DE4300662A1

DE4300662A1 - Rotational coupling with direction independent disengagement

Info

Publication number: DE4300662A1
Application number: DE4300662A
Authority: DE
Inventors: Harald Hochmuth; Joachim Dipl Ing Ritter
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1993-01-13
Filing date: 1993-01-13
Publication date: 1994-07-14

Abstract

An outer ring (1) can be coupled to a central spindle (2) such that motion in both directions of rotation can occur. The coupling is provided by rollers (3) that engage with grooves formed on the inner surface of the ring. The rollers are held within a cage (4). Disengagement of the coupling requires relative movement between a pair of rings (9, 10) that have formed projections (13) engaging grooves (14). The switching rings (9, 10) engage a ring (7) with axially projecting key elements (8) that displace the rollers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein drehrichtungsunabhängig frei schaltbares Klemmgesperre, mit einem Außenring oder einer Gehäuseboh rung, und mit einer darin konzentrisch angeordneten Welle oder Hülse, zwischen denen gegen Klemmbahnen angefederte Klemmrollen angeordnet sind, wobei in Umfangsrichtung einander benachbarte Klemmbahnen wech selweise gegensinnig angeordnet sind, und mit auf der Welle bzw. der Hülse beweglich angeordneten, zum Herausbewegen aller Klemmrollen aus einem Klemmbereich der Klemmbahnen vorgesehenen Schaltsegmenten.The present invention relates to a direction of rotation freely switchable locking mechanism, with an outer ring or a housing drill tion, and with a shaft or sleeve arranged concentrically therein, between which spring-loaded pinch rollers are arranged are, with mutually adjacent clamping tracks alternating are arranged in opposite directions, and with on the shaft or Sleeve movably arranged to move all pinch rollers out a clamping region of the switching tracks provided switching segments.

Ein derartiges Klemmgesperre ist beispielsweise in der WO-83/03 082 offenbart. Bei diesem Klemmgesperre ist die Welle als Lenkspindel ausgebildet, die einerseits mit einem Lenkrad und die andererseits mit einem Lenkgetriebe verbunden ist. Das Gesperre dient dazu, als Lenk schloß die Lenksäule bei abgezogenem Zündschüssel zu arretieren. Die zur Arretierung vorgesehenen Schaltsegmente bestehen aus Käfigteilen, in deren Käfigtaschen die Klemmrollen angeordnet sind, und aus mit diesen Käfigteilen jeweils fest verbundenen Hebeln, die radial aus wärts gerichtet sind, und die den Außenring überragen. Bei Betätigung dieser Hebel in Umfangsrichtung werden die Klemmrollen mittels der Käfigteile aus dem Klemmbereich der Klemmbahnen herausbewegt, so daß eine über das Lenkrad in die Lenkspindel eingeleitete Drehbewegung auf das Lenkgetriebe übertragen wird.Such a locking mechanism is for example in WO-83/03 082 disclosed. With this locking mechanism, the shaft acts as a steering spindle trained on the one hand with a steering wheel and on the other hand with a steering gear is connected. The locking mechanism serves as a steering closed the steering column to lock it with the ignition key removed. The Switch segments provided for locking consist of cage parts, in their cage pockets the pinch rollers are arranged, and from with these cage parts each have fixed levers that extend radially are directed, and which protrude beyond the outer ring. When actuated this lever in the circumferential direction, the pinch rollers by means of Cage parts moved out of the clamping area of the clamping tracks, so that a rotary movement initiated into the steering spindle via the steering wheel the steering gear is transmitted.

Für verschiedene Anwendungen stellt sich jedoch die Aufgabe, daß zu sätzlich zu der Arretier- bzw. Freischaltfunktion der Schaltsegmente eine Drehbewegung des Innenteils gegenüber dem Außenring oder der Gehäusebohrung ausschließlich über Drehbewegungen der Schaltsegmente ermöglicht wird.For various applications, however, the task is that in addition to the locking or unlocking function of the switching segments a rotational movement of the inner part relative to the outer ring or Housing bore only via rotary movements of the switching segments is made possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein drehfest mit dem Innenteil verbundener Anschlag Drehbewegungen der Schaltseg mente begrenzt und dadurch Schaltpositionen dieser Schaltsegmente festlegt, in denen zwischen die Klemmrollen eingreifende Keile, die infolge dieser Drehbewegungen axial verlagert werden, alle Klemmrollen außerhalb des Klemmbereichs halten.According to the invention, this object is achieved in that a rotationally fixed stop connected to the inner part Rotational movements of the switching segment limited and thereby switching positions of these switching segments specifies in which wedges engaging between the pinch rollers, the are axially displaced as a result of these rotary movements, all pinch rollers keep outside the clamping area.

Es bietet sich beispielsweise an, erfindungsgemäße Klemmgesperre als Stelleinrichtung für Rückenlehnen von Kraftfahrzeugsitzen einzusetzen. Bei einer derartigen Anwendung ist der Außenring ortsfest angeordnet, und die Welle ist einerseits drehfest mit der Rückenlehne verbunden und andererseits mit den Schaltsegmenten versehen, die derart ausge bildet sind, daß sie mittels eines Handrades von Hand gedreht werden können. Wenn die Schwenkbewegung der Rückenlehne in die Welle einge leitet wird, wird sie auf den festen Außenring übertragen, so daß die Rückenlehne nicht bewegt werden kann. Wird dagegen das Handrad zur Lageveränderung der Rückenlehne betätigt, wird die Drehbewegung über die Schaltsegmente auf die Rückenlehne übertragen.It lends itself, for example, to a locking mechanism according to the invention Use adjusting device for backrests of motor vehicle seats. In such an application, the outer ring is fixed in place, and the shaft is on the one hand non-rotatably connected to the backrest and on the other hand provided with the switching segments that out forms are that they are rotated by hand using a handwheel can. When the pivoting movement of the backrest is inserted into the shaft conducts, it is transferred to the fixed outer ring, so that the Backrest cannot be moved. In contrast, the handwheel becomes Change of position of the backrest is actuated, the rotary movement over transfer the switching segments to the backrest.

