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Die Erfindung betrifft einen Rollenfreilauf, umfassend einen zylindrischen Außenring mit an einer Innenumfangsfläche ausgebildeten Klemmrampen, mehrere Klemmrollen, die jeweils mittels einer Feder gegen die jeweilige Klemmrampe angefedert sind, sowie einen drehfest im Außenring angeordneten Käfig, an dem die Klemmrollen und die Federn angeordnet sind.
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Ein solcher Rollenfreilauf, auch Hülsen- oder Klemmrollenfreilauf genannt, ermöglicht eine Rotation in einer definierten Drehrichtung, während die Rotation in die andere Richtung durch die sich auf den Klemmrampen verklemmenden Klemmrollen gesperrt werden kann. Freiläufe dieser Art kommen beispielsweise in Wandler- oder Automatikgetrieben im Kraftfahrzeugbereich oder in entsprechenden Industriemaschinen zum Einsatz und sind in der Regel ölgeschmiert.
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Aus der
DE 10 2007 006 517 A1 geht ein Rollenfreilauf, mit einem eine zylindrische Außenoberfläche sowie eine mit Klemmrampen versehene Innenoberfläche aufweisenden, als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildeten Außenring hervor. Ferner umfasst der Rollenfreilauf mehreren Klemmrollen, welche gegen die Klemmrampen angefedert sind, und einem drehfest im Außenring angeordneten, als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildeten Käfig, an welchem zur Anfederung der Klemmrollen vorgesehene Federn befestigt sind.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Rollenfreilauf weiterzuentwickeln, und insbesondere die Zuverlässigkeit der Klemmfunktion des Rollenfreilaufs zu erhöhen.
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Erfindungsgemäß ist der Käfig zweiteilig aus einem Außenkäfig und einem zumindest teilweise relativ zum Außenkäfig verdrehbaren Innenkäfig gebildet, wobei der Innenkäfig bei Verdrehung relativ zum Außenkäfig dazu vorgesehen ist, über die Federn einen Klemmdruck auf die Klemmrollen zu erhöhen. Mit anderen Worten ermöglich der zweiteilige Käfig eine Erhöhung des Klemmdrucks auf die Klemmrollen und somit eine Erhöhung der Zuverlässigkeit der Klemmfunktion. Dazu verdreht sich der Innenkäfig relativ zum Außenkäfig entgegen der Federkraft der Federn und staucht dabei die Federn. Die Federn wirken dabei auf die Klemmrollen und spannen diese stärker gegen die dazu vorgesehenen Rampen am Außenring. Insbesondere ist die Verwendung des Rollenfreilaufs als Starterfreilauf vorgesehen.
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Vorzugsweise ist der Rollenfreilauf mit einem Schmiermittel geschmiert, wobei eine erhöhte Viskosität von kaltem Schmiermittel gegenüber betriebswarmen Schmiermittel zur Verdrehung des Innenkäfigs relativ zum Außenkäfig vorgesehen ist. Als Schmiermittel ist vorzugsweise Öl oder Schmierfett vorgesehen. Mithin ist der Käfig als Schleppkäfig ausgebildet, wobei die Zähigkeit oder Viskosität des Schmiermittels zur Aktivierung der Schleppfunktion vorgesehen ist.
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Besonders bevorzugt weist der Außenkäfig an einer Außenumfangsfläche mehrere radial ausgebildete Nasen auf, die dazu vorgesehen sind in komplementär dazu ausgebildeten Ausnehmungen an der Innenumfangsfläche des Außenrings zur Anlage zu kommen, um den Außenkäfig am Außenring zu fixieren. Die Nasen am Außenkäfig weisen vorzugsweise eine halbrunde Kontur auf. Insbesondere wird der Außenkäfig axial in den Außenring eingeschoben. Der Außenkäfig ist über die Nasen formschlüssig mit dem Außenring verbunden.
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Des Weiteren bevorzugt weist der Innenkäfig mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte, axial ausgebildete Stege zur Aufnahme der Federn auf. Insbesondere erstrecken sich die Stege am Innenkäfig axial zwischen einem ersten und einem zweiten Ring. Die Stege sind somit einteilig mit den beiden Ringen verbunden und bilden den Innenkäfig. Insbesondere sind die Federn als Blattfedern ausgebildet. Vorzugsweise werden die Federn radial auf die Stege am Innenkäfig aufgesteckt bzw. aufgeklipst.
