Freilaufqetriebe Freewheel gear
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Freilaufgetriebe zur Übertragung einer Dreh¬ bewegung in einem oder beiden Drehsinnen, bei weichem ein gesperrtes Rad und ein Freischaltrad derart zusammenwirken, daß eine Drehung des Freischaltrads das Sperrad freigibt.The present invention relates to a freewheel transmission for transmitting a rotary movement in one or both directions of rotation, in which a locked wheel and an unlocking wheel interact in such a way that rotation of the unlocking wheel releases the locking wheel.
Bekannte Freilaufgetnebe verwenden radial auf einer Innenwelle liegende Klemm¬ korper, die vom Sperrad umfaßt und von Klauen gehalten werden, wobei das außen liegende Sperrad Keilflächen (Schragflächen) aufweist, über die Kraft¬ schluß zwischen Welle und Sperrad herstellbar ist. Die Klauen können die Klemm¬ korper aus der Klemmung freigeben, d.h. aus den Keilen drucken, um Freilauf herzustellen, siehe z.B. die EP 0 497 007 A1Known Freilaufgetnebe use radially on an inner shaft clamping bodies which are encompassed by the ratchet wheel and are held by claws, the outer ratchet wheel having wedge surfaces (inclined surfaces) by means of which the connection between shaft and ratchet wheel can be produced. The claws can release the clamping bodies from the clamping, i.e. print from the wedges to produce freewheel, see e.g. EP 0 497 007 A1
Weitere radial wirkende Freilaufgetriebe sind z.B. in der DE 38 38 732 A1 , US 2.583,428. DE-PS 121733 und der UK 2, 154,677 A beschreibenOther radially acting freewheels are e.g. in DE 38 38 732 A1, US 2,583,428. DE-PS 121733 and UK 2, 154.677 A describe
Nachteilig an einer solchen Losung ist unter anderem die Tatsache, daß die Klemmkräfte lediglich radial wirken, so daß Festigkeitsprobleme am Sperrad auf¬ treten können. Zum weiteren ist ein komplizierter, kostenaufwendiger Aufbau mit ineinandergreifenden Teilen erforderlich.One disadvantage of such a solution is the fact that the clamping forces only act radially, so that strength problems can arise on the ratchet wheel. Furthermore, a complicated, costly structure with interlocking parts is required.
Ein axial wirkendes, sperrbares Freilaufgetriebe ist aus der US 3,358.962 bekannt. Dabei wird das von einem Hebel erzeugte Drehmoment über zwei Stifte an die Sperrglieder weitergeleitet, die dadurch aus einem Klemmkeil zwischen einer Sperrscheibe und einer Unterlage gelöst und danach weiter gegen Anschläge der Sperrscheibe gelangen und dadurch das Getriebe entkuppeln. Die Sperrscheibe ist mit einer Welle starr verbunden, welche die vom Hebel bewirkte
Drehbewegung überträgt. Da die Stifte gleichzeitig die Auslösung der KlemmKör- per aus den Sperrκeιlen und der Übertragung des Drehmomentes dienen, ent¬ steht hier der Nachteil, daß die Stifte einer sehr hohen Belastung ausgesetzt sind. Die US 3,358,962 sieht daher einen zusatzlichen Stift und eine Übermaßbohrung vor (Figur 19).An axially acting, lockable freewheel gear is known from US 3,358,962. The torque generated by a lever is forwarded to the locking members via two pins, which are thereby released from a clamping wedge between a locking washer and a base and then continue to come against stops of the locking washer and thereby uncouple the transmission. The lock washer is rigidly connected to a shaft which causes the lever Transmits rotary motion. Since the pins serve at the same time to release the clamping bodies from the locking elements and to transmit the torque, the disadvantage arises here that the pins are exposed to a very high load. US 3,358,962 therefore provides an additional pin and an oversize hole (FIG. 19).
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Konstruktion zu finden, mit deren Hilfe und bei einfachen konstruktiven Mitteln sehr viei höhere Drehmomente übertragbar sind.The present invention has therefore set itself the task of finding a construction with the help of which and with simple structural means very much higher torques can be transmitted.