Eine zweckmäßige Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Klemmgesperres wird in Anspruch 2 vorgeschlagen, wonach die Schaltsegmente aus je mit wenigstens einem axialen Schaltfinger versehenen Schaltringen beste hen. Diese Schaltringe sind nach dem Mutter-Schraube-Prinzip entlang schraubenförmiger Bahnen geführt, die gegenläufige Steigungen auf weisen. Wenn lediglich zwei Schaltringe verwendet werden, ist der eine Schaltring entlang der in der einen Richtung verlaufenden schrauben förmigen Bahn und der andere Schaltring entlang der in der anderen Richtung verlaufenden schraubenförmigen Bahn geführt. Wenn der eine von diesen beiden Schaltringen in die eine, oder der andere Schaltring in die andere Drehrichtung bewegt wird, erfolgt eine axiale Verschie bung des einen oder des anderen Schaltringes in dieselbe Richtung. Die Schaltfinger dieser Schaltringe weisen dabei Anschlagflächen auf für einen drehfest mit der Welle bzw. der Hülse verbundenen Anschlag und für die Keile oder ein die Keile aufweisendes Schiebeteil. Bei Drehung eines der Schaltringe kommt dessen Schaltfinger zur Anlage mit dem Anschlag, so daß die in diesen Schaltring eingeleitete Drehbewegung auf die Welle übertragen wird. In dieser Drehstellung zur Welle ist dieser Schaltring axial gegenüber der Welle derart verlagert, daß die dadurch ebenfalls axial verlagerten Keile oder das die Keile aufwei sende Schiebeteil derart gehalten sind, daß die Klemmrollen außerhalb des Klemmbereiches angeordnet sind.An expedient development of a locking mechanism according to the invention is proposed in claim 2, according to which the switching segments each with at least one axial shift finger provided shift rings best hen. These switching rings are based on the nut-screw principle helical tracks, the opposite slopes on point. If only two switching rings are used, one is Screw the switching ring along the one-way shaped track and the other switching ring along that in the other In the direction of the helical path. If one from these two switching rings into one or the other switching ring is moved in the other direction of rotation, there is an axial displacement Exercise one or the other switching ring in the same direction. The The shift fingers of these shift rings have stop faces for a stop rotatably connected to the shaft or sleeve and for the wedges or a sliding part with the wedges. When turning one of the switching rings comes with the switching finger to the system Stop, so that the rotary movement initiated in this switching ring is transmitted to the shaft. In this rotational position to the shaft this switching ring axially displaced relative to the shaft so that the thereby also axially displaced wedges or the wedges Send sliding part are held so that the pinch rollers outside of the clamping area are arranged.

Für das Umsetzen einer Drehbewegung des Schaltringes in eine axiale Bewegung, bei der die Keile oder das Schiebeteil axial verlagert sind, bieten sich verschiedene Lösungen an. So ist es auch möglich, zwischen dem Schiebeteil und den Schaltringen sich in Umfangsrichtung erstreckende bogenförmige Keile anzuordnen, wobei die einerseits ausgebilde ten Keilflächen dieser bogenförmige Keile an den Stirnflächen der Schaltringe und die anderen Keilflächen an der Stirnfläche des Schie beteils anliegen.For converting a rotary movement of the switching ring into an axial one Movement in which the wedges or the sliding part are axially displaced, there are various solutions. So it is also possible between the sliding part and the switching rings extending in the circumferential direction Arrange arc-shaped wedges, the one being trained th wedge surfaces of these arcuate wedges on the end faces of the Switch rings and the other wedge surfaces on the face of the shoot concern.

Bei Drehung einer der Schaltringe gleiten der oder die zugehörigen bogenförmigen Keile zunächst entlang der Stirnfläche des Schaltrings, wobei die bogenförmigen Keile axial gegen das Schiebeteil verlagert werden. Bei weiterer Drehung des Schaltrings werden die bogenförmigen Keile formschlüssig von dem Schaltring mitgenommen, wobei das Schiebe teil axial derart verlagert ist, daß die daran ausgebildeten Keile die Klemmrollen aus dem Klemmbereich herausbewegt halten. In diesem Fall ist der Schaltring entlang einer umlaufenden Bahn auf der Welle ge führt, wobei diese Bahn in einer Ebene quer zur Wellenachse ausge bildet ist.When one of the switching rings rotates, the associated one or more slide arc-shaped wedges initially along the face of the switching ring, the arcuate wedges axially displaced against the sliding part become. With further rotation of the switching ring, the arc-shaped Wedges positively carried by the switching ring, the sliding is partially axially displaced so that the wedges formed thereon Keep pinch rollers moved out of the pinch area. In this case is the switching ring along a circumferential path on the shaft leads, this path out in a plane transverse to the shaft axis forms is.

