DE3333130C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Käfig für einen Klemmrollenfreilauf gemaß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige, beispielsweise in hydrodynamisch-mechanischen Kraft­ fahrzeug-Wechselgetrieben eingebaute Klemmrollenfreiläufe, die mitunter auch Lagerfunktionen übernehmen, sind im allgemeinen aus einer Vielzahl von einzelnen Bauteilen zusammengesetzt und erfahren im Betrieb erhebliche Beanspruchung. Unter anderem sind solche Beanspruchungen durch unterschiedliche Wärmedehnungen verursacht, insbesondere wenn das Material des Käfigs verschie­ den vom denjenigen der umgebenden Bauteile, insbesondere des Au­ ßen- und des Innenrings des Freilaufs ist.

Aus der gattungsbildenden DE-AS 25 23 385 ist ein Käfig für ei­ nen Klemmrollenfreilauf bekannt, bei dem die dort als Stirnringe bezeichneten Wangenteile über den gesamten Umfang hinweg ein gleichbleibendes Querschnittsprofil aufweisen. Gerade bei derar­ tig ausgestalteten Käfigen treten die eingangs genannten Proble­ me besonders häufig auf.

Zur Lösung dieser Probleme wird in der DE-AS 12 64 167 ein einstückiger Käfig vorgeschlagen, bei dem aber die seitlichen Wangenteile nicht einstückig sind, sondern durch mehrere über den Umfang verteilte, durchgehende Fugen in mehrere Teilstücke unterteilt sind. Bei einer durch Wärmedehnung verursachten Auf­ weitung dieser Fugen treten Deformationen an den Wangenteilen selbst auf, die dann immer noch einer erhöhten Beanspruchung ausgesetzt sind.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung daher die Aufgabe zu­ grunde, einen Käfig für einen Klemmrollenfreilauf der im Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, welcher einen problemlosen Ausgleich von Wärmedehnungsdifferenzen und darüber hinaus eine einfachere und weniger aufwendige Herstel­ lung gestattet.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichnen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß werden also die Wangenteile jeweils einstückig ausgebildet und besitzen einstückig mit ihnen verbundene Verbindungsstücke, die in Umfangsrichtung nachgiebig sind. Zweckmäßigerweise sind die Verbindungsstücke gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet und gleichen vorzugsweise hinsichtlich ihrer Anzahl der Zahl der die Klemmrollen tragenden Kammern. Auf diese Weise wird für gegebenenfalls bei Betriebs­ temperatur auftretende Dehnungsdifferenzen ein gefahrloser Aus­ gleich geschaffen. Vorzugsweise können die Verbindungsstücke aus im Querschnitt verjüngten Abschnitten der Wangenteile bestehen, die zweckmäßigerweise bogenförmig ausgebildet und jeweils zwi­ schen den vollen Wangenquerschnitt aufweisenden Wandteilen ange­ ordnet sind.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den übrigen Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darge­ stellt, das im folgenden näher erläutert wird. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Planetengetriebe eines hydrodynamischmechanischen Kraftfahrzeug-Wechsel­ getriebes mit einem einen erfindungsgemäßen Käfig aufweisenden Klemmrollen-Freilauf,

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Käfigs mit darin angeordneten Federn und Rollen und

Fig. 3 eine Draufsicht auf den rollen- und federlosen Käfig im Bereich des Verbindungssteges.

In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus einem Planetengetriebe eines automatischen Kraftfahrzeug-Getriebes dargestellt, bei dem der Klemmrollenfreilauf insgesamt mit 1, dessen Außenring mit 2 und des­ sen Innenring mit 3 bezeichnet sind. 4 und 5 stellen die beiden seit­ lichen Wangenteile des Käfigs dar, die durch über quer verlaufende Verbindungsstege 6 verbundene Kreisringscheiben gebildet sind. Bei der Darstellung der Fig. 1 sind die Federn und Klemmrollen des Klemmrollenfreilaufs nicht dargestellt. Der Käfig ist in dem Frei­ laufaußenring 2 durch an den Wangenteilen 4, 5 angebrachte, radial vorstehende Halteplatten 20 und 22, die jeweils an den Stirnsei­ ten des Freilaufaußenrings 2 anliegen, axial gesichert und bei der hier gezeigten Ausführung auch an dem feststehenden Außen­ ring 2 gegen eine Verdrehung in Umfangsrichtung festgelegt. Dazu greifen am Außenumfang der scheibenförmigen Wangenteile 4, 5 an­ gebrachte rampenförmige Vorsprünge 20a und 21, 21a in entspre­ chende, in der Zeichnung nicht weiter dargestellte Ausnehmungen am Innenumfang des Außenrings ein. Der eine zylindrische Außen­ kontur aufweisende Innenring 3 läuft dagegen um, wobei der Käfig mittels an seinem Innenumfang vorgesehenen Umfangsflächen sowie gesondert angebrachter flügelförmiger Tragflächen 18 und 19 auf dem Innenring gleitet und so eine Lagerfunktion übernimmt.