Die Losung dieser Aufgabe gelingt mit einem Freilaufgetriebe, das die Merkmale des Hauptanspruches aufweist, vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den UnteranspruchenThe solution to this problem is achieved with a freewheel gear, which has the features of the main claim, advantageous embodiments can be found in the subclaims
Die Klemmkorper sind dabei walzenförmig oder auch halbwalzenförmig gestaltet, d.h. sie wirken über eine Ausrundung mit den bei beidseitiger Ausfuhrung dach¬ förmigen Keilflächen zusammen, wobei die Gegenseite der Ausrundung grund¬ sätzlich eine andere Ausrundung oder eine Abflachung aufweisen könnenThe sprags are cylindrical or semi-cylindrical, i.e. they interact via a fillet with the wedge-shaped surfaces that are roof-shaped on both sides, whereby the opposite side of the fillet can in principle have a different fillet or a flattening
Die wesentlichen Teile sind sehr einfach und kostengünstig herstellbar. Das Frei¬ schaltrad ist eine Scheibe mit z.B. eingefrästen Vertiefungen, die Klemmelemente sind als Walzen einfache Rundprofilabschnitte, das Sperrad kann wiederum eine einfache Scheibe sein in welche die Keilflächen eingesenkt sind.The essential parts are very simple and inexpensive to manufacture. The release wheel is a disc with e.g. milled recesses, the clamping elements are simple round profile sections as rollers, the ratchet wheel can in turn be a simple disc into which the wedge surfaces are recessed.
Soll ein Klemmen nur in einer Drehrichtung bewirkt werden, so ist auch lediglich nur eine Keiifläche und ein Klemmkorper erforderlich. Der häufigste Anwendungs¬ fall bezieht sich jedoch auf das Sperren und Freischaiten (Entkuppeln) in beiden Drehsinnen.
Soli das Freischaltrad lediglich an das Sperrad gekuppelt und bei Bedarf freigege¬ ben werden, so können die Klemmkorper gegen eine in der Ausnehmung lie¬ gende Basis des Freischaltrades geklemmt werden um Kraftschluß zwischen bei¬ den Radern herzustellenIf clamping is only to be effected in one direction of rotation, then only one wedge surface and one clamping body are required. However, the most common application ¬ case refers to locking and Freischaiten (disconnection) in both rotational senses. If the release wheel is only coupled to the ratchet wheel and released if necessary, the clamping bodies can be clamped against a base of the release wheel lying in the recess in order to establish a frictional connection between the two wheels
Vorgezogen wird jedoch eine Losung, bei welcher die Ausnehmungen Durchbrü¬ che sind und die Klemmkorper von den Keilflächen gegen eine Klemmscheibe gedruckt werdenHowever, a solution is preferred in which the recesses are openings and the clamping bodies are pressed against a clamping disk by the wedge surfaces
Zwischen Freischaltrad und Sperrad können Mitnehmer angeordnet sein, die ein geringes Spiel zwischen den Rädern lassen. Wird bei einer solchen Losung daher das Freischaltrad gedreht, so drücken die Seitenflanken der Ausnehmung des Freischaltrades die Klemmkörper gegen die Feder aus dem Klemmkeil und entsperren das Sperrad, wonach die Mitnehmer das Sperrad im gleichen Drehsinn mitnenmen. wie das Freischaltrad gedreht wird. Derart hergestellte Getriebe kön¬ nen daher z.B in der Automobilindustπe bei der Herstellung von Sitzen verwendet werαen. da ein solches Getriebe selbsthemmend ist d h eine Verstellung z B. der Ruckenlehne lediglich das Drehen des Freischaltrades erfordert, nach dessen Stillstand diese jedoch fest bleibt. Derartige selbsthemmende Getriebe sind nach dem Stand der Technik nur wesentlich aufwendiger herzustellen Dabei ist die Klemmscheibe auf der Welle freidrehend gelagert und mit dem Sitzrahmen oder dergleichen Halterung verbunden, denen gegenüber eine Verstellung vorge¬ nommen werden soll.Carriers can be arranged between the release wheel and the ratchet wheel, which leave little play between the wheels. If the unlocking wheel is therefore rotated in such a solution, the side flanks of the recess of the unlocking wheel press the clamping bodies against the spring from the clamping wedge and unlock the ratchet wheel, after which the drivers take the ratchet wheel along in the same direction of rotation. how the unlocking wheel is turned. Gearboxes produced in this way can therefore be used, for example, in the automotive industry in the manufacture of seats. Since such a transmission is self-locking, an adjustment of the backrest, for example, merely requires the unlocking wheel to be turned, but remains stationary after it has stopped. Such self-locking gears are only considerably more complex to manufacture according to the prior art. The clamping disk is mounted on the shaft in a freely rotating manner and is connected to the seat frame or the like holder, to which an adjustment is to be made.
