WO2024008229A1 - Freilaufvorrichtung mit gleitschuhen und einem an den gleitschuhen geführten käfig - Google Patents

Freilaufvorrichtung mit gleitschuhen und einem an den gleitschuhen geführten käfig Download PDF

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WO2024008229A1
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WO
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freewheel
cage
sliding shoe
flanks
sliding shoes
Prior art date
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PCT/DE2023/100442
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Inventor
Alexander Reimchen
Stefan Hofmann
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Publication date
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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
    • 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
    • F16D2041/0601—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with a sliding bearing or spacer

Definitions

  • Freewheel device with sliding shoes and a cage guided on the sliding shoes
  • the invention relates to a freewheel device which is formed from a freewheel ring, a cage, clamping bodies and springs, with a concentric arrangement of the freewheel ring and the cage relative to one another on an axially aligned freewheel axis, and wherein: on the freewheel ring sliding shoes and between two adjacent ones Slide shoes clamping ramps are aligned, the cage on the slide shoes is guided in a tangential direction around the freewheel axis and has pockets and receptacles, at least one of the clamping bodies and at least one of the springs is accommodated in one of the pockets, one slide shoe of the slide shoes in each of the receptacles is accommodated, wherein the cage is guided on two flanks of the respective sliding shoe, and wherein a first of the flanks of the sliding shoe is aligned in a first tangential direction and a second flank of the flanks is aligned in a second tangential direction opposite to the first tangential direction.
  • a freewheel device of this type can be found in DE 10 2019 133200 B3.
  • the freewheel ring is an inner ring for a seat on a shaft.
  • the clamping bodies located in the freewheel cage are intended for clamping contact with an inner-cylindrical clamping track, which is formed on an outer ring of the freewheel device or on a housing of a machine part.
  • the clamping bodies are clamping rollers and, when installed, are held in a freewheeling position relative to the clamping track via the cage and the springs used during the freewheeling mode. In the locking mode, the clamping rollers are positioned against the forces of the springs on the clamping ramps in such a way that they are clamped between the clamping ramps and the clamping track.
  • the clamping between the clamping rollers and the clamping track is released and the clamping rollers are moved back into the freewheeling position by means of the action of the springs.
  • the freewheel ring and the clamping track must be aligned concentrically to one another so that there is sufficient radial play between the clamping bodies and the clamping track in the freewheeling position and the position of the clamping rollers in the locking function is exact. This is done with the help of the sliding shoes that are made in one piece with the freewheel ring.
  • the sliding shoes protrude radially in the direction of the clamping tracks in such a way that there is as small a radial gap as possible between them and the clamping track to ensure a minimum level of the desired concentricity even in extreme situations.
  • the position of the clamping rollers relative to each other is secured via the pockets, also with the help of the springs.
  • the cage is held on the sliding shoes.
  • the cage is equipped with the recordings for this purpose.
  • One of the sliding shoes engages in one of the receptacles and is closely guided in it. Twisting of the cage around the freewheel axis and thus a displacement of the pockets relative to their predetermined position relative to the clamping ramps is prevented.
  • the object of the invention is to create a freewheel for high loads and which can be produced inexpensively.
  • the invention focuses, on the one hand, in particular on the design of the cage, its positioning and mounting on the sliding shoes and, on the other hand, on improvements that relate to the interaction of the cage and a freewheel ring of the freewheel.
  • the invention also relates to a single cage for a freewheel device according to the invention with all the features described above or below and relating to the shape of the recess.
  • At least one of the receptacles formed on the cage is provided with two projections on the inside of the receptacle.
  • the projections are parallel arranged axially next to each other on the cage in relation to the axial direction of the freewheel axis and protrude from the cage into the recess in the tangential or circumferential direction.
  • the projections protrude together in the direction of one of the flanks of the respective sliding shoe from the cage into the receptacle at the same distance or from the cage structure into the recess at different tangential distances.
  • the freewheel axis is at the same time the axis of rotation of the rotating freewheel ring and/or the axis of rotation of the clamping track.
  • the freewheel axis in connection with the invention is defined as axially aligned regardless of its actual position in space. Radial is therefore defined as perpendicular to the freewheel axis. Tangential is the alignment with a tangent, which, at any point and level, rests on a circumferential circle that runs concentrically around the freewheel axis in a radial plane.
