WO2014082631A1 - Freilaufkäfig - Google Patents

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WO2014082631A1
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freewheel
clamping
rings
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Inventor
Alexander Reimchen
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/064—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls
    • F16D41/066—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical
    • F16D41/067—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by rolling and having a circular cross-section, e.g. balls all members having the same size and only one of the two surfaces being cylindrical and the members being distributed by a separate cage encircling the axis of rotation

Definitions

  • the invention relates to a freewheel cage, for example for use in clamping roller freewheels.
  • BACKGROUND OF THE INVENTION DE 10 2009 037 255 A1 discloses a freewheel cage which comprises a base body.
  • the main body has several distributed over the circumference arranged cage pockets.
  • the cage pockets serve to accommodate sprags or pinch rollers.
  • Spring elements serve to spring the clamping bodies or clamping rollers.
  • One of the two cage rings is designed in such a way that its outer edge shape has a shape corresponding to the course of the clamping ramp.
  • a freewheel cage which has a main body.
  • an edge disk is provided on the base body.
  • the edge disk is formed as a separate component and can be connected to the base body, for example by means of welding or riveting.
  • An outer edge shape of the edge disc is adapted to the course of the clamping ramps.
  • a freewheel cage for clamping body is known.
  • the freewheel cage has a plurality of cage pockets arranged distributed over the circumference, in which clamping bodies are arranged.
  • the clamp bodies are guided by the edges of the cage pockets.
  • the freewheel cage has a cylindrical outer edge shape.
  • Object of the present invention is to provide a freewheel cage, which is inexpensive to produce.
  • a freewheel cage with a base body, wherein the base body has two cage rings, which are arranged around a common axis and extending axially between the two cage rings cage webs, whereby cage pockets are formed and wherein the cage rings and the cage webs are integrally formed with each other and that one of the two cage rings has an integrally formed radially projecting member so that it serves to prevent rotation in a freewheel.
  • Freewheel cages are used in various freewheeling applications.
  • the freewheel cage itself serves to accommodate sprags / pinch rollers and spring elements.
  • free I are arranged on karfige between a drive part and a driven part, while the freewheel cage is rotatably connected either to the drive part or the output part.
  • the cage rings forming the base body and the cage webs are formed integrally with one another and, moreover, one of the cage rings has an integrally formed projecting element.
  • the one-piece design of the base body has the advantage that manufacturing steps and manufacturing costs can be reduced, since welding, riveting, etc. of the individual components, such as cage rings and cage webs, is eliminated.
  • a plurality of distributed over the circumference arranged protruding elements ie, for example, each cage pocket a protruding element can be assigned.
  • the protruding element serves on the one hand, because freewheel cage in a freewheel to secure against rotation.
  • an accurate positioning of the freewheel cage can be achieved in a freewheel during assembly by means of the protruding element. As a result, errors during assembly, such as bent cage bars or compressed springs can be avoided.
  • an outer contour of the protruding element has a contour adapted to a clamping ramp.
  • the protruding element engage in an area of the clamping ramp of a freewheel, whereby the freewheel cage is secured against rotation.
  • the protruding element is designed such that the outer contour of the protruding element corresponds to the recess formed by the clamping ramp. It is also possible to make the outer contour such that it corresponds to the entire course or a partial course of the clamping ramp.
  • the base body is made of a steel strip and ends of the body are welded together.
  • the cage pockets are stamped into a profiled cage steel band.
  • the steel strip is separated at the appropriate length and then bent.
  • the ends are welded together.
  • the protruding elements integrally formed on a cage ring are bent in the appropriate direction.
  • the base body has a W-shaped profile cross-section.
  • the freewheel cage can be provided in a clamping roller freewheel.
  • the pinch roller freewheel has a ring which has clamping ramps and a freewheel cage arranged adjacent to the ring.
  • clamping rollers and spring elements are provided, wherein the spring elements, the clamping rollers against the clamping ramps spring.
  • the ring may be formed as an outer or inner ring.
  • the protruding element of the freewheel cage engages in a recess formed by the clamping ramp. This is made possible by the corresponding outer contour of the protruding element.
  • the spring element can be fastened with one end to a cage web.
  • the spring element can be fastened to the cage, for example by means of a snap connection or by hooking on the cage.
  • Freewheels can be used in various industrial and automotive areas, such as starter units or transmissions in the automotive industry.
  • the ring of the freewheel can be designed as an outer ring or inner ring. The mode of action is the same for both a freewheel with outer ring and a freewheel with inner ring.
  • FIG. 1 is a perspective view of a freewheel cage according to the invention
  • Fig. 2 is a perspective view of a freewheel cage according to the invention
  • Fig. 3 is a longitudinal section through a freewheel with an inventive
  • FIG. 1 shows a freewheel cage 1 according to the invention.
  • the freewheel cage 1 has a base body 1 a.
  • the main body 1 a has two cage rings 2, 3. Between the cage rings 2, 3 extend cage bars 4, which together form cage pockets 5.
  • the cage rings 2, 3 and the cage bars 4 are integrally formed with each other.
  • the cage webs 4 have a W-shaped profile cross-section.
  • the cage ring 2 has a cylindrical outer contour.
  • the cage ring 3 has a cylindrical outer contour and, moreover, has a plurality of protruding elements 6 arranged distributed over the circumference.
  • the projecting element 6 is integrally formed on the cage ring 3.
  • the protruding elements 6 serve u.a. to prevent rotation in a freewheel.
  • the protruding elements 6 are arranged in the area of the cage pockets 5, but the protruding elements 6 do not extend over the entire length of the cage pockets 5.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a freewheel 10 with a freewheel cage 1 according to the invention.
  • the freewheel 10 on an outer ring 1 which is formed as a cylindrical part.
  • clamping ramps 12 are formed, which form a clamping gap 15 with a cylindrical path of a component, not shown, for example, a shaft.
  • the nip 15 forms on the one hand a bottleneck 16.
  • the spring elements 7 spring the pinch rollers 8 against the clamping ramps 12, ie the pinch rollers 8 are clamped in the nip 15.
  • the Klennnnspalt 15 formed by the Klennnrannpe 12 forms a recess 13 from. In the recess 13, the protruding element 6 of the freewheel cage 1 engages.
  • the outer contour 14 of the protruding element 6 is adapted to this area of the clamping ramp 12.

