DE202017106205U1 - Klemmkörperfreilauf mit Fliehkraftabhebung - Google Patents

Klemmkörperfreilauf mit Fliehkraftabhebung Download PDF

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Abstract

Freilauf mit einem Außenring (2), einem dazu konzentrischen Innenring (1) und einem in einem Ringspalt zwischen Außenring (2) und Innenring (1) angeordneten Käfigring (10), der eine Vielzahl von schwenkbar in dem Käfigring (10) gelagerte Klemmkörper (13) aufweist, welche eine Relativbewegung zwischen Außenring (2) und Innenring (1) in eine Drehrichtung reibschlüssig sperren, in die andere freigeben, wobei die Klemmkörper (13) in dem Käfigring (10) eine im Einkuppelsinn wirkende Anfederung (20) aufweisen und unter Fliehkraftwirkung eine im Entkuppelsinn wirkende Schwenkbewegung entgegen der Anfederung (20) ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigring (10) aus mindestens einem Kunststoffformteil (11, 12), insbesondere Kunststoffspritzgussteil, gebildet ist, welches eine mittels des Formgebungsverfahrens integrierte Klemmkörperführung (16, 17) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Freilauf mit einem Außenring, einem dazu konzentrischen Innenring und einem in einem Ringspalt zwischen Außenring und Innenring angeordneten Käfigring, der eine Vielzahl von schwenkbar in dem Käfigring gelagerte Klemmkörper aufweist, welche eine Relativbewegung zwischen Außenring und Innenring in eine Drehrichtung reibschlüssig sperren und in die andere freigeben, wobei die Klemmkörper in dem Käfigring eine im Einkuppelsinn wirkende Anfederung aufweisen und unter Fliehkraftwirkung eine im Entkuppelsinn wirkende Schwenkbewegung ausführen.
  • Derartige Freiläufe mit Fliehkraftabhebung werden als Rücklaufsperren oder Überholfreiläufe eingesetzt. Bei einem Freilauf mit freilaufendem Innenring ist der Käfigring reibschlüssig mit dem Innenring verbunden und dreht sich mit diesem mit. Dabei werden die Klemmkörper durch die auf sie einwirkende Fliehkraft im Entkuppelsinn verschwenkt und dadurch vom Freilaufaußenring abgehoben. Dazu muss der Schwerpunkt der Klemmkörper derart gegenüber Ihrer Achse verlagert sein, dass sich beim Verschwenken im Entkuppelsinn der Schwerpunkt nach außen bewegt. Da der Käfigring synchron mit dem Freilaufinnenring umläuft, wird jeglicher Verschleiß im Leerlauf vermieden, sobald die zur Fliehkraftabhebung erforderliche Drehzahl überschritten ist. In diesem Betriebszustand arbeitet der Freilauf verschleißfrei, also mit theoretisch unbegrenzter Gebrauchsdauer. Bekannt sind daneben auch Freiläufe mit freilaufendem Außenring. Hierbei läuft der Käfigring synchron mit dem Außenring um und die Fliehkraft bewirkt ein Verschwenken der Klemmkörper, die dadurch vom Freilaufinnenring abgehoben werden.
  • Der Käfigring hat dabei die Aufgabe, die Klemmkörper zu führen, die Schwenkachse festzulegen, um die die Klemmkörper bei Fliehkraftwirkung geschwenkt werden und die Drehbewegung des freilaufenden Ringes auf die Klemmstücke zu übertragen. Außerdem muss der Käfigring auch die Rückstellfedern aufnehmen, mit dem die Klemmkörper einzeln im Einkuppelsinn angefedert sind. Käfigringe bei bekannten Freiläufen mit fliehkraftabhebenden Klemmkörpern werden aus Strahlrohlingen gedreht oder im Aluminiumdruckgussverfahren hergestellt. Die Führung der Klemmstücke erfolgt hierbei durch Aussparungen oder Bohrungen in den Käfighälften sowie Zapfen oder gefräste Konturen an den Stirnseiten der Klemmkörper. Ein Freilaufkäfigring mit gefrästen Konturen an den radialen Innenflächen der Käfighälften sowie an den Stirnflächen der Klemmkörper ist beispielsweise in der DE 10 2009 030 614 A1 gezeigt.
