DE3042774A1

DE3042774A1 - Freewheel coupling with curved wedges - has coupling surface prismatic in peripheral direction and cooperating with clamp wedges corresp. shaped

Info

Publication number: DE3042774A1
Application number: DE19803042774
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7141 Kirchberg Babitzka; Walter 7141 Schwieberdingen Schlagmüller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1982-06-09

Abstract

The freewheel coupling incorporates one or more curved wedges forming clamping bodies, bearing against a coupling surface (14,16) and a clamping surface on the hub (20) on the outside and inside respectively. The two surfaces together form a sickle-shaped chamber in which the wedge is a clearance fit. The coupling surface is prismatic in the peripheral direction, and on the outside the wedge (33) is profiled to fit against it. The coupling surface can have one or more wedge-shaped recesses, into which mating prismatic protrusions (37), on the outside of the wedge, fit.

Description

FreilaufFreewheel

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Freilauf nach der Gat'uzg des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Freilauf kann es vorkommen, daß beim Einrücken des Freilaufs, insbesondere bei niedrigen Drehzahlen (geringe Fliehkraft), die Klemmkeile nicht sicher in die sichelförmige Spalte mitgenommen werden, d.h. der Reibschluß zwischen den beiden Teilen kommt nicht zustande.PRIOR ART The invention is based on a freewheel according to the Gat'uzg of the main claim. With such a known freewheel, it can happen that when engaging the freewheel, especially at low speeds (low Centrifugal force), the clamping wedges not safely taken into the sickle-shaped gap i.e. there is no frictional engagement between the two parts.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Freilauf mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Funktionsfähigkeit des Freilaufs unter allen Betriebsbedingungen sichergestellt ist. Durch die prismatische Ausbildung der Anlageflächen wird eine Selbsthemmung an den Klemmkeilen durch die Selbstverstärkung im Prisma erreicht. Dies ist besonders vorteilhaft bei Freiläufen, bei denen durch Vorhandensein von Schmiermitteln die Reibwertdifferenz zwischen Klemmkeil und Kupplungs- bzw.Advantages of the invention The freewheel according to the invention with the characterizing Features of the main claim has the advantage that the functionality freewheeling is ensured under all operating conditions. Through the prismatic Training of the contact surfaces is a self-locking on the clamping wedges by the Self-amplification achieved in the prism. This is particularly advantageous for freewheels, in which due to the presence of lubricants the difference in the coefficient of friction between Clamping wedge and coupling resp.

Klemmfläche nur schwer zu verwirklichen ist. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich dadurch, daß eine spezielle Oberflächenbehandlung der Gleitfläche am Klemmkeil oder an den von dieser kontaktierten Flächen, z.B. durch Beschichten oder Einlegen von Gleitflächen, nicht notwendig ist. Dadurch lassen sich auch die Fertigungskosten gering halten, eine Schmierung ist nicht erforderlich, und die Funktionssicherheit ist auch bei Schwingungen durch das Dämpfungsvermögen der Klemmkeile gewährleistet, wenn diese beispielsweise aus einem Thermoplast hergestellt sind.Clamping surface is difficult to achieve. An added benefit arises from the fact that a special Surface treatment of the Sliding surface on the clamping wedge or on the surfaces contacted by this, e.g. through Coating or inserting sliding surfaces is not necessary. Let through it the production costs are also kept low, lubrication is not required, and the functional reliability is also in the case of vibrations due to the damping capacity the clamping wedges are guaranteed if they are made from a thermoplastic, for example are.

@eichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Freilauf beispielsweise für einen Starter, Figur 2 einen Schnitt längs II-II nach Figur 1, Figuren 3 und 4 schematische Darstellungen.@ Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It show figure 1 shows a longitudinal section through a freewheel, for example for a starter, FIG 2 shows a section along II-II according to FIG. 1, FIGS. 3 and 4 are schematic representations.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Figur 1 ist mit 10 ein Abtriebsteil 10 in Form eines Ritzels mit Außenverzahnung 11 beispielsweise für einen Starter bezeichnet, welcher eine becherförmige zylindrische Erweiterung 12 aufweist. Das Abtriebsteil ist hohl ausgebildet, und zwar durch eine Stufenbohrung, deren Stufe mit kleinem Durchmesser die Bezeichnung 13, diejenige mit dem großen Durchmesser die Bezeichnung 14 trägt. Am Innenumfang der Erweiterung 12, d.h. also an der großen Bohrungsstufe, sind mehrere nebeneinander liegende Ringnuten 16 mit schrägen Flanken ausgebildet, die wie das Profil eines Gewindes aussehen. In die Erweiterung 12 taucht -eine Hohlwelle 17, die den Antrieb bildet. Sie hat einen Längsbohrung 18, in welcher ein Steilgewinde 19 ausgebildet ist.DESCRIPTION OF THE EXEMPLARY EMBODIMENT In FIG. 1, 10 is a stripping part 10 in the form of a pinion with external teeth 11, for example for a starter denotes, which has a cup-shaped cylindrical extension 12. That The output part is hollow, through a stepped bore whose step with the small diameter the designation 13, the one with the large diameter the designation 14 bears. On the inner circumference of the extension 12, i.e. on the large one Bore level, are several adjacent annular grooves 16 with sloping flanks formed that look like the profile of a thread. Dives into extension 12 -a hollow shaft 17 which forms the drive. It has a longitudinal bore 18 in which a coarse thread 19 is formed.

Die Hohlwelle 17 weist in ihrem in der Erweiterung 12 liegenden Bereich ebenfalls einen erweiterten Teil 20 auf, der jedoch nicht zylindrisch ausgebildet ist, sondern drei etwa spiralförmig eingezogene Bereiche 22 bis 25 aufweist, die jeweils in einer Kante 26 bis 28 enden, auf die dann der nächst Bereich folgt. Auf diese Weise werden im Zusammenhang mit dem Bohrungsteil 14 drei sichelförmige Räume 32 gebildet, in deren jeden mit reichlichem Längs- und geringem Radialspiel ein entsprechend der Bohrungskontur gebogener Klemmkeil 33 bis 35 liegt. Jeder Klemmkeil hat an seiner Außenseite eine der Anzahl der Ringnuten 16 entsprechende Anzahl von keilförmigen Erbebungen 37, welche genau in die Ringnuten 16 passen. A seiner Innenseite hat jeder Klemmkeil mehrere parallel verlaufende Ringnuten 38, die aber nur den Zweck der Gewichtserleichterung haben. Die Klemmkeile bestehen zweckmäßigerweise auss einem thermoplastischen Werkstoff.The hollow shaft 17 has in its area lying in the extension 12 also an enlarged part 20, which, however, is not cylindrical is, but has three approximately spirally indented areas 22 to 25, the each end in an edge 26 to 28, which is then followed by the next area. on in this way, three crescent-shaped spaces are created in connection with the bore part 14 32 formed, in each of which one with ample longitudinal and small radial play clamping wedge 33 to 35 which is curved according to the bore contour. Every clamping wedge has on its outside a number of the number of annular grooves 16 corresponding number of wedge-shaped eruptions 37 which fit exactly into the annular grooves 16. A its inside each wedge has a plurality of parallel annular grooves 38, but only the Have the purpose of weight reduction. The clamping wedges are expediently made made of a thermoplastic material.