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Ferner bevorzugt weist der Außenkäfig mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte, axial ausgebildete Stege zumindest zur Bildung einer Anschlagfläche für die Stege am Innenkäfig auf. Insbesondere erstrecken sich die Stege am Außenkäfig axial zwischen einem ersten und einem zweiten Ring. Die Stege sind somit einteilig mit den beiden Ringen verbunden und bilden den Außenkäfig. Die Stege des Innenkäfigs kommen in einer Grundposition in Umfangsrichtung an den Stegen des Außenkäfigs zur Anlage. In dieser Grundposition werden die Klemmrollen von den Federn in Klemmbereitschaft vorgespannt. Eine Verdrehung des Innenkäfigs relativ zum Außenkäfig erfolgt in Richtung der Federn und erhöht die Klemmkraft auf die Klemmrollen.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die jeweilige Klemmrolle in Umfangsrichtung zwischen einer jeweiligen Feder und einem jeweiligen Steg am Außenkäfig angeordnet ist. Mithin befindet sich die jeweilige Klemmrolle und die jeweilige Feder in Umfangsrichtung zwischen einem Steg am Außenkäfig und einem Steg am Innenkäfig, wobei die jeweilige Klemmrolle am jeweiligen Steg des Außenkäfigs zur Anlage kommt und die jeweilige Feder am jeweiligen Steg des Innenkäfigs angeordnet ist.
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Vorzugsweise ragen die Stege am Innenkäfig radial zumindest teilweise in den Außenkäfig, um den Innenkäfig axial im Außenkäfig zu fixieren. Mit anderen Worten erstrecken sich die Stege des Innenkäfigs radial über die Ringe des Innenkäfigs hinaus, wobei die Ringe des Innenkäfigs radial an den Ringen des Außenkäfigs angeordnet sind. Somit erstrecken sich die Stege des Innenkäfigs von einem Innenumfang des Innenkäfigs über einen Außenumfang des Innenkäfigs hinaus. Die Stege des Innenkäfigs sind ferner dazu vorgesehen, mit dem Schmiermittel zusammenzuwirken, um eine Verdrehung des Innenkäfigs relativ zum Außenkäfig zu bewirken.
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Ferner bevorzugt weist der Außenkäfig zur Montage des Innenkäfigs mehrere axiale Ausnehmungen auf, die dazu vorgesehen sind, die Stege am Innenkäfig axial in den Außenkäfig einzuführen. Da die Stege des Innenkäfigs in den Außenkäfig hineinragen wird zur vereinfachten Montage des Innenkäfigs im Außenkäfig vorgeschlagen, den Innenkäfig axial in den Außenkäfig einzuschieben. Dazu sind insbesondere in den Ringen des Außenkäfigs Ausnehmungen ausgebildet, die im Wesentlichen der Kontur der Stege am Innenkäfig entsprechen und somit ein Durchführen des Innenkäfigs, insbesondere der Stege des Innenkäfigs realisieren.
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Des Weiteren bevorzugt weisen die Stege am Innenkäfig in Umfangsrichtung ausgebildete Krallen auf, die dazu vorgesehen sind, die jeweilige Feder vor einer Überstauchung durch die jeweilige Klemmrolle zu schützen. Insbesondere sind am jeweiligen Steg des Innenkäfigs jeweils zwei Krallen in Umfangsrichtung zur Klemmrolle hin ausgebildet. Bei einer maximalen Stauchung der zwischen Klemmrolle und Steg des Innenkäfigs angeordneten Feder, kommt die Klemmrolle in Umfangsrichtung an den Krallen zur Anlage. Die Feder wird somit vor einer plastischen Verformung durch Überstauchung geschützt.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
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1 eine schematische Explosionsdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs mit einem erfindungsgemäßen Käfig,
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2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs,
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3 eine teilweise dargestellte schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs,
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4 eine teilweise dargestellte schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Käfigs, und
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5 eine teilweise dargestellte schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Käfigs mit montierten Federn.
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Gemäß der 1 umfasst ein erfindungsgemäßer Rollenfreilauf einen zylindrischen Außenring 1, einen zweiteiligen Käfig 5, der aus einem Außenkäfig 5a und einem Innenkäfig 5b gebildet ist, mehrere Klemmrollen 3 sowie einer der Anzahl an Klemmrollen 3 entsprechenden Anzahl an Federn 4. Ein mit den Klemmrollen 3 zusammenwirkender Innenring 11 ist lediglich in 2 dargestellt. Der Rollenfreilauf ist insbesondere zum Einbau in einen Drehmomentwandler oder in ein Automatikgetriebe geeignet, wobei sein Einsatz nicht auf diese Gerätschaften beschränkt ist. Vielmehr ist der Rollenfreilauf auch beispielsweise im Industriebereich universell einsetzbar. Der Außenring 1 ist als Blechumformteil gefertigt, wobei an einer Innenumfangsfläche des Außenrings 1 mit den Klemmrollen 3 zusammenwirkende Klemmrampen 2 ausgebildet sind. Die Federn 4 sind als Blattfedern ausgebildet und halten die Klemmrollen 3 in ständiger Klemmbereitschaft an den Klemmrampen 2.
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Gemäß 2 ist der in 1 dargestellte Rollenfreilauf im montierten Zustand dargestellt. Der Rollenfreilauf umfasst den Innenring 11, den Außenring 1 sowie die radial zwischen dem Innenring 11 und dem Außenring 1 angeordneten Klemmrollen 3, die mittels der – hier nicht dargestellten – Federn vorgespannt sind. Ferner werden die Klemmrollen 3 und die Federn im Käfig 5, insbesondere zwischen Außenkäfig 5a und Innenkäfig 5b, gehalten.
