KR101347414B1

KR101347414B1 - 롤러 프리휠

Info

Publication number: KR101347414B1
Application number: KR1020070016397A
Authority: KR
Inventors: 폴커 플뢰츠; 스벤 되리; 프리더 알트만; 헬무트 칼프; 알로이스 라이스강
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2006-02-18
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2014-01-02
Also published as: US7690488B2; US20070246319A1; KR20070082886A

Abstract

본 발명은

- 절단되지 않은 형상의 금속 박판 부품으로 구성되고, 원통형 외측 표면(7)과, 클램핑 경사부(6,ramp)가 구비된 내측 표면을 갖는 외측 링(2)과,

- 클램핑 경사부(6)에 대해 퉁겨지는 복수의 클램핑 롤러(4)와,

- 외측 링(2) 내에서 회전 불가능하게 배치되고, 절단되지 않은 형상의 금속 박판 부품으로 구성되며, 클램핑 롤러(4)를 매달기 위해 제공된 스프링(5)이 고정되는 케이지(3)를 포함하는 롤러 프리휠(1, roller freewheel)에 관한 것이다.

외측 링, 클램핑 롤러, 케이지, 클램핑 경사부, 롤러 휠

Description

롤러 프리휠{ROLLER FREEWHEEL}

도1 및 도2는 롤러 프리휠의 상이한 단면을 도시하는 도면이다.

도3은 도1 및 도2에 따른 롤러 프리휠의 케이지를 제조하는데 사용될 수 있는 금속 박판 블랭크를 도시하는 도면이다.

도4는 도1 및 도2에 따른 롤러 프리휠을 도시하는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 롤러 프리휠(roller freewheel)

2 : 외측 링

3 : 케이지(cage)

4 : 클램핑 롤러(clamping roller)

5 : 스프링

6 : 클램핑 경사부(clamping ramp)

7 : 외측 표면

8 : 금속 박판 블랭크

9 : 에지(edge)

10 : 케이지 링

11 : 림(rim)

12 : 림(rim)

13 : 웨브(web)

14 : 개구

15 : L-날개(limb)

16 : 내측 에지

17 : 중심부

18 : 보유 돌출부

S : 대칭축

본 발명은 특히 토크 변환기용 및 자동 변속기용으로 적합하며, 게다가 산업 분야에서도 사용될 수 있는 롤러 프리휠에 관한 것이다.

롤러 프리휠은 예를 들어, 독일 특허 제DE 1 254 916 B호에 공지되어 있다. 이러한 롤러 프리휠의 외측 링은 컵으로도 불리는 키 트랙 링(key track ring)으로서 형성된다. 안정성을 증가시키기 위해, 상기 컵은 제2 컵 내에 배치되며, 제2 컵의 형태는 내측 컵의 클램핑 경사부(clamping ramp) 윤곽에 합치된다. 비교적 큰 구조적 유닛, 예를 들어 차량 변속기에서 롤러 프리휠의 설치에 관하여 독일 특허 제DE 1 254 916 B호에는 언급되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 특히 유연한 방식으로 사용될 수 있고 공간 절약 구조인 클램핑 롤러 프리휠 클러치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 이러한 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 롤러 프리휠에 의해 달성된다. 상기 롤러 프리휠은 금속 박판 형상의 부품으로서 제작되는 외측 링을 가지며, 외측 링의 외측 표면이 원통형인 반면, 클램핑 경사부는 외측 링의 내측 면 상에 형성된다. 또한, 원통형 표면은 클램핑 경사부 형상을 갖는 표면이 아니라 그루빙(grooving)을 구비한 표면으로 이해된다. 외측 링의 원통형 외측 형상은 외측 링을 힘-흡수 연결 부품(force-absorbing connection part)의 구멍 내로 삽입 가능하도록 한다. 클램핑 경사부에 합치되는 윤곽을 갖는 특수한 연결 구조는 필요하지 않다.