Der Anschlag kann beispielsweise eine formschlüssig mit der Welle bzw. der Hülse verbundene Scheibe sein, wie es in Anspruch 3 vorgeschlagen wird. Diese Scheibe weist axial durchgängige, in Umfangsrichtung ausgebildete Schlitze zur Durchführung der Schaltfinger auf. Dabei weist jeder Schlitz in Umfangsrichtung eine größere Erstreckung als der zugehörige Schaltfinger deshalb auf, weil der Schaltfinger, wenn er infolge einer Drehung des Schaltringes an dem Schlitzende der Scheibe anliegt, axial und in Umfangsrichtung derart verlagert ist, daß er die Keile in einer Stellung hält, in der die Klemmrollen au ßerhalb des Klemmbereichs gehalten sind.The stop can, for example, form-fit with the shaft or the sleeve connected disc as proposed in claim 3 becomes. This disc has axially continuous, in the circumferential direction trained slots for the passage of the shift finger. Here each slot has a greater extent in the circumferential direction than the associated shift finger on because the shift finger when he due to a rotation of the switching ring at the slot end of the Disc rests, is axially and circumferentially displaced in such a way that he holds the wedges in a position in which the pinch rollers au are kept outside the clamping area.

Gemäß Anspruch 4 sind die Schaltringe axial hintereinander angeordnet, wobei die Schaltfinger des ersten Schaltringes den zweiten Schaltring axial überragen. Der zweite Schaltring weist dabei an seiner von den Schaltfingern abgewandten Stirnseite einen axialen Fortsatz auf, der den ersten Schaltring teilweise umfaßt. Durch diese teilweise inein ander verschachtelte Bauweise wird ein nur geringer Bauraum bean sprucht.According to claim 4, the switching rings are arranged axially one behind the other, the shift finger of the first shift ring the second shift ring project axially. The second switching ring points to its one of the Shift fingers facing away from an axial extension on the partially includes the first switching ring. Through this partially into one another other nested construction requires only a small amount of space speaks.

Dieser axiale Fortsatz des zweiten Schaltringes und der erste Schalt ring weisen gemäß Anspruch 5 nach radial außen offene Nuten auf, die auf einer gemeinsamen radialen Ebene liegen, wobei Mittel zum Über tragen des Drehmomentes in diese Nuten hineinragen. Für eine praxis nahe Lösung bietet sich beispielsweise an, daß ein Handrad den axialen Fortsatz des zweiten Schaltringes und den ersten Schaltring konzen trisch umgibt, wobei das Handrad radial nach innen gerichtete Vor sprünge aufweist, die in diese Nuten mit Spiel in Umfangsrichtung hineinragen. Wird das Handrad gedreht, gelangen einer oder mehrere dieser Vorsprünge zur Anlage mit dem Nutende einer der beiden zugehö rigen Schaltringe, der dann ebenfalls mitgedreht wird.This axial extension of the second switching ring and the first switching have according to claim 5 radially outwardly open grooves, the lie on a common radial plane, with means for over bearing the torque protrude into these grooves. For a practice close solution offers, for example, that a handwheel the axial Concentrate the extension of the second switching ring and the first switching ring surrounds trisch, the handwheel facing radially inward has cracks in these grooves with play in the circumferential direction protrude into it. If the handwheel is turned, one or more of them reach these protrusions belonging to the groove end of one of the two ring, which is then also rotated.

Für die Ausbildung der Keile bzw. das die Keile aufweisende Schiebe teil bietet sich gemäß Anspruch 6 an, daß die Keile durch Zähne gebil det sind und das Schiebeteil ein diese Zähne aufweisender Ring ist, dessen Zähne je zwischen zwei Klemmrollen eingreifen, wobei zwischen je einer dieser Klemmrollen und dem Zahn ein Gegenkeil angeordnet ist. Dieser Gegenkeil weist zweckmäßigerweise dabei je eine zu einer Zahn flanke und zu der Klemmrolle parallele Seite auf. Wird der Zahn axial verlagert, werden die Gegenkeile in Umfangsrichtung auseinandergescho ben, wobei diese Gegenkeile mit ihren den Klemmrollen zugewandten Seiten diese Klemmrollen aus den Klemmbereich der Klemmbahnen her ausbewegen.For the formation of the wedges or the slide having the wedges part lends itself according to claim 6 that the wedges gebil by teeth det and the sliding part is a ring having these teeth, whose teeth engage between two pinch rollers, between one of these pinch rollers and one tooth a counter wedge is arranged. This counter wedge expediently has one tooth flank and side parallel to the pinch roller. The tooth becomes axial relocated, the counter wedges are shot apart in the circumferential direction ben, these counter wedges facing the pinch rollers Sides these pinch rollers from the pinch area of the pinch lanes move out.

Da die Gegenkeile zur Vermeidung unerwünschter Klemmeffekte nicht lose zwischen den Zähnen und den Klemmrollen angeordnet werden sollen, wird in Anspruch 7 vorgeschlagen, daß diese Gegenkeile nach Art einer Schwalbenschwanzführung axial beweglich mit den Zähnen verbunden sind.Since the counter wedges are not loose to avoid undesirable clamping effects to be arranged between the teeth and the pinch rollers proposed in claim 7 that these counter wedges in the manner of a Dovetail guides are axially movably connected to the teeth.