Abstract

Freilaufkäfig mit einem Grundkörper (1a), wobei der Grundkörper (1a) zwei Käfigringe (2, 3) aufweist, welche um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und wobei sich axial zwischen den beiden Käfigringen (2, 3) Käfigstege (4) erstrecken, wodurch Käfigtaschen (5) ausgebildet werden, wobei die Käfigringe (2, 3) und die Käfigstege (4) einstückig miteinander ausgebildet sind und dass einer der beiden Käfigringe (2, 3) ein einstückig angeformtes radial abstehendes Element (6) so aufweist, dass es zur Verdrehsicherung in einem Freilauf (10) dient.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Freilaufkäfig Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Freilaufkäfig, beispielsweise zur Anwendung in Klemmrollenfreiläufen.
Hintergrund der Erfindung Aus der DE 10 2009 037 255 A1 ist ein Freilaufkäfig bekannt, welcher einen Grundkörper umfasst. Der Grundkörper weist mehrer über den Umfang verteilt angeordneter Käfigtaschen auf. Die Käfigtaschen dienen zur Aufnahme von Klemmkörpern bzw. Klemmrollen. Zur Anfederung der Klemmkörper bzw. Klemmrollen dienen Federelemente. Einer der beiden Käfigringe ist derart aus- gebildet, dass dessen Außenrandform eine an den Klemmrampenverlauf entsprechende Form aufweist.
Die DE 10 2008 037 972 A1 offenbart einen Freilaufkäfig, welcher einen Grundkörper aufweist. Zur Befestigung des Grundkörpers an einem Freilauf ist an dem Grundkörper eine Randscheibe vorgesehen. Die Randscheibe ist als ein separates Bauteil ausgebildet und kann beispielsweise mittels Schweißen oder Nieten mit dem Grundkörper verbunden werden. Eine Außenrandform der Randscheibe ist an den Verlauf der Klemmrampen angepasst.
Aus der DE 10 2008 030 017 A1 ist ein Freilaufkäfig für Klemmkörper bekannt. Der Freilaufkäfig weißt mehrere über den Umfang verteilt angeordneter Käfigtaschen auf, in denen Klemmkörper angeordnet sind. Die Klemmkörper werden mittels der Ränder der Käfigtaschen geführt. Der Freilaufkäfig weist eine zylindrische Außenrandform auf.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Freilaufkäfig bereitzustellen, welcher kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Freilaufkäfig mit ei- nem Grundkörper, wobei der Grundkörper zwei Käfigringe aufweist, welche um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und wobei sich axial zwischen den beiden Käfigringen Käfigstege erstrecken, wodurch Käfigtaschen ausgebildet werden und wobei die Käfigringe und die Käfigstege einstückig miteinander ausgebildet sind und dass einer der beiden Käfigringe ein einstückig angeform- tes radial abstehendes Element so aufweist, dass es zur Verdrehsicherung in einem Freilauf dient.
Freilaufkäfige finden in verschiedenen Freilaufarten Anwendung. Der Freilaufkäfig selbst dient zur Aufnahme von Klemmkörpern/ Klemmrollen und Feder- elementen. Meist sind Frei I auf käf ige zwischen einem Antriebsteil und einem Abtriebsteil angeordnet, dabei ist der Freilaufkäfig entweder mit dem Antriebsteil oder dem Abtriebsteil drehfest verbunden.
Bei dem erfindungsgemäßen Freilaufkäfig sind die den Grundkörper ausbil- denden Käfigringe und die Käfigstege einstückig miteinander ausgebildet und zudem weist einer der Käfigringe ein einstückig angeformtes abstehendes E- lement auf. Die einstückige Ausbildung des Grundkörpers hat den Vorteil, dass Fertigungsschritte und Herstellkosten reduziert werden können, da dass miteinander verschweißen, vernieten etc. der einzelnen Bauteile, wie etwa Käfig- ringe und Käfigstege, entfällt.
Von Vorteil sind mehrere über den Umfang verteilt angeordnete abstehende Elemente, d.h. dass beispielsweise jeder Käfigtasche ein abstehendes Element zugeordnet sein kann. Das abstehende Element dient zum einen dazu, denn Freilaufkäfig in einem Freilauf gegen Verdrehen zu sichern. Zum anderen kann mittels des abstehenden Elementes eine genaue Positionierung des Freilaufkäfigs in einem Freilauf bei der Montage erzielt werden. Dadurch können Fehler bei der Montage, wie beispielsweise verbogene Käfigstege oder auch gestauchte Federn, vermieden werden.
In einer bevorzugten Ausbildung weist eine Außenkontur des abstehenden Elementes eine an eine Klemmrampe angepasste Kontur auf. Dadurch kann das abstehende Element in einen Bereich der Klemmrampe eines Freilaufes eingreifen, wodurch der Freilaufkäfig verdrehgesichert wird. Vorzugsweise ist das abstehende Element derart ausgebildet, dass die Außenkontur des abstehenden Elementes, der durch die Klemmrampe ausgebildeten Ausnehmung entspricht. Es ist auch möglich die Außenkontur derart zu gestalten, dass diese dem gesamten Verlauf oder einem teilweisen Verlauf der Klemmrampe entspricht.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Grundkörper aus einem Stahlband hergestellt und Enden des Grundkörpers sind miteinander verschweißt. Durch die Herstellung des Grundkörpers aus einem Stahlband, ist es möglich, dass unterschiedliche Käfigdurchmesser kostengünstig herstellbar sind. In ein profiliertes Käfigstahlband werden die Käfigtaschen eingestanzt. Das Stahlband wird bei der entsprechenden Länge getrennt und darauffolgend gebogen. Die Enden werden miteinander verschweißt. Die einstückig an einem Käfigring ausgebildeten abstehenden Elemente werden in die entsprechende Richtung gebogen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Grundkörper einen W-förmigen Profilquerschnitt auf.