바람직한 일 실시예에서, 상기 외측 링은 그 내측에, 각각의 경우에 두 개의 클램핑 경사부 사이에, 조립체 그루브 또는 축방향 그루브로도 불리는 축방향으로 연장된 그루브-형상의 함몰부를 갖는다. 클램핑 경사부와 대조적으로, 축방향 그루브는 각각의 경우에 롤러 프리휠의 회전축이 놓이는 평면에 대해 대칭으로 형성된다. 외측 링의 외측 표면은 축방향 그루브의 영역에서 원통 형상에서 벗어나지 않는다. 원주 방향으로의 축방향 그루브의 연장부는 바람직하게는 동일한 방향으로의 클램핑 경사부의 연장부보다 작다. 축방향 그루브에 의해 초래되는 외측 링의 벽 두께 감소는 클램핑 경사부의 형성에 의해 외측 링의 벽 두께의 감소와 비교된다. 축방향 그루브의 영역 내에서 외측 링의 최소 벽 두께는 바람직하게는 클램핑 경사부의 영역에서 외측 링의 최소 벽 두께로부터 20%를 초과하여 벗어나지 않는다. 원주 방향으로 보이는 것처럼, 바람직한 일 실시예에서 외측 링의 내측 표면의 70%를 초과하는 부분은 클램핑 경사부 또는 축방향 그루브에 의해 형성된다. 놀랍게도 축방향 그루브는 외측 링의 외측 표면이 원형이 되도록 하는데 현저하게 기여하는 것이 나타난다. 이는 재차 롤러 프리휠의 수명을 연장시킨다.

케이지에 의해 안내되는 복수의 클램핑 롤러는 외측 링 내에 위치된다. 케이지는 회전 불가능하게 특히 형태-끼워 맞춤식 결합으로 외측 링 내에 배치되며, 바람직하게는 케이지의 외측 윤곽이 외측 링의 클램핑 경사부 윤곽에 합치된다. 케이지에 고정된 스프링, 바람직하게는 개별적인 판 스프링에는, 특히 삼각형 형상을 갖는 판 스프링이 클램핑 롤러를 매달기 위해 제공된다. 케이지가 외측 링에 대해 회전될 수 없다는 사실로 인해 항상 균일한 매달림 특성이 나타난다.

외측 링과 동일한 방식으로, 케이지는 절단되지 않은 형상의 금속 박판 부품으로서 제조된다. 제조 기술 및 조립체에 대해 바람직한 일 개선책에 있어서, 케이지는 외측 링의 림에 대해 지지되는 단일 케이지 링만을 갖는다. 웨브는 케이지 링으로부터 프리휠의 축 방향으로 연장되며, 스프링은 각각의 경우에 하나의 클램핑 롤러를 매달도록 각각의 웨브에 고정된다. 스냅-작용 연결은 바람직하게는 스프링과 웨브 사이에서 발생되며, 스프링의 일 부품은 웨브의 보유 윤곽, 특히 개구 내로 맞물린다.

바람직한 일 개선책에 있어서, 케이지의 웨브는 클램핑 롤러용 정지부를 형성한다. 동시에, 웨브는 바람직하게는 스프링의 잔여 스프링 경로가 일정하게 유지되는 방식으로 형상화된다. 각 웨브의 적어도 하나의 부품은 반경 방향 평면에서, 즉 롤러 프리휠의 대칭축을 가로지르는 평면에서 연장된다. 반경 방향 평면에 배치되는, 소위 웨브의 중심부는 바람직하게는 중심부에 대해 소정의 각을 이루며 멀어지는 적어도 하나의 보유 돌출부에 접하며, 이러한 보유 돌출부는 특히 조립을 더 쉽게 한다. 보유 돌출부는 중심부의 반경 외측 영역에 위치된다.

롤러 프리휠의 케이지는 바람직하게는 대체로 환형 디스크-형상의 금속 박판 블랭크로부터 제조되며, 금속 박판 블랭크의 에지는 완전한 환형 형상에서 벗어나는 방식으로 적어도 섹션별로 클램핑 경사부의 윤곽을 반영한다. 케이지는 바람직하게는, 사용되는 환형 부품의 부피의 적어도 30%로부터, 특히 적어도 50%로부터 형성된다. 다시 말하자면, 금속 박판 블랭크의 표면 영역의 최대 70%는 완제품에서, 즉 케이지에서 볼 수 없다.