Eine weitere vorteilhafte erfindungsgemäße Variante besteht gemäß Anspruch 8 darin, daß auf der Welle bzw. der Hülse ein Käfig angeord net ist, der aus zwei axial hintereinander angeordneten Stirnringen und aus diese Stirnringe verbindenden Käfigstegen besteht, wobei zwischen zwei Käfigstegen je zwei Klemmrollen angeordnet sind, und wobei die Stirnringe Öffnungen für die axiale Durchführung der Zähne des Rings aufweisen.A further advantageous variant according to the invention exists according to Claim 8 in that a cage is arranged on the shaft or the sleeve net is that of two axially arranged end rings and consists of cage webs connecting these end rings, wherein two clamping rollers are arranged between two cage bars, and with the end rings openings for the axial passage of the teeth of the ring.

Bei einer derartigen Bauweise ist es nach Anspruch 9 zweckmäßig, daß jede Klemmrolle von einer sich an dem benachbarten Käfigsteg abstüt zenden Feder angefedert ist. Diese Federn drücken die Klemmrollen gegen die Klemmbahnen, so daß die Klemmrollen in ständiger Klemmbe reitschaft sind.With such a construction, it is expedient according to claim 9 that each pinch roller is supported by one on the adjacent cage web spring is spring loaded. These springs press the pinch rollers against the clamping tracks, so that the clamping rollers in constant clamping are ready.

Wenn die Forderung besteht, daß die Klemmrollen immer in Klemmbereit schaft stehen, wenn keine Drehbewegung in eines der Schaltsegmente eingeleitet wird, ist es nach Anspruch 10 zweckmäßig, daß zwischen den Ring und den Käfig wenigstens eine Druckfeder eingefügt ist. Diese Feder, die sich mit ihrem einen Ende an dem axial unbeweglichen Käfig abstützt, drückt mit ihrem anderen Ende axial in Richtung auf die Schaltsegmente derart, daß die Zähne dieses Ringes axial weg von den Klemmrollen bewegt werden, so daß keine Kräfte über die Gegenkeile auf die Klemmrollen ausgeübt werden.If there is a requirement that the pinch rollers are always ready to clamp stand when there is no rotary movement in one of the switching segments is initiated, it is appropriate according to claim 10 that between the Ring and the cage at least one compression spring is inserted. This Spring, with one end of the axially immovable cage supports, pushes with its other end axially towards the Switching segments such that the teeth of this ring axially away from the Pinch rollers are moved so that no forces on the counter wedges the pinch rollers are exercised.

Gemäß Anspruch 11 bietet es sich an, daß auf der Welle bzw. der Hülse drehfest eine Reibscheibe angeordnet ist, die reibend an dem Außenring bzw. an einem die Gehäusebohrung umgebenden Gehäuse oder einer Gehäu sestirnseite anliegt. Diese Reibscheibe kann für die Gewährleistung eines sicheren Schaltens der Schaltsegmente zweckmäßig sein.According to claim 11, it makes sense that on the shaft or the sleeve a friction disc is arranged in a rotationally fixed manner, which rubs against the outer ring or on a housing or housing surrounding the housing bore front face. This friction disc can be used for warranty a safe switching of the switching segments may be appropriate.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment explained. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Klemm gesperre; Figure 1 locked a longitudinal section through an inventive clamp.

Fig. 2 einen gebrochen dargestellten Querschnitt des Klemm gesperres aus Fig. 1 entlang der Linie II-II; Fig. 2 is a broken cross section of the clamping lock from Figure 1 along the line II-II.

Fig. 3 eine gebrochen dargestellte Draufsicht auf Fig. 2, wobei der Außenring nicht dargestellt ist; Figure 3 is a broken away plan view of Figure 2, wherein the outer ring is not shown..;

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Klemmgesperre aus Fig. 1 entlang der Linie IV-IV und Fig. 4 shows a cross section through the locking mechanism from Fig. 1 along the line IV-IV and

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Klemmgesperre aus Fig. 1 entlang der Linie V-V. Fig. 5 shows a cross section through the locking mechanism from Fig. 1 along the line VV.

Gemäß Fig. 1 sind zwischen einem Außenring 1 und einer Welle 2 über den Umfang der Welle 2 verteilte Klemmrollen 3 angeordnet. Die Klemm rollen 3 sind in einem Käfig 4 aufgenommen, dessen Stirnringe 5 mit Öffnungen 6 versehen sind.According to Fig. 1, between an outer ring 1 and a shaft 2. 2 distributed pinch rollers 3 over the circumference of the shaft. The clamping roll 3 are accommodated in a cage 4 , the end rings 5 are provided with openings 6 .

Auf der Welle 2 ist ein Ring 7 angeordnet, der mit axial gerichteten Zähnen 8 versehen ist. Diese Zähne 8 sind durch die Öffnungen 6 des Käfigs 4 hindurchgeführt, wobei je ein Zahn 8 zwischen zwei einander benachbarten Klemmrollen 3 eingreift.On the shaft 2 , a ring 7 is arranged, which is provided with axially directed teeth 8 . These teeth 8 are passed through the openings 6 of the cage 4 , one tooth 8 engaging between two adjacent pinch rollers 3 .

