DE102016222443B3 - Freewheel device - Google Patents
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- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
- F16D41/063—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by moving along the inner and the outer surface without pivoting or rolling, e.g. sliding wedges
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Freilaufvorrichtung, umfassend einen Innenring (1) und einen Außenring (2) sowie mehrere in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnete Keilelemente (3), die radial zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) vorgesehen sind, wobei eine Innenumfangsfläche des Außenrings (2) zylindrisch ausgebildet ist, wobei ferner der Innenring (1) an einer Außenumfangsfläche eine Vielzahl von Rampen (6) aufweist, wobei die jeweilige Rampe (6) am Innenring (1) mit einer jeweiligen korrespondierend dazu ausgebildeten Rampe (7) an dem jeweiligen Keilelement (3) zusammenwirkt, um bei einer ersten Rotation des Innenrings (1) eine Freilauffunktion zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) zu ermöglichen und bei einer zweiten Rotation des Innenrings (1), die entgegengesetzt zur ersten Rotation ist, eine Sperrfunktion zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) zu ermöglichen.The invention relates to a freewheel device, comprising an inner ring (1) and an outer ring (2) and a plurality of circumferentially adjacent wedge elements (3), which are provided radially between the inner ring (1) and the outer ring (2), wherein an inner peripheral surface the outer ring (2) is cylindrical, wherein further the inner ring (1) on an outer peripheral surface has a plurality of ramps (6), wherein the respective ramp (6) on the inner ring (1) with a respective corresponding thereto formed ramp (7) cooperates on the respective wedge element (3) in order to enable a freewheeling function between the inner ring (1) and the outer ring (2) during a first rotation of the inner ring (1) and in a second rotation of the inner ring (1) opposite to the first Rotation is to allow a locking function between the inner ring (1) and the outer ring (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Freilaufvorrichtung. Insbesondere ist der Einsatz der Freilaufvorrichtung sowohl in Fahrzeugen als auch in Industrieanwendungen denkbar.The invention relates to a freewheel device. In particular, the use of the freewheel device is conceivable both in vehicles and in industrial applications.
Aus der
Ferner geht aus der
Des Weiteren offenbart auch die
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Freilaufvorrichtung für ein Kraftfahrzeug weiterzuentwickeln, und insbesondere die Leistungsfähigkeit der Freilaufvorrichtung zu erhöhen sowie die Fertigung und Montage zu verbessern.The object of the invention is to further develop a freewheel device for a motor vehicle, and in particular to increase the performance of the freewheel device and to improve the production and assembly.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the subject matter of
Die erfindungsgemäße Freilaufvorrichtung umfasst einen Innenring und einen Außenring sowie mehrere in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnete Keilelemente, die radial zwischen dem Innenring und dem Außenring vorgesehen sind, wobei eine Innenumfangsfläche des Außenrings zylindrisch ausgebildet ist, wobei ferner der Innenring an einer Außenumfangsfläche eine Vielzahl von Rampen aufweist, wobei die jeweilige Rampe am Innenring mit einer jeweiligen korrespondierend dazu ausgebildeten Rampe an dem jeweiligen Keilelement zusammenwirkt, um bei einer ersten Rotation des Innenrings eine Freilauffunktion zwischen dem Innenring und dem Außenring zu ermöglichen und bei einer zweiten Rotation des Innenrings, die entgegengesetzt zur ersten Rotation ist, eine Sperrfunktion zwischen dem Innenring und dem Außenring zu ermöglichen.The freewheel device according to the invention comprises an inner ring and an outer ring and a plurality of circumferentially adjacent to each other wedge elements which are provided radially between the inner ring and the outer ring, wherein an inner peripheral surface of the outer ring is cylindrical, further wherein the inner ring on an outer peripheral surface having a plurality of ramps wherein the respective ramp on the inner ring cooperates with a respective correspondingly formed ramp on the respective wedge element to allow a free rotation function between the inner ring and the outer ring during a first rotation of the inner ring and a second rotation of the inner ring opposite to the first rotation is to allow a locking function between the inner ring and the outer ring.
Mit anderen Worten sind die in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneten Keilelemente als Klemmmittel zwischen Außenring und Innenring vorgesehen und ermöglichen bei der zweiten Rotation eine drehfeste Verbindung zwischen dem Außenring und dem Innenring. Eine entgegengesetzte Rotation, nämlich die erste Rotation löst die drehfeste Verbindung zwischen dem Außenring und dem Innenring und realisiert dadurch die Freilauffunktion.In other words, the circumferentially adjacent to each other wedge elements are provided as a clamping means between the outer ring and inner ring and allow for the second rotation, a rotationally fixed connection between the outer ring and the inner ring. An opposite rotation, namely the first rotation releases the rotationally fixed connection between the outer ring and the inner ring, thereby realizing the freewheeling function.
In Freilaufrichtung werden die Keilelemente von den Rampen am Innenring mitgeschleppt. Demgegenüber erfolgt in Sperrrichtung eine Klemmung der Keilelemente durch eine konstruktive Interaktion bzw. Überlagerung der Rampen des Innenrings mit den Rampen an den Keilelementen. Insbesondere werden die Keilelemente durch die konstruktive Interaktion der Rampen des Innenrings mit den Rampen der Keilelemente radial verschoben. Dadurch kommen die Keilelemente reibschlüssig am Außenring zur Anlage. Mithin verklemmen die Keilelemente radial zwischen dem Innenring und dem Außenring und koppeln dadurch den Innenring mit dem Außenring.In the freewheeling direction, the wedge elements are dragged by the ramps on the inner ring. In contrast, takes place in the reverse direction, a clamping of the wedge elements by a constructive interaction or superposition of the ramps of the inner ring with the ramps on the wedge elements. In particular, the wedge elements are radially displaced by the constructive interaction of the ramps of the inner ring with the ramps of the wedge elements. As a result, the wedge elements come frictionally engaged on the outer ring to the plant. Thus, the wedge members jam radially between the inner ring and the outer ring, thereby coupling the inner ring to the outer ring.
