DE102012222669A1 - Free-wheel clutch, particularly for starter for internal combustion engine, has curve path which is formed, so that clamping angle between tangents varies at inner path or outer path of curve path over length of curve path - Google Patents

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Abstract

The free-wheel clutch (14) has a curve path (18) which is formed, so that a clamping angle between the tangents varies at an inner path (20) or an outer path (19) of the curve path over the length of the curve path. The clamping angle increases in the direction of the curve path end tapered in cross-section. The curve path is composed from three sections which are differ in the clamping angle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung mit einem Innenring und einem Außenring und einer zwischenliegenden Kurvenbahn mit darin aufgenommenem Wälzkörper.The invention relates to an overrunning clutch having an inner ring and an outer ring and an intermediate curved path with therein received rolling elements.

Stand der TechnikState of the art

In der WO 88/02816 A1 wird eine Freilaufkupplung für einen Starter für eine Brennkraftmaschine beschrieben. Die Freilaufkupplung weist einen Innenring und einen umgreifenden Außenring auf, zwischen denen eine Kurvenbahn mit darin aufgenommenen Wälzkörpern angeordnet ist, welche durch die Kraft von Federelementen in eine Position beaufschlagt sind, in der der Innen- und der Außenring gemeinsam umlaufen. Bei einer Umkehrung der Drehrichtung werden die Wälzkörper aus der blockierenden Position in eine Freigabeposition in der Kurvenbahn verstellt, in der eine Relativdrehung zwischen Innen- und Außenring möglich ist. Die Kurvenbahn ist an ihrer Außenseite von dem kreisförmigen Innendurchmesser des Außenrings begrenzt und an ihrer Innenseite von der Kontur auf der Mantelfläche des Innenrings, wobei in die Kontur radiale Vertiefungen und Erhöhungen eingebracht sind, welche die Freigabe- und Blockierposition bestimmen.In the WO 88/02816 A1 An overrunning clutch for a starter for an internal combustion engine is described. The freewheel clutch has an inner ring and a surrounding outer ring, between which a cam track is arranged with rolling elements received therein, which are acted upon by the force of spring elements in a position in which the inner and the outer ring rotate together. In a reversal of the direction of rotation of the rolling elements are moved from the blocking position to a release position in the curved path in which a relative rotation between the inner and outer ring is possible. The curved path is limited on its outer side by the circular inner diameter of the outer ring and on its inner side by the contour on the lateral surface of the inner ring, wherein in the contour radial depressions and elevations are introduced, which determine the release and blocking position.