  • Eine weitere bei Klemmkörperfreiläufen verwendete Möglichkeit der Klemmkörperführung ist die Hinzunahme eines Stützringes, der mittig der Klemmkörper angebracht wird. Hierzu müssen die Klemmkörper in diesem Bereich geschlitzt werden, was zu einer Verringerung der zur Verfügung stehenden Klemmfläche führt.
  • Die Verwendung von Klemmkörpern mit gefräster Kontur oder mit angedrehten Zapfen sowie die Herstellung entsprechender gedrehter oder gegossener Käfighälften ist produktionstechnisch aufwändig und daher teuer. Zudem müssen die Käfighälften zeit- und kostenaufwändig vernietet oder verschraubt werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Klemmkörperfreilauf mit Fliehkraftabhebung anzugeben, welcher einfacher und damit kostengünstiger hergestellt werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe bei einem Freilauf der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Käfigring aus mindestens einem Kunststoffformteil gebildet ist, welches eine mittels des Formgebungsverfahrens integrierte Klemmkörperführung aufweist. Bevorzugt wird der Käfigring aus mindestens einem Kunststoffspritzgussteil mit im Spritzguss ausgebildeter Klemmkörperführung gebildet. Hierdurch können die Bauteile in großen Stückzahlen kostengünstig hergestellt werden. Außerdem können in den Käfigring neben der Klemmkörperführung zusätzliche Funktionen wie etwa ein Fliehkraftanschlag der Klemmkörper, eine Führung für Federn, eine außenseitige Anfederung des Klemmkörperkäfigs zur Synchronisation mit dem Innenring und/oder Kanäle zur Ölversorgung im Bereich der Außenlaufbahnen ohne weitere mechanische Bearbeitung integriert werden.
  • Insbesondere ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der Käfigring aus faserverstärktem Kunststoff besteht. Faserverstärkter Kunststoff kann im Spritzgussverfahren mit Kurzfasern bis 1 mm Länge aber auch mit Langfasern zwischen 1 bis 50 mm Länge verarbeitet werden. Die Verwendung von Kunststoffmaterialien und insbesondere faserverstärkten Kunststoffen für einen Käfigring eines Klemmkörperfreilaufs mit Fliehkraftabhebung war im Stand der Technik bislang nicht in Erwägung gezogen worden.
  • Die Ausführung des Käfigrings als Kunststoffformteil ermöglicht es insbesondere, an den Klemmkörpern lediglich stirnseitige Bohrungen vorzusehen, die entlang der jeweiligen Schwenkachse des betreffenden Klemmkörpers angeordnet sind und den Käfigring an radialen Innenflächen mit Zapfen zu versehen, die zur schwenkbaren Lagerung der Klemmkörper in deren stirnseitige Bohrungen greifen und so die Klemmkörperführung bilden. Eine solche Führung der Klemmstücke durch Bohrungen im Klemmstück und Zapfen an den Käfighälften ermöglicht eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung, da insbesondere die Bohrungen an den Klemmstücken sehr viel einfacher hergestellt werden können als an den Klemmstücken angedrehte Zapfen oder gefräste Konturen an den Käfiginnenseiten.