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Nach 3 ist der in 2 dargestellte Rollenfreilauf perspektivisch und ohne Innenring dargestellt. Eine Drehung des die Klemmrollen 3 kontaktierenden, nicht näher gezeigten Innenrings im Uhrzeigersinn blockiert den Rollenfreilauf, da dabei die Klemmrollen 3 auf die Klemmrampen 2 auflaufen und verklemmen. Der Außenkäfig 5a weist an einer Außenumfangsfläche mehrere radial ausgebildete Nasen 6 auf, die dazu vorgesehen sind, in komplementär dazu ausgebildeten Ausnehmungen 7 an der Innenumfangsfläche des Außenrings 1 zur Anlage zu kommen, um den Außenkäfig 5a am Außenring 1 zu fixieren. Die jeweilige Klemmrolle 3 ist in Umfangsrichtung zwischen einer jeweiligen Feder 4 und einem jeweiligen Steg 8a am Außenkäfig 5a angeordnet. Insbesondere ist der Rollenfreilauf ölgeschmiert, wobei eine erhöhte Viskosität von kaltem Öl gegenüber betriebswarmen Öl zur Verdrehung des Innenkäfigs 5b relativ zum Außenkäfig 5a führt. Dazu wirken insbesondere die Stege 8b am Innenkäfig 5b als Schaufeln, die zu einer erhöhten Trägheit des Innenkäfigs 5b im Gegensatz zum Außenkäfig 5a führen.
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4 zeigt eine Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Käfigs 5. Der Außenkäfig 5a weist zur Montage des Innenkäfigs 5b mehrere axiale Ausnehmungen 9 auf, die dazu vorgesehen sind, die Stege 8b des Innenkäfigs 5b bzw. zumindest das radiale Übermaßes der Stege 8b am Innenkäfig 5b axial in die Ausnehmungen 9 am Außenkäfig 5a einzuführen. Dazu sind die Ausnehmungen 9 am Außenkäfig 8a komplementär zu den Stegen 8b am Innenkäfig 5b ausgebildet. Die Stege 8a am Außenkäfig 5a sind axial zwischen einem ersten und einem zweiten Ring 13a, 13b ausgebildet. Ferner sind die Stege 8a einteilig mit den beiden Ringen 13a, 13b verbunden und bilden den Außenkäfig 5a. Ebenso wie die Stege 8a am Außenkäfig 5b sind auch die Stege 8b am Innenkäfig 5b zwischen einem ersten und einem zweiten Ring 12a, 12b ausgebildet. Die Stege 8b am Innenkäfig 5b ragen in einem montierten Zustand des Käfigs 5 radial zumindest teilweise in den Außenkäfig 5a, um den Innenkäfig 5b axial im Außenkäfig 5a zu fixieren. Die Stege 8b sind somit einteilig mit den beiden Ringen 12a, 12b verbunden und bilden den Innenkäfig 5b.
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5 zeigt den Innenkäfig 5b in seiner Grundposition zum Außenkäfig 5a. Die gleichmäßig über den Umfang verteilten, axial ausgebildeten Stege 8b am Innenkäfig sind im Wesentlichen zur Aufnahme einer jeweiligen Feder 4 vorgesehen. Die jeweilige Feder 4 wird dabei radial auf den jeweiligen Steg 8b aufgesteckt. Ferner sind die gleichmäßig über den Umfang verteilten, axial ausgebildeten Stege 8a am Außenkäfig 5b zumindest zur Bildung einer Anschlagfläche für die Stege 8b am Innenkäfig 5b vorgesehen. In der dargestellten Grundposition kommen die Stege 8b am Innenkäfig 5b in Umfangsrichtung an den Stegen 8a des Außenkäfigs 5a zur Anlage. Eine – hier nicht dargestellte – Klemmrolle wird in den jeweiligen dafür vorgesehenen Freiraum 14 des Käfigs 5 angeordnet. Zum Schutz der jeweiligen Feder 4 vor einer Überstauchung durch die jeweilige Klemmrolle bei einer Verdrehung des Innenkäfigs 5b relativ zum Außenkäfig 5a weisen die Stege 8b des Innenkäfigs 5b jeweils zwei in Umfangsrichtung ausgebildete Krallen 10 auf. Somit begrenzen die Krallen 10 eine maximale Stauchung der jeweiligen Feder 4.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Außenring
- 2
- Klemmrampe
- 3
- Klemmrolle
- 4
- Feder
- 5
- Käfig
- 5a
- Außenkäfig
- 5b
- Innenkäfig
- 6
- Nase
- 7
- Ausnehmung
- 8a
- Steg am Außenkäfig
- 8b
- Steg am Innenkäfig
- 9
- Ausnehmung
- 10
- Kralle
- 11
- Innenring
- 12a, 12b
- Ring am Innenkäfig
- 13a, 13b
- Ring am Außenkäfig
- 14
- Freiraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007006517 A1 [0003]