Die Mitnehmer können in einfacher Weise Laschen sein, die durch Einschlitzen in das Freischaltrad oder das Sperrad und rechtwinkliges Umbiegen gebildet wer¬ den wobei die Umbiegung in Taschen des gegenüberliegenden Rades eingreifen.
Das Sperrad ist dabei vorzugsweise mit der Welle drehfest verbunαen. Um die übertragbaren Momente wesentlich zu erhöhen, kann die Klemmkraft dadurch gesteigert werden, daß das Sperrad an beiden Seiten Klemmkeiie aufweist, gegen die dann beidseitig Freischalträder und Klemmscheiben anliegen. Die Klemmflächen schließen unter einem spitzen Winkel von vorzugsweise etwa 10° an die Seitenflächen des Sperrades an, sie bilden unter Sperrwirkung in beiden Drehsinnen eine dachförmige Vertiefung.The drivers can be tabs in a simple manner, which are formed by slitting into the unlocking wheel or the ratchet wheel and bending at right angles, the bending engaging in pockets on the opposite wheel. The ratchet wheel is preferably non-rotatably connected to the shaft. In order to significantly increase the transmissible moments, the clamping force can be increased in that the ratchet wheel has clamping sides on both sides, against which release wheels and clamping disks then rest on both sides. The clamping surfaces adjoin the side surfaces of the ratchet wheel at an acute angle of preferably approximately 10 °, they form a roof-shaped depression under the locking action in both directions of rotation.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung naher erläutert.The present invention is explained in more detail with reference to the accompanying figures.
Dabei zeigenShow
Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung von ihrer Schmalseite undFigure 1 shows a device according to the invention from its narrow side and
Figur 2 einen Schnitt durch Figur 1FIG. 2 shows a section through FIG. 1
Figur 3 eine gedoppelte Ausführung.Figure 3 shows a double version.
Figur 1 zeigt auf einer Welle 1 eine erste Scheibe 6 und auf einem Endgewinde 4 eine Mutter 17 mit einer Scheibe 18. zwischen denen das erfindungsgemäße Freilaufgetriebe gehalten ist. Dieses besteht aus dem Sperrad 5, in deren dem Freischaltrad 2 bzw. der Klemmscheibe 16 zugekehrten Oberfläche (Innenfläche 20) für eine Sperrung in beiden Drehsinnen Paare von Keilflächen 10 eingeformt sind, die zusammen eine dachförmige Vertiefung 9 bilden. Das Sperrad 5 besitzt weiterhin periphere Taschen 12.Figure 1 shows on a shaft 1 a first washer 6 and on an end thread 4 a nut 17 with a washer 18 between which the freewheel gear according to the invention is held. This consists of the ratchet wheel 5, in whose surface facing the unlocking wheel 2 or the clamping disc 16 (inner surface 20) for blocking in both directions of rotation pairs of wedge surfaces 10 are formed, which together form a roof-shaped depression 9. The ratchet wheel 5 also has peripheral pockets 12.
