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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Schaltbaren Freilauf.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
EP 2 390 132 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.
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Die Klemmrollen werden durch die Drehung der mit dem Stellring verbundenen Klauen freigeschalten. Nach dem Freischalten der Klemmrollen, kann das Abtriebselement mittels des Antriebselementes mitgenommen werden.
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In der
DE 10 2009 051 074 A1 wird ein schaltbarer Freilauf beschrieben, welcher ein eine Klemmfläche aufweisendes Gehäuse und einen mit Klemmrampen versehenen Innenring. Zwischen der Klemmfläche und den Klemmrampen sind paarweise Klemmrollen angeordnet. Die Klemmrollen werden durch eine mittels eines Federelementes ausgeübter Federkraft in zwei Drehrichtungen klemmende Klemmposition gehalten. Die Klemmrollen werden je nach Drehrichtung mittels an einem Antriebselement vorgesehenen Schaltfingern aus ihrer Klemmposition gelöst.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schaltbaren Freilauf mit einer minimierten Geräuschentwicklung bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schaltbaren Freilauf mit einem eine Klemmfläche aufweisenden Gehäuse, einem gegenüber dem Gehäuse drehbaren Antriebselement und einem Abtriebselement, wobei das Abtriebselement der Klemmfläche zugewandte Klemmrampen aufweist und zwischen der Klemmfläche und den Klemmrampen Klemmrollen vorgesehen sind, die in beide Drehrichtungen gegen die Klemmfläche und die Klemmrampen mittels eines Federelementes angefedert und in einer Klemmposition gehalten sind und wobei das Antriebselement Klauen aufweist, wobei eine Kassette vorgesehen ist, in der die Klemmrollen paarweise angeordnet sind und das zum lösen der Klemmrollen aus ihrer Klemmposition die Klauen an einer Seite der Kassette angreifen.
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Wird bei einem Schaltbaren Freilauf das Antriebselement 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 das Abtriebsteil 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 Klemmrollen 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 Stick-Slip-Effekt).
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Bei dem erfindungsgemäßen schaltbaren Freilauf ist eine Kassette vorgesehen. Die Kassette nimmt paarweise die Klemmrollen auf und ist zwischen den Klemmrampen und der Klemmfläche vorgesehen. Die Anzahl der in dem schaltbaren Freilauf angeordneten Kassetten ist abhängig von der Anzahl der benötigten Klemmrollen und/oder des Durchmessers des Freilaufs. Die Form und Größe der Kassette ist an die Klemmrollen angepasst. In axialer Richtung ist die Kassette offen ausgebildet, um eine Drehbewegung der Klemmrollen in Umfangsrichtung zu ermöglichen. Mittels der Kassette können die Klemmrollen gleichmäßig aus der Klemmposition gelöst werden. Liegt ein Drehmoment an dem Antriebselement an, dreht sich dieses in einer Drehrichtung. Mit der Drehung des Antriebselementes drehen sich die Klauen. Drehen sich das Antriebselement und die Klauen weiter in der Drehrichtung, schlagen die Klauen jeweils an einer Seite der jeweiligen Kassette an. Folglich kann/können die Kassette/n in der Drehrichtung in Umfangsrichtung verschoben werden. Durch das Verschieben der Kassette wird eine der Klemmrollen aus ihrer Klemmposition gelöst und die andere Klemmrolle wird mitgeschleppt. Vorteilhaft daran ist, dass eine Geräuschentwicklung durch einen Stick-Slip-Effekt vermieden wird.
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In einer bevorzugten Ausbildung ist eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement zur Übertragung eines Drehmomentes von dem Antriebselement auf das Abtriebselement vorgesehen. Nachdem Freischalten der Klemmrollen trifft das Antriebselement auf das Abtriebselement und nimmt dieses formschlüssig in der jeweiligen Drehrichtung mit. Ein Drehmoment kann direkt von dem Antriebselement auf das Abtriebselement übertragen werden. Vorteilhaft daran ist, dass das Drehmoment 1:1 von dem Antriebselement auf das Abtriebselement übertragen werden kann.
