais 42, auch als Schalt- oder Einrückrelais ausgeführt. Ein Gehäuse 10 der als Starter ausgebildeten Andrehvorrichtung 100 umfasst einen zylindrischen Gehäuseteil 11 und einen Deckel 13, die durch nicht weiter dargestellte Schrauben miteinander verbunden sind. Das zylindrische Gehäuseteil 11 ist hinten durch den Deckel 13 verschlossen, in dessen Mittelteil eine nach außen gerichtete, Nabe angeformt ist. In der Nabe befindet sich eine Lagerstelle, in welcher ein hinteres Ende 17a der Ankerwelle 17 eines elektrischen Andrehmotors 18 gelagert ist, dessen Anker mit 19 bezeichnet ist. Radial außerhalb des Ankers 19 befinden sich an der Wand des Gehäuseteils 11 mehrere (Permanent-)Magnete 20 des Andrehmotors 18. Das vordere Ende der Ankerwelle 17 ist mit einem im Durchmesser reduzierten Endabschnitt 22 in einer achsgleich verlaufenden, nicht weiter dargestellten Sackbohrung 23 einer Abtriebswelle 24 gelagert. Das andere Ende der Abtriebswelle 24 ist in einem das Gehäuseteil 11 verschließenden Lagerschild 25 und einer an diesem angeformten Nabe 26 gelagert. Die Ankerwelle 17 weist nahe ihrem dem Lagerschild 25 zugewandten Ende eine Verzahnung 28 (Sonnenrad) auf, in welche Planetenräder 29 eingreifen, die auch mit einem außen liegenden, feststehenden Hohlrad 30 eines Planetengetriebes 31 kämmen (= Vorgelege).
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Ein Planetenträger 12 treibt die Abtriebswelle 24 an, auf welcher ein Freilauf 33 angeordnet ist, dessen Innenring 34 einen Fortsatz 35 (Ritzel) aufweist, an dem eine Außenverzahnung 36 ausgebildet ist. Der Außenring 37 des Freilaufs 33 ist über ein Steilgewinde 38 mit der Abtriebswelle 24 verbunden. Auf ihn wirkt eine sogenannte Einspurfeder 39 ein. Durch axiales Verschieben des Freilaufs 33 kann die Außenverzahnung 36 mit einem Zahnkranz 40 einer Brennkraftmaschine zwecks des Startvorgangs in Eingriff gebracht werden. Dies geschieht mit Hilfe eines (Einrück-)Relais 42, in welchem beim Einschalten eines Stroms ein Magnetanker über einen Fortsatz 43 einen Hebel 44 verschwenkt, der über eine Kulisse 45, die zwischen Scheiben 46 liegt, den Freilauf 33 nach links verschiebt. Der Hebel 44 ist zweiarmig ausgebildet und mittels Zapfen 48, in einem gehäusefesten Lager 49 schwenkbar angeordnet. Auf diesen Vorgang ist nur kurz eingegangen, da nicht erfindungswesentlich.
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Die Anker- oder Antriebswelle 17 ist an ihrem hinteren lagerseitigen Ende 17a mit einer Axialspielbegrenzungseinheit 110 (hier nicht detailliert gezeigt, siehe 2–6) in axiale Richtung A gesichert (siehe 2 bis 6). An dem Deckel 13 liegt eine Bürstenplatte 53 an, welche mit dem Deckel 13 verschraubt ist. Die Bürstenplatte 53 ist einstückig ausgebildet. An ihr sind insbesondere aus Kunststoff bestehende Bürstenhalter befestigt, in welchen Kohlen angeordnet sind, die sich unter Federdruck an einen Kommutator 63 anlegen, welcher an der Ankerwelle 17 angeordnet ist. Die Kohlen sind über Anschlusslitzen an einen Kabelschuh angeschlossen, der mit einem Kontakt 68 des Einrückrelais 42 verbunden ist. Die Litzen durchdringen eine Dichtung 70, welche im Gehäuseteil 11 in einer Öffnung angeordnet ist. Die Bürstenplatte 53 ist mit Schrauben 62 am Deckel 13 befestigt.
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Die 2 bis 5 zeigen in unterschiedlichen Ansichten und unterschiedlichen Detaillierungsgraden einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels der als Starter ausgebildeten Andrehvorrichtung 100.
