DE102015205386A1 - Sprag freewheel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Klemmkörper-Freilauf (5) zur kraftschlüssigen Kupplung einer Antriebswelle (6, 6‘) an eine Abtriebswelle (7, 7‘), umfassend einen der Antriebswelle (6, 6‘) zugeordneten kreisquerschnittförmigen Innenring (8), an dessen Umfangsringfläche (15) mindestens ein Klemmkörper (11) zur Anlage kommt, und einen der Abtriebswelle (7, 7‘) zugeordneten Außenstern (9) mit mindestens einer profilierten Klemmkörperausnehmung (10a, 10b, 10c) zur Aufnahme des zugeordneten Klemmkörpers (11) in verschiedenen Schaltpositionen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für eine in beide Drehrichtungen (V, R) wirkenden kraftschlüssigen Kupplung der Antriebswelle (6; 6‘) mit der Abtriebswelle (7; 7‘) die profilierte Klemmkörperausnehmung (10a, 10b, 10c) einen ersten randseitigen Klemmabschnitt (12) zur Klemmung des Klemmkörpers (11) in die erste Drehrichtung (V) und einen in Umfangsrichtung gegenüberliegenden zweiten randseitigen Klemmabschnitt (13) zur Klemmung des Klemmkörpers (11) in die zweite Drehrichtung (R) aufweist, wobei zwischen den beiden randseitigen Klemmabschnitten (12, 13) ein sich von hier aus nach radial außen erstreckender mittlerer Freilaufabschnitt (14) angeordnet ist, in den der Klemmkörper (11) aufgrund von Fliehkraft bei relativ zur Antriebswelle (6; 6‘) schneller drehender Abtriebswelle (7; 7‘) gelangt, um zur Entkupplung von der Umfangsringfläche (15) abzuheben.The invention relates to a sprag freewheel (5) for non-positive coupling of a drive shaft (6, 6 ') to an output shaft (7, 7'), comprising one of the drive shaft (6, 6 ') associated circular cross-section inner ring (8), at the Peripheral ring surface (15) at least one clamping body (11) comes to rest, and one of the output shaft (7, 7 ') associated outer star (9) with at least one profiled Klemmkörperausnehmung (10a, 10b, 10c) for receiving the associated clamping body (11) different switching positions. According to the invention, for a force-locking coupling of the drive shaft (6; 6 ') acting in both directions of rotation (V, R), the profiled sprag recess (10a, 10b, 10c) has a profiled clamping body recess (7; 12) for clamping the clamping body (11) in the first rotational direction (V) and a circumferentially opposite second edge-side clamping portion (13) for clamping the clamping body (11) in the second direction of rotation (R), wherein between the two edge-side clamping portions ( 12, 13) is arranged from here radially outwardly extending middle freewheeling section (14) into which the clamping body (11) due to centrifugal force relative to the drive shaft (6; 6 ') faster rotating output shaft (7; 7') passes to lift for decoupling from the peripheral annular surface (15).
Description
Die Erfindung betrifft einen Klemmkörper-Freilauf zur kraftschlüssigen Kupplung einer Antriebswelle an eine Abtriebswelle, umfassend einen der Antriebswelle zugeordneten kreisquerschnittförmigen Innenring, an dessen Umfangsringfläche der mindestens eine Klemmkörper zur Anlage kommt, und einen der Abtriebswelle zugeordneten Außenstern mit mindestens einer profilierten Klemmkörperausnehmung zur Aufnahme des zugeordneten Klemmkörpers in verschiedenen Schaltpositionen. Weiterhin betrifft die Erfindung auch einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, welcher einen solchen Klemmkörper-Freilauf beinhaltet.The invention relates to a sprag freewheel for non-positive coupling of a drive shaft to an output shaft comprising a drive shaft associated circular cross-section inner ring, at the peripheral annular surface of at least one clamping body comes to rest, and one of the output shaft associated outer star with at least one profiled Klemmkörperausnehmung for receiving the associated Clamping body in different switching positions. Furthermore, the invention also relates to a drive train of a motor vehicle, which includes such a sprag freewheel.