Maßgeblich für die Kraft, welche erforderlich ist, um die Freilaufkupplung von der Blockier- in die Freigabeposition zu verstellen, ist der Klemmwinkel, der den Winkel zwischen den Tangenten im Berührpunkt des Wälzkörpers zur Außen- bzw. Innenbahn bezeichnet. In der Freigabeposition fällt die Außenkontur des Innenrings radial nach innen ab, so dass in dieser Position der Klemmwinkel bei der Ausführung gemäß der WO 88/02816 A1 den größten Wert einnimmt. The decisive factor for the force which is required to move the overrunning clutch from the blocking to the release position is the clamping angle, which designates the angle between the tangents at the contact point of the rolling element to the outer or inner web. In the release position, the outer contour of the inner ring drops radially inward, so that in this position, the clamping angle in the embodiment according to the WO 88/02816 A1 the largest value.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Freilaufkupplung ist aus der CN 201190747 bekannt. Die Kurvenbahn zwischen Innen- und Außenring weist sowohl im Bereich ihrer Innenbahn als auch ihrer Außenbahn jeweils Kreisform auf, jedoch mit nicht-konzentrischen Kreismittelpunkten, so dass der Klemmwinkel über die Länge der Kurvenbahn zumindest annähernd konstant bleibt.Another embodiment of a one-way clutch is from the CN 201190747 known. The curved path between inner and outer ring has a circular shape both in the area of its inner web and its outer web, but with non-concentric circle centers, so that the clamping angle remains at least approximately constant over the length of the curved path.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Freilaufkupplung, die einen Innenring und einen Außenring mit zwischenliegender Kurvenbahn und einem in der Kurvenbahn aufgenommenen Wälzkörper aufweist, so auszubilden, dass die Belastung der Bauteile der Freilaufkupplung reduziert ist.The invention is based on the object with simple design measures an overrunning clutch, which has an inner ring and an outer ring with intermediate curved path and a recorded in the cam track rolling elements, so that the load on the components of the overrunning clutch is reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Die erfindungsgemäße Freilaufkupplung weist zwei als Innenring und Außenring ausgebildete Ringkörper auf, zwischen denen eine Kurvenbahn mit einem darin aufgenommenen Wälzkörper angeordnet ist. Über den Umfang können mehrere Kurvenbahnen zwischen Innen- und Außenring mit jeweils einem darin aufgenommenen Wälzkörper vorgesehen sein, wobei sich jede Kurvenbahn über ein begrenztes Winkelsegment erstreckt. Die Wälzkörper sind beispielsweise zylindrisch oder kugelig ausgebildet. Jede Kurvenbahn wird radial innen von einer Innenbahn an der Mantelfläche des Innenrings und radial außen von einer Außenbahn an der Innenseite des Außenrings begrenzt. Die Kurvenbahnen weisen eine Blockier- und eine Freigabeposition für den aufgenommenen Wälzkörper auf, der durch die Kraft eines Federelementes in Richtung der Blockierposition beaufschlagt ist. In der Blockierposition weist die Kurvenbahn einen verjüngten Querschnitt, in der Freigabeposition einen erweiterten Querschnitt auf, wobei in der Blockierposition eine Momentenübertragung zwischen den zueinander blockierten Ringkörpern möglich ist und in der Freigabeposition die Ringkörper sich relativ zueinander verdrehen können, so dass keine Momentenübertragung möglich ist.The one-way clutch according to the invention has two ring bodies formed as inner ring and outer ring, between which a curved track is arranged with a rolling element received therein. Several cam tracks between the inner and outer ring, each with a rolling element received therein, can be provided over the circumference, wherein each curved track extends over a limited angular segment. The rolling elements are, for example, cylindrical or spherical. Each curved track is bounded radially inward by an inner track on the lateral surface of the inner ring and radially outward by an outer track on the inner side of the outer ring. The cam tracks have a blocking and a release position for the recorded rolling elements, which is acted upon by the force of a spring element in the direction of the blocking position. In the blocking position, the curved path has a tapered cross-section, in the release position on an expanded cross-section, wherein in the blocking position a torque transfer between the mutually blocked annular bodies is possible and in the release position, the annular body can rotate relative to each other, so that no torque transmission is possible.

Die Kurvenbahn ist in der Weise ausgebildet, dass der Klemmwinkel, welcher den halben Winkel zwischen den Tangenten an die Innenbahn und die Außenbahn, jeweils im Kontaktpunkt zum Wälzkörper, bezeichnet, sich über die Länge der Kurvenbahn ändert. Der Klemmwinkel nimmt in Richtung auf das sich im Querschnitt verjüngende Kurvenbahnende zu, also in Richtung der Blockierposition. Im Bereich der Blockierposition weist die Kurvenbahn zweckmäßigerweise den größten Klemmwinkel auf, im gegenüberliegenden Endbereich der Kurvenbahn, also der Freigabeposition, dagegen den kleinsten Klemmwinkel bzw. einen Klemmwinkel gleich null.The curved path is formed in such a way that the clamping angle, which denotes half the angle between the tangents to the inner web and the outer web, in each case at the contact point to the rolling element, changes over the length of the curved path. The clamping angle increases in the direction of the cross-sectionally tapered curved track end, ie in the direction of the blocking position. In the area of the blocking position, the curved path expediently has the largest clamping angle, in the opposite end region of the curved path, that is to say the release position, but the smallest clamping angle or a clamping angle equal to zero.

