DE102012221846A1

DE102012221846A1 - Freilaufkäfig

Info

Publication number: DE102012221846A1
Application number: DE102012221846.7A
Authority: DE
Inventors: Frieder Altmann; Swen Dörrie
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2014-06-05
Also published as: CN104822959B; KR20150089062A; WO2014082632A1; CN104822959A

Abstract

Freilaufkäfig mit einem Grundkörper (9a), wobei der Grundkörper (9a) einen ersten Käfigring (10) und einen zweiten Käfigring (11) aufweist, welche um eine gemeinsame Achse angeordneten sind und wobei sich axial zwischen den beiden Käfigringen (10, 11) Käfigstege (12) erstrecken, wodurch Käfigtaschen (13) ausgebildet werden und wobei in den Käfigtaschen (13) Klemmkörper (14) vorgesehen sind, wobei zur Anfederung der Klemmkörper (14) Federelemente (1) vorgesehen sind und wobei das Federelement (1) in Umfangsrichtung gesehen aus zwei sich kreuzende Schenkeln (2, 3) ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Freilaufkäfig, beispielsweise zur Anwendung in Klemmrollenfreiläufen.
Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 197 33 026 C2 ist ein Freilaufkäfig bekannt, welcher einen Grundkörper umfasst. Der Grundkörper weist mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Käfigtaschen auf. Die Käfigtaschen dienen zur Aufnahme von Klemmkörpern bzw. Klemmrollen. Zur Anfederung der Klemmkörper bzw. Klemmrollen dienen Federelemente.
Gemäß der DE 197 33 026 C2 ist das Federelement bogenförmig ausgeführt, wobei die Enden des Federelementes gegen die Klemmrollen angefedert sind. Eine die Käfigtasche begrenzende Fläche des Käfigstegs bildet eine Stützfläche für das Federelement aus, welches an seiner axialen Mitte an der Stützfläche abgestützt ist.
Die DE 10 2008 049 799 A1 offenbart einen Freilaufkäfig, welcher einstückig mit einem Innenring ausgebildet ist. An beiden Seiten des Innenrings sind Käfigringe angeformt. Zusätzlich sind an einem der Käfigringe Käfigstege angeformt, welche über den Umfang des Innenrings verteilt angeordnet sind. An den Käfigstegen sind Federelemente abgestützt, welche Klemmrollen gegen Klemmrampen anfedern. Die Federelemente sind als mehrfach gefaltete Blechfedern ausgeführt.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Freilaufkäfig bereitzustellen, welcher kostengünstig und einfach herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Freilaufkäfig mit einem Grundkörper, wobei der Grundkörper einen ersten Käfigring und einen zweiten Käfigring aufweist, welche um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und wobei sich axial zwischen den beiden Käfigringen Käfigstege erstrecken, wodurch Käfigtaschen ausgebildet werden und wobei in den Käfigtaschen Klemmkörper vorgesehen sind, wobei zur Anfederung der Klemmkörper Federelemente vorgesehen sind und wobei das Federelement in Umfangsrichtung gesehen aus zwei sich kreuzenden Schenkeln ausgebildet ist.
Freilaufkäfige finden in verschiedenen Freilaufarten Anwendung. Der Freilaufkäfig selbst dient zur Aufnahme von Klemmkörpern/ Klemmrollen und Federelementen. Die Federelemente federn die Klemmkörper/ Klemmrollen gegen Klemmrampen in einem Freilauf an.
Der erfindungsgemäße Freilaufkäfig sieht Federelemente vor, welche durch zwei sich kreuzende Schenkel ausgebildet sind. Je nachdem in welchem Bereich sich die Schenkel schneiden, hat das Federelement eine X-ähnliche, Y-ähnliche oder auch V-ähnliche Form. Eine derartige Ausbildung des Federelementes ermöglicht es, die Fertigungskosten zu reduzieren. Zudem ist das Federelement derart ausgelegt, dass der Federmechanismus über Torsion in einem definierten Bereich erzeugt wird. Ferner kann durch ein derartiges Federdesign Bauraum eingespart werden, da das Federelement in Blocklage wenig Bauraum benötigt. Des Weiteren, wird, im Gegensatz zu Spiralfedern, keine zusätzliche Führung des Federelementes benötigt. In einer bevorzugten Ausbildung sind dem Käfigsteg zugewandte Enden des Federelementes abgebogen und mittels eines Quersteges miteinander verbunden. Dieser Bereich des Federelementes bildet den Torsionsbereich aus. Der Quersteg kann in seinem Verlauf geradlinig ausgeführt, eine Wölbung oder jegliche andere Form aufweisen. Zudem wird durch eine derartige Ausbildung des einen Endes des Federelementes eine Anbindung an den Käfig ermöglicht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Käfigstege jeweils taschenförmige Ausnehmungen auf, in welche das Federelement mit dem Käfigsteg zugewandten Enden eingreift. Die Ausnehmung kann beispielsweise über die gesamte Breite des Käfigstegs oder auch nur abschnittsweise vorgesehen sein. Die Ausnehmung kann neben taschenförmig, auch schlitzartig oder in sonstiger Weise ausgeführt sein. Vorteilhafterweise ist die Ausnehmung in dem Käfigsteg an die Form und Größe des dem Käfigsteg zugewandten Endes des Federelementes angepasst. Das entsprechende Ende des Federelementes kann durch einschieben oder einschnappen in bzw. an dem Freilaufkäfig befestigt werden. Ferner kann das Federelementende lösbar oder auch fest mit dem Freilaufkäfig bzw. dem Käfigsteg verbunden sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die dem Klemmkörper zugewandten Enden des Federelementes laschenförmig ausgebildet. Die laschenförmigen