  • Darüber hinaus ermöglicht die Ausführung des Käfigrings als Kunststoffformteil einen wesentlich vereinfachten Zusammenbau des Käfigrings mit Hilfe von Schnappverbindungen. Der Käfigring umfasst hierbei zwei radiale Teilringe, wobei an zumindest einem der Teilringe mit Rastmitteln wie etwa Schnapphaken versehene Verbindungsstege ausgebildet sind, mit deren Hilfe die Teilringe unter Bildung eines axialen Zwischenraums miteinander verrastet sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind an beiden Teilringen korrespondierende Verbindungsstege ausgebildet, die mittig zwischen den beiden Teilringen zusammentreffen und miteinander verrasten. Hierbei kann jeweils alternierend ein korrespondierendes Stegpaar der beiden Teilringe mit einer Schnappverbindung, ein weiteres korrespondierendes Stegpaar mit einer Zapfenverbindung, also einem Zapfen auf einer Seite und einem korrespondierenden Zapfenloch auf der anderen Seite, versehen sein. Hierdurch wird eine verwindungssteife und sicheren Zusammenhalt gewährleistende Verbindung der Teilringe zu dem Käfigring geschaffen.
  • Die Verbindungsstege zwischen den radialen Teilringen des Käfigrings befinden sich vorzugsweise jeweils zwischen zwei in den Käfigring eingesetzten Klemmkörpern. Hierbei sind bevorzugt an den Verbindungsstegen Endanschläge vorgesehen, die den Schwenkbereich der Klemmkörper im Entkuppelsinn begrenzen. Unter Fliehkraftwirkung schwenken die Klemmkörper somit entgegen ihrer Anfederung bis zu ihrem jeweiligen Endanschlag und nehmen dort ihre vorgesehene Position ein.
  • Darüber hinaus kann zur Vereinfachung der Montage auch in Richtung der Anfederung ein weiterer Endanschlag für die Klemmkörper vorgesehen sein, der jedoch nur in auseinandergebautem Zustand, also bei entnommenem Käfigring, erreicht wird. In zusammengebautem Zustand liegen die Klemmkörper dagegen bis zum Erreichen der Abhebedrehzahl mit ihren Reibflächen an Innenring und Außenring an, erreichen also nicht den in Anfederungsrichtung vorgesehenen Endanschlag am angrenzenden Verbindungssteg.
  • Die Anfederung der Klemmkörper erfolgt vorzugsweise über zugehörige Schenkelfedern, mit denen jeder Klemmkörper individuell angefedert ist. Hierzu können an einer der radialen Innenflächen des Käfigrings Taschen zur Aufnahme jeweils einer der Schenkelfedern vorgesehen sein. Die Taschen werden hierbei bevorzugt um die an der radialen Innenfläche des Käfigrings ausgebildeten Zapfen, welche die Schwenkachse des betreffenden Klemmkörpers definieren, angeordnet. Außerdem können die Taschen jeweils eine in etwa kreissegmentförmige Ausnehmung aufweisen, welche dem Schwenkweg des am zugehörigen Klemmkörper anliegenden Federschenkels entspricht. Der jeweils zweite Federschenkel findet seinen Endanschlag an der randseitigen Begrenzung der Tasche selbst.
  • Eine weitere Verbesserung des Freilaufs wird erreicht, indem der Käfigring an zumindest einer seiner radialen Außenflächen mit bogenförmig radial verlaufenden Kanälen versehen wird, welche unter Zentrifugalwirkung einen Schmierstoff zur Schmierung des Außenrings fördern. Tauchen die genannten Kanäle in ein Schmierstoffbad ein so wird der Schmierstoff durch die Rotation nach oben befördert. Die Zentrifugalkraft treibt dabei den Schmierstoff aus den Kanälen gegen den Außenring. Dies verbessert die Schmierung der Klemmkörper unterhalb der Abhebedrehzahl. Der bogenförmige Verlauf der Kanäle entspricht hierbei im Wesentlichen einer Kreisevolvente, also der Trajektorie, die ein losgelassenes Objekt im rotierenden Bezugssystem beschreibt.
  • Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Käfigring zwei radiale Teilringe aufweist, die über eine Mehrzahl von Verbindungsstegen unter Bildung eines axialen Zwischenraumes miteinander verbunden sind. Die Schmiermittelkanäle münden hierbei jeweils auf Höhe eines der Verbindungsstege an der Außenumfangsseite des Käfigrings und erstrecken sich an dieser in Stegrichtung bogenförmig in Richtung des benachbarten Klemmkörpers fort. Auf diese Weise wird Schmiermittel gleichmäßig über die Breite der Lauffläche des Außenrings verteilt und bis hin zu dem angrenzenden Klemmkörper gefördert. Dies ermöglicht eine gleichmäßige und kontinuierliche Schmierung der Klemmkörper unterhalb der Abhebedrehzahl.