  • the circumferential direction is therefore a direction that runs with the line of curvature around the freewheel axis of the circumferential circles.
  • the advantage of the invention is that the cage with its receptacles is no longer guided “over its entire surface” on the flanks of the sliding shoes.
  • the niches offer additional space or storage or passages for lubricants.
  • the free space in the niches can be used for holding elements of the springs. The clips of the springs can engage in this space without protruding disturbingly in the receptacles or without coming into unwanted contact with the sliding shoe.
  • the projections can prevent material accumulation, material doubling or thickening on the cage.
  • the latter increases the service life in terms of material savings and the avoidance of voltage peaks during operation.
  • the cages are made either from metal or plastic and/or from combined materials. Particularly in the case of cages manufactured by injection molding and/or casting, the measure according to the invention also contributes to uniform wall thicknesses and wall thickness transitions on the cage.
  • the invention can advantageously be used without changing the basic principle on both categories of freewheel devices, ie on freewheel rings that are designed as an inner ring or as an outer ring.
  • the freewheel ring is always the ring which has the clamping structures and the sliding shoes.
  • the sliding shoes extend radially from the outer ring in the direction of the freewheel axis and thus the sliding shoes and the clamping ramps between the sliding shoes are aligned radially inwards.
  • the sliding shoes are fixed to the freewheel ring in both categories, ie in the category freewheel in the freewheel inner ring or freewheel with freewheel outer ring.
  • Fixed means either immovably attached or formed in one piece from the material of the freewheel ring integrally with the freewheel ring.
  • one embodiment of the invention provides that at least one snap hook is formed in the respective receptacle.
  • the snap hook(s) engage(s) behind the respective sliding shoe axially on an edge or surface of an end face of the sliding shoe pointing in the axial direction. They do not take up any additional space and can be advantageously integrated into the production of the cage.
  • a preferred embodiment of the invention provides that one or more knobs protrude from at least one of the projections, whereby the system or guidance and its dynamic tuning behavior can be further optimized.
  • the knob(s) rest on one of the flanks or on both flanks of the sliding shoe. Through this measure, the movement play between the sliding shoes and the cage can be improved, optimized or restricted or fine-tuned.
  • One embodiment of the invention provides that the knob(s) on the flank is elastically prestressed against the sliding shoe in the direction in which the projections protrude together in order to ensure that the cage is guided without play relative to the freewheel ring.
  • a further embodiment of the invention provides that two pairs of projections are formed in the receptacle, with a first pair facing a first flank and the other pair facing a second flank of the sliding shoe.
  • the cage is guided on both sides of the sliding shoe under the same conditions. This leads to symmetry and thus simplification in the design of the cage and the sliding shoes, as well as even distribution of load and support behavior in both tangential directions. Larger reservoirs for lubricants.
  • the aforementioned measure is improved in that, as one embodiment of the invention provides, two of the knobs are against one of the sliding shoes elastically prestressed opposite each other in the tangential or circumferential direction on each of the sliding shoes.
  • the sliding shoe is thus elastically clamped between the projections, which ensures a symmetrical release of play in the cage relative to the freewheel ring.
  • a further embodiment of the invention provides that the respective knob is formed on a projection which, viewed in the axial direction, follows laterally on a first end face of the sliding shoe, the first end face not being covered by a cage.
  • the system with the reduced play or the play-free clamping thereby acts at a position where the recess could otherwise widen under certain circumstances and the movement play between the cage and the sliding shoe could be undesirably increased.
  • the respective sliding shoe accommodated in one of the receptacles is at least partially covered by a connecting web of the cage and the other end face remains free.
  • the sliding shoes of the freewheel ring can advantageously be inserted axially into the recesses from one side during assembly of the freewheel device.
  • the connecting webs connect two adjacent pockets of the cage and at the same time axially delimit a recess which is designed tangentially or in the circumferential direction between these two pockets.