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Wird ein Drehmoment von außen rückwärts in das Abtriebselement eingeleitet, wird gemäß der Erfindung eine Weiterleitung des Drehmomentes in Richtung des Antriebselementes blockiert. Das bedeutet, dass in einem derartigen Fall, die Klemmrollen in ihrer Klemmposition bleiben und aus dieser nicht gelöst werden können. Folglich können Beschädigungen am Antriebselemente oder jeglichen anderen Bauteilen, welche beispielsweise zum Ausfall des schaltbaren Freilaufs führen konnten, vermieden werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Abtriebselement Anschläge auf und wobei die formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement mittels der Klauen und der Anschläge gebildet ist. Um eine formschlüssige Verbindung herzustellen sind an dem Abtriebselement Anschläge ausgebildet. Diese Anschläge können als Vorsprünge, hervorstehenden Nasen oder als Ausnehmungen vorgesehen sein. Zudem können die Anschläge einstückig mit dem Abtriebselement ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, die Anschläge als separates Bauteil auszubilden und mittels Kraft-, Form- oder Stoffschluss mit dem Abtriebselement zu verbinden. Es ist auch jegliche andere Art von Anschlägen denkbar. Die Klauen sind vorteilhafterweise als hervorstehenden Segment an dem Antriebselement ausgebildet. Bei einer Drehung des Antriebselementes treffen die Klauen nach dem Freischalten der Klemmrollen auf den jeweiligen Anschlag des Abtriebselementes. Das Abtriebsteil wird mitgedreht. Um eine Geräuschentwicklung zu reduzieren, können die Klauen und/oder die Anschläge beschichtet sein.
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Vorzugsweise ist das Federelement in der Kassette zwischen den paarweise angeordneten Klemmrollen vorgesehen. Durch eine derartige Anordnung, kann bei Verschieben der Kassette das Federelement sicher mitgenommen werden. Das bedeutet, dass Sichergestellt ist, dass sobald kein Drehmoment mehr auf das Antriebselement eingeleitet wird, die Klemmrollen mittels des Federelementes wieder in Ihre Klemmposition angefedert werden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Kassette einen Steg auf, welcher zur Halterung des Federelementes dient. Der Steg ist zwischen den paarweise angeordneten Klemmrollen angeordnet und kann einstückig mit der Kassette ausgebildet sein. Der Steg dient dazu, dass Federelement sicher zu halten bzw. abzustützen um eine Verschiebung des Federelementes zwischen den Klemmrollen zu vermeiden.
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Vorzugsweise ist das Federelement als Blattfeder ausgebildet. Die Blattfeder kann als mehrfach gefaltete Blattfeder ausgeführt sein.
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Freiläufe können in verschiedenen Gebieten Anwendung finden, wie beispielsweise in Startereinheiten oder Getrieben der KFZ-Industrie. Ebenso ist es denkbar derartige schaltbare Freiläufe bei Sitzverstellern oder Türfeststellern anzuwenden. Ferner kann ein derartiger schaltbarer Freilauf dazu verwendet werden, einen Elektromotor zu schützen.
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Vorzugsweise kann eine erfindungsgemäße Drehverbindung in einem Aktuator eingesetzt werden. Derartige Aktuatoren können in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen, beispielsweise zur Sturz- oder Spurverstellung oder zur Verstellung des Fahrzeugniveaus, eingesetzt werden. Aktuatoren übernehmen sicherheitsrelevante Aufgaben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von zwei Figuren dargestellt. Es zeigen:
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1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Schaltbaren Freilaufs, und
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2 eine Kassette eines erfindungsgemäßen Schaltbaren Freilaufs.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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Die 1 zeigt den erfindungsgemäßen Schaltbaren Freilauf 1. Der Schaltbare Freilauf 1 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.