Diese Ausführung hat den Vorteil, dass sowohl Normalkräfte, also Kräfte in Radialrichtung, als auch Tangentialkräfte, also Kräfte in Umfangsrichtung reduziert sind, so dass insgesamt die Belastung der Bauteile der Freilaufkupplung ohne Einschränkung der Funktionalität verringert ist. Die Belastungen betreffen somit Spannungen und Kräfte in Radialrichtung und in Umfangsrichtung. Außerdem ist die Führung und Lagerung des Außenringes verbessert.This embodiment has the advantage that both normal forces, ie forces in the radial direction, as well as tangential forces, ie forces are reduced in the circumferential direction, so that overall the load on the components of the one-way clutch is reduced without limiting the functionality. The loads thus relate to stresses and forces in the radial direction and in the circumferential direction. In addition, the guidance and storage of the outer ring is improved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung setzt sich die Kurvenbahn aus drei Kurvenbahnabschnitten zusammen, die sich jeweils in ihrem Klemmwinkel voneinander unterscheiden. Hierbei nimmt der Klemmwinkel von Kurvenbahnabschnitt zu Kurvenbahnabschnitt in Richtung des sich im Querschnitt verjüngenden Kurvenbahnendes zu. In Betracht kommen Ausführungen, bei denen der Klemmwinkel innerhalb eines Kurvenbahnabschnittes konstant oder zumindest annähernd konstant ist, aber auch Ausführungen, bei denen sich der Klemmwinkel innerhalb eines Kurvenbahnabschnittes zwar ändert, jedoch das mittlere Klemmwinkelniveau sich zwischen den verschiedenen Kurvenbahnabschnitten unterscheidet. Um einen Klemmwinkelsprung im Übergang von einem zum nächsten Kurvenbahnabschnitt zu vermeiden, sind die Übergänge vorteilhafterweise abgerundet. According to an advantageous embodiment, the curved path is composed of three curved track sections which differ from each other in their clamping angle. In this case, the clamping angle of curved path section increases Curved track section in the direction of the tapered in cross-section curved track end. Embodiments in which the clamping angle within a curved path section is constant or at least approximately constant, but also embodiments in which the clamping angle within a curved path section indeed changes, however, the average clamping angle level is different between the different curved path sections. In order to avoid a jump in clamping angle in the transition from one to the next curved path section, the transitions are advantageously rounded off.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung liegt der Klemmwinkel in dem Kurvenbahnabschnitt, welcher benachbart zu dem sich verjüngenden Kurvenbahnende liegt und der somit die Blockierposition des Wälzkörpers beinhaltet, in einem Winkelbereich zwischen 4° und 5°. Der mittlere Kurvenabschnitt weist beispielsweise einen Klemmwinkel im Bereich zwischen 2° oder 2.5° und 3° auf, der Kurvenbahnabschnitt mit dem größten Querschnitt kann dagegen einen Klemmwinkel von 0° besitzen. Wie vorbeschrieben ist es möglich, dass innerhalb jedes Kurvenbahnabschnittes entweder der Klemmwinkel konstant ist oder der mittlere Klemmwinkel, bei nicht-konstantem Winkelverlauf, in dem vorgenannten Wertebereich liegt. According to an expedient embodiment, the clamping angle is in the curved path section, which is adjacent to the tapered curved track end and thus includes the blocking position of the rolling element, in an angular range between 4 ° and 5 °. The middle curve section has, for example, a clamping angle in the range between 2 ° or 2.5 ° and 3 °, whereas the curved path section with the largest cross section may have a clamping angle of 0 °. As described above, it is possible that within each curved path section, either the clamping angle is constant or the average clamping angle, in the case of non-constant angular progression, lies in the aforesaid value range.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung sind die einzelnen Kurvenbahnabschnitte im Bereich entweder der Innenbahn oder der Außenbahn jeweils teilkreisförmig ausgebildet, sie weisen jedoch versetzte Kurvenmittelpunkte und ggf. unterschiedliche Radien auf. Die jeweils radial gegenüberliegende Begrenzungsbahn kann dagegen, gemäß noch einer zweckmäßigen Ausführung, durchgehend, also über alle Kurvenbahnabschnitte hinweg, teilkreisförmig ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Innenbahn kreis- bzw. teilkreisförmig ausgebildet sein, so dass die Mantelfläche des Innenrings zylindrisch ausgeführt sein kann und keine radialen Erhöhungen bzw. Vertiefungen aufweist. Die Außenbahn setzt sich dagegen aus den verschiedenen teilkreisförmigen Abschnitten mit versetzten Kurvenmittelpunkten zusammen.According to a further expedient embodiment, the individual curved track sections in the region of either the inner track or the outer track are each formed part-circular, but they have staggered curve centers and possibly different radii. In contrast, the respective radially opposite boundary track can, according to yet another expedient embodiment, be continuous in the form of a part of a circle, that is, over all curved path sections. For example, the inner web may be circular or partially circular, so that the lateral surface of the inner ring may be cylindrical and has no radial elevations or depressions. By contrast, the outer track is composed of the various part-circular sections with staggered curve centers.