Gebiet der ErfindungField of the invention
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf die Kraftfahrzeugtechnik und wird bevorzugt im radnahen Bereich des Antriebsstrangs eingesetzt, in welchem hohe Drehmomente bei relativ geringen Drehzahlen zu übertragen sind. Daneben ist es auch möglich, den erfindungsgegenständlichen Klemmkörper-Freilauf in anderer Stelle eines Kraftfahrzeugantriebes oder dergleichen einzusetzen. The field of application of the invention extends to motor vehicle technology and is preferably used in the vicinity of the wheel of the drive train in which high torques are to be transmitted at relatively low rotational speeds. In addition, it is also possible to use the inventive sprag freewheel in another place of a motor vehicle drive or the like.
Normalerweise stellt ein Freilauf als Maschinenelement eine nur in eine Drehrichtung wirkende Kupplung dar. Bei Drehrichtungsumkehr wird die Verbindung selbsttätig gelöst, so dass die Abtriebswelle frei weiterläuft. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt ein Klemmkörper-Freilauf zum Einsatz, der einen zylindrischen, also unprofilierten Innenring aufweist, der mit einen zugeordneten innenprofilierten Außenring, dem sogenannten Außenstern, über die Klemmkörper zusammenwirkt. Die Momentenübertragung erfolgt durch ein keilartiges Verklemmen von vorzugsweise rotationssymmetrischen Klemmkörpern zwischen einer entsprechend profilierten Klemmkörperausnehmung des Außensterns und dem Innenring. In entgegengesetzter Drehrichtung gelangt der Klemmkörper von der Klemmposition in eine Freilaufposition, so dass die kraftschlüssige Verbindung gelöst wird. Normally, a freewheel as a machine element is acting only in one direction of rotation coupling. When reversing the connection is released automatically, so that the output shaft continues to run freely. In the context of the present invention, a sprag freewheel is used, which has a cylindrical, ie non-profiled inner ring, which cooperates with an associated internally profiled outer ring, the so-called outer star, via the clamping body. The torque is transmitted by a wedge-like clamping of preferably rotationally symmetrical clamping bodies between a correspondingly profiled Klemmkörperausnehmung the outer star and the inner ring. In the opposite direction of rotation of the clamping body passes from the clamping position in a freewheeling position, so that the frictional connection is released.
Derartige Klemmkörper-Freiläufe sind dank der robusten kraftschlüssigen Verbindung recht langlebig und gewährleisten die Übertragung hoher Drehmomente. Allerdings ist deren Kupplungswirkung lediglich auf eine Drehrichtung beschränkt, wogegen in die andere Drehrichtung den Freilauf gewährleistet. Such sprag freewheels are quite durable thanks to the robust frictional connection and ensure the transmission of high torques. However, their coupling action is limited only to one direction of rotation, whereas the other direction of rotation ensures the freewheel.
Ein derartiger Klemmköper-Freilauf geht aus der
Aus der
Aufgabenstellungtask
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Klemmkörper-Freilauf zur kraftschlüssigen Kupplung einer Antriebswelle an einer Abtriebswelle zu schaffen, welcher fertigungstechnisch einfach herzustellen ist und eine Kupplung in beide Drehrichtungen während des aktiven Antriebsbetrieb, insbesondere in Vorwärts- und Rückwärtsfahrrichtung eines Kraftfahrzeuges, sicherstellt.It is therefore an object of the present invention to provide a sprag freewheel for non-positive coupling of a drive shaft to an output shaft, which is easy to manufacture and ensures a clutch in both directions during the active drive operation, in particular in the forward and reverse directions of a motor vehicle.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Klemmkörper-Freilauf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den nachfolgenden abhängigen Ansprüchen hervor.The object is achieved on the basis of a sprag freewheel according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. Advantageous developments of the invention will become apparent from the following dependent claims.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass für eine in beide Drehrichtungen wirkende kraftschlüssige Kupplung der Antriebswelle mit der Abtriebswelle die profilierte Klemmkörperausnehmung einen ersten randseitigen Klemmabschnitt zur Klemmung des Klemmkörper in die eine Drehrichtung und einen in Umfangsrichtung gegenüberliegenden zweiten randseitigen Klemmabschnitt zur Klemmung des Klemmkörpers in die andere Drehrichtung aufweist, wobei zwischen den beiden randseitigen Klemmabschnitten ein sich von hier aus nach radial außen erstreckender mittlerer Freilaufabschnitt angeordnet ist, in den der Klemmkörper aufgrund von Fliehkraft bei relativ zur Antriebswelle schneller drehender Abtriebswelle gelangt, um insbesondere im Schubbetrieb eines Kraftfahrzeuges zur Entkupplung vom Antriebsstrang von der Innenringoberfläche abzuheben. The invention includes the technical teaching that for a force acting in both directions frictional coupling of the drive shaft with the output shaft, the profiled Klemmkörperausnehmung a first edge clamping portion for clamping the clamp body in a direction of rotation and a circumferentially opposite second edge clamping portion for clamping the clamp body in the other direction of rotation, wherein between the two edge-side clamping portions is arranged from here radially outwardly extending middle freewheeling portion, in which the clamping body due to centrifugal force relative to the drive shaft faster rotating output shaft passes, in particular in the overrun mode of a motor vehicle for uncoupling from the drive train to lift off the inner ring surface.