도1, 도2 및 도4는 외측 링(2), 케이지(3), 복수의 클램핑 롤러(4) 및 클램핑 롤러(4)의 수에 상응하는 복수의 스프링(5)으로 구성되는 롤러 프리휠(1)을 도시한다. 상기 언급된 모든 부품들(2, 3, 4, 5)은 금속 재료로부터 제조된다. 롤러 프리휠(1)은 특히 토크 변환기에서의 또는 자동 변속기에서의 설치용으로 적합하다. 롤러 프리휠(1)은 역시 산업 분야에서 보편적으로 사용될 수 있다. 클램핑 롤러(4)와 상호 작용하는 샤프트는 도시되지 않는다. 롤러 프리휠(1)의 기본적인 작동 방법에 관하여 독일 특허 제DE 200 09 895 U1호에 언급되어 있다.

상기 외측 링(2)은 금속 박판 형상의 부품으로서 제조되며, 외측 링(2)의 외측 표면(7)이 원통형인 반면, 클램핑 롤러(4)와 상호 작용하는 클램핑 경사부(6)는 외측 링(2)의 내측 면 상에 형성된다. 따라서, 외측 링(2)은 일정하지 않은 벽 구께를 갖는다. 상기 클램핑 경사부(6)는, 도2에 화살표로 표시된 바와 같이, 클램핑 롤러(4)와 접하는 샤프트의 회전이 시계 방향으로 차단되는 방식으로 형상된다. 도2에 따른 관측에서 삼각형 단면을 갖는 다중 절첩된 판 스프링의 형태인 스프링(5)은 영구 클램핑으로 클램핑 롤러(4)를 보유한다.

또한, 케이지(3)의 형상은 금속 박판 블랭크(8)를 도시하는 도3을 통해 명백해지며, 상기 금속 박판 블랭크로부터 케이지(3)는 절단되지 않고 형상된다. 금속 박판 블랭크(8)의 에지(9)는 대체로 클램프 경사부(6)의 형상을 반영하며, 그 결과 케이지(3)는 회전에 대해 고정되는 방식으로 외측 링(2) 내에 장착될 수 있다. 케이지(3)의 부적절한 장착은 케이지(3)와 외측 링(2) 사이의 형태-끼워 맞춤식 결합에 의해 예방된다. 에지(9)는 롤러 프리휠(1)의 대칭축(S)에 대해 수직인 평면에 케이지(3)의 부품으로서 배치된 케이지 링(10)과 경계를 이룬다. 도1을 통해 명백한 바와 같이, 케이지 링(10)은 외측 링(2)의 림(11)에 대해 지지된다. 외측 링(2)의 또 다른 림(12)에 비해, 림(11)은 감소된 벽 두께를 갖는다.

롤러 프리휠(1)의 축 방향으로, 즉 케이지 링(10)으로부터 직각으로 구부러져 멀어지는 방식으로, 케이지 링(10)은 웨브(13)에 이어지며, 웨브에는 각각의 경우에 하나의 스프링(5)이 고정되다. 스프링(5)과 웨브(13) 사이의 스냅-작용 연결을 생성하기 위한 보유 윤곽을 나타내는 개구(14)는 각각의 웨브(13) 내에 위치된다. 도2에 도시된 바와 같이 단면부에서, 웨브(13)는 대체로 L-형상을 가지며, 짧은 L-날개(15)는 케이지 링(10)의 내측 에지(16)에 이어지고 롤러 프리휠(1)의 접선 방향으로 연장된다. 케이지(3)의 반경 방향으로 연장된 웨브(13)의 더 긴 L-날개는 중심부(17)로서 표시되며, 도2로부터 알 수 있듯이 클램핑 롤러(4)용 정지부를 형성한다. 중심부(17)는 상기 중심부로부터 비스듬하게 구부러져서 멀어지며 인접한 클램핑 롤러(4)의 표면에 대해 거의 평행하게 연장되는 두 개의 보유 돌출부(18)와 접한다. 상기 보유 돌출부(18)는 롤러 프리휠(1)이 조립되는 동안 클램핑 롤러(4)가 반경 방향 외측으로 하강하는 것을 방지한다. 특히 도3으로부터 명백한 바와 같이, 보유 돌출부(18)는 클램핑 롤러(4)의 축방향 외측 영역에 배치된다. 각각의 보유 돌출부(18)는 외측 링(2)의 내부 원주면 상에 형성되는 축방향 그루브(19) 내로 부분적으로 잠긴다. 클램핑 경사부(6)와 같이 외측 링(2)에서 절단되지 않고 형성된 축방향 그루브(19)는 각각의 경우에 두 개의 클램핑 경사부(6) 사이에 위치된다. 케이지(3), 스프링(5) 및 클램핑 롤러(4)를 포함하는 장치는 사전 조립된 구조 유닛으로서 외측 링(2)으로 도입될 수 있다.