Grundsätzlich kommt aber auch eine umgekehrte Ausführung in Betracht, bei der die Außenbahn der Kurvenbahn kreis- bzw. teilkreisförmig ausgeführt ist und die Innenbahn sich aus verschiedenen teilkreisförmigen Abschnitten mit versetzten Kurvenmittelpunkten zusammensetzt. In principle, however, is also a reverse design into consideration, in which the outer race of the curved path is designed circular or part-circular and the inner race is composed of different part-circular sections with staggered curve centers.

Die Freilaufkupplung kann beispielsweise in einem Starter für eine Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Die Freilaufkupplung erlaubt eine Übertragung der Drehbewegung in Antriebsrichtung eines elektrischen Startermotors; in dieser Betriebsphase stehen die Wälzkörper in der Blockierposition. Nach dem Anlaufen der Brennkraftmaschine und der Umkehrung der Antriebsrichtung werden die Wälzkörper in die Freilaufposition verstellt und die Kopplung zwischen Innen- und Außenring der Freilaufkupplung aufgehoben.The overrunning clutch can be used for example in a starter for an internal combustion engine. The overrunning clutch allows a transmission of the rotational movement in the drive direction of an electric starter motor; In this phase of operation, the rolling elements are in the blocking position. After starting the internal combustion engine and the reversal of the drive direction, the rolling elements are moved to the freewheeling position and the coupling between the inner and outer ring of the one-way clutch canceled.

Bei dem Innenring handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Stützbund, welcher einteilig mit einem Starterritzel des Starters ausgebildet sein kann, und bei dem Außenring um einen Mitnehmer, welcher von dem elektrischen Startermotor angetrieben wird.The inner ring is expediently a support collar, which may be formed integrally with a starter pinion of the starter, and the outer ring is a driver, which is driven by the electric starter motor.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

1 einen Starter für eine Brennkraftmaschine mit einem Starterritzel, das axial über ein Starterrelais verstellbar und über einen elektrischen Startermotor drehend anzutreiben ist, wobei der Starter mit einer Freilaufkupplung ausgestattet ist, 1 a starter for an internal combustion engine having a starter pinion which is axially adjustable via a starter relay and rotationally driven by an electric starter motor, the starter being equipped with a one-way clutch,

2 einen Schnitt durch die als Rollenfreilauf ausgebildete Freilaufkupplung, 2 a section through the trained as a roller freewheel clutch,

3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die Freilaufkupplung, 3 in a schematic representation of a plan view of the one-way clutch,

4 einen Ausschnitt aus der Freilaufkupplung. 4 a section of the overrunning clutch.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

Der in 1 dargestellte Starter 1 für eine Brennkraftmaschine weist ein Starterritzel 2 auf, das zum Starten der Brennkraftmaschine 4 in Eingriff mit einem Zahnkranz 3 der Brennkraftmaschine gebracht wird. Das Starterritzel 2 ist auf einer Welle 5 wie mit dem Doppelpfeil gekennzeichnet axial verschieblich gelagert, wobei das Starterritzel 2 drehfest mit der Welle 5 gekoppelt ist. Das Starterritzel 2 wird zwischen einer zurückgezogenen Außerfunktionsposition und einer vorgerückten Eingriffsposition mit dem Zahnkranz 3 der Brennkraftmaschine 4 über ein Starterrelais 6 verstellt, das elektromagnetisch ausgebildet ist und eine bestrombare Relaiswicklung 7 sowie einen Hubanker 8 umfasst, der bei Bestromung der Relaiswicklung 7 in diese axial hineingezogen wird. Der Hubanker 8 ist über einen Einrückhebel 9 kinematisch mit dem Starterritzel 2 gekoppelt, so dass die axiale Verstellbewegung des Hubankers 8 zwischen einer Ruheposition und einer Verstellposition in eine korrespondierende axiale Stellbewegung des Starterritzels 2 zwischen der Außerfunktionsposition und der Eingriffsposition eingesetzt wird.The in 1 illustrated starter 1 for an internal combustion engine has a starter pinion 2 on, that for starting the internal combustion engine 4 in engagement with a sprocket 3 the internal combustion engine is brought. The starter pinion 2 is on a wave 5 As shown by the double arrow mounted axially displaceable, wherein the starter pinion 2 rotatably with the shaft 5 is coupled. The starter pinion 2 is between a retracted non-functional position and an advanced engagement position with the sprocket 3 the internal combustion engine 4 via a starter relay 6 adjusted, which is formed electromagnetically and a Bestrombare relay winding 7 as well as a lifting anchor 8th includes, when energized the relay winding 7 is pulled into this axially. The lifting anchor 8th is via an engaging lever 9 kinematically with the starter pinion 2 coupled, so that the axial adjustment movement of the lifting armature 8th between a rest position and an adjustment position in a corresponding axial adjusting movement of the starter pinion 2 between the non-functional position and the engaged position is used.