Der in den Fig. 2 und 3 in vergrößertem Maßstab dargestellte Freilaufkäfig, der hier durch Klemmrollen 7 und Federn 8 komplet­ tiert ist, besteht in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im wesent­ lichen nur noch aus zwei im Spritzgußverfahren aus einem Kunststoff­ material hergestellten Teilen, nämlich den beiden Wangenteilen 4 und 5, wobei an dem einen Wangenteil 4 bereits die Verbindungsstege 6 an­ gespritzt sind. Mit etwas vergrößertem Formen- und Maschinenaufwand wäre es auch möglich, den gesamten, aus den beiden Wangenteilen und den Verbindungsstegen bestehenden Käfig einstückig in einem Spritz­ gußvorgang herzustellen.

Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Ver­ bindung der beiden Teile durch eine Klipsverbindung hergestellt, in­ dem an den freien Stirnseiten der Verbindungsstege 6 angebrachte Hal­ teköpfe 17 durch an dem Wangenteil 5 angebrachte Ausnehmungen 15a in Ausnehmungen 15b hineingedrückt werden, wobei sie einen Steg 16 hin­ tergreifen. Die Verbindung der Wangenteile 4, 5 und der Verbindungs­ stege 6, die selbstverständlich auch aus anderen Materialien als Kunststoff bestehen können, könnte aber auch auf andere Weise z. B. durch Kleben oder Schweißen, erfolgen.

Wie aus der Fig. 2 näher hervorgeht, greifen die Federn 8 mit ihrem einen Ende 9 um die Haltestege 6, während die zylindermantelförmig gebogenen anderen Enden 10 am Umfang der Klemmrollen 7 zur Anlage kommen. Die Federn drücken dabei die Klemmrollen 7 in zylinder­ mantelförmige Ausnehmungen 11 und 13 von an den Innenseiten der Wangenteile 4 und 5 im Bereich der Verbindungsstege 6 vorge­ sehenen Materialverstärkungen 12 und 14, so daß eine montage­ fertige Einbaueinheit entsteht. Dabei erfolgt insbesondere der Einbau der Federn 8 zweckmäßigerweise vor dem Verklipsen der beiden Wangenteile 4 und 5.

Aus den Fig. 2 und 3 sind im übrigen die Anordnung und Ausbil­ dung der an den Wangenteilen 4 und 5 vorgesehenen, radial vor­ stehenden Halteplatten 20 näher ersichtlich. Auch die Form der rampenförmigen Erhöhung 20a, die am Außenumfang des Wangenteils 4 zur Festlegung des Käfigs in Umfangsrichtung vorgesehen ist, geht aus der Fig. 2 hervor. Eine ähnliche Gestaltung weist übrigens die rampenförmige Erhöhung 21 am Umfang des Wangenteils 5 auf.

Am Innenumfang der Wangenteile 4 und 5 sind noch als Lagerflächen wirkende flügelförmig zur Käfigmitte hin ab stehende Tragflächen 18 und 19 vorgesehen, die im Bereich der Verbindungsstege 6 ange­ ordnet sind. Diese flügelförmigen Tragflächen 18 und 19, deren Querschnittsform einander im wesentlichen entspricht und in der Fig. 2 in dem aufgebrochenen Teil des Käfigs anhand der Trag­ flächen 18 gezeigt ist, gleiten auf der zylindrischen Oberfläche des Freilaufinnenrings 3 und übertragen zusammen mit den ebenfalls auf dem Umfang des Freilaufinnenrings gleitenden Innenumfangsflächen der Wangenteile 4 und 5 die Lagerkräfte über die Wangenteile auf den Freilaufaußenring 2.

Um den vorzugsweise aus Kunststoff einstückig hergestellten Wangen­ teilen 4 und 5 die Möglichkeit zu geben, die etwa während des Be­ triebs infolge der unterschiedlichen Materialien auftretenden Wärme­ dehnungen durch elastisches Nachgeben in Umfangsrichtung ausgleichen zu können, sind am Umfang der Wangenteile 4 und 5 im Querschnitt verjüngte, bogenförmige Verbindungsstücke 26 und 27 vorgesehen. Diese Verbindungsstücke sind jeweils gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet und entsprechen hier hinsichtlich ihrer Zahl der Anzahl der über den Umfang verteilten, von den Federn 8 belastete Klemmrollen 7 aufnehmenden Kammern, so daß praktisch jede einzelne Kammer sich bezüglich der benachbarten Kammern elastisch verstellen kann. Diese bogenförmigen Verbindungsstücke 26 und 27, die jeweils die Kammerwände bildende, den vollen Wangenquerschnitt umfassende Teile 28 verbinden, sind im Aus­ führungsbeispiel symmetrisch zu einer mit 30 angegebenen, in Umfangsrichtung verlaufenden Wangenmittellinie am inneren und äußeren Umfang angeordnet.

