-
Die Erfindung betrifft einen Rollenfreilauf, umfassend einen hülsenförmigen Außenring mit an einer Innenumfangsfläche ausgebildeten Klemmrampen, mehrere Klemmrollen, die jeweils mittels einer Feder gegen die jeweilige Klemmrampe angefedert sind, sowie einen zumindest drehfest im hülsenförmigen Außenring angeordneten Käfig, an dem die Klemmrollen und die Federn angeordnet sind.
-
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. Die Anwendung eines solchen Freilaufs im Startertrieb eines Motorrads oder in einem Getriebe eines E-Bikes ist ebenfalls denkbar.
-
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.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Rollenfreilauf weiterzuentwickeln, und insbesondere die Herstellung und Montage des Käfigs im hülsenförmigen Außenring zu vereinfachen.
-
Erfindungsgemäß ist der Käfig aus einem Polymerwerkstoff hergestellt. Vorzugsweise ist der Käfig spritzgusstechnisch aus einem Polyamidwerkstoff hergestellt. Ferner ist es auch denkbar den Käfig aus einem PTFE-Werkstoff herzustellen. Weitere geeignete Polymerwerkstoffe und Herstellungsverfahren zur Herstellung des Käfigs sind ebenfalls denkbar. Vorteilhafterweise ist der Käfig faserverstärkt ausgebildet. Der aus einem Polymerwerkstoff hergestellte Käfig ist besonders günstig, schnell und einfach herzustellen. Daraus erwachsen insbesondere Kosten- und Produktionsvorteile gegenüber einem metallischen Käfig. Ferner ist der hülsenförmige Außenring aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet. Dabei sind zumindest die Klemmrampen am hülsenförmigen Außenring umformtechnisch hergestellt.
-
Vorzugsweise weist der Käfig an einer ersten Stirnseite mindestens eine radiale Ausprägung zur axialen Positionierung des Käfigs im hülsenförmigen Außenring auf. In der Regel wird der Käfig bei der Montage mit dem hülsenförmigen Außenring in den hülsenförmigen Außenring gelegt. Um ein axiales Durchrutschen des Käfigs im hülsenförmigen Außenring zu verhindern, ist die mindestens eine radiale Ausprägung am Käfig vorgesehen.
-
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die mindestens eine radiale Ausprägung umlaufend ausgebildet. Mit anderen Worten weist der Käfig eine einteilig ausgebildete radiale Ausprägung auf, die sich entlang des gesamten Außenumfangs erstreckt.
-
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Käfig an einer ersten Stirnseite mindestens drei radiale Ausprägungen zur axialen Positionierung des Käfigs im hülsenförmigen Außenring auf. Vorteilhafterweise sind eine Vielzahl radialer Ausprägungen an der ersten Stirnseite des Käfigs ausgebildet.
-
Besonders bevorzugt weist der hülsenförmige Außenring an einer ersten Stirnseite eine radial ausgebildete Ringschulter auf, an der die mindestens eine radiale Ausprägung zur axialen Positionierung des Käfigs im hülsenförmigen Außenring axial zur Anlage kommt. Mit anderen Worten stützt sich die mindestens eine radiale Ausprägung axial an der radial ausgebildeten Ringschulter ab und verhindert dadurch ein axiales Durchrutschen des Käfigs im hülsenförmigen Außenring.
-
Bevorzugt bilden die im Wesentlichen radial ausgebildete Ringschulter und die Innenumfangsfläche des hülsenförmigen Außenrings einen spitzen Winkel aus. Mit anderen Worten verläuft die die im Wesentlichen radial ausgebildete Ringschulter nicht senkrecht zur Innenumfangsfläche des hülsenförmigen Außenrings sondern leicht axial nach innen in Richtung des Käfigs.
-
Des Weiteren bevorzugt weist der Käfig an einer zweiten Stirnseite mindestens eine radiale Nase zur drehfesten Fixierung des Käfigs im hülsenförmigen Außenring auf. Die radiale Nase erstreckt sich vorzugsweise in Umfangsrichtung weiter als in axialer Richtung, wodurch die Festigkeit der Nase in Umfangsrichtung höher ist als die Steifigkeit der Nase in axialer Richtung. Insbesondere wird die Nase lediglich in Umfangsrichtung von dem hülsenförmigen Außenring belastet.