Die drehende Antriebsbewegung auf die Welle 5 bzw. das Starterritzel 2 wird mithilfe eines elektrischen Startermotors 11 erzeugt, der über ein Getriebe 12, beispielsweise ein Planetengetriebe mit der Welle 5 gekoppelt ist. Bei einer Betätigung des elektrischen Startermotors 11 wird die Welle 5 und damit auch das Starterritzel 2 in Drehung versetzt. The rotating drive movement on the shaft 5 or the starter pinion 2 is using an electric starter motor 11 generated by a gearbox 12 , For example, a planetary gear with the shaft 5 is coupled. Upon actuation of the electric starter motor 11 becomes the wave 5 and with it the starter pinion 2 set in rotation.

Dem Starter 1 ist ein Regel- bzw. Steuergerät 10 zugeordnet, über das die Funktionen des Starterrelais 6 sowie des Startermotors 11 gesteuert werden. The starter 1 is a control unit 10 assigned via which the functions of the starter relay 6 as well as the starter motor 11 to be controlled.

Bei einer axialen Stellbewegung des Hubankers 8 bei Betätigung des Starterrelais 6 wird bei Erreichen der Verstellposition durch eine kinematische Kopplung des Schaltgliedes mit der Stellbewegung des Hubankers 8 der elektrische Strom für den Startermotor 11 eingeschaltet, so dass sich der Startermotor 11 in Bewegung setzt und die Welle 5 sowie das Starterritzel 2 drehend antreibt.In an axial adjusting movement of the lifting armature 8th upon actuation of the starter relay 6 When reaching the adjustment position by a kinematic coupling of the switching element with the actuating movement of the lifting armature 8th the electric current for the starter motor 11 turned on, so that the starter motor 11 sets in motion and the wave 5 as well as the starter pinion 2 rotating drives.

Wie 1 in Verbindung mit der Schnittdarstellung gemäß 2 zu entnehmen, ist der Starter 1 mit einer Freilaufkupplung 14 versehen, die als Rollenfreilauf ausgebildet ist. Der Einrückhebel 9 wirkt auf ein Federelement 13, das einen Mitnehmer 15 des Rollenfreilaufs 14 axial kraftbeaufschlagt, wobei mit dem Mitnehmer 15 ein Stütz- bzw. Rollenbund 16 des Rollenfreilaufs 14 zusammenwirkt und der Stützbund 16 einteilig mit dem Starterritzel 2 ausgebildet ist. Der Mitnehmer 15 wird von dem elektrischen Startermotor 11 angetrieben. Der Rollenfreilauf 14 erlaubt eine Übertragung der Drehbewegung in Antriebsrichtung des elektrischen Startermotors 11. Sobald jedoch nach dem Starten der Brennkraftmaschine 4 die Drehgeschwindigkeit des Zahnkranzes 3 so hoch wird, dass die Antriebsrichtung umgekehrt wird, wird über den Rollenfreilauf 14 die kinematische Kopplung zwischen Mitnehmer 15 und Stützbund 16 aufgehoben. As 1 in conjunction with the sectional view according to 2 it is the starter 1 with a one-way clutch 14 provided, which is designed as a roller freewheel. The engagement lever 9 acts on a spring element 13 that a takeaway 15 of the roller freewheel 14 axially acted upon by force, with the driver 15 a support or role federation 16 of the roller freewheel 14 interacts and the support collar 16 in one piece with the starter pinion 2 is trained. The driver 15 is from the electric starter motor 11 driven. The roller freewheel 14 allows a transmission of the rotational movement in the drive direction of the electric starter motor 11 , However, once after starting the engine 4 the rotational speed of the sprocket 3 gets so high that the drive direction is reversed, is on the roller freewheel 14 the kinematic coupling between drivers 15 and support collar 16 canceled.