  • Eine weitere Verbesserung und Vereinfachung der Montage des Freilaufs ergibt sich durch am Käfigring an zumindest einer radialen Außenfläche angeordnete, elastische, vom Käfigring in axialer Richtung abweisende Lippen. Diese ermöglichen eine Übertragung von Reibungskräften von einem axial angrenzenden Bauteil, beispielsweise einem Sicherungsring für den Innenring des Freilaufs, um den Käfigring synchron mit dem Innenring in Rotation zu versetzen. Solche einstückig am Käfigring ausgeformte Lippen ersetzen separate Tellerfedern, die bisher üblicherweise verwendet wurden, um Innenring und Käfigring reibschlüssig zu verbinden. Durch die Ausgestaltung des Käfigrings als Kunststoffformteil lässt sich die Funktion separater Friktionsfedern in Form axial abweisender elastischer Lippen in den Käfigring mit integrieren. Dies vereinfacht den Einbau des Freilaufs in eine Maschinenanordnung.
  • Weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren und anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Dabei zeigt:
    • 1 eine isometrische, teilgeschnittene Darstellung eines Klemmkörperfreilaufs mit Fliehkraftabhebung an sich bekannter Bauart,
    • 2 eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen Käfigrings für einen Klemmkörperfreilauf,
    • 3 einen Schnitt durch den Käfigring aus 2 entlang einer radialen Ebene,
    • 4 einen Abschnitt einer ersten Käfigringhälfte,
    • 5 einen Abschnitt einer zweiten Käfigringhälfte,
    • 6 einen Klemmkörper, der zwischen den beiden Käfigringhälften eingesetzt wird,
    • 7 eine teilgeschnittene Draufsicht auf den Käfigring aus 2,
    • 8 einen Schnitt durch den Käfigring aus 7 entlang der Schnittlinie A-A,
    • 9 einen Schnitt durch den Käfigring aus 7 entlang der Schnittlinie D-D,
    • 10 das Detail X aus 7,
    • 11 das Detail Y aus 8 und
    • 12 das Detail Z aus 9.
  • 1 zeigt einen Freilauf an sich bekannter Bauart. Er umfasst einen Innenring 1 und einen hierzu konzentrischen Außenring 2, wobei die Außenumfangsfläche des Innenrings 1 und die Innenumfangsfläche des Außenrings 2 als jeweils zylindrische Laufbahnen ausgebildet sind. Zwischen Innenring 1 und Außenring 2 befindet sich ein Klemmkörperkäfig 3, in dem eine Vielzahl einzeln angefederter Klemmkörper 4 schwenkbar gelagert sind. Die zu den Laufbahnen von Innenring 1 und Außenring 2 orientierten Randflächen der Klemmkörper 4 wirken als Klemmkeile, die in eine Drehrichtung, d.h. in Sperrrichtung des Freilaufs, den Innenring 1 gegenüber dem Außenring 2 verklemmen und so eine Relativdrehung blockieren. In der entgegengesetzten Drehrichtung, d.h. in Freilaufrichtung, kann der Innenring 1 bei beispielsweise stillstehendem Außenring 2 frei gedreht werden.