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2 zeigt in einer Perspektivansicht einen Ausschnitt der Andrehvorrichtung 100 nach 1 mit einer in ein das Hohlrad 30 umgebendes Zwischenlager 110 zumindest teilweise integrierten Verdrehsicherungseinrichtung 120. Das Zwischenlager 110 weist einen umlaufenden, ringförmigen Bund 111 auf. Dieser Bund 111 ist durch radiale Ausnehmungen 112 unterbrochen. Dabei sind vorliegend drei radiale Ausnehmungen 112 vorgesehen, die als Aufnahme für je eine Verdrehsicherungseinrichtung 120 dienen. In jede der drei Ausnehmungen 112 ist eine als Freilaufringsegment 121 ausgebildete Verdrehsicherungseinrichtung 120 eingesetzt. Eine Außenkontur der Freilaufringsegmente 121 ist an die jeweilige Innenkontur der Ausnehmungen 112 angepasst. Die Freilaufringsegmente 121 lassen sich zusätzlich über Arretiermittel an der zugeordneten Ausnehmung 112 festlegen. In radiale Richtung nach innen grenzen die Freilaufringsegmente 121 an das auch an den Bund 111 angrenzende Hohlrad 30 an. Dabei wirken die Freilaufringsegmente 121 mit ihrer nach innen gewandten Seite kraftschlüssig oder zumindest überwiegend kraftschlüssig mit einem Außenumfang 30a (siehe auch 4) des Hohlrads 30 zusammen. Das Hohlrad 30 ist Bestandteil des vorstehend beschriebenen Planetengetriebes, sodass eine detaillierte Beschreibung durch Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung hier entfallen kann. Der Aufbau der Freilaufringsegmente 121 wird anhand der folgenden Beschreibung deutlicher.
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Die 3 zeigt in einer teilweise geschnittenen Draufsicht einen anderen Ausschnitt der Andrehvorrichtung 100 nach 1 mit der Verdrehsicherungseinrichtung 120 nach 2. Die Verdrehsicherungseinrichtung 120 ist als Freilaufringsegment 121 ausgebildet. Das Freilaufringsegment 121 weist einen Segmentkörper 122 auf, in dem eine Klemmkammer 123 ausgebildet ist. Die Klemmkammer 123 weist mindestens eine Klemm- oder Keilfläche 123a auf, mit welcher eine in der Klemmkammer 123 angeordnete Rolle 124 bei entsprechender Belastung in Richtung radial nach innen auf den Außenumfang 30a des Hohlrads 30 gedrückt und somit geklemmt wird. Weiter weist jede Klemmkammer 123 einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme einer die Rollen 124 in Richtung Klemm- oder Keilfläche 123a vorspannenden Spiraldruckfeder 125 auf. In der hier dargestellten Ausführungsform sind die benachbarten Klemmkammern 123 gleich zueinander ausgebildet. Die Klemmkammern 123 weisen eine Ausrichtung auf, in der eine Klemmwirkung aufgrund der Anordnung der Klemm- oder Keilfläche 123a wirkt. Die Rollen 124 mit den entsprechenden Federn 125 sind jeweils in den Klemmkammern 123 mit gleicher Ausrichtung angeordnet. Jede Klemmkammer 123 wirkt dabei in Richtung ihrer Ausrichtung klemmend.
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Das Zwischenlager 110 ist umfänglich von einem Zwischenlagergehäuse 113 umgeben, sodass die Freilaufsegmente 121 in radiale Richtung und in Umfangsrichtung sicher in Position gehalten sind.
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Die 4 zeigt in einer teilweise geschnittenen Draufsicht den Ausschnitt nach 3 ohne das Zwischenlagergehäuse 113. Hier ist deutlich die in Umfangsrichtung sichere Positionierung der Freilaufringsegmente 121 dargestellt, welche in Umfangsrichtung an dem entsprechenden Bund 111 angrenzen. Der Bund 111 ist im Bereich der Ausnehmung 112 entsprechend gebogen und verläuft etwa radial. Somit fungiert der Bund 111 als Anschlagfläche für die jeweiligen Freilaufringsegmente 121.