Die Verbindungsstücke werden dabei dadurch gebildet, daß jeweils am äußeren und inneren Umfang kurze einschnittartige Ausnehmun­ gen 24 und 25 vorgesehen sind, die an ihren Kanten abgerundet sind, während im Mittelbereich des Wangenteils eine H-förmige Ausnehmung 23 vorgesehen ist. Diese H-förmigen Ausnehmungen 23 werden an ihren in Umfangsrichtung der Wandteile 4, 5 liegenden Enden durch im wesentlichen radial gerichtete gerade Strecken und dazwischen durch halbkreisförmige Bögen begrenzt. Die auf diese Weise entstehenden bogenförmigen Verbindungsstücke er­ leichtern eine elastische Verformung und damit eine Verstellung der einzelnen Käfigkammern in Umfangsrichtung gegeneinander, so daß etwa durch Dehnungsdifferenzen auftretende Spannungen abge­ baut werden können. Die gezeigte Konstruktion ermöglicht es, die Wangenteile einstückig zum Beispiel auch aus Kunststoff herzustel­ len und anschließend durch Klipsverbindungen zu verbinden, was eine wesentliche Vereinfachung der Herstellungsweise und der Montage sicherstellt.

Claims (14)

1. Käfig für einen Klemmrollenfreilauf (1), bestehend aus zwei die seitlichen Begrenzungen des Käfigs bildenden, kreisring­ scheibenförmigen Wangenteilen (4, 5), die über quer verlau­ fende Verbindungsstege (6) zur Bildung von über den Umfang verteilt angeordneten, Klemmrollen (7) und Federn (8) aufneh­ menden Kammern miteinander verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest die Wangenteile (4, 5) jeweils ein­ stückig ausgebildet sind und sie einstückig mit diesen ver­ bundene Verbindungsstücke (26, 27) besitzen, die in Umfangs­ richtung nachgiebig sind.

2. Käfig nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungsstücke (26, 27) gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind.

3. Käfig nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Verbin­ dungsstücke (26, 27) der Zahl der Kammern gleicht.

4. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsstücke (26, 27) durch Querschnitts­ verjüngungen der Wangenteile (4, 5) zwischen jeweils den vol­ len Wangenquerschnitt aufweisenden, die Kammern begrenzenden Wandteilen (28) gebildet sind.

5. Käfig nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbin­ dungsstücke (26, 27) bogenförmig ausgebildet sind.

6. Käfig nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bogen­ förmigen Verbindungsstücke (26, 27) jeweils am radial äußeren und radial inneren Umfang der Wangenteile (4, 5) angeordnet sind.

7. Käfig nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radial inneren und radial äußeren bogenförmigen Verbindungsstücke (26, 27) symmetrisch zu einer in Umfangsrichtung verlaufenden Wangen­ mittellinie (30) angeordnet sind.

8. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wangenteile (4, 5) und die Verbindungsstege (6) durch Verbindungsmittel (15-17) miteinander verbunden sind.

9. Käfig nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungs­ stege (6) einstückig mit einem der Wangenteile (4) verbunden sind und mit an ihren freien Stirnseiten angebrachten Halteköpfen (17) in an dem anderen Wangenteil (5) angebrachte Öffnungen (15a, 15b) einklipsbar sind.

10. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wangenteile (4, 5) und die Verbindungsstege (6) um­ fassende Käfig einstückig gefertigt ist.

11. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wangenteile (4, 5) und die Verbindungsstege (6) aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sind.

12. Käfig nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wangenteile (4, 5) an ihrem radial inneren Umfang mit dem Innenring (3) des Freilaufs (1) zusammenwirkende Lagerflächen (18, 19) aufweist.

13. Käfig nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager­ flächen (18, 19) als über den Umfang verteilt angeordnete, von den Wangenteilen (4, 5) flügelförmig zur Käfigmitte hin abstehen­ de Tragflächen ausgebildet sind.

14. Käfig nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Trag­ flächen (18, 19) im Bereich der die Wangenteile (4, 5) mitein­ ander verbindenden Verbindungsstege (6) angeordnet sind.