-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft einen Freilauf, beispielsweise zur Anwendung in Getrieben oder Startereinheiten.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Die
DE 10 2008 029 578 A1 offenbart einen Freilauf mit einer Rastscheibe und einer Sperrklinkenscheibe. Die Rastscheibe weist mehrere gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnete Rastausnehmungen auf. Die Sperrklinkenscheibe hat eine Mehrzahl von zu den Rastausnehmungen hin offenen Ausnehmungen. In den Ausnehmungen der Sperrklinkenscheibe sind Sperrklinken, welche eine dreiecksähnliche Form aufweisen, angeordnet.
-
In einer ersten Drehrichtung kann ein Drehmoment mittels Formschluss übertragen werden, d.h. die Sperrklinken schlagen an den Rastausnehmungen an und nehmen die Rastscheibe mit. In einer zweiten Drehrichtung wird eine Freilauffunktion ermöglicht. Dazu greifen die Sperrklinken nicht in die Rastausnehmungen ein, sondern gleiten entlang der Rastausnehmungen.
-
Die
DE 199 39 736 A1 beschreibt eine Kupplung, mit einem Innenring und einem Außenring. Der Innenring ist mit mehreren Rasten versehen. Der Außenring weist demgegenüber mehrere Ausnehmungen auf, in denen jeweils ein Sperrkörper vorgesehen ist. Ferner ist ein Einrücker vorgesehen, welcher den Sperrkörper in die Raste hineinverlagert und ein Ausrücker, welcher den Sperrkörper für eine Freilauffunktion in die Ausnehmung hineinverlagert.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Freilauf mit einer minimierten Geräuschentwicklung bereitzustellen.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Freilauf mit einem Antriebselement und einem Abtriebselement, wobei das Antriebselement mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen und das Abtriebselement gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnete Rastausnehmungen hat, wobei in den Ausnehmungen Rastkörper vorgesehen sind und wobei die Rastkörper mittels eines Federelementes angefedert werden, wobei in einer Lastdrehrichtung ein Drehmoment von dem Antriebselement auf das Abtriebselement übertragbar ist, während in einer Freilaufdrehrichtung eine Freilauffunktion ermöglicht wird, wobei die Ausnehmungen des Antriebselementes Anschlagflächen für die Rastkörper bilden und das die Anschlagflächen ungleichmäßig voneinander beabstandet sind.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Freilauf weist das Antriebsteil Ausnehmungen auf, welche Anschlagflächen ausbilden. Diese Anschlagflächen dienen in Freilaufdrehrichtung dazu, die Rastkörper aus den Rastausnehmungen zu schieben. Die Anschlagflächen sind ungleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Durch diese ungleichmäßige Anordnung der Anschlagflächen werden in Freilaufdrehrichtung nicht alle Rastkörper gleichzeitig aus den Rastausnehmungen herausgeschoben. Das bedeutet, dass beispielsweise als erstes, jeder zweite Rastkörper aus den Rastausnehmungen herausgeschoben wird. Bei weiterer Drehung des Antriebselementes werden zeitlich versetzt die restlichen Rastkörper mitgenommen.
-
Durch die ungleichmäßige Verteilung der Rastkörper, kann das Federelement die Rastkörper nicht mehr gegen die Rastausnehmungen anfedern. Eine derartige Ausbildung des Freilaufs hat den Vorteil, dass Verhindert werden kann, dass die Rastkörper einrasten, solange sich das Antriebselement in Freilaufdrehrichtung dreht.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Federelement ein erstes Federelementteil, welches dem Antriebselement zugeordnet ist und ein zweites Federelementteil auf, welches dem Abtriebselement zugeordnet ist. Das dem Antriebsteil zugeordnete erste Federelementteil dient dazu, die Rastkörper in die Rastausnehmungen zu drücken bzw. gegen diese anzufedern. Das dem Abtriebsteil zugeordnete zweite Federelementteil dient dazu, die Rastkörper in Position zu halten. Zusätzlich werden die Rastkörper mittels des zweiten Federelementteils in Freilaufdrehrichtung von den Rastausnehmungen weggedrückt, wodurch verhindert wird, dass die Rastkörper durch Ihre Gewichtskraft in die Rastausnehmungen einrasten.
-
Vorzugsweise wirken in Freilaufdrehrichtung ab einem Grenzdrehmoment die Rastkörper derart entgegen des ersten Federelementteils, das die Rastkörper von den Rastausnehmungen abheben. Das erste Federelementteil wirkt eine Kraft auf die Rastkörper aus, um diese gegen die Rastausnehmungen anzufedern. Ab einem Grenzdrehmoment ist eine Fliehkraft der Rastkörper größer als die durch das erste Federelementteil ausgeübte Kraft. Die Rastkörper können von den Rastausnehmungen abheben. Die durch das erste Federelementteil auf die Rastkörper wirkende Kraft definiert das Grenzdrehmoment. Durch das abheben der Rastkörper, kann sich das Antriebselement berührungslos drehen, wodurch eine Geräuschentwicklung und eine Reibung in Freilaufdrehrichtung reduziert werden.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine auf die Rastkörper einwirkende Kraft des zweiten Federelementteils kleiner, als eine auf die Rastkörper einwirkende Kraft des ersten Federelementteils. Das zweite Federelementteil verhindert Fehlfunktion bzw. ein Einrasten der Rastkörper in Freilaufdrehrichtung, wodurch auftretende Geräusche minimiert werden.