Im Inneren der Teile 10, 17 und im Bereich des erweiterten Teils 20 liegt ein rohrförmiges Druckstück 40 aus einem Kunststoff, das die beiden Teile auseinanderdrückt. Am Außenumfang der Erweiterung 12 und der Hohlwelle 17 zugewandt befinden sich ein fest mit dem Abtriebsteil verbundenes Blechteil 41, welches eine Blechscheibe 42 gegen die Stirnseiten des Teils 10 und an eine Schulter der Hohlwelle 17 drückt. Am Außenumfang der Hohlwelle befindet sich eine Druckfeder 43, die auf einen Federteller 44 einwirkt, der von einem nicht dargestellten Einrückmagnet verschiebbar ist. Am Druckstück 40 sind drei sich radial nach außen erstreckende Fortsätze 46 bis 48 ausgebildet, welche sich an die Innenseiten der Kanten 26 bis 28 anlegen.Inside the parts 10, 17 and in the area of the enlarged part 20 is a tubular pressure piece 40 made of a plastic that the two parts pushes apart. On the outer circumference of the extension 12 and the hollow shaft 17 facing there is a sheet metal part 41 which is firmly connected to the driven part and which has a Sheet metal washer 42 against the end faces of part 10 and on a shoulder of the hollow shaft 17 presses. On the outer circumference of the hollow shaft there is a compression spring 43, which on a spring plate 44 acts, which is displaceable by an engagement magnet, not shown is. On the pressure piece 40 there are three extensions 46 extending radially outward to 48, which lie against the inner sides of the edges 26 to 28.

Im folgenden sei nur auf die Funktion des Freilaufs eingegangen, weniger auf diejenige des Starters, da erfindungsunwesentlich. Der Freilauf wird überholt, wenn beispielsweise die Hohlwelle 17 feststeht und sich das Antriebsteil entgegen Uhrzeigersinn dreht. Die Klemmkeile 33 bis 35 werden dann gegen die Kanten 26 bis 28 geschoben, wobei radiales Spiel zwischen ihren keilförmigen -Erhebungen 37 und den Ringnuten 16 herrscht.In the following only the function of the freewheel will be discussed, less to that of the starter, since it is not essential to the invention. The freewheel is being overtaken, if, for example, the hollow shaft 17 is stationary and the drive part opposes Rotates clockwise. The wedges 33 to 35 are then against the edges 26 to 28 pushed, with radial play between their wedge-shaped elevations 37 and the annular grooves 16 prevails.

Der Freilauf sperrt, wenn beispielsweise das Abtriebsteil 10 feststeht und sich die Hohlwelle 17 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Nun werden die Klemmkeile 33 bis 35 in en vorengten Teil der sichelförmigen Räume 30 bis 52 hineingezogen. Dabei tritt Selbsthemmung auf. Hierzu wird auf die Figuren 3 und 4 verwiesen, welche eine wesentlich vereinfachte Darstellung der Teile zeigt. Der Klemmkeil 33 übt im Punkt A auf seine Führung 12 eine Kraft F0 aus (z.B. Fliehkraft). Sie hat zur Folge eine Normalkraft FNA auf die Schräge der Führung 12 und eine Komponente FE senkrecht zur -Schnittebene VII-VII. FE ist eine innere Kraft im Klemmkeil bzw. der Führung der Kupplungsfläche 12' und hat auf die Funktion des Freilaufs keinen Einfluß.The freewheel blocks when, for example, the driven part 10 is stationary and the hollow shaft 17 rotates counterclockwise. Now the wedges are 33 to 35 drawn into the narrowed part of the sickle-shaped spaces 30 to 52. Self-locking occurs here. For this purpose, reference is made to Figures 3 and 4, which shows a much simplified representation of the parts. The wedge 33 exercises in Point A exerts a force F0 on its guide 12 (e.g. centrifugal force). It has the consequence a normal force FNA on the slope of the guide 12 and a component FE perpendicular to -section plane VII-VII. FE is an internal force in the clamping wedge or the guide the coupling surface 12 'and has no influence on the function of the freewheel.