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Ferner ist ein gegenüber dem Gehäuse 2 drehbares Antriebselement 6 angeordnet. Das Antriebselement 6 weist Klauen 7 auf, welche mit Anschlägen 8 des Abtriebselementes 4 zur Übertragung eines Drehmomentes für eine formschlüssige Verbindung vorgesehen sind. Wie aus der 1 ersichtlich ist, sind die Anschläge 8 einstückig mit dem Abtriebselement 4 als hervorstehende Segmente 8a ausgebildet.
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Zwischen der Klemmfläche 3 und den Klemmrampen 5 sind Klemmrollen 9 angeordnet. Die Klemmrollen 9 werden mittels Federelementen 10 angefedert und in einer Klemmposition gehalten. Die Klemmrollen 9 sind in einer Kassette 11 aufgenommen, welche zwischen den Klemmrampen 5 und der Klemmfläche 3 angeordnet ist. Die Anzahl der in dem schaltbaren Freilauf 1 vorgesehenen Kassette 11 hängt von der Anzahl der Klemmrollen 9 ab.
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Aus 2 wird der Aufbau der Kassette 11 ersichtlich. Die Klemmrollen 9 sind paarweise in der Kassette 11 angeordnet. Zwischen den paarweise angeordneten Klemmrollen 9 ist das Federelement 10 vorgesehen. Das Federelement 10 ist als gefaltete Blattfeder 10a ausgebildet. Zur Halterung des Federelementes weist die Kassette 11 einen Steg 12 auf, welcher zwischen den Klemmrollen 9 verläuft. Wie weiter ersichtlich ist, ist die Kassette 11 in axialer Richtung offen ausgebildet, um eine Verschiebung der Klemmrollen 9 in Umfangsrichtung zu ermöglichen.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise eines erfindungsgemäßen schaltbaren Freilaufs 1 beschrieben.
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Wird ein Drehmoment auf das Antriebselement 6 eingeleitet, dreht sich dieses und dementsprechend findet eine Drehbewegung der Klauen 7 statt. Je nachdem in welcher Drehrichtung ein Drehmoment eingeleitet wird, findet eine Drehbewegung des Antriebselementes 9 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt des Uhrzeigersinns statt.
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Durch die Drehung der Klauen 7 treffen diese auf die Kassette 11 und verschieben diese in Umfangsrichtung. Das Verschieben der Kassette 11 bewirkt dass Lösen einer der Klemmrollen 9 aus Ihrer Klemmposition. Die andere Klemmrolle 9 wird mitgeschleppt. Das bedeutet die Klemmrollen 9 werden freigeschalten. Welche der paarweise angeordneten Klemmrollen 9 aus Ihrer Klemmposition gelöst wird, hängt von der Drehrichtung des Antriebselementes 6 ab.
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Bei einer weiteren Drehung des Antriebselementes 6 und dem Freischalten der Klemmrollen 6, treffen die Klauen 7 auf die Anschläge 8 des Abtriebselementes 4. Es wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebselement 6 und dem Abtriebselement 4 hergestellt. Das Antriebselement 4 wird mitgenommen und ein Drehmoment kann 1:1 von dem Antriebselement 6 auf das Abtriebselement übertragen werden.
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Wird ein Drehmoment von außen rückwärts in das Abtriebselement 4 eingeleitet, wird eine Weiterleitung des Drehmomentes in Richtung des Antriebselementes 6 blockiert. Das bedeutet, dass in einem derartigen Fall, die Klemmrollen 9 in ihrer Klemmposition bleiben und aus dieser nicht gelöst werden können. Es kann kein Drehmoment von dem Abtriebselement 4 auf das Antriebselement 6 übertragen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltbarer Freilauf
- 2
- Gehäuse
- 3
- Klemmfläche
- 4
- Abtriebselement
- 5
- Klemmrampe
- 6
- Antriebselementen
- 7
- Klauen
- 8
- Anschläge
- 8a
- hervorstehendes Segment
- 9
- Klemmrollen
- 10
- Federelement
- 10a
- Blattfeder
- 11
- Kassette
- 12
- Steg
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2390132 A2 [0002]
- DE 102009051074 A1 [0004]