Enden können dabei orthogonal von den Schenkeln des Federelementes abstehen. Durch eine derartige Ausbildung wird vermieden, dass sich einzelne Federelemente vor der Montage verhaken. Zudem wird eine sichere Anfederung der Klemmkörper ermöglicht, wodurch Fehlfunktionen vermieden werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die dem Klemmkörper zugewandten Enden des Federelementes hakenförmig ausgebildet. Dies ermöglicht eine sichere Anfederung der Klemmkörper. Dadurch lassen sich Fehlfunktionen, welche bspw. zu erhöhtem Verschleiß führen können, vermeiden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement aus Draht hergestellt, wodurch sich eine derartige Federgeometrie realisieren lässt. Der Draht ist dabei derart gewählt, dass ein Federmechanismus mittels Torsion ermöglicht wird. Die Querschnittsform des Drahtes, kann beispielsweise Kreisförmig sein. Ebenso sind weitere Querschnittsformen wie Flach-, Vierkant- oder Profildrähte denkbar. Als Materialien sind metallische Werkstoffe oder auch Kunststoffe denkbar, welche für die Anwendung geeignete Eigenschaften aufweisen.
Bevorzugterweise sind die Klemmkörper als Klemmrollen ausgebildet. Alternativ sind auch Klemmnadeln denkbar.
Vorzugsweise kann der Freilaufkäfig in einem Freilauf vorgesehen sein. Der Freilauf hat einen Ring und einem zum Ring benachbart angeordneten Freilaufkäfig, wobei der Ring mit Klemmrampen versehen ist und wobei die Federelemente die Klemmkörper gegen die Klemmrampen anfedern. Die Klemmkörper sind bevorzugt als Klemmrollen ausgebildet. Der Ring kann als Außenoder Innenring ausgebildet sein.
Freiläufe können in verschiedenen Industrie- und Automotivgebieten Anwendung finden, wie beispielsweise in Startereinheiten oder Getrieben der KFZ-Industrie. Je nach Anwendung kann der Ring des Freilaufs als Außenring oder Innenring ausgebildet sein. Die Wirkungsweise ist sowohl bei einem Freilauf mit Außenring als auch bei einem Freilauf mit Innenring gleich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Federelementes gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Federelementes gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
3 eine Teilansicht eines Freilaufkäfigs mit einem erfindungsgemäßen Federelement.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Federelement 1 gemäß einer ersten Ausführungsform, welches aus Draht hergestellt ist. Das Federelement 1 ist durch zwei sich kreuzende Schenkel 2, 3 ausgebildet, welche einen Schenkelwinkel α aufweisen. Ein erstes Ende 4 der Schenkel 2, 3 des Federelementes 1 sind orthogonal abgebogen und mittels eines Quersteges 5 miteinander verbunden. Dieses Ende 4 dient zum einen dazu, das Federelement 1 mit einem Freilaufkäfig zu verbinden. Zum anderen bildet dieses Ende 4 einen Torsionsbereich 6 aus.
Ein zweites Ende 7 der Schenkel 2, 3 des Federelementes 1 ist laschenförmig ausgebildet. D.h. die Schenkelenden 2b, 3b sind zuerst orthogonal abgebogen, und erstrecken sich nach einer weiteren Biegung in Richtung der Schenkel 2, 3.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Federelementes 1. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 benannt.
Das in 2 dargestellte Federelement 1 ist durch zwei sich kreuzende Schenkel 2, 3 ausgebildet. Das erste Ende 4 der Schenkel 2, 3 des Federelementes 1 ist wie in 1 beschrieben ausgebildet. Der Unterschied liegt in der Ausbildung des zweiten Endes 8.
Das zweite Ende 8 weist zwei orthogonal abgebogene Enden 2c, 3c auf. Das bedeutet diese Enden sind hakenförmig ausgebildet.
Nachfolgend wird der Einsatz des Federelementes 1 in einem Freilaufkäfig dargestellt und erläutert.
3 zeigt einen Ausschnitt eines Freilaufkäfig 9. Der Freilaufkäfig 9 weist einen Grundkörper 9a auf. Der Grundkörper 9a weist zwei Käfigringe 10, 11 auf. Zwischen den Käfigringen 10, 11 erstrecken sich Käfigstege 12, welche zusammen Käfigtaschen 13 ausbilden. In den Käfigtaschen 13 sind Klemmrollen 14 vorgesehen, sowie einer der Anzahl an die Klemmrollen 14 entsprechenden Anzahl an Federelementen 1.
Der Käfigsteg 12 weist eine taschenförmige Ausnehmung 15 auf. Die taschenförmige Ausnehmung 15 erstreckt sich über die gesamte Breite des Käfigstegs 12 bis hin zu den Käfigringen 2, 3. In die Ausnehmung 15 greift das Federelement 1 mit seinem ersten Ende 4 ein. Dazu wir der Quersteg 5 des Federelementes 1 in die Ausnehmung 15 radial eingeschoben.
Das zweite Ende 8 des Federelementes 8 dient dazu, die Klemmrolle 14 anzufedern. Die Klemmrolle 14 ist dabei in Kontakt mit den Schenkelenden 2c, 3c.
Wird die Klemmrolle in Richtung des Federelementes 1 verschoben, vergrößert sich der Schenkelwinkel α. Das bedeutet, dass durch die Verschiebung der Klemmrolle 14 in Richtung des Federelementes 1, sich die Schenkel 2 und 3 auseinander bewegen. Sobald sich die Klemmrolle 14 wieder in die entgegengesetzte Richtung bewegt, verkleinert sich der Schenkelwinkel α wieder. Dies wird durch den Torsionsbereich 6 des Federelementes ermöglicht.
Wie aus 3 ersichtlich ist, ist in den Freilaufkäfig 9 das Federelement 1 gemäß der zweiten Ausführungsform eingesetzt. Die Funktion und Anordnung des Federelementes 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist jedoch gleich.
Bezugszeichenliste