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass auf geometrisch kompliziert gestaltete Klemmkörper verzichtet werden kann. Die kraftschlüssige Kupplung lässt sich durch einfach gestaltete Klemmkörper, beispielsweise kugeloder rollenförmige Klemmkörper, in Verbindung mit der speziell profilierten Klemmkörperausnehmung seitens des Außensterns erzielen, und zwar in beide Drehrichtungen. Erst wenn beispielsweise im Schubbetrieb die Abtriebswelle viel schneller als die Antriebswelle dreht, gelangt der Klemmkörper aufgrund der dann zunehmend einsetzenden Fliehkraft in den sich nach radial außen erstreckenden mittleren Freilaufabschnitt, so dass dieser von der Innenringoberfläche abhebt, um die kraftschlüssige Kupplung zu trennen. Die erfindungsgemäße Lösung verzichtet vollständig auf einen Käfig zur Aufnahme der Klemmkörper und kommt somit mit wenigen Einzelteilen aus.The advantage of the solution according to the invention is in particular that can be dispensed with geometrically complicated designed clamping body. The non-positive coupling can be achieved by simply designed clamping body, such as ball or roller-shaped clamping body, in conjunction with the specially profiled Klemmkörperausnehmung part of the outer star, in both directions. Only when, for example, in overrun operation, the output shaft rotates much faster than the drive shaft, the clamping body passes due to the then increasingly onset of centrifugal force in the radially outwardly extending middle freewheeling section, so that it lifts from the inner ring surface to separate the non-positive coupling. The inventive solution completely dispenses with a cage for receiving the clamping body and thus comes with few items.
Gemäß einer die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, dass die beiden einander gegenüberliegenden Klemmabschnitte über abgerundete Kantenbereiche in den mittleren Freilaufabschnitt übergehen. Hierdurch wird ein zuverlässiges Umschalten des Klemmkörper-Freilaufs von der Klemmposition in die Freilaufposition gewährleistet.According to a measure improving the invention, it is provided that the two opposite clamping sections pass over rounded edge regions into the middle freewheeling section. This ensures a reliable switching of the sprag freewheel from the clamping position to the freewheeling position.
Zur axialen Lagebegrenzung der innerhalb der Klemmkörperausnehmungen untergebrachten Klemmkörper wird vorgeschlagen, dass beidseits der Klemmkörperausnehmung Wälzlager angeordnet sind, um den Innenring gegenüber dem Außenstern zu lagern. Stattdessen können auch einfache Deckelscheiben diese Funktion ausüben. Ferner wird vorgeschlagen, die axiale Begrenzung der Klemmkörperausnehmung durch entsprechende randseitige Materialanformungen stirnseitig des Außensterns herzustellen. Es ist auch denkbar, solche Anschlagsanformungen in Verbindung mit einem Wälzlager und/oder einer Deckelscheibe auf der gegenüberliegenden Stirnseite zu kombinieren, um die Montage der innenliegenden Klemmkörper zu erleichtern.For the axial position limitation of accommodated within the Klemmkörperausnehmungen clamping body is proposed that on both sides of the Klemmkörperausnehmung roller bearings are arranged to support the inner ring relative to the outer star. Instead, even simple cover discs can perform this function. It is also proposed to produce the axial boundary of the Klemmkörperausnehmung by corresponding marginal Materialanformungen the front side of the outer star. It is also conceivable to combine such Anschlagsanformungen in conjunction with a roller bearing and / or a cover plate on the opposite end face to facilitate the assembly of the inner clamping body.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mindestens drei Klemmkörper in je zu geordneten Klemmkörperausnehmungen im Außenstern des Klemmkörper-Freilaufs angeordnet. Diese Anordnung erfolgt vorteilhafterweise in umfänglich äqidistanten Abständen zueinander, um eine gleichmäßige Momentenübertragung zu gewährleisten. Je nach Höhe des zu übertragenden Drehmoments können entsprechend viele Klemmkörperausnehmungen am Umfang des Klemmkörper-Freilaufs mit je zugeordneten Klemmkörpern vorgesehen werden. According to a preferred embodiment of the invention, at least three clamping bodies are arranged in each case to parent Klemmkörperausnehmungen in the outer star of the sprag freewheel. This arrangement is advantageously carried out in circumferentially equidistant distances from each other to ensure a uniform torque transmission. Depending on the height of the torque to be transmitted, a corresponding number of clamping body recesses can be provided on the circumference of the sprag freewheel with associated clamping bodies.