Auf der Welle 2 sind zwei Schaltringe 9, 10 angeordnet, die axial gerichtete Schaltfinger 11, 12 aufweisen, wobei der untere Schaltfin ger 12 in dieser Fig. 1, dem besseren Verständnis wegen, um 90° ver setzt gezeichnet ist. Die Schaltringe 9, 10 sind mit daran ausgebilde ten, radial nach innen vorstehenden Vorsprüngen 13 entlang schrauben förmig ausgebildeter Nuten 14 auf der Welle 2 beweglich geführt, wobei sich diese Nuten 14 kreuzen und wobei der eine Schaltring 9 entlang der einen Nut 14 und der andere Schaltring 10 entlang der anderen Nut 14 geführt ist. Der Schaltring 10 weist einen axial gerichteten Fort satz 15 auf, der den Schaltring 9 in Umfangsrichtung teilweise umfaßt. Der Schaltring 9 und der axiale Fortsatz 15 des Schaltringes 10 werden von einem Bauteil 16 umfaßt, das beispielsweise als Handrad ausgeführt sein kann. In dieses Bauteil 16 sind Bolzen 17 eingelassen, die nach radial innen in Nuten 18 hineinragen, die an dem axialen Fortsatz 15 und an dem Schaltring 9 ausgebildet sind. Diese Bolzen 17 haben in diesen Nuten 18 Spiel in den Umfangs- und Axialrichtungen, wobei das Bauteil 16 auf dem Schaltring 9 und dem axialen Fortsatz 15 gleitgela gert ist.On the shaft 2 , two shift rings 9 , 10 are arranged, which have axially directed shift fingers 11 , 12 , the lower Schaltfin ger 12 in this Fig. 1, for better understanding, is drawn by 90 ° ver sets. The switching rings 9 , 10 are movably guided thereon with radially inwardly projecting projections 13 along screw-shaped grooves 14 on the shaft 2 , these grooves 14 crossing and one switching ring 9 along one groove 14 and the other Switch ring 10 is guided along the other groove 14 . The switching ring 10 has an axially directed extension 15 , which partially includes the switching ring 9 in the circumferential direction. The switching ring 9 and the axial extension 15 of the switching ring 10 are encompassed by a component 16 , which can be designed, for example, as a handwheel. Bolts 17 are inserted into this component 16 , which protrude radially inward into grooves 18 which are formed on the axial extension 15 and on the switching ring 9 . These bolts 17 have play in these grooves 18 in the circumferential and axial directions, the component 16 being slidable on the switching ring 9 and the axial extension 15 .

In dieser Darstellung liegen Stirnflächen 19 der Schaltfinger 11, 12 auf einer gemeinsamen radialen Ebene. Diese Stirnflächen 19 grenzen an den axial verschiebbaren Ring 7 an, der mittels einer Feder 20 in axialer Richtung an dem axial unbeweglichen Käfig 4 abgestützt ist.In this illustration, end faces 19 of the shift fingers 11 , 12 lie on a common radial plane. These end faces 19 adjoin the axially displaceable ring 7 , which is supported on the axially immovable cage 4 in the axial direction by means of a spring 20 .

Weiterhin sind in dem Käfig 4 Gegenkeile 21 angeordnet, die weiter unten genau beschrieben sind. Diese Gegenkeile 21 hintergreifen mit an ihren Enden ausgebildeten Nasen 22 die Stirnringe 5 des Käfigs 4 derart, daß sie gegenüber dem Käfig 4 in axialer Richtung fixiert und in Umfangsrichtung begrenzt beweglich sind.Furthermore, 4 wedges 21 are arranged in the cage, which are described in detail below. These mating wedges 21 engage with the ends 22 of the end rings 5 of the cage 4 in such a way that they are fixed in the axial direction with respect to the cage 4 and can only be moved to a limited extent in the circumferential direction.

Außerdem ist auf der Welle 2 eine Scheibe 23 auf Schlüsselflächen 24 der Welle 2 formschlüssig angeordnet, wobei diese Scheibe 23 axial durchgängige, in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze 25 aufweist, durch die die Schaltfinger 11, 12 hindurchgeführt sind.In addition, a form-locking disc is arranged on the key surfaces 24 of the shaft 2, 23 on the shaft 2, this plate has 23 axially through circumferentially extending slots 25 through which the shift finger 11, are passed 12th

Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die in der Fig. 1 gezeigten Stirnringe 5 des Käfigs 4 durch achsparallele Käfigstege 26 mitein ander verbunden sind. Zwischen zwei Käfigstegen 26 sind zwei Klemm rollen 3 angeordnet, wobei jede Klemmrolle 3 mittels einer sich an dem benachbarten Käfigsteg 26 abstützenden Feder 27 derart angefedert ist, daß die Klemmrollen 3 gegen Klemmbahnen 28 gedrückt werden, die keil förmig aufeinander zulaufen. Von den zwei einer Klemmrolle 3 zugehöri gen Klemmbahnen 28 ist die eine an dem Außenring 1 und die anderen an der Mantelfläche der Welle 2 ausgebildet. In Umfangsrichtung einander benachbarte Klemmbahnen 28 sind wechselweise gegensinnig derart ausge bildet, daß die Welle 2 in der hier gezeigten Darstellung in keiner Drehrichtung gegenüber dem Außenring 1 drehbar ist, da die zwischen zwei Käfigstegen 26 angeordneten Klemmrollen 3 je in einer der beiden Drehrichtungen in Klemmbereitschaft stehen. From Fig. 2 it can be seen that the end rings 5 of the cage 4 shown in Fig. 1 are connected by axially parallel cage webs 26 mitein other. Between two cage bars 26 two clamping rollers 3 are arranged, each clamping roller 3 being spring-loaded by means of a spring 27 which is supported on the adjacent cage bar 26 such that the clamping rollers 3 are pressed against clamping tracks 28 which converge in a wedge shape. Of the two clamping rollers 3 belonging to the clamping tracks 28 , one is formed on the outer ring 1 and the other on the outer surface of the shaft 2 . In the circumferential direction mutually adjacent clamping tracks 28 are alternately in opposite directions so that the shaft 2 in the illustration shown here is not rotatable in any direction of rotation relative to the outer ring 1 , since the clamping rollers 3 arranged between two cage bars 26 are each ready for clamping in one of the two directions of rotation .