  • Bei einem Freilauf mit Fliehkraftabhebung sind die Klemmkörper 4 so geformt, dass ihr Schwerpunkt gegenüber ihrer vom Käfigring 3 definierten Schwenkachse derart versetzt ist, dass sie unter Fliehkraftwirkung eine im Entkuppelsinn wirkende Schwenkbewegung ausführen. In Freilaufrichtung dreht der Käfigring 3 mit dem frei drehenden Innenring 1 mit und die Keilflächen der Klemmkörper 4 werden durch die fliehkraftbedingte Schwenkbewegung der Klemmkörper 4 von der Laufbahn des Außenrings 2 abgehoben, sodass der Freilauf verschleißfrei arbeitet. Die Fliehkraft wirkt hierbei entgegen der Anfederung der Klemmkörper 4. Sinkt die Drehzahl des Innenrings 1 so weit ab, dass die auf die Klemmkörper 4 wirkende Fliehkraft kleiner wird als die Anfederungskraft, so legen sich die Klemmkörper 4 wieder an den Außenring 2 an und der Freilauf ist sperrbereit. Freiläufe der genannten Art kommen als Rücklaufsperren und Überholfreiläufe zum Einsatz.
  • Die vorliegende Erfindung kann sowohl bei Freiläufen mit freidrehendem Innenring und feststehendem Außenring, als auch bei solchen mit freidrehendem Außenring und feststehendem Innenring zum Einsatz kommen. Das nachfolgende Ausführungsbeispiel wird anhand eines freidrehenden Innenrings erläutert. Für Freiläufe mit freidrehendem Außenring gilt das nachstehend für den Innenring Gesagte sinngemäß für den Außenring und umgekehrt.
  • Der in 1 gezeigte Freilauf ist (noch) mit einem herkömmlichen Käfig 3 aus miteinander vernieteten oder verschraubten Teilringen mit gefrästen Innenkonturen versehen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dieser nun ersetzt durch einen Klemmkörperkäfig 10, wie in 2 gezeigt.
  • Der Klemmkörperkäfig 10 besteht aus zwei im Spritzgussverfahren hergestellten Ringhälften 11, 12 aus faserverstärktem Kunststoff, etwa aus glasfaserverstärktem Polyamid oder Polyetheretherketon (PEEK). Die beiden Käfighälften 11, 12 sind miteinander verschnappt bzw. verrastet. Zwischen den beiden Käfighälften 11, 12 sind umfangsverteilt eine Mehrzahl von Klemmkörpern 13 schwenkbar gelagert. An einer radialen Außenfläche weist der Klemmkörperkäfig 10 mehrere bogenförmig radial verlaufende Kanäle 15 sowie mehrere nach außen weisende flexible Lippen 14 auf. Die Kanäle 15 dienen dazu, bei einer Drehbewegung Öl aus einem unteren Bereich des Freilaufs zu fördern und über die Laufbahn des Außenrings zu verteilen. Die Lippen 14 dienen als Anfederung des Käfigs gegenüber einem radialen Sicherungsring des Innenrings, um so ein synchrones Mitdrehen des Klemmkörperkäfigs 10 mit dem Innenring zu gewährleisten.
  • In 3 ist in einem Schnitt die schwenkbare Lagerung der Klemmkörper 13 zwischen den Käfighälften 11, 12 dargestellt. Eine Besonderheit liegt hierbei darin, dass an den Innenseiten der Käfighälften 11, 12 gegenüberliegende Zapfen 16, 17 ausgeformt sind, die in stirnseitige Bohrungen 18, 19 des betreffenden Klemmkörpers 13 eingreifen und so die Schwenkachse des Klemmkörpers 13 definieren und dessen Führung bilden. Um den Zapfen 17 an der Käfighälfte 12 ist außerdem eine Ausnehmung in Form einer Tasche 21 ausgebildet, in der eine Schenkelfeder 20 untergebracht ist, die zur Anfederung des Klemmkörpers 13 dient.
  • In den 4 und 5 sind die gegenüberliegenden Käfighälften 11, 12 in einem Ausschnitt näher dargestellt. An der Innenseite des Käfigteilrings 11 sind in axialer Richtung abstehende Vorsprünge 22a, 23a angeformt, welche die Aufnahmebereiche für die Klemmkörper 13 um deren von dem Zapfen 16 gebildete Schwenkachse herum seitlich begrenzen und mit entsprechenden Vorsprüngen 22b, 23b der anderen Käfighälfte 12 axiale Verbindungsstege zwischen den Käfighälften 11, 12 bilden. Die Stegpaare 22a, 226 und 23a, 23b bilden zugleich einen Fliehkraftanschlag für die Klemmkörper 13, begrenzen also die Schwenkbewegung in Abheberichtung. Hierzu sind an den Stegppaaren 22a, 226 und 23a, 23b in Richtung der Klemmkörper 13 seitliche Vorsprünge 31 angeformt.