  • Figure 1 - an overall view of a freewheel device
  • Figure 2 the freewheel device 1 in an overall view, in which a pre-assembly assembly 23 is shown separated from the freewheel ring 2 in the manner of an exploded view, with the freewheel ring 2 in the foreground,
  • Figure 5 an overall view of a freewheel device 20
  • Figure 6 a pre-assembled assembly with the cage 24, the clamping bodies 4 and the springs 5 of the freewheel device 20 in an overall view
  • Figure 7 - a detail of a section running in a radial plane of the freewheel device 20 and
  • FIG 8 - a detail of a cage 24 in the radial plane 7 of the previous Figure 7, which in this representation is freed from the freewheel ring 2 shown in Figure 7.
  • FIG. 1 - The freewheel device 1 is formed from a freewheel ring 2, a cage 3, clamping bodies 4 and springs 5.
  • the freewheel ring 2 and the cage 3 are aligned concentrically to one another on an axially aligned freewheel axis 10.
  • Sliding shoes 7 are formed in one piece with the freewheel ring 2.
  • Each between two adjacent sliding shoes 9 clamping ramps 6 are formed.
  • the sliding shoes 7 and the clamping ramps 6 are aligned radially in the direction of the freewheel axis 10 and point towards it.
  • the radial direction runs perpendicular to the freewheel axis 10 - such as the radial axis A, which is the central axis
  • the cage 3 has segments 27 which are guided in the circumferential direction around the central axis 10 between the sliding shoes 7.
  • Various groups of projections 28 and 29 and 30 protrude radially outwards from the freewheel ring 2, which is designed as a freewheel outer ring. These projections 28 and 29 and 30 serve to prevent the freewheel ring 2 from rotating relative to a housing or component, not shown. They are arranged on the circumference of the freewheel ring 2 in such a way that an axially direction-oriented installation of the freewheel device 1 is ensured, i.e. a swapping of the axial installation direction can be avoided.
  • FIGS. 2 and 3 - The cage 3 is provided with receptacles 9 between the segments 27. Each segment 27 is provided with three pockets 8. A clamping body 4 and a spring 5 are inserted into each of the pockets 8.
  • the cage 3 lies axially opposite the freewheel ring 2 in such a way that the receptacles 9 of the cage 3 point to the sliding shoes 7.
  • each of the sliding shoes 7 engages in one of the receptacles 9.
  • the cage 3 and the freewheel ring 2 can be pushed axially into one another until the respective sliding shoe 9 comes to rest axially on a connecting web 21.
  • the connecting web 21 delimits the receptacle 9 axially in one direction and thereby connects two of the segments 27.
  • the cage 3 is guided on two flanks 11, 12 of the respective sliding shoe 9, or in the case shown on the first flank
  • Figure 3 The end face 23 of the respective sliding shoe 7 is at least partially covered by a connecting web 21 of the cage 3 when the cage 3 and the freewheel ring 2 are mounted together.
  • FIG. 4 The cage 3 is provided with receptacles 9 between the segments 27.
  • Each segment 27 is provided with three pockets 8.
  • the connecting web 21 delimits the receptacle 9 axially in one direction and thereby connects two of the segments 27.
  • At least one snap hook 15 is formed in the respective receptacle 9, with which the respective sliding shoe 7 in the freewheel device 1 shown in FIG. 1 is axially attached to an end face 16 is axially engaged.
  • each of the receptacles 9 is provided with two projections 13 and 14, which are arranged axially next to each other parallel to the axial direction and protrude into the receptacle 9.
  • FIG. 5 The freewheel device 20 is formed from a freewheel ring 2, a cage 24, clamping bodies 4 and springs 5.
  • Sliding shoes 7 are formed in one piece with the freewheel ring 2.
  • Clamping ramps 6 are formed between two adjacent sliding shoes 9. The sliding shoes 7 and the clamping ramps 6 are directed radially inwards.
  • the cage 24 has segments 27 which are guided in the circumferential direction between the sliding shoes 7.
  • FIG. 6 The cage 24 is provided with receptacles 9 between the segments 27. Each segment is provided with three pockets 8. A clamping body 4 and a spring 5 are inserted into each of the pockets 8. The connecting web 21 delimits the receptacle 9 axially in one direction and thereby connects two of the segments 27. Two pairs 17 and 18 of the projections 25 and 26 are formed in the respective receptacle 9. At least one knob 19 protrudes from the first projection 25 at the front of the receptacle 9. A niche 32 is formed between the projections 25 and 26 of the respective pair 17 or 18.