-
Vorzugsweise ist das Federelement als Federring ausgebildet. Beispielsweise können sowohl das erste Federelementteil als auch das zweite Federelementteil jeweils als Federring ausgebildet sein, d.h. ein Federring ist dem Antriebselement und ein weiterer Federring ist dem Abtriebselement zu geordnet. Der Federring ist derart ausgeführt, dass dieser sich in Freilaufdrehrichtung aufweiten kann. Beispielsweise kann der Ring mit einem Schlitz oder ähnlichem versehen sein, um das Aufweiten zu ermöglichen. Es ist auch möglich andere Federelemente vorzusehen, welche gleiche Eigenschaften und Wirkung aufweisen.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Lastdrehrichtung das Drehmoment mittels Formschluss übertragbar. Dazu bilden die Ausnehmungen des Antriebselementes eine weitere Anschlagfläche aus, wodurch die Rastkörper in Lastdrehrichtung weiter in die Rastausnehmungen gedrückt werden. Folglich kann das Abtriebsteil mitgenommen werden.
-
In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Rastkörper als Rollen ausgebildet. Die Rastkörper können auch als Nadeln oder Kugeln ausgebildet sein. Es sind auch jegliche andere Formen denkbar, die eine Verlagerung des Rastkörpers sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung ermöglichen. Die Rastkörper können aus einem metallischen Werkstoff oder auch aus einem Kunststoff hergestellt sein. Eine geeignete Auswahl des Werkstoffes der Rastkörper verhindert eine Verformung derselbigen über die Gebrauchsdauer.
-
Freiläufe können in verschiedenen Gebieten Anwendung finden, wie beispielsweise in Startereinheiten für Verbrennungsmotoren 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 vier Figuren dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Freilauf in einer Lastdrehrichtung,
-
2 eine Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Freilauf in einer Freilaufdrehrichtung,
-
3 eine Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Freilauf in einer Freilaufdrehrichtung, und
-
4 eine Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Freilauf in einer Freilaufdrehrichtung.
-
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Freilauf 1. Der Freilauf 1 weist ein Antriebselement 2 und ein Abtriebselement 3 auf. Das Antriebselement 2 hat mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen 4. Das Abtriebselement 3 hat mehrere über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Rastausnehmungen 5, welche den Ausnehmungen 4 gegenüberliegend angeordnet sind. In den Ausnehmungen 4 sind Rastkörper 6 vorgesehen, welche als Rollen 7 ausgebildet sind. Die Rollen 7 werden mittels eines Federelementes 8 angefedert.
-
Das Federelement 8 weist ein erstes Federelementteil 9, welches dem Antriebselement 2 zugeordnet ist und ein zweites Federelementteil 10, welches dem Abtriebselement 3 zugeordnet ist, auf. Das erste Federelementteil 9 und das zweite Federelementteil 10 sind jeweils als Federring ausgebildet. Wie aus dem Ausführungsbeispiel ersichtlich ist, sind die Federringe offen ausgebildet, d.h. der jeweilige Federring weist einen Schlitz auf.
-
Nachfolgend wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Freilaufs 1 beschrieben.
-
1 zeigt den Freilauf 1 gemäß einer Lastdrehrichtung P1. Wird das Antriebselement 2 in Richtung des Pfeils P1 gedreht, werden die Rollen 7 mittels der Ausnehmungen 4 weiter in die Rastausnehmungen 5 hineingedrückt. Folglich entsteht ein Formschluss, wodurch das Abtriebselement 3 mitgenommen wird. Es kann ein Drehmoment von dem Antriebselement 2 auf das Abtriebselement übertragen werden.
-
Die 2 bis 4 zeigen den Ablauf einer Freilauffunktion des erfindungsgemäßen Freilaufs 1.
-
Die Ausnehmungen 5 bilden Anschlagflächen 11 aus. Die Anschlagflächen 11 sind ungleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Wird nun das Antriebselement 2 in Richtung des Pfeils P2, d.h. in Freilaufdrehrichtung, gedreht, nehmen die Anschlagflächen 11 die ersten Rollen 12, d.h. jede zweite Rolle 7, mit und schieben diese aus den Rastausnehmungen 5 heraus.
-
Dreht sich das Antriebselement 2 weiter in Richtung des Pfeils P2, werden zeitlich versetzt die zweiten Rollen 13, d.h. die restlichen Rollen, aus den Rastausnehmungen 5 herausgeschoben. Dies ist aus 3 ersichtlich.
-
Durch die versetzte Mitnahme der Rollen 7, wird verhindert dass die Rollen 7 wieder in den Rastausnehmungen 5 einrasten. Zudem kann durch die ungleichmäßige Verteilung der Rollen 7 das erste Federelementteil 9 die Rollen nicht mehr in die Rastausnehmungen 5 eindrücken. Das zweite Federelementteil 10 drückt die Rollen 7 in Richtung des Antriebsteils 2.
-
Ab einem Grenzdrehmoment ist die Fliehkraft der Rollen 7 größer als eine auf die Rollen 7 einwirkende Kraft des ersten Federelementteils 9. Das bedeutet, dass die Rollen entgegen dieser Kraft wirken und von den Rastausnehmungen 5 abheben. Das Antriebselement 2 dreht sich nun berührungslos und ohne Reibung.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Freilauf
- 2
- Antriebselement
- 3
- Abtriebselement
- 4
- Ausnehmung
- 5
- Rastausnehmung
- 6
- Rastkörper
- 7
- Rollen
- 8
- Federelement
- 9
- erstes Federelementteil
- 10
- zweites Federelementteil
- 11
- Anschlagflächen
- 12
- erste Rollen
- 13
- zweite Rollen
- P1
- Lastdrehrichtung
- P2
- Freilaufdrehrichtung
-
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
-
- DE 102008029578 A1 [0002]
- DE 19939736 A1 [0004]