  • Zur Verbindung der beiden Teilringe 11, 12 sind an den gegenüberliegenden Stegpaaren 22a, 22b und 23a, 23b jeweils abwechselnd Schnappverbindungen und Zapfenverbindungen vorgesehen. Eine Schnappverbindung wird von einem an der Steghälfte 22a angeordneten Rasthaken 24 und einer am gegenüberliegenden Steghälfte 22b ausgeformten Rastaufnahme 25 gebildet. Die Zapfenverbindung am Stegpaar 23a, 23b umfasst einen an der Steghälfte 23a ausgebildeten Zapfen 26 und ein zugehöriges Zapfenloch 27 an der gegenüberliegenden Steghälfte 23b. Die Käfighälften 11, 12 können so unter Bildung eines axialen Abstandes zusammengesteckt und miteinander verrastet werden. Zuvor werden in die um die Zapfen 17 herum ausgeformten Taschen 21 Schenkelfedern 20 eingesetzt und die Klemmkörper 13 aufgesteckt.
  • Ein Klemmkörper 13 ist in 6 näher dargestellt. Stirnseitig weist der Klemmkörper 13 die Aufnahmebohrungen 18, 19 auf, in die die zugehörigen Zapfen 16, 17 an den Innenflächen der Käfighälften 11, 12 eingreifen und die Schwenkachse definieren. An seiner breitesten Quererstreckung weist der Klemmkörper 13 gegenüberliegende Keilflächen 28, 29 auf, die sich in Sperrrichtung gegen die Laufbahnen an Innenring und Außenring des Freilaufs verklemmen und eine Relativdrehung in Sperrrichtung reibschlüssig blockieren. Der Querschnitt des Klemmkörpers 13 ist so ausgebildet, dass sein Schwerpunkt gegenüber der von den Bohrungen 18, 19 definierten Schwenkachse seitlich versetzt ist. Hierdurch erfahren die Klemmkörper 13 bei einer Rotation des Klemmkörperkäfigs 10 eine Fliehkraftwirkung, unter der sie bei Erreichen der Abhebedrehzahl entgegen ihrer Anfederung im Entkuppelsinn verschwenkt werden, sodass die jeweiligen Keilflächen 28, 29 von den Laufbahnen an Innenring und Außenring abheben und die Drehbewegung reibungsfrei erfolgt.
  • Mit einer seitlichen Nase 30 findet der Klemmkörper 13 in seiner Aufnahme zwischen den Käfighälften 11, 12 einen Endanschlag in Richtung seiner Anfederung an einem Vorsprung 31 des jeweils benachbarten Stegpaares 22a, 22b bzw. 23a, 23b In der entgegengesetzten Richtung, also in Abheberichtung, erreicht die fliehkraftbedingte Schwenkbewegung des Klemmkörpers 13 ebenfalls einen Endanschlag, wenn die an die Keilfläche 28 angrenzende vordere Kante 28' des Klemmkörpers 13 den Vorsprung 31 erreicht.
  • Der zusammengebaute Freilaufkäfig 10 ist in einer teilgeschnittenen Seitenansicht in 7 dargestellt. Ein Schnitt entlang der gewinkelten Schnittlinie A-A ist in 8 gezeigt. Hierbei verläuft die Schnittebene in der oberen Hälfte durch einen Klemmkörper 13 und dessen von den Käfighälften 11, 12 definierte Schwenkachse und im unteren Bereich durch einen Verbindungssteg 23a, 23b mit Zapfenverbindung. Letztere ist als Detail Y in 11 dargestellt.