Neben dem Sperrad 5 liegt das Freischaltrad 2, das mit einer Zahnung 19 verse¬ hen sein kann. Dieses weist in seinem inneren Ausnehmungen 3 mit Seitenflan¬ ken 14 auf, zwischen denen die Klemmkörper 7 ruhen, die von einer Feder 1 1 distanziert und sowohl gegen die Keilflächen 10, als auch beim Freischalten gegen die Seitenflanken 14 gedrückt werden,
Wie αargestellt sind die Ausnehmungen 3 vorzugsweise durchbrochen und neben dem Freischaltrad 2 ist eine Klemmscheibe 16 angeordnet, so daß die Klemmkor¬ per 7 von den Keilflächen 10 beim Klemmen gegen deren Innenflache 20 gedruckt werden, wobei die Klemmscheibe 16 ortsfest verbliebt d h z B mit dem Rahmen eines Kraftfahrzeugsitzes über Streben 21 verbunden ist Das Sperrad 5 ist weiterhin drehfest an die Welle 1 angeschlossenNext to the ratchet wheel 5 is the release wheel 2, which can be provided with teeth 19. This has in its inner recesses 3 with side flanks 14, between which the clamping bodies 7 rest, which are spaced apart by a spring 11 and are pressed both against the wedge surfaces 10 and, when released, against the side flanks 14, As shown, the recesses 3 are preferably perforated and a clamping disk 16 is arranged next to the release wheel 2, so that the clamping bodies 7 are pressed by the wedge surfaces 10 when clamping against their inner surface 20, the clamping disk 16 remaining stationary, ie B with the frame of a motor vehicle seat is connected via struts 21. The ratchet wheel 5 is also connected to the shaft 1 in a rotationally fixed manner
Aus dem Freischaltrad 2 sind Laschen 15 ausgebogen die mit seitlichem Spiel in die in das Sperrad 5 eingeformten Taschen 12 eingreifen Beim Verdrehen des Sperrades 5 sperrt dieses sofort und damit die Welle 1 bei paarweiser Anordnung der Klemmkorper 7 und der Keilflächen 10 in beiden Richtungen Laßt man hinge¬ gen ein Drehmoment auf das Freischaltrad 2 einwirken, so losen die in Drehrich¬ tung anliegenden Seitenflanken 14 der Ausnehmungen 3 die Klemmkorper 7 aus der Verkeilung und die Sperre wird aufgehoben Hierzu ist zwischen Freischaltrad 2 und Sperrad 5 ein geringes Spiel erforderlich so daß erst nach dessen Über¬ windung die Laschen 15 über die in das Sperrad 5 eingelassenen Taschen 12 das Drehmoment vom Freischaltrad 2 auf das Sperrad und wenn dieses drehfest mit der Welle 1 verbunden ist auf diese übertragenTabs 15 are bent out of the unlocking wheel 2 and engage with side play in the pockets 12 formed in the ratchet wheel 5. When the ratchet wheel 5 is rotated, it locks immediately and thus the shaft 1 when the clamping bodies 7 and the wedge surfaces 10 are arranged in pairs in both directions however, a torque acts on the unlocking wheel 2, the side flanks 14 of the recesses 3 lying in the direction of rotation loosen the clamping bodies 7 from the wedging and the lock is released. For this purpose, a slight play is required between the unlocking wheel 2 and the locking wheel 5 so that only after overcoming the tabs 15 via the pockets 12 inserted into the ratchet wheel 5, the torque from the release wheel 2 to the ratchet wheel and if this is connected to the shaft 1 in a rotationally fixed manner, it is transmitted to the latter
Figur 2 zeigt das Sperrad 5 mit den in dessen Seitenflache 22 eingeformten dachförmigen durch die Keilflächen 10 gebildeten Vertiefungen sowie den hier peπpher angeordneten Taschen 12 in welche die Laschen 15 des dahinter liegen¬ den Freischaltrades 2 mit seitlichem Spiei eingreifen Die Sperrscheibe 5 ist mit der Welle 1 verzahnt oder auf andere Weise mechanisch verbundenFIG. 2 shows the ratchet wheel 5 with the roof-shaped depressions formed in its side surface 22 by the wedge surfaces 10 as well as the pockets 12 arranged here in which the tabs 15 of the unlocking wheel 2 behind it engage with lateral spies. The ratchet disc 5 is with the shaft 1 toothed or otherwise mechanically connected