Gemäß einem bevorzugten Anwendungsfall der Erfindung wird vorgeschlagen, den Klemmkörper-Freilauf der vorstehend beschriebenen Art im radnahen Bereich eines Kraftfahrzeuges einzusetzen. Vorzugsweise führt die Abtriebswelle des Klemmkörper-Freilaufs zu einem nachfolgenden Fahrzeugrad. Die Antriebswelle des Klemmkörper-Freilauf kann in Verbindung damit von einem vorgeschalteten Raddifferenzialgetriebe, vorzugsweise der Hinterachse des Kraftfahrzeuges, ausgehen. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Antriebswelle direkt von einem Gangwahlgetriebe eines Kraftfahrzeuges oder dergleichen ausgeht. According to a preferred application of the invention it is proposed to use the sprag freewheel of the type described above in the near-wheel region of a motor vehicle. Preferably, the output shaft of the sprag freewheel leads to a subsequent vehicle wheel. The drive shaft of the sprag freewheel can go out in connection therewith from an upstream Raddifferenziagetriebe, preferably the rear axle of the motor vehicle. However, it is also conceivable that the drive shaft originates directly from a gear selector gear of a motor vehicle or the like.
Kurzbeschreibung der ZeichnungBrief description of the drawing
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. It shows:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
Nach
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an der Hinterachse zwischen dem Raddifferenzialgetriebe
Bei normaler Vorwärtsfahrt und auch bei Rückwärtsfahrt gelangt der Klemmkörper-Freilauf
Der detailliert in
Der Innenring
Die
Dreht gemäß
Gemäß
Wird aufgrund einer sich verringernden Drehzahl des Außensterns
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, mehr oder weniger als genau drei Klemmkörper im Rahmen des erfindungsgegenständlichen Klemmkörper-Freilaufs
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verbrennungsmotor internal combustion engine
- 22
- Gangwahlgetriebe Transmission gear selection
- 33
- Fahrzeugrad vehicle
- 44
- Raddifferenzialgetriebe Raddifferenzialgetriebe
- 55
- Klemmkörper-Freilauf Sprag freewheel
- 66
- Antriebswelle drive shaft
- 77
- Abtriebswelle output shaft
- 88th
- Innenring inner ring
- 99
- Außenstern outside star
- 1010
- Klemmkörperausnehmung Klemmkörperausnehmung
- 1111
- Klemmkörper clamping bodies
- 1212
- erster randseitiger Klemmabschnitt first edge-side clamping section
- 1313
- zweiter randseitiger Klemmabschnitt second edge-side clamping section
- 1414
- Freilaufabschnitt Freewheeling section
- 1515
- Umfangsringfläche Peripheral ring surface
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011108413 A1 [0005] DE 102011108413 A1 [0005]
- DE 102013206811 A1 [0006] DE 102013206811 A1 [0006]
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015205386.5A DE102015205386A1 (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Sprag freewheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015205386.5A DE102015205386A1 (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Sprag freewheel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102015205386A1 true DE102015205386A1 (en) | 2016-09-29 |
Family
ID=56890145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102015205386.5A Ceased DE102015205386A1 (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Sprag freewheel |
Country Status (1)
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DE (1) | DE102015205386A1 (en) |
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