1: Federelement
2: Schenkel
2b: Schenkelende
2c: Schenkelende
3: Schenkel
3b: Schenkelende
3c: Schenkelende
4: erstes Ende
5: Quersteg
6: Torsionsbereich
7: zweites Ende
8: zweites Ende
9: Freilaufkäfig
9a: Grundkörper
10: Käfigring
11: Käfigring
12: Käfigsteg
13: Käfigtasche
14: Klemmrolle
15: Ausnehmung
α: Schenkelwinkel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19733026 C2 [0002, 0003]
DE 102008049799 A1 [0004]

Claims

Freilaufkäfig mit einem Grundkörper (9a), wobei der Grundkörper (9a) einen ersten Käfigring (10) und einen zweiten Käfigring (11) aufweist, welche um eine gemeinsame Achse angeordneten sind und wobei sich axial zwischen den beiden Käfigringen (10, 11) Käfigstege (12) erstrecken, wodurch Käfigtaschen (13) ausgebildet werden und wobei in den Käfigtaschen (13) Klemmkörper (14) vorgesehen sind, wobei zur Anfederung der Klemmkörper (14) Federelemente (1) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (1) in Umfangsrichtung gesehen aus zwei sich kreuzende Schenkeln (2, 3) ausgebildet ist.
Freilaufkäfig nach Anspruch 1, wobei dem Käfigsteg (12) zugewandte Enden (4) des Federelementes (1) orthogonal abgebogen und mittels eines Querstegs (5) miteinander verbunden sind.
Freilaufkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Käfigstege (12) jeweils taschenförmige Ausnehmungen (15) aufweisen, in welche das Federelement (1) mit dem Käfigsteg (12) zugewandten Enden (4) eingreift.
Freilaufkäfig nach Anspruch 1, wobei dem Klemmkörper (14) zugewandte Enden (7) des Federelementes (1) laschenförmig ausgebildet sind.
Freilaufkäfig nach Anspruch 1, wobei dem Klemmkörper (14) zugewandte Enden (8) des Federelementes (1) hakenförmig ausgebildet sind.
Freilaufkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Federelement (1) aus einem Draht hergestellt ist.
Freilaufkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Klemmkörper als Klemmrollen (14) ausgebildet sind.
Freilauf mit einem Ring und einem zum Ring benachbarten Freilaufkäfig (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ring mit Klemmrampen versehen ist und wobei die Federelemente (1) die Klemmkörper (14) gegen die Klemmrampen anfedern.