In der gewählten Ansicht des Schnittes A-A ist über dem Sperrad 5 das Freischalt¬ rad 2 erkennbar das die Ausnehmungen 3 besitzt, in denen als Klemmkorper 7
jeweils Paare in Form von Walzen liegen, die durch die Federn 1 1 auseinander¬ gehalten werden wobei deren Mittelachsen parallel zur Seitenfläche 22 des Sper¬ rades 5 liegen Das Freischaltrad 2 ist gegenüber der Welle 1 frei drehbar Die Walzenpaare sowie die Keilflachen 10 sind symmetrisch über die Anordnung ver¬ teilt, vorzugsweise sind drei Walzenpaare und Keilflächen 10 vorgesehen Die Mittelachsen der Walzen liegen in einer senkrecht zur Mittelachse ausgerichteten Ebene so daß die Sperrwirkung in Axialrichtung ausgeübt wirdIn the selected view of the section AA, the unlocking wheel 2 can be seen above the ratchet wheel 5, which has the recesses 3, in which the clamping body 7 each have pairs in the form of rollers which are held apart by the springs 1 1, the central axes of which lie parallel to the side surface 22 of the ratchet wheel 5. The unlocking wheel 2 can be freely rotated with respect to the shaft 1 distributes the arrangement, preferably three roller pairs and wedge surfaces 10 are provided. The central axes of the rollers lie in a plane oriented perpendicular to the central axis so that the locking action is exerted in the axial direction
Da der Winkel zwischen der Knieflache und der Radseitenflache gering ist (vorzugsweise etwa 10°) wird somit nahezu die gesamte, zum Sperren erforderli¬ che Kraft axial vom Sperrad 5 aufgefangen und ebenso über die Endmutter 17 (Figur 1 ) an die Welle 1 abgegeben, Die Konstruktion ist ausgesprochen robust, unaufwendig und somit kostengünstigSince the angle between the knee surface and the wheel side surface is small (preferably about 10 °), almost all of the force required for locking is axially absorbed by the locking wheel 5 and also delivered to the shaft 1 via the end nut 17 (FIG. 1). The construction is extremely robust, inexpensive and therefore inexpensive
Figur 3 zeigt, daß man auch zur Erhöhung der übertragbaren Momente zwei Frei- schaltrader 2 gegen ein Sperrad 5 anlegen kann wobei dann vorteilhaft die Laschen 15 die beiden Freischattrader 2 ebenfalls miteinander verbinden so daß nur eines betätigt zu werden braucht um das Sperrad zu drehen Die Klemmkor¬ per 7 wirken hier auf zwei Klemmscheiben 16 ein insgesamt zeichnet sich die erfindungsgemaße Konstruktion dadurch aus daß bei sehr kleiner Bauweise sehr hohe Kräfte übertragen werden können
FIG. 3 shows that two release wheels 2 can also be placed against a ratchet wheel 5 in order to increase the transmissible moments, in which case the tabs 15 advantageously also connect the two release wheels 2 with one another so that only one has to be actuated in order to turn the ratchet wheel Klemmkor¬ per 7 act here on two clamping disks 16 overall, the construction according to the invention is characterized in that, with a very small construction, very high forces can be transmitted
BezuqszeichenlisteReference list
1 Welle1 wave
2 Freischaltrad2 release wheel
3 Ausnehmungen3 recesses
4 Endgewinde4 end threads
5 Sperrad5 ratchet wheel
6 erste Scheibe6 first disc
7 Klemmkorper7 clamps
8 Mittelachsen8 central axes
9 Vertiefung9 deepening
10 Keilflächen10 wedge surfaces
1 1 Federn1 1 feathers
12 Taschen12 pockets
13 Mitnehmer13 carriers
14 Seitenflanken14 side edges
15 Laschen15 tabs
16 Klemmscheibe16 clamping disc
17 Mutter17 mother
18 zweite Scheibe18 second disc
19 Zahnung19 toothing
20 Innenflache20 inner surface
21 Streben21 striving
22 Seitenfläche
22 side surface