Zwischen den beiden Klemmrollen 3, die zwischen den aufeinander fol genden Käfigstegen 26 angeordnet sind, greift einer der Zähne 8 des in dieser Darstellung nicht gezeigten Rings 7 ein. Die zwischen diesem Zahn 8 und den benachbarten Klemmrollen 3 vorgesehenen Gegenkeile 21 sind mittels einer Schwalbenschwanzführung 29 derart an dem Zahn 8 geführt, daß dieser Zahn 8 gegenüber diesen Keilen 21 axial beweglich ist.Between the two pinch rollers 3 , which are arranged between the consecutive cage webs 26 , one of the teeth 8 of the ring 7, not shown in this illustration, engages. The counter wedges 21 provided between this tooth 8 and the adjacent pinch rollers 3 are guided on the tooth 8 by means of a dovetail guide 29 such that this tooth 8 is axially movable relative to these wedges 21 .

Der Fig. 3, die eine teilweise Draufsicht auf das Klemmgesperre nach Fig. 2, allerdings ohne den Außenring 1 zeigt, ist deutlich die Ausbildung des Zahns 8 und der Gegenkeile 21 zu entnehmen. Der Zahn 8 verjüngt sich in axialer Richtung und die Gegenkeile 21 ebenfalls, allerdings in entgegengesetzter Richtung, wobei die den Klemmrollen 3 zugewandten Seiten der Gegenkeile 21 parallel zu den Klemmrollen 3 angeordnet sind.Of FIG. 3, but which shows a partial plan view of the clamping lock according to Fig. 2 without the outer ring 1 is, clearly see the formation of the tooth 8 and the counter wedges 21st The tooth 8 is tapered in the axial direction and the counter wedges 21 also, but in the opposite direction, the clamping rollers 3 facing sides of the counter wedges 21 are arranged parallel to the clamping rollers. 3

Der Fig. 4, die einen Querschnitt des Klemmgesperres aus Fig. 1 im Bereich der Stirnflächen 19 der Schaltfinger 11, 12 zeigt, ist zu entnehmen, wie die Schaltfinger 11, 12 in den Schlitzen 25 der Scheibe 23 angeordnet sind. Die Schaltfinger 11, 12 sind konzentrisch zur Welle 2 ausgebildet und in Umfangsrichtung kürzer als die Schlitze 25. Die die Schaltfinger 11, 12 in einer Umfangsrichtung begrenzenden Seiten sind als Anschlagflächen 30 ausgebildet, die bei entsprechender Drehung der Schaltfinger 11, 12 gegenüber der Scheibe 23 mit die Schlitze 25 in Umfangsrichtung begrenzenden Schlitzenden 31 zur Anlage gelangen. In dieser Darstellung sind die Schaltfinger 11, 12 in den Schlitzen 25 in einer Stellung, in der sie wie in Fig. 1 gezeigt, keine axiale Kraft auf den Ring 7 ausüben. Das bedeutet, daß alle Klemmrollen 3 in Klemmbereitschaft stehen. FIG. 4, which shows a cross section of the locking mechanism from FIG. 1 in the region of the end faces 19 of the shift fingers 11 , 12, shows how the shift fingers 11 , 12 are arranged in the slots 25 of the disk 23 . The shift fingers 11 , 12 are formed concentrically to the shaft 2 and are shorter in the circumferential direction than the slots 25 . The sides delimiting the shift fingers 11 , 12 in a circumferential direction are designed as stop faces 30 which, when the shift fingers 11 , 12 rotate correspondingly, come to rest against the disk 23 with the slot ends 31 delimiting the slots 25 in the circumferential direction. In this illustration, the shift fingers 11 , 12 are in the slots 25 in a position in which, as shown in FIG. 1, they do not exert any axial force on the ring 7 . This means that all pinch rollers 3 are ready for pinching.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das Klemmgesperre aus Fig. 1 im Bereich der Bolzen 17 des Bauteils 16. Dieser Darstellung ist deutlich zu entnehmen, daß der eine Bolzen 17 unmittelbar an ein Nutende 32 des Schaltringes 9 und der andere Bolzen 17 an ein anderes Nutende 32 des axialen Fortsatzes 15 des in dieser Darstellung nicht sichtbaren Schaltringes 10 angrenzt. Das bedeutet, daß bei Drehung des Bauteils 16 in der einen Drehrichtung der Schaltring 9 über den einen Bolzen 17 und in der anderen Drehrichtung die axialen Fortsätze 15 des Schalt ringes 11 über den anderen Bolzen 17 mitgenommen werden. FIG. 5 shows a cross section through the locking mechanism from FIG. 1 in the region of the bolts 17 of the component 16 . This illustration clearly shows that one bolt 17 directly adjoins a groove end 32 of the switching ring 9 and the other bolt 17 adjoins another groove end 32 of the axial extension 15 of the switching ring 10 not visible in this illustration. This means that when the component 16 rotates in one direction of rotation of the switching ring 9 via the one pin 17 and in the other direction of rotation, the axial extensions 15 of the switching ring 11 are taken along via the other pin 17 .