-
Ferner bevorzugt weist der hülsenförmige Außenring an einer zweiten Stirnseite eine radial ausgebildete Ringschulter mit mehreren Aussparungen auf, wobei die mindestens eine radiale Nase zur drehfesten Fixierung des Käfigs im hülsenförmigen Außenring zumindest tangential in der jeweiligen Aussparung zur Anlage kommt. Mithin ist die jeweilige radiale Nase im montierten Zustand des Käfigs in der jeweiligen dazu vorgesehenen Aussparung am hülsenförmige Außenring angeordnet. Die beiden Ringschultern sind insbesondere mittels Bördeln hergestellt. Ferner ist die jeweilige Aussparung vorzugsweise mittels Ausstanzen hergestellt.
-
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die jeweilige Aussparung komplementär zur jeweiligen radialen Nase ausgebildet ist, um den Käfig in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem hülsenförmigen Außenring zu verbinden. Im Wesentlichen ist die jeweilige Aussparung und somit auch die jeweilige radiale Nase rechteckig ausgebildet.
-
Vorzugsweise ist die jeweilige Aussparung bei einer Montage des Käfigs im hülsenförmigen Außenring zur axialen Durchführung der jeweiligen radialen Ausprägung durch die jeweilige Aussparung vorgesehen. Dazu ist die jeweilige radiale Ausprägung an der ersten Stirnseite auf einer jeweiligen axialen Achse mit der jeweiligen radialen Nase an der zweiten Stirnseite angeordnet. Mithin wird bei der Montage des Käfigs im hülsenförmigen Außenring der Käfig derart relativ zum hülsenförmigen Außenring positioniert, dass eine Durchführung der radialen Ausprägung durch die Aussparung ermöglicht wird. Insbesondere ist die jeweilige radiale Ausprägung zumindest in Umfangsrichtung und in radialer Richtung kleiner als die jeweilige radiale Nase.
-
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
-
1 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs,
-
2 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen hülsenförmigen Außenrings gemäß 1,
-
3 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung eines erfindungsgemäßen Käfigs gemäß 1,
-
4 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
-
5 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs gemäß 4, und
-
6 eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Käfigs gemäß 4,
-
Gemäß 1 umfasst ein erfindungsgemäßer Rollenfreilauf einen hülsenförmigen Außenring 1, einen Käfig 5, mehrere Klemmrollen 3 sowie einer der Anzahl an Klemmrollen 3 entsprechenden Anzahl an Federn 4. 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. Die Federn 4 sind als Blattfedern ausgebildet und halten die Klemmrollen 3 in ständiger Klemmbereitschaft an den in 2 dargestellten Klemmrampen 2 am hülsenförmigen Außenring 1. Eine Drehung des die Klemmrollen 3 kontaktierenden – hier nicht dargestellten – Innenrings im Uhrzeigersinn blockiert den Rollenfreilauf, da dabei die Klemmrollen 3 auf die Klemmrampen 2 auflaufen und verklemmen.
-
Der hülsenförmige Außenring 1 weist an einer ersten Stirnseite 8a eine radial ausgebildete Ringschulter 9a auf. Ferner weist der hülsenförmige Außenring 1 an einer zweiten Stirnseite 8b eine radial ausgebildete Ringschulter 9b mit elf Aussparungen 11 auf. Der Käfig 5 weist ebenfalls eine erste und eine zweite Stirnseite 6a, 6b auf, wobei an der zweiten Stirnseite 6b drei radiale Nasen 10 ausgebildet sind. Die jeweilige Nase 10 ist in der jeweiligen Aussparung 11 am hülsenförmigen Außenring 1 angeordnet und kommt zumindest tangential in der jeweiligen Aussparung 11 zur Anlage, um den Käfig 5 in Umfangsrichtung formschlüssig mit dem hülsenförmigen Außenring 1 zu verbinden. Dazu ist die jeweilige Aussparung 11 im Wesentlichen komplementär zur jeweiligen radialen Nase 10 ausgebildet.
-
2 zeigt den hülsenförmige Außenring 1 des erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs. Der hülsenförmige Außenring 1 ist als Blechumformteil gefertigt, wobei an einer Innenumfangsfläche des hülsenförmigen Außenrings 1 die mit den – hier nicht dargestellten – Klemmrollen zusammenwirkenden Klemmrampen 2 ausgebildet sind. Insbesondere sind die Klemmrampen 2 umformtechnisch am hülsenförmigen Außenring 1 hergestellt. An der ersten Stirnseite 8a des hülsenförmigen Außenrings 1 ist die radial ausgebildete Ringschulter 9a angeordnet, die dazu vorgesehen ist, den – hier nicht dargestellten – Käfig 5 axial im hülsenförmigen Außenring 1 zu Positionieren. Demgegenüber ist die an der zweiten Stirnseite 8b des hülsenförmigen Außenrings 1 ausgebildete Ringschulter 9b dazu vorgesehen, den Käfig 5 drehfest im hülsenförmigen Außenring 1 zu Fixieren. Insbesondere sind die beiden radial ausgebildeten Ringschultern 9a, 9b parallel zueinander ausgebildet und erstrecken sich radial nach innen.