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Die 5 zeigt in einer Perspektivansicht den Ausschnitt nach 4 ohne Planetenträger 12, ohne Zwischenlager 110 und mit zwei Verdrehsicherungseinrichtungen 120. Deutlich ist der Außenumfang 30a des Hohlrads 30 zu erkennen. Die Rollen 124 wirken mit dem Außenumfang 30a zusammen. Zur Verbesserung eines Zusammenwirkens weist der Außenumfang 30a zumindest im Bereich der Rollen 124 reibungserhöhende Mittel auf. Die reibungserhöhenden Mittel sind beispielsweise als eine erhöhte Rauigkeit, Rillen und dergleichen ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel nach 5 sind zur Verdeutlichung der Modularität der Verdrehsicherungseinrichtung 120 zwei Freilaufringsegmente 121 dargestellt. Entsprechend eines vorgegebenen Anforderungsprofils lassen sich unterschiedlich viele Freilaufringsegmente 121 vorsehen. Dies ist im Zusammenhang mit 6 detaillierter beschrieben.
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Die 6 zeigt schematisch ein Diagramm mit der Darstellung einer Anpresskraft in Abhängigkeit eines Reibwertes in [N] über der Verdrehsicherungseinrichtung- 120 bzw. der Klemmstückanzahl. Auf der Ordinate ist die Anpresskraft in Abhängigkeit eines Reibwertes in Newton (N) angegeben. Auf der Abszisse ist die entsprechende Klemmstückanzahl bzw. die Anzahl der erforderlichen Freilaufringsegmente 121 angegeben. Der Verlauf der dargestellten Kurven ist Hyperbel-förmig. Dabei sind am rechten Rand verschiedene Drehmoment-Werte beginnend bei 30 Nm bis hin zu 280 Nm in 10er-Schritten angegeben. Der geringste Drehmoment-Wert (30 Nm) ist durch die innerste Kurve I angegeben. Der höchste Drehmoment-Wert (280 Nm) ist durch die äußerste Kurve K angegeben. Dazwischen liegen die verbleibenden Werte entsprechend ihrer Reihenfolge. Um nun die erforderliche Anzahl an Freilaufringsegmenten 121 zu bestimmen, wird beispielsweise bei einer Drehmomentkurve von 280 Nm – das heißt der K-Kurve – die zugehörige Anpresskraft von beispielsweise 5300 N gesucht und dann eine Senkrechte in Richtung Abszisse gezogen. Hierbei ergibt sich etwa ein Wert von sieben Freilaufringsegmenten 121. Das zugehörige Zwischenlager 110 weist entsprechend sieben oder mehr Ausnehmungen 112 auf. Von den Ausnehmungen 112 werden entsprechend sieben Ausnehmungen 112 mit Freilaufringsegmenten 121 bestückt. Die verbleibenden Ausnehmungen 112 bleiben frei oder werden mit Platzhaltern bestückt.
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Die Funktionsweise der Freilaufringsegmente 121 ist prinzipiell aus dem Stand der Technik für Freilaufringe bekannt. Die Rollen 124 sind an dem der Verjüngung bzw. der Keilflächen 123a abgewandten Ende der Klemmkammern 123, den Aufnahmeabschnitten angeordnet. Dreht sich das Hohlrad 30 in die Drehrichtung, erfolgt eine Momentübertragung zwischen Hohlrad 30 und Freilaufringsegment 121, sodass das Freilaufringsegment 121 mit dem Hohlrad 30 mit drehen würde. Die Freilaufringsegmente 121 sind jedoch in Umfangsrichtung positionsfest in dem Zwischenlager 110 bzw. den Ausnehmungen 112 gehalten, sodass das Hohlrad 30 bzw. dessen Außenumfang 30a an dem Freilaufringsegment 121 und hier der Rollen 124 vorbeigleitet. Die Rollen 124 werden gegen die Federn 125 gedrückt. Dreht sich das Hohlrad 30 in eine Gegenrichtung oder übt ein Drehmoment in Gegenrichtung aus, bewirken die Federn 125 und der Außenumfang 30a, dass die Rollen 123 gegen die Klemm- oder Keilflächen 123a gedrückt werden. Dadurch wird ein Klemmen der Rollen 124 in den Klemmkammern 4 und in Richtung Außenumfang 30a bewirkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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