Nachstehend wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Klemmgesper res näher erläutert. Bei Betätigung des Bauteils 16 im Uhrzeigersinn wird der Schaltring 9 zunächst mitbewegt, wobei dieser sowohl in Umfangs- als auch in Axialrichtung gegenüber der Welle 2 deshalb ver schoben wird, weil er in der schraubenförmigen Nut 14 der Welle 2 geführt ist. Diese kombinierte Bewegung des Schaltringes 9 gegenüber der Welle 2 ist dann beendet, wenn dessen Anschlagflächen 30 an den Schlitzenden 31 der Scheibe 23 zur Anlage kommen. In dieser Stellung haben die Schaltfinger 11 mit ihren Stirnflächen 19 den Ring 7 in axialer Richtung derart verlagert, daß die Zähne 8 dieses Ringes die Gegenkeile 21 infolge von Keilwirkung soweit in Umfangsrichtung aus einandergeschoben sind, daß die Klemmrollen 3 aus den Klemmbereich der Klemmbahnen 28 herausbewegt sind. Die Welle 2 ist nun gegenüber dem Außenring 1 freigeschaltet, so daß eine weitergehende Drehbewegung des Bauteils 16 im Uhrzeigersinn auf die Welle 2 übertragen wird.The operation of the Klemmgesper res according to the invention is explained in more detail below. When actuating the component 16 in a clockwise direction, the switching ring 9 is initially moved, whereby this is pushed ver in both the circumferential and axial directions relative to the shaft 2 because it is guided in the helical groove 14 of the shaft 2 . This combined movement of the switching ring 9 with respect to the shaft 2 is ended when its stop surfaces 30 come to rest on the slot ends 31 of the disk 23 . In this position, the shift fingers 11 with their end faces 19 have shifted the ring 7 in the axial direction in such a way that the teeth 8 of this ring push the counter wedges 21 as far as possible in the circumferential direction as a result of the wedge effect so that the pinch rollers 3 move out of the clamping area of the clamping tracks 28 are. The shaft 2 is now unlocked with respect to the outer ring 1 , so that a further rotational movement of the component 16 is transmitted to the shaft 2 in a clockwise direction.

Bei Drehung des Bauteils 16 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn wird der andere Schaltring 10 über dessen axiale Fortsätze 15 mitgenommen, wobei derselbe Effekt eintritt, wie zuvor beschrieben worden ist.When the component 16 is rotated counterclockwise, the other switching ring 10 is carried along via its axial extensions 15 , the same effect occurring as has been described above.

Wenn keine Drehbewegung über das Bauteil 16 auf einen der beiden Schaltringe 9, 10 übertragen wird, werden diese dadurch in eine Null stellung gebracht, daß der Ring 7 mittels der Feder 20 gegen die Stirnflächen 19 der Schaltringe 9, 10 drückt, und diese axial weg von den Klemmrollen drückt. Mit dieser axialen Bewegung des Ringes 7 werden auch die Zähne 8 teilweise aus dem Käfig 4 herausbewegt, so daß die Gegenkeile 21 in Umfangsrichtung aufeinander zubewegt werden, wobei die durch die Federn 27 angefederten Klemmrollen 3 in den Klemm bereich der Klemmbahnen 28 gelangen. In dieser Nullstellung kann des halb keine Drehbewegung der Welle 2 gegenüber dem Außenring 1 erfol gen.If no rotational movement is transmitted via the component 16 to one of the two switching rings 9 , 10 , these are brought into a zero position in that the ring 7 presses against the end faces 19 of the switching rings 9 , 10 by means of the spring 20 , and axially away from the pinch rollers. With this axial movement of the ring 7 , the teeth 8 are partially moved out of the cage 4 , so that the counter wedges 21 are moved towards each other in the circumferential direction, the spring rollers 3 sprung by the springs 27 entering the clamping area of the clamping tracks 28 . In this zero position, no rotational movement of the shaft 2 relative to the outer ring 1 can succeed.

Zur erhöhten Funktionssicherheit dieses Klemmgesperres kann eine Reibscheibe 33 vorgesehen werden, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist. To increase the functional reliability of this locking mechanism, a friction disk 33 can be provided, as is shown in FIG. 1.

Diese Reibscheibe 33 ist über Schlüsselflächen 34 formschlüssig mit der Welle 2 verbunden. Diese Reibscheibe 33 ist so dimensioniert, daß sie mit dem Außenring 1 in reibender Berührung steht. Die Reibarbeit zwischen dieser Reibscheibe 33 und dem Außenring 1 ist dabei größer als die Reibarbeit zwischen den Schaltringen 9, 10 und der Welle 2. Das bedeutet, daß eine Relativbewegung der Schaltringe 9, 10 gegenüber der Welle 2 solange möglich ist, bis einer der beiden Schaltringe 9, 10 formschlüssig mit der Scheibe 23 verbunden ist.This friction disk 33 is positively connected to the shaft 2 via key surfaces 34 . This friction disc 33 is dimensioned so that it is in frictional contact with the outer ring 1 . The friction work between this friction disk 33 and the outer ring 1 is greater than the friction work between the switching rings 9 , 10 and the shaft 2 . This means that a relative movement of the switching rings 9 , 10 relative to the shaft 2 is possible until one of the two switching rings 9 , 10 is positively connected to the disk 23 .

Es ist selbstverständlich möglich, daß die Welle 2 zusätzlich gelagert ist, so daß von außen eingeleitete Querkräfte nicht über die Klemm rollen 3 auf den Außenring 1 eingeleitet werden.It is of course possible that the shaft 2 is additionally mounted so that lateral forces introduced from outside do not roll over the clamping 3 on the outer ring 1 are initiated.