외측 링(2)은 연결 부품(도시되지 않음)의 개구 내로 가압된다. 따라서, 슬리브-형태의 프리휠로서 구성된 롤러 프리휠(1)은 종래 기술에 따라 슬리브-형태의 프리휠을 사용하는데 적합하지 않았던 적용 분야에 적합하다. 롤러 프리휠(1)은 100 Nm를 초과하는 토크를 전달하기 위해 설계된다. 금속 박판 형상 부품으로 구성된 외측 링(2)으로 인해 롤러 프리휠(1)은 특히 작은 반경의 설치 공간 요건으로 구별된다.

본 발명에 따르면, 상기 프리휠은 종래 기술에 따라 슬리브-형태의 프리휠을 사용하는데 적합하지 않았던 적용 분야에도 적합하며, 비교적 큰 토크를 전달하기 위해서도 적합하며, 금속 박판 형상 부품으로 구성된 외측 링으로 인해 좁은 설치 공간에서도 적용 가능하다.

Claims

- 절단되지 않은 형상의 금속 박판 부품으로 구성되고, 원통형 외측 표면(7)과, 클램핑 경사부(6,ramp)가 구비된 내측 표면을 갖는 외측 링(2)과,

- 클램핑 경사부(6)에 대해 퉁겨지는 복수의 클램핑 롤러(4)와,

- 외측 링(2) 내에서 회전 불가능하게 배치되고, 절단되지 않은 형상의 금속 박판 부품으로 구성되며, 클램핑 롤러(4)를 매달기 위해 제공된 스프링(5)이 고정되는 케이지(3)를 포함하며,

상기 케이지(3)는 외측 링(2)의 림(11)에 대해 지지되는 단일 케이지 링(10)을 갖고,

상기 케이지(3)는 케이지 링(10)에 대해 직각으로 연장되며, 스프링(5)을 보유하도록 작용하는 웨브(13)를 갖는 롤러 프리휠.
제1항에 있어서, 케이지(3)는 클램핑 경사부(6)의 형상과 합치되는 윤곽을 가지며 형태-끼워 맞춤 방식으로 외측 링(2) 내에 보유되는 롤러 프리휠.
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제1항에 있어서, 각각의 경우 하나의 스프링(5)이 웨브(13)에 스냅 결합되는 롤러 프리휠.
제5항에 있어서, 웨브(13)는 스프링(5)을 보유하도록 작용하는 개구(14)를 갖는 롤러 프리휠.
제1항에 있어서, 웨브(13)는 클램핑 롤러(4)용 정지부를 형성하는 롤러 프리휠.
제7항에 있어서, 각각의 웨브(13)는 반경 방향 평면으로 연장되는 중심부(17)와 상기 중심부(17)로부터 소정의 각을 이루며 멀어지는 적어도 하나의 보유 돌출부(18)를 갖는 롤러 프리휠.
제1항 또는 제2항에 있어서, 스프링(5)은 절첩 판 스프링으로서 구성되는 롤러 프리휠.
제1항 또는 제2항에 있어서, 케이지(3)는 디스크 형상의 금속 박판 블랭크(8)로부터 제조되고 표면적의 사용률이 적어도 30%인 롤러 프리휠.
제1항 또는 제2항에 있어서, 외측 링은 원주 방향으로 인접한 클램핑 경사부(6)들 사이에 축방향 그루브(19)를 갖는 롤러 프리휠.