Der Mitnehmer 15 bildet in der Freilaufkupplung 14 einen Außenring, der die Stirnseite des Stützbundes 16, welcher den Innenring bildet, topfförmig übergreift. Zwischen dem Außenmantel des Stützbundes 16 und der Innenwand des Mitnehmers 15 sind über den Umfang verteilt mehrere Wälzkörper 17 angeordnet, die als Stützrollen ausgebildet und jeweils in einer Kurvenbahn 18 zwischen Mitnehmer 15 und Stützbund 16 aufgenommen sind und in der Kurvenbahn 18 je nach Antriebsrichtung zwischen einer ein Antriebsmoment übertragenden Blockierposition und eine Freigabeposition verstellbar sind. In der Blockierposition sind Mitnehmer 15 und Stützbund 16 in Drehrichtung gekoppelt, in der Freigabeposition entkoppelt.The driver 15 forms in the one-way clutch 14 an outer ring, the front of the support collar 16 , which forms the inner ring, cup-shaped overlaps. Between the outer shell of the support collar 16 and the inner wall of the driver 15 are distributed over the circumference several rolling elements 17 arranged, which are formed as support rollers and each in a curved path 18 between drivers 15 and support collar 16 are recorded and in the curved path 18 be adjusted depending on the drive direction between a drive torque transmitting blocking position and a release position. In the blocking position are drivers 15 and support collar 16 Coupled in the direction of rotation, decoupled in the release position.

Die Kurvenbahn 18, in der die Wälzkörper 17 zwischen der Freigabe- und der Blockierposition verstellbar angeordnet sind, wird radial nach innen von der Mantelfläche des Stützbundes 16 begrenzt, welcher den Innenring bildet, und radial nach außen von der Innenseite des Mitnehmers 15, welcher den Außenring bildet. Die Mantelfläche des Stützbundes 16 bildet demgemäß die Innenbahn 20 der Kurvenbahn 18 und die Innenseite des Mitnehmers 15 die Außenbahn 19 der Kurvenbahn 18.The curved path 18 in which the rolling elements 17 are arranged adjustably between the release and the blocking position is radially inwardly of the lateral surface of the support collar 16 limited, which forms the inner ring, and radially outwardly from the inside of the driver 15 which forms the outer ring. The lateral surface of the support collar 16 accordingly forms the inner web 20 the curved path 18 and the inside of the driver 15 the outer track 19 the curved path 18 ,

In 3 ist schematisch eine Draufsicht auf eine Freilaufkupplung 14 dargestellt. Über den Umfang sind mehrere Wälzkörper 17 zwischen dem Außenring 15 und dem Innenring 16 angeordnet, die jeweils in einer Kurvenbahn 18 in Umfangsrichtung verschieblich platziert sind. Der Querschnitt der Kurvenbahn 18 verjüngt sich zu einem Kurvenbahnende hin und erweitert sich zum gegenüberliegenden Kurvenbahnende. Jeder Wälzkörper 17 ist von einem Federelement 21, das sich am Außenring 15 abstützt, in die Blockierposition kraftbeaufschlagt, also in Richtung des sich im Querschnitt verjüngenden Kurvenbahnendes.In 3 is a schematic plan view of an overrunning clutch 14 shown. Over the circumference are several rolling elements 17 between the outer ring 15 and the inner ring 16 arranged, each in a curved path 18 are displaceably placed in the circumferential direction. The cross section of the curved path 18 tapers to a curved track end and widens to the opposite curved track end. Every rolling element 17 is of a spring element 21 that is on the outer ring 15 supported, subjected to force in the blocking position, ie in the direction of the tapered in cross-section curved track end.

In 4 ist der Klemmwinkel α eingetragen, der den Winkel zwischen den Tangenten an die Außenbahn 19 bzw. die Innenbahn 20 im Kontaktpunkt des Wälzkörpers 17 an die jeweilige Bahn bezeichnet. Die Kurvenbahn 18 mit Außenbahn 19 und Innenbahn 20 ist so ausgebildet, dass der Klemmwinkel α in Richtung des im Querschnitt verjüngten Kurvenbahnendes zunimmt. Dementsprechend ist der Klemmwinkel α im Bereich des verjüngten Kurvenbahnendes am größten und im Bereich des gegenüberliegenden, den größten Querschnitt aufweisenden Kurvenbahnendes am kleinsten.In 4 is the clamping angle α registered, the angle between the tangents to the outer web 19 or the inner web 20 at the contact point of the rolling element 17 referred to the respective track. The curved path 18 with outer track 19 and inner web 20 is formed so that the clamping angle α increases in the direction of the cross-sectionally tapered curved track end. Accordingly, the clamping angle α in the region of the tapered curved track end is the largest and smallest in the region of the opposite, the largest cross-section having curved track end.