BezugszeichenReference numerals

1 Außenring
2 Welle
3 Klemmrollen
4 Käfig
5 Stirnringe
6 Öffnungen
7 Ring
8 Zähne
9 Schaltring
10 Schaltring
11 Schaltfinger
12 Schaltfinger
13 Vorsprung
14 Nuten
15 Fortsatz
16 Bauteil
17 Bolzen
18 Nuten
19 Stirnflächen
20 Feder
21 Gegenkeil
22 Nasen
23 Scheibe
24 Schlüsselflächen
25 Schlitze
26 Käfigstege
27 Feder
28 Klemmbahnen
29 Schwalbenschwanzführung
30 Anschlagflächen
31 Schlitzenden
32 Nutende
33 Reibscheibe
34 Schlüsselflächen 1 outer ring
2 wave
3 pinch rollers
4 cages
5 brow rings
6 openings
7 ring
8 teeth
9 switching ring
10 switching ring
11 shift fingers
12 shift fingers
13 head start
14 grooves
15 extension
16 component
17 bolts
18 grooves
19 end faces
20 spring
21 counter wedge
22 noses
23 disc
24 key faces
25 slots
26 cage bars
27 spring
28 clamping tracks
29 dovetail guide
30 stop faces
31 slot ends
32 groove end
33 friction disc
34 key faces

Claims

1. Rotation direction independent unlockable locking mechanism, with an outer ring ( 1 ) or a housing bore, and with a concentrically arranged cylindrical inner part ( 2 ) therein, between which spring-loaded clamping rollers ( 3 ) are arranged against clamping tracks ( 28 ), with adjacent clamping tracks in the circumferential direction ( 28 ) are arranged alternately in opposite directions, and with on the inner part ( 2 ) movably arranged, for moving all the clamping rollers ( 3 ) from a clamping area of the clamping tracks ( 28 ) provided switching segments ( 9 , 10 ), characterized in that a rotationally fixed with the inner part ( 2 ) connected stop ( 23 ) rotary movements of the switching segments (9, 10 ) be limited and thereby defines switching positions of these switching segments (9, 10 ), in which between the pinch rollers ( 3 ) engaging wedges ( 8 ) resulting from this Rotational movements are shifted axially, keep all pinch rollers ( 3 ) outside the pinch area.

2. clamping ratchet according to claim 1, characterized in that the switching segments ( 9 , 10 ) each with at least one axial Schaltfin ger ( 11 , 12 ) provided switching rings ( 9 , 10 ), which along the nut-screw principle along helical , opposing Sti conditions tracks ( 18 ) are guided, the shift fingers ( 11 , 12 ) circumferential and end stop surfaces ( 30 ) for the stop ( 23 ) and for the wedges ( 8 ) or one of the wedges ( 8 ) of the sliding part ( 7 ).

3. locking device according to claim 2, characterized in that the stop ( 23 ) is a form-fitting with the inner part ( 2 ) connected disc ( 23 ), the axially continuous, in the circumferential direction ausgebil Dete slots ( 25 ) for performing the shift finger ( 11 , 12 ) has, wherein each slot ( 25 ) in the circumferential direction has a greater extension than the shift finger ( 11 , 12 ).

4. Locking device according to claim 2, characterized in that the switching rings ( 9 , 10 ) are arranged axially one behind the other, the switching fingers ( 11 ) of the first switching ring ( 9 ) projecting axially beyond the second switching ring ( 10 ) and the second switching ring ( 10 ) has at least one axial extension ( 15 ) partially encompassing the first switching ring ( 9 ) on its end facing away from the switching fingers ( 12 ).

5. clamping ratchet according to claim 4, characterized in that the axial extension ( 15 ) of the second switching ring ( 10 ) and the first switching ring ( 9 ) have radially outwardly open grooves ( 18 ) which lie on a common radial plane, wherein means ( 17 ) for transmitting the torque in these grooves ( 18 ) protrude.

6. clamping ratchet according to claim 2, characterized in that the wedges are formed by teeth ( 8 ) and the sliding part ( 7 ) is a teeth ( 8 ) having ring ( 7 ), the teeth ( 8 ) each between two pinch rollers ( 3rd ) engage, a counter wedge ( 21 ) being arranged between each of these clamping rollers ( 3 ) and the tooth ( 8 ).

7. clamping ratchet according to claim 6, characterized in that the counter wedges ( 21 ) in the manner of a dovetail guide ( 29 ) are axially movably connected to the teeth ( 8 ).

8. clamping ratchet according to claim 6, characterized in that on the inner part ( 2 ) a cage ( 4 ) is arranged, which consists of two axially one behind the other end rings ( 5 ) and these end rings ( 5 ) connecting cage webs ( 26 ), two clamping rollers ( 3 ) are arranged between two cage bars ( 26 ) and the end rings ( 5 ) have openings ( 6 ) for the axial passage of the teeth ( 8 ) of the ring ( 7 ).

9. A locking mechanism according to claim 8, characterized in that each clamping roller ( 3 ) is spring-loaded by a spring ( 27 ) which is supported on the adjacent cage web ( 26 ).

10. locking device according to claim 8, characterized in that between the ring's ( 7 ) and the cage ( 4 ) at least one compression spring ( 20 ) is inserted.

11. A locking mechanism according to claim 2, characterized in that on the inner part ( 2 ) a friction disc ( 33 ) is arranged in a rotationally fixed manner, which rests against the outer ring ( 1 ) or against a housing surrounding the housing bore or a housing end face.