  • Figure 7 - Visible are the freewheel ring 2 with the sliding shoe 7, the cage 24 with a receptacle 9 almost filled in the picture by the sliding shoe 7, two of the pockets 8 with clamping bodies 4 and springs 5.
  • Clamping ramps 6 of the freewheeling ring 2 are assigned to the clamping bodies 4 , which is designed as a freewheel outer ring, since the clamping ramps 6 point radially inwards.
  • the sliding shoe 7 sits in the receptacle 9.
  • the pockets 8 adjoining the receptacle 9 on the left and right are limited tangentially or in the circumferential direction in the direction of the receptacle 9 by a crossbar 31.
  • the projection 25 is visible in the foreground on the respective crossbar 31.
  • the respective spring 5 is clipped with a spring clip 33 over the crossbar 31 (only visible once in the cutout) and is thus held in the pocket 8 and positioned relative to the clamping body 4.
  • the spring clip 33 engages in the free space formed by the niche 32, so that there is no contact between the flank 11 of the sliding shoe 7 and the spring clip 33.
  • a knob 19 is formed on the respective projection 25.
  • the knob 19 of the projection 25 of the first pair 17 rests on the first flank 11 and the knob 19 of the projection 25 of the pair 18 of the second flank 12 of the sliding shoe 7.
  • the knobs 19 lying opposite one another on the receptacle 9 are prestressed tangentially to one another and elastically against the sliding shoe 7.
  • Figure 8 - You can see a section of a pre-assembled assembly according to Figure 6 with the cage 24, the clamping bodies 4 and the springs 5.
  • the pockets 8 adjoining the receptacle 9 on the left and right are tangential or in the circumferential direction the receptacle 9 is limited by a crossbar 31.
  • the segments 27 adjoining the receptacle 9 are connected to one another with the connection 21.
  • At least one knob 19 protrudes into the receptacle 9 from the respective first projection 25 located at the front of the receptacle 9.
  • the pockets 8 adjoining the receptacle 9 on the left and right are limited tangentially or in the circumferential direction in the direction of the receptacle 9 by a transverse web 31.
  • the projection 25 is visible in the foreground on the respective crossbar 31.
  • the respective spring 5 is clipped over the crossbar 31 with a spring clip 33.
  • the spring clip 33 engages in the free space formed by the niche 32.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Freilaufvorrichtung (1, 20), welche aus einem Freilaufring (2), einem Käfig (3, 24), Klemmkörpern (4) und Federn (5) gebildet ist, wobei an dem Freilaufring (2) Gleitschuhe (7) und zwischen zwei benachbarten der Gleitschuhen (9) Klemmrampen (6) ausgerichtet sind, jeweils ein Gleitschuh (7) in einer der Aufnahmen (9) aufgenommen ist, wobei der Käfig (3, 24) an zwei Flanken (11, 12) des jeweiligen Gleitschuhs (9) geführt ist, und wobei wenigstens eine der Aufnahmen (9) mit zwei Vorsprüngen (13, 14, 25, 26) versehen ist, welche parallel zur axialen Richtung der Freilaufachse (10) axial nebeneinander liegend angeordnet sind und gemeinsam in Richtung einer der Flanken (11, 12) des jeweiligen Gleitschuhes (9) aus dem Käfig (3, 24) in die Aufnahme (9) hinein hervorstehen.

Description

Freilaufvorrichtunq mit Gleitschuhen und einem an den Gleitschuhen geführten Käfig
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Freilaufvorrichtung, welche aus einem Freilaufring, einem Käfig, Klemmkörpern und Federn gebildet ist, wobei eine konzentrische Anordnung des Freilaufrings und des Käfigs zueinander auf einer axial ausgerichteten Freilaufachse vorgesehen ist, und wobei: an dem Freilaufring Gleitschuhe und zwischen zwei benachbarten der Gleitschuhen Klemmrampen ausgerichtet sind, der Käfig an den Gleitschuhen in tangentialer Richtung um die Freilaufachse geführt ist und Taschen und Aufnahmen aufweist, jeweils mindestens einer der Klemmkörper und wenigstens eine der Federn in einer der Taschen aufgenommen ist, jeweils ein Gleitschuh der Gleitschuhe in einer der Aufnahmen aufgenommen ist, wobei der Käfig an zwei Flanken des jeweiligen Gleitschuhs geführt ist, und wobei eine erste der Flanken des Gleitschuhs in die eine erste tangentiale Richtung und eine zweite Flanke der Flanken in eine zur ersten tangentialen Richtung entgegengesetzte zweite tangentiale Richtung ausgerichtet ist.