Die Innenbahn 20 am Innenring 16 ist kreisförmig ausgeführt. Die Außenbahn 19 am Außenring 15 setzt sich aus drei einzelnen, kreisförmigen Kurvenbahnabschnitten 19a, 19b und 19c zusammen, denen die Radien r1, r2 und r3 zugeordnet sind. Die Kurvenbahnabschnitte 19a, b, c weisen versetzte Kurvenbahnmittelpunkte C1, C2 und C3 auf.The inner track 20 on the inner ring 16 is circular. The outer track 19 on the outer ring 15 consists of three single, circular curved path sections 19a . 19b and 19c together, to which the radii r 1 , r 2 and r 3 are assigned. The curved path sections 19a , b, c have offset cam center points C 1 , C 2 and C 3 .

Aufgrund des sich in Richtung des verjüngten Kurvenbahnquerschnitt zunehmenden Klemmwinkels α ergibt sich ein Verlauf der Außenbahn 19, der sich von einer herkömmlichen Außenbahn 19’ (mit gestrichelter Linie dargestellt) unterscheidet. Zu erkennen ist, dass bei der Ausführung der Außenbahn mit durchgezogenem Strich im Bereich des vergrößerten Querschnittendes der Kurvenbahn eine größere Wandstärke des Außenrings 15 gegeben ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung beträgt die Wandstärke t2 gegenüber der verringerten Wandstärke t1 bei der herkömmlichen Ausführung gemäß der Außenbahn 19’.Due to the increasing in the direction of the tapered curved track cross-section clamping angle α results in a course of the outer web 19 that is different from a conventional outer track 19 ' (shown with dashed line) differs. It can be seen that in the execution of the outer web with a solid line in the region of the enlarged cross-sectional end of the cam track, a greater wall thickness of the outer ring 15 given is. In the embodiment according to the invention, the wall thickness t 2 relative to the reduced wall thickness t 1 in the conventional embodiment according to the outer web 19 ' ,

Im Bereich des gegenüberliegenden, verjüngten Kurvenbahnquerschnittes ist dagegen der Kurvenbahnabschnitt 19a gegenüber der gestrichelten Kurve 19’ radial weiter nach innen gezogen, so dass sich eine stärkere Querschnittsverjüngung einstellt.In the area of the opposite, tapered curved path cross-section, however, is the Cam section 19a opposite the dashed curve 19 ' pulled radially further inward, so that sets a stronger cross-sectional taper.

Innerhalb jedes Kurvenbahnabschnittes 19a, 19b, 19c ist der Klemmwinkel α zumindest annähernd konstant. Im Bereich des verjüngten Kurvenbahnabschnittendes liegt der Klemmwinkel α in einem Wertebereich zwischen 4° und 5°, im mittleren Kurvenbahnabschnitt 19b in einem Bereich zwischen 2.5° und 3° und im vorderen Bereich, welcher den größten Querschnitt aufweist, besitzt der Kurvenbahnabschnitt 19c einen Klemmwinkel α, der annähernd bei 0° liegt.Within each curved path section 19a . 19b . 19c the clamping angle α is at least approximately constant. In the region of the tapered curved path section end, the clamping angle α lies in a value range between 4 ° and 5 °, in the middle curved path section 19b in a range between 2.5 ° and 3 ° and in the front region, which has the largest cross-section, has the curved path section 19c a clamping angle α, which is approximately at 0 °.