-
3 zeigt den Käfig 5 des erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs. Der Käfig 5 ist aus einem Polymerwerkstoff hergestellt. Insbesondere ist der Käfig 5 spritzgusstechnisch hergestellt. Ferner weist der Käfig 5 an der ersten Stirnseite 6a elf radiale Ausprägungen 7 zur axialen Positionierung des Käfigs 5 im – hier nicht dargestellten – hülsenförmigen Außenring 1 auf. Die jeweilige radiale Nasen 10 an der zweiten Stirnseite 6b des Käfigs 5 ist auf einer jeweiligen gemeinsamen axialen Achse mit der jeweiligen Ausprägung 7 an der zweiten Stirnseite 6b des Käfigs 5 ausgebildet. Ferner erstreckt sich auf dieser gemeinsamen axialen Achse auch ein jeweiliger Steg 14, der axial zwischen einem ersten und einem zweiten Ring 13a, 13b ausgebildet ist. Insgesamt weist der Käfig 5 elf Stege 14 auf. Ferner sind die Stege 14 einteilig mit den beiden Ringen 13a, 13b verbunden und bilden den Käfig 5. Die gleichmäßig über den Umfang verteilten, axial ausgebildeten Stege 14 sind unter anderem zur Aufnahme einer jeweiligen – hier nicht dargestellten – Feder vorgesehen. Die jeweilige Feder wird dabei radial auf den jeweiligen Steg 14 aufgesteckt. Danach wird eine – hier nicht dargestellte – Klemmrolle in den jeweiligen dafür vorgesehenen Freiraum 15 des Käfigs 5 angeordnet und durch die Feder gegen einen jeweiligen Steg 14 vorgespannt.
-
Bei einer Montage des Käfigs 5 wird der hülsenförmige Außenring 1 mit der ersten Stirnseite 8a auf einen – hier nicht dargestellten – Montagetisch gelegt. Der Käfig 5 wird zusammen mit den darin montierten Federn 4 und Klemmrollen 3 axial in den hülsenförmigen Außenring 1 geschoben, bzw. in den hülsenförmigen Außenring 1 gelegt. Dabei rutscht der Käfig 5 aufgrund der daran ausgebildeten radialen Ausprägung 7 nicht durch, sondern kommt an der Ringschulter 9a axial zur Anlage. Ein Spezialwerkzeug zum axialen Positionieren des Käfigs 5 relativ zum hülsenförmigen Außenring 1 wird somit nicht benötigt.
-
Nach 4 weist der Käfig 5 des erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel an der ersten Stirnseite 6a eine umlaufend ausgebildete radiale Ausprägung 7 auf. Der hülsenförmige Außenring 1 weist an einer ersten Stirnseite 8a eine im Wesentlichen radial ausgebildete Ringschulter 9a auf, an der die radiale Ausprägung 7 zur axialen Positionierung des Käfigs 5 im hülsenförmigen Außenring 1 axial zur Anlage kommt. Dabei ist die im Wesentlichen radial ausgebildete Ringschulter 9a derart ausgebildet, dass ein spitzer Winkel zwischen der im Wesentlichen radial ausgebildeten Ringschulter 9a und der Innenumfangsfläche des hülsenförmigen Außenrings 1 ausgebildet wird.
-
5 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Rollenfreilaufs gemäß 4, umfassend den hülsenförmigen Außenring 1 indem der Käfig 5 angeordnet ist. Ferner zeigt 6 lediglich den Käfig 5 gemäß 4. Mit Ausnahme der radialen Ausprägung 7 ist der Käfig 5 gemäß 6 im Wesentlichen baugleich zum Käfig 5 gemäß 3 ausgebildet.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- hülsenförmiger Außenring
- 2
- Klemmrampe
- 3
- Klemmrolle
- 4
- Feder
- 5
- Käfig
- 6a, 6b
- Stirnseite
- 7
- radiale Ausprägung
- 8a, 8b
- Stirnseite
- 9a, 9b
- Ringschulter
- 10
- Nase
- 11
- Aussparungen
- 12a, 12b
- Ring am Innenkäfig
- 13a, 13b
- Ring am Außenkäfig
- 14
- Steg
- 15
- Freiraum
-
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 102007006517 A1 [0003]