Bei Bewegung der Kupplungsfläche in Pfeilrichtung entsteht die Reibkraft F#A. Diese bildet zusammen mit der Kraft F0 in der Ebene VII-VII die Resultierende FRA. FRA und wirkt unter dem Winkelγ . , Im Punkt B wird die Kraft FRA zerlegt in die Komponenten Tangentialkraft FRA si n (γ und die Normalkraft FRA ' cos (γ -α ). Die Normalkraft bewirkt die Reibkraft FRA . cos (γ -α ) tg # B Selbsthemmung tritt auf, wenn der Klemmkeil in den Spalt hineingezogen wird. Hierfür gilt: FRA . sin (γ -α ) > FRA cos (#-α ) tg#B daraus folgt: sinß < tg#A (1 - tgfB . tg α )/tg#B + tgα Im speziellen Fall für tg#A = tg#B = µ gilt: sinß< µ (1 - µ tgα )/µ + tgα Wesentlich ist, daß der Reibwert an derd Kupplungsfläche nicht größer zu sein braucht als der Reibwert an der, Klemmfläche. Die höhere Kraftkomponente in Tangentialrichtung, die den Klemmkeil in den Spalt zieht und zur Selbsthemmung fahrt, wird durch die Selbstverstärkung im Prisma der Auflage des Klemmkeils auf der Kupplungsfläche bewirkt. Dies ist besonders wichtig bei Freiläufen, bei denen durch Verhandensein von Schmiermittel die Reibwertedifferenz nur schwer zu verwirklichen ist. Ein zusätzlicher Vorteil ergibt sich dadurch,- daß eine spezielle Oberflächenbehandlung der Gleitflächen z.B. durch Beschichten entfällt.When the coupling surface is moved in the direction of the arrow, the frictional force arises FA. Together with the force F0 in level VII-VII, this forms the resultant FRA. FRA and acts at the angle γ. , In point B the force FRA is decomposed into the components tangential force FRA si n (γ and the normal force FRA 'cos (γ -α). The normal force causes the frictional force FRA. cos (γ -α ) tg # B Self-locking occurs when the clamping wedge is pulled into the gap will. The following applies here: FRA. sin (γ -α)> FRA cos (# -α) tg # B from this it follows: sinß <tg # A (1 - tgfB. tg α) / tg # B + tgα in the special case for tg # A = tg # B = µ: sinß <µ (1 - µ tgα) / µ + tgα It is essential that the coefficient of friction on the coupling surface does not need to be greater than the coefficient of friction on the, clamping surface. The higher force component in the tangential direction, which pulls the clamping wedge into the gap and drives to self-locking, is through the Self-reinforcement in the prism causes the support of the clamping wedge on the coupling surface. This is particularly important in freewheels where there is bargaining of lubricant the difference in the coefficient of friction is difficult to achieve. An added benefit results from the fact that a special surface treatment of the sliding surfaces e.g. by coating is not necessary.

Zweckmäßig ist es, den Klemmkeil aus einem Thermoplast herzustellen. Man erreicht dadurch eine Gewichtsersparnis, die Funktionssicherheit auch bei Schwingungen und das Dämpfvermögen sind groß, eine Schmierung ist nicht erfor-Bereich, die Kosten sind gering.It is useful to manufacture the clamping wedge from a thermoplastic. This results in a weight saving and functional reliability even with vibrations and the damping capacity are great, lubrication is not required, the cost are low.

Claims

Claims freewheel with at least one roughly curved clamping wedge formed clamping body, which with its outside on a coupling surface (14, 16) and its inside rests on the clamping surface of a hub (20), which the latter is designed so that they together with the coupling surface one approximately sickle-shaped space (30, 31, 32) accommodating the clamping wedge with play, characterized in that the coupling surface is prismatic in the circumferential direction is and the clamping wedge (33 to 35) on its outside one with the prismatic Has coupling surface cooperating, matching profiling.

2. freewheel according to claim 1, characterized in that the prismatic Coupling surface has at least one wedge-shaped recess (16) into which a matching prismatic elevation (37) protrudes on the outside of the clamping wedge.

3. freewheel according to claim 1, characterized in that the coupling surface has a prismatic elevation which fits into a corresponding annular groove grips on the clamping wedge.

. Freewheel according to one of Claims 1 to 3, characterized in that that several adjacent prismatic profiles on the coupling or clamping wedge surface are trained.

5. freewheel according to one of claims 1 to 4, characterized in that that at the foot of the clamping wedge several annular grooves (38) of any cross-section for the purpose Weight savings are designed.

6. freewheel according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the freewheel has several clamping wedges (33 to 35).

7. freewheel according to one of claims 1 to 6, characterized in that that an abutment edge (26 to 28) is formed for each clamping wedge on the clamping surface is.