Vorzugsweise kann der Freilaufkäfig in einem Klemmrollenfreilauf vorgesehen sein. Der Klemmrollenfreilauf weist einen Ring, welcher Klemmrampen hat, und einem zum Ring benachbart angeordneten Freilaufkäfig auf. In dem Freilaufkä- fig sind Klemmrollen und Federelemente vorgesehen sind, wobei die Feder- elemente die Klemmrollen gegen die Klemmrampen anfedern. Der Ring kann als Außen- oder Innenring ausgebildet sein. Bevorzugterweise greift das abstehende Element des Freilaufkäfigs in eine durch die Klemmrampe gebildete Ausnehmung ein. Dies wird durch die entsprechende Außenkontur des abstehenden Elementes ermöglicht.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Federelement mit einem Ende an einem Käfigsteg befestigbar. Das Federelement kann beispielsweise mittels Schnappverbindung an dem Käfig oder durch einhaken an dem Käfig befestigt werden. Es sind jedoch auch andere Verbindungsmöglichkeiten denkbar. Freiläufe können in verschiedenen Industrie- und Automotivgebieten Anwendung finden, wie beispielsweise in Startereinheiten oder Getrieben der KFZ- Industrie. Je nach Anwendung kann der Ring des Freilaufs als Außenring oder Innenring ausgebildet sein. Die Wirkungsweise ist sowohl bei einem Freilauf mit Außenring als auch bei einem Freilauf mit Innenring gleich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von drei Figuren dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Freilaufkäfigs,
Fig. 2 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Freilaufkäfigs, und Fig. 3 eine Längsschnitt durch einen Freilauf mit einem erfindungsgemäßen
Freilaufkäfig. Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Freilaufkäfig 1 . Der Freilaufkäfig 1 weist einen Grundkörper 1 a auf. Der Grundkörper 1 a weist zwei Käfigringe 2, 3 auf. Zwischen den Käfigringen 2, 3 erstrecken sich Käfigstege 4, welche zusammen Käfigtaschen 5 ausbilden. Die Käfigringe 2, 3 und die Käfigstege 4 sind einstückig miteinander ausgebildet. Die Käfigstege 4 weisen einen W- förmigen Profilquerschnitt auf. Die Käfigring 2 weist eine zylindrische Außenkontur auf. Der Käfigring 3 weist eine zylindrische Außenkontur auf und zudem weist dieser mehrere über den Umfang verteilt angeordnete abstehende Elemente 6 auf. Das abstehende E- lement 6 ist dabei einstückig an dem Käfigring 3 angeformt. Die abstehenden Elemente 6 dienen u.a. zur Verdrehsicherung in einem Freilauf. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die abstehenden Elemente 6 im Bereich der Käfigtaschen 5 angeordnet, wobei sich die abstehenden Elemente 6 jedoch nicht über die gesamte Länge der Käfigtaschen 5 erstrecken.
Aus Figur 2 ist ersichtlich, dass in den Käfigtaschen 5 Federelemente 7 und Klemmrollen 8 vorgesehen sind. Die Federelemente 7 stützen sich an den Käfigstegen 4 ab. Die Federelemente 7 sind in diesem Ausführungsbeispiel als mehrfach gefaltete Blattfedern 9 ausgebildet.
Figur 3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Freilauf 10 mit einem erfindungs- gemäßen Freilaufkäfig 1 .
Wie zu erkennen ist, weist der Freilauf 10 einen Außenring 1 1 auf, welcher als ein zylindrisches Teil ausgebildet ist. An der Innenoberfläche des Außenrings 1 1 sind Klemmrampen 12 ausgebildet, welche mit einer zylindrischen Bahn eines nicht dargestellten Bauteils, beispielsweise einer Welle, einen Klemmspalt 15 ausbilden. Der Klemmspalt 15 bildet auf der einen Seite eine Engstelle 16 aus. Die Federelemente 7 federn die Klemmrollen 8 gegen die Klemmrampen 12 an, d.h. die Klemmrollen 8 werden in dem Klemmspalt 15 verklemmt. Auf der anderen Seite bildet der durch die Klennnnrannpe 12 entstehende Klennnnspalt 15 eine Ausnehmung 13 aus. In die Ausnehmung 13 greift das abstehende Element 6 des Freilaufkäfigs 1 ein. Dazu ist die Außenkontur 14 des abstehenden Elementes 6 an diesen Bereich der Klemmrampe 12 ange- passt.
Bezugszeichenliste
I Freilauf käf ig
1 a Grundkörper
2 Käfig ring
3 Käfigring
4 Käfigtsteg
5 Käfigtaschen
6 abstehendes Element
7 Federelemente
8 Klemmrollen
9 Blattfedern
10 Freilauf
I I Außenring
12 Klemmrampen
3 Ausnehmung
14 Außenkontur
15 Klemmspalt
16 Engstelle