Hintergrund der Erfindung
Eine Freilaufvorrichtung der Gattung geht aus der DE 10 2019 133200 B3 hervor. Der Freilaufring ist ein Innenring für einen Sitz auf einer Welle. Die in dem Freilaufkäfig sitzenden Klemmkörper sind für den Klemmkontakt mit einer innenzylindrischen Klemmbahn vorgesehen, welche an einem Außenring der Freilaufvorrichtung oder an einem Gehäuse eines Maschinenteils ausgebildet ist. Die Klemmkörper sind Klemmrollen und werden im eingebauten Zustand während des Freilauf-Modus über den Käfig und die eingesetzten Federn in einer Freilaufposition zu der Klemmbahn gehalten. Im Sperrmodus sind die Klemmrollen gegen die Kräfte der Federn an den Klemmrampen so aufgelaufen, dass diese zwischen den Klemmrampen und der Klemmbahn eingeklemmt sind. Sobald die Drehrichtung eines Freilaufrings gewechselt oder im Freilauf überholt wird, wird die Klemmung zwischen den Klemmrollen und der Klemmbahn gelöst und die Klemmrollen werden mittels der Wirkung der Federn in die Freilaufposition zurückbewegt. Der Freilaufring und die Klemmbahn müssen konzentrisch zueinander ausgerichtet sein, damit sowohl in der Freilaufposition genügend radiales Spiel zwischen den Klemmkörpern und der Klemmbahn verbleibt als auch die Position der Klemmrollen in der Sperrfunktion exakt ist. Das geschieht unter Zuhilfenahme der einteilig mit dem Freilaufring ausgebildeten Gleitschuhe. Die Gleitschuhe stehen radial so in Richtung der Klemmbahnen hervor, dass zwischen ihnen und der Klemmbahn ein möglichst kleiner Radialspalt zur Absicherung eines Mindestmaßes der angestrebten Konzentrizität auch in Extremsituationen gegeben ist.
Die Position der Klemmrollen zueinander wird über die Taschen, auch unter Zuhilfenahme der Federn, abgesichert. Damit die Taschen exakt zu den Klemmrampen ausgerichtet sind, wird der Käfig an den Gleitschuhen gehalten. Dazu ist der Käfig mit den Aufnahmen versehen. Jeweils einer der Gleitschuhe greift in eine der Aufnahmen ein und ist in dieser eng geführt. Ein Verdrehen des Käfigs um die Freilaufachse und damit eine Verlagerung der Taschen gegenüber ihrer vorbestimmten Position zu den Klemmrampen wird verhindert.
Im Betrieb des Freilaufs ist der Käfig aufgrund des schlagartigen Wechsels zwischen der Freilaufposition und der Sperrfunktion und der damit verbundenen Dynamik hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Freilauf für hohe Belastungen zu schaffen und der sich kostengünstig herstellen lässt.
Die Aufgabe ist nach dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung konzentriert sich zum einen insbesondere auf das Design des Käfigs, dessen Positionierung und Halterung an den Gleitschuhen und zum anderen auf Verbesserung, die die Zusammenwirkung von Käfig und einem Freilaufring des Freilaufs betreffen.
Die Erfindung betrifft also auch einen einzelnen Käfig für eine Freilaufvorrichtung gemäß Erfindung mit allen zuvor oder nachfolgend beschriebenen und die Gestalt der Ausnehmung betreffenden Merkmalen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens eine der am Käfig ausgebildeten Aufnahmen innen in der Aufnahme mit zwei Vorsprüngen versehen ist. Die Vorsprünge sind parallel zur axialen Richtung der Freilaufachse axial nebeneinander liegend an dem Käfig angeordnet und stehen in tangentialer oder Umfangsrichtung von dem Käfig aus in die Ausnehmung hervor. Dabei stehen die Vorsprünge gemeinsam in Richtung einer der Flanken des jeweiligen Gleitschuhes aus dem Käfig in die Aufnahme gleich weit hinein oder mit sich unterscheidenden tangentialen Abständen aus der Käfigstruktur in die Ausnehmung hinein hervor.