Bevorzugt sind die Keilelemente in einer umlaufenden Nut am Außenring geführt. Die umlaufende Nut ist zur radialen Aufnahme der Segmente vorgesehen. Die Außenumfangsfläche der in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordneten Keilelemente ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und kommt in der umlaufenden Nut am Außenring zur Anlage. Mithin sind radial zwischen den Keilelementen und dem Außenring keine Rampen ausgebildet. Das jeweilige Keilelement wird bei einer Rotation des Innenrings durch Einwirkung der Zentrifugalkraft mit einer leichten Vorspannung in die Nut gedrückt. Der Nutgrund ist insbesondere keilförmig ausgebildet und verjüngt sich somit zunehmend nach außen hin.Preferably, the wedge elements are guided in a circumferential groove on the outer ring. The circumferential groove is provided for radial reception of the segments. The outer peripheral surface of the circumferentially adjacent to each other wedge elements is formed substantially cylindrical and comes in the circumferential groove on the outer ring to the plant. Thus, radially between the Wedge elements and the outer ring no ramps formed. The respective wedge element is pressed in a rotation of the inner ring by the action of centrifugal force with a slight bias in the groove. The groove bottom is in particular wedge-shaped and thus increasingly tapers towards the outside.
Erfindungsgemäß weist das jeweilige Keilelement eine radial nach innen ausgebildete Haltenase auf, die dazu vorgesehen ist, in Umfangsrichtung mit einer jeweiligen Rampe am Innenring zusammenzuwirken. In Freilaufrichtung kommt die jeweilige Haltenase des jeweiligen Keilelements tangential an der jeweiligen Rampe am Innenring zur Anlage und erlaubt dadurch ein Mitschleppen der Keilelemente und eine damit verbundene relative Verdrehung zwischen Innenring und Außenring.According to the invention, the respective wedge element has a radially inwardly formed retaining lug, which is intended to cooperate in the circumferential direction with a respective ramp on the inner ring. In the freewheeling direction, the respective retaining lug of the respective wedge element comes to bear tangentially against the respective ramp on the inner ring and thereby permits entrainment of the wedge elements and an associated relative rotation between inner ring and outer ring.
Ferner bevorzugt weist die jeweilige Rampe an der Außenumfangsfläche des Innenrings zumindest teilweise ein Profil einer logarithmischen Spirale auf. Mit anderen Worten wächst ein Radius der jeweiligen Rampe an der Außenumfangsfläche des Innenrings proportional zur Bogen- bzw. Spirallänge. Ferner kann die Rampe auch linear oder kurvenförmig oder basierend auf einer anderen mathematischen Funktion ausgebildet sein.Further preferably, the respective ramp on the outer peripheral surface of the inner ring at least partially on a profile of a logarithmic spiral. In other words, a radius of the respective ramp on the outer peripheral surface of the inner ring grows in proportion to the arc or spiral length. Further, the ramp may also be formed linear or curved or based on another mathematical function.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist beidseitig axial an den Keilelementen eine jeweilige Ringscheibe zum Stützen der Keilelemente vorgesehen. Insbesondere dient die jeweilige Ringscheibe als Abstandshalter in axialer Richtung zwischen den Keilelementen und beispielsweise einem an der Freilaufeinrichtung angrenzenden Gehäuseteil.According to a preferred embodiment, a respective annular disk for supporting the wedge elements is provided on both sides axially on the wedge elements. In particular, the respective annular disc serves as a spacer in the axial direction between the wedge elements and, for example, a housing part adjacent to the freewheel device.
Vorzugsweise sind die Keilelemente aus einem Metallblech herausgetrennt. Insbesondere sind die Keilelemente aus einem verschleißbeständigen Werkstoff hergestellt. Dabei kann das jeweilige Keilelement entweder aus dem Metallblech ausgestanzt werden oder bei besonders hochfesten Werkstoffen mittels Laser getrennt werden. Bevorzugt werden die Keilelemente zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit einer Wärmebehandlung unterzogen. Insbesondere werden die Keilelemente gehärtet, vorzugsweise durchgehärtet oder carbonitriert.Preferably, the wedge elements are separated out of a metal sheet. In particular, the wedge elements are made of a wear-resistant material. In this case, the respective wedge element can either be punched out of the metal sheet or separated in particularly high-strength materials by means of lasers. Preferably, the wedge elements are subjected to a heat treatment to increase the wear resistance. In particular, the wedge elements are hardened, preferably through-hardened or carbonitrided.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung zwei bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Hierbei zeigtFurther measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of two preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. This shows
Gemäß
Nach
Die
Gemäß
Gemäß
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Innenringinner ring
- 22
- Außenringouter ring
- 33
- Keilelementekey members
- 44
- Nutgroove
- 55
- Haltenaseretaining nose
- 66
- Rampe am InnenringRamp on the inner ring
- 77
- Rampe am SegmentRamp on the segment
- 8a, 8b8a, 8b
- Ringscheibewasher
Claims (7)
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- 2017-10-18 WO PCT/DE2017/100894 patent/WO2018091027A1/en active Application Filing
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