Die Innenbahn 20 ist durchgehend kreisförmig ausgebildet und weist den Radius r4 auf, der den gleichen Kreismittelpunkt C3 wie der Radius r3 des Kurvenbahnabschnittes 19c mit dem größten Querschnitt besitzt. Somit liegt der Kurvenbahnabschnitt 19c konzentrisch zur Innenbahn 20.The inner track 20 is circular throughout and has the radius r 4 , which has the same circle center C 3 as the radius r 3 of the curved path section 19c having the largest cross-section. Thus, the curved path section is located 19c concentric with the inner web 20 ,

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  • CN 201190747 [0004] CN 201190747 [0004]

Claims (10)

Freilaufkupplung, insbesondere für einen Starter (1) für eine Brennkraftmaschine, mit zwei als Innenring (16) und Außenring (15) ausgebildeten Ringkörpern, die eine gekrümmte Innenbahn (20) bzw. eine gekrümmte Außenbahn (19) für eine Kurvenbahn (18) mit einem sich über die Länge ändernden Kurvenbahndurchmesser aufweisen, wobei in der Kurvenbahn (18) ein Wälzkörper (17) aufgenommen ist, der von einem Federelement (21) in Richtung des sich verjüngenden Kurvenbahnendes kraftbeaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (18) so ausgebildet ist, dass der Klemmwinkel (α) zwischen den Tangenten an die Innenbahn (20) bzw. die Außenbahn (19) der Kurvenbahn (18) sich über die Länge der Kurvenbahn (18) in der Weise ändert, dass der Klemmwinkel (α) in Richtung auf das sich im Querschnitt verjüngende Kurvenbahnende zunimmt.Overrunning clutch, in particular for a starter ( 1 ) for an internal combustion engine, with two as an inner ring ( 16 ) and outer ring ( 15 ) formed annular bodies having a curved inner track ( 20 ) or a curved outer track ( 19 ) for a curved path ( 18 ) having a length changing cam diameter, wherein in the curved path ( 18 ) a rolling element ( 17 ) received by a spring element ( 21 ) is subjected to a force in the direction of the tapering curved path end, characterized in that the curved path ( 18 ) is formed so that the clamping angle (α) between the tangents to the inner web ( 20 ) or the outer track ( 19 ) of the curved path ( 18 ) over the length of the curved path ( 18 ) changes in such a way that the clamping angle (α) increases in the direction of the cross-sectional tapering curved track end. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahn (18) sich aus drei Abschnitten (19a, b, c) zusammensetzt, die sich jeweils im Klemmwinkel (α) unterscheiden.Overrunning clutch according to claim 1, characterized in that the curved path ( 18 ) consists of three sections ( 19a , b, c), each differing in the clamping angle (α). Freilaufkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmwinkel (α) innerhalb eines Kurvenbahnabschnitts (19a, b, c) zumindest annähernd konstant ist.Overrunning clutch according to claim 2, characterized in that the clamping angle (α) within a curved path section ( 19a , b, c) is at least approximately constant. Freilaufkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmwinkel (α) im Kurvenbahnabschnitt (19a), der benachbart zu dem sich verjüngenden Kurvenbahnende liegt, bei 4° bis 5° liegt.Overrunning clutch according to claim 2 or 3, characterized in that the clamping angle (α) in the curved path section ( 19a ), which is adjacent to the tapered curved track end, is 4 ° to 5 °. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmwinkel (α) im mittleren Kurvenbahnabschnitt (19b) bei 2° bis 3° liegt. Overrunning clutch according to one of claims 2 to 4, characterized in that the clamping angle (α) (in the middle cam track portion 19b ) is at 2 ° to 3 °. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmwinkel (α) im Kurvenbahnabschnitt (19c), der benachbart zu dem sich vergrößernden Kurvenbahnende liegt, bei 0° liegt.Overrunning clutch according to one of claims 2 to 5, characterized in that the clamping angle (α) in the curved path section ( 19c ), which is adjacent to the enlarging curved track end, is at 0 °. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenbahnabschnitte (19a, b, c) jeweils teilkreisförmig ausgebildet sind, jedoch versetzte Kurvenmittelpunkte (C1, C2, C3) aufweisen.Overrunning clutch according to one of claims 2 to 6, characterized in that the cam track sections ( 19a , b, c) are each formed part-circular, but have offset curve centers (C 1 , C 2 , C 3 ). Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bahn über alle Kurvenbahnabschnitte (19a, b, c) hinweg durchgehend teilkreisförmig ausgebildet ist.Overrunning clutch according to one of claims 1 to 7, characterized in that a web over all curved path sections ( 19a , b, c) is formed throughout part-circular. Freilaufkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenbahn (20) teilkreisförmig ausgebildet ist.Overrunning clutch according to claim 8, characterized in that the inner track ( 20 ) is formed part-circular. Starter für eine Brennkraftmaschine mit einer Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Starter for an internal combustion engine with an overrunning clutch according to one of claims 1 to 9.
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