Claims

Patentansprüche
Freilaufkäfig mit einem Grundkörper (1 a), wobei der Grundkörper (1 a) zwei Käfigringe (2, 3) aufweist, welche um eine gemeinsame Achse angeordnet sind und wobei sich axial zwischen den beiden Käfigringen (2, 3) Käfigstege (4) erstrecken, wodurch Käfigtaschen (5) ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Käfigringe (2, 3) und die Käfigstege (4) einstückig miteinander ausgebildet sind und dass einer der beiden Käfigringe (2, 3) ein einstückig angeformtes radial abstehendes Element (6) so aufweist, dass es zur Verdrehsicherung in einem Freilauf (10) dient.
Freilaufkäfig nach Anspruch 1 , wobei eine Außenkontur (14) des abstehenden Elementes (6) eine an eine Klemmrampe (12) angepasste Kontur aufweist.
Freilaufkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (1 a) aus einem Stahlband herstellbar ist und wobei Enden des Grundkörpers (1 a) miteinander verschweißt sind.
Freilaufkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (1 a) einen W-förmigen Profilquerschnitt aufweist.
Klemmrollenfreilauf, aufweisend einen Ring (1 1 ) und einem zum Ring benachbart (1 1 ) angeordneten Freilaufkäfig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ring (1 1 ) mit Klemmrampen (12) versehen ist und wobei in dem Freilaufkäfig Klemmrollen (8) und Federelemente (7) vorgesehen sind, wobei die Federelemente (7) die Klemmrollen (8) gegen die Klemmrampen (12) anfedern.
6. Klennnnrollenfreilauf mit einem Freilaufkäfig nach Anspruch 5, wobei das abstehende Element (6) in eine durch die Klemmrampe (12) ausgebildete Ausnehmung (13) eingreift. 7. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 5, wobei das Federelement (7) mit einem Ende an einem Käfigsteg (4) befestigbar ist.
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