  • Der Schnitt entlang der Schnittlinie D-D in 9 zeigt ein Stegpaar 22a, 22b mit Schnappverbindung. Das zugehörige Detail Z ist in 12 näher dargestellt. Die Schnappverbindung umfasst den Rasthaken 24, der in einer Aufnahme mit Hinterschnitt 25 an der gegenüberliegenden Steghälfte 22b verrastet.
  • Das in 10 vergrößert dargestellte Detail X aus 7 zeigt die schwenkbare Lagerung eines Klemmkörpers 13 und dessen Anfederung über die in der Tasche 21 aufgenommene Schenkelfeder 20. Deren rechtwinklig aus der Zeichnungsebene nach vorne abgewinkelter Federschenkel stützt sich an einer in etwa senkrecht zur Keilfläche 28 des Klemmkörpers 13 verlaufende Umfangsfläche ab. Der zweite Federschenkel findet innerhalb der Aufnahmetasche 21 seine Abstützung. Die Anfederung erfolgt in 10 im Uhrzeigersinn, die Richtung der Fliehkraftabhebung im Gegenuhrzeigersinn. Am in der Figur linken Stegpaar befindet sich der Vorsprung 31, dessen Unterkante 31' den Endanschlag für die vorstehende Nase 30 des Klemmkörpers bildet und dessen Oberkante 31" den Fliehkraftanschlag für den Klemmkörper 13 bildet, an dem bei maximaler Auslenkung die Kante 28' des Klemmkörpers anliegt.
  • Die Ausführung des Klemmkörperkäfigs 10 als zweiteiliges Spritzgussteil ermöglicht es, verschiedene Funktionen wie Klemmkörperführung, Fliehkraftanschlag der Klemmkörper, Führung der Federn, eine außenseitige Anfederung des Klemmkörperkäfigs zur Synchronisation mit dem Innenring sowie Kanäle zur Ölversorgung im Bereich der Außenlaufbahnen ohne weitere mechanische Bearbeitung kostengünstig zu integrieren. Alternativ zu einem Spritzgussteil wäre im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch die Herstellung in einem additiven Fertigungsverfahren, einem sogenannten 3D-Druckverfahren, aus Kunststoff oder auch aus Metall für Kleinserien möglich und ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009030614 A1 [0003]

Claims (14)

  1. Freilauf mit einem Außenring (2), einem dazu konzentrischen Innenring (1) und einem in einem Ringspalt zwischen Außenring (2) und Innenring (1) angeordneten Käfigring (10), der eine Vielzahl von schwenkbar in dem Käfigring (10) gelagerte Klemmkörper (13) aufweist, welche eine Relativbewegung zwischen Außenring (2) und Innenring (1) in eine Drehrichtung reibschlüssig sperren, in die andere freigeben, wobei die Klemmkörper (13) in dem Käfigring (10) eine im Einkuppelsinn wirkende Anfederung (20) aufweisen und unter Fliehkraftwirkung eine im Entkuppelsinn wirkende Schwenkbewegung entgegen der Anfederung (20) ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigring (10) aus mindestens einem Kunststoffformteil (11, 12), insbesondere Kunststoffspritzgussteil, gebildet ist, welches eine mittels des Formgebungsverfahrens integrierte Klemmkörperführung (16, 17) aufweist.
  2. Freilauf nach Anspruch 1, bei dem der Käfigring (10) außerdem mittels des Formgebungsverfahrens integriert einen Fliehkraftanschlag (31, 31") für die Klemmkörper (13), eine Führung (21) für Federn (20) zur Anfederung der Klemmkörper (13) und/oder eine außenseitige, axiale Anfederung (14) aufweist.
  3. Freilauf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Käfigring (10) aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
  4. Freilauf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Klemmkörper (13) stirnseitige Bohrungen (18, 19) aufweisen, die entlang einer jeweiligen Schwenkachse des betreffenden Klemmkörpers (13) angeordnet sind und bei dem der Käfigring (10) an radialen Innenflächen Zapfen (16, 17) aufweist, die die Klemmkörperführung bilden und zur schwenkbaren Lagerung der Klemmkörper (13) in deren stirnseitige Bohrungen (18, 19) greifen.
  5. Freilauf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Käfigring (10) aus zwei radialen Teilringen (11, 12) zusammengesetzt ist, die über eine Mehrzahl Verbindungsstege (22a, 22b, 23a, 23b) unter Bildung eines axialen Zwischenraums miteinander verbunden sind.
  6. Freilauf nach Anspruch 5, bei dem zumindest ein Teil der Verbindungsstege (22a, 22b) mit Rastmitteln (24, 25) versehenen ist, über die die Teilringe (11, 12) miteinander verrastet sind.
  7. Freilauf nach Anspruch 5 oder 6, bei dem an die Verbindungsstege (22a, 22b, 23a, 23b) Endanschläge (31, 31") angeformt sind, die den Schwenkbereich der Klemmkörper (13) zumindest im Entkuppelsinn begrenzen.
  8. Freilauf nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem jeder der Klemmkörper (13) in Umfangsrichtung zwischen zwei Verbindungsstegen (22a, 22b, 23a, 23b) angeordnet ist und vorzugsweise jeder zweite der Verbindungsstege (22a, 22b) mit einem Rastmittel (24, 25) versehen ist.
  9. Freilauf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Klemmkörper (13) über zugehörige Schenkelfedern (20) individuell angefedert sind und der Käfigring (10) an zumindest einer radialen Innenfläche Taschen (21) zur Aufnahme und Führung jeweils einer der Schenkelfedern (20) aufweist.
  10. Freilauf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Käfigring (10) an zumindest einer radialen Außenfläche mit bogenförmig radial verlaufenden Kanälen (15) versehen ist, welche unter Zentrifugalkraftwirkung einen Schmierstoff gegen den Außenring (2) fördern.
  11. Freilauf nach Anspruch 10, bei dem der Käfigring (10) zwei radiale Teilringe (11, 12) aufweist, die über eine Mehrzahl von Verbindungsstege (22a, 23a, 23a, 23b) unter Bildung eines axialen Zwischenraums miteinander verbunden sind und bei dem die Schmiermittelkanäle jeweils auf Höhe eines der Verbindungsstege an der Außenumfangsseite des Käfigrings (10) münden und sich an dieser in Stegrichtung bogenförmig in Richtung des benachbarten Klemmkörpers (13) erstrecken.
  12. Freilauf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Käfigring (10) zur axialen Anfederung an zumindest einer radialen Außenfläche elastische, von dem Käfigring (10) in axialer Richtung abweisende Lippen (14) aufweist, welche zur Übertragung von Reibungskräften von einem axial angrenzenden Bauteil dienen, um den Käfigring (10) in Rotation zu versetzen.
  13. Freilauf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Käfigring anstatt als Kunststoffformteil als ein in einem additiven Herstellungsverfahren gebildetes Kunststoff- oder Metallformteil ausgebildet ist.
  14. Käfigring (10) für einen Freilauf nach einem der vorangehenden Ansprüche, der eine Vielzahl von schwenkbar in dem Käfigring (10) gelagerte, mit Keilflächen versehene Klemmkörper (13) aufweist, welche eine Drehung des Freilauf in dessen Sperrrichtung reibschlüssig sperren, in die dessen Freilaufrichtung freigeben, wobei die Klemmkörper (13) in dem Käfigring (10) eine im Einkuppelsinn wirkende Anfederung (20) aufweisen und unter Fliehkraftwirkung eine im Entkuppelsinn wirkende Schwenkbewegung entgegen der Anfederung (20) ausführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfigring (10) aus mindestens einem Kunststoffformteil (11, 12), insbesondere Kunststoffspritzgussteil, gebildet ist, welches eine mittels des Formgebungsverfahrens integrierte Klemmkörperführung (16, 17) aufweist.
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