Die Freilaufachse ist zugleich Rotationsachse des rotierenden Freilaufrings und/oder die Rotationsachse der Klemmbahn. Die Freilaufachse im Zusammenhang mit der Erfindung unabhängig von ihrer tatsächlichen Lage im Raum als axial ausgerichtet definiert. Radial ist demnach als senkrecht quer zu Freilaufachse definiert. Tangential ist die Ausrichtung mit einer Tangente, welche, an beliebiger Stelle und Ebene, an einem in einer Radialebene um die Freilaufachse konzentrisch umlaufenden Umfangskreis anliegt. Die Umfangsrichtung ergibt sich damit als eine mit der Krümmungslinie um die Freilaufachse der Umfangskreise verlaufende Richtung.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Käfig mit seinen Aufnahmen nicht mehr „vollflächig“ an den Flanken der Gleitschuhe geführt ist. Zwischen den beiden Vorsprüngen ergibt sich eine Nische, durch die der Käfig an dieser Flanke nicht mehr vollflächig, sondern an einem Zweipunktlager abgestützt ist. Dadurch kann ein starrer Kontakt oder einseitig starres Verkippen bei Verwindungen zwischen dem Käfig und den Gleitschuhen in bestimmten dynamischen Zuständen ausgeglichen werden. Darüber hinaus bieten die Nischen zusätzlich Raum oder Speicher bzw. Durchlässe für Schmiermittel. Darüber hinaus der Freiraum der Nischen für Halteelemente der Federn genutzt werden. Die Klipse der Federn können in diesen Raum eingreifen ohne störend in den Aufnahmen hervorzustehen oder ohne in unerwünschten Kontakt mit dem Gleitschuh zu geraten. Außerdem können durch die Vorsprünge Materialanhäufungen, Materialdopplungen oder Verdickungen am Käfig vermieden werden. Durch letzteres wird im Sinne von Materialeinsparung und der Vermeidung von Spannungsspitzen im Betrieb die Lebensdauer erhöht. Die Käfige sind wahlweise aus Metall oder aus Kunstoffen und/oder aus kombinierten Materialien hergestellt. Insbesondere bei spritz- und/oder gusstechnisch hergestellten Käfigen trägt die erfindungsgemäße Maßnahme auch zu gleichmäßigen Wandstärken und Wandstärkenübergängen am Käfig bei.
Die Erfindung kann vorteilhaft ohne Änderung des Grundprinzips an beiden Kategorien der Freilaufvorrichtungen zur Anwendung kommen, d.h., an Freilaufringen, die als Innenring oder als Außenring ausgeführt sind. Der Freilaufring ist im Sinne dieser Erfindung immer der Ring, welcher die Klemmstrukturen und die Gleitschuhe aufweist. Nach einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sind die Gleitschuhe radial in Richtung der Freilaufachse von dem Außenring abgehen und damit die Gleitschuhe und die Klemmrampen zwischen den Gleitschuhen radial nach innen ausgerichtet sind. Die Gleitschuhe sind in beiden Kategorien, d.h. in der Kategorie Freilauf im Freilauf-Innenring oder Freilauf mit Freilauf- Außenring an dem Freilaufring fest. Fest heißt, entweder unverrückbar befestigt oder einteilig- einmaterialig aus dem Material des Freilaufrings integral mit dem Freilaufring ausgebildet.
Zum Halten der Position des Käfigs während der Montage und ggf. auch im Betrieb ist es notwendig, dass der Käfig auch in axialer Richtung in dem Freilauf gehalten wird. Deshalb sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass in der jeweiligen Aufnahme wenigstens ein Schnapphaken ausgebildet ist. Der oder die Schnapphaken hintergreift/hintergreifen den jeweiligen Gleitschuh axial an einer Kante oder Fläche einer in axiale Richtung weisenden Stirnseite des Gleitschuhs. Sie beanspruchen keinen zusätzlichen Bauraum und lassen sich vorteilhaft in die Herstellung des Käfigs integrieren.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht jedoch vor, dass aus wenigstens einem der Vorsprünge ein oder mehrere Noppen hervorstehen, wodurch die Anlage bzw. Führung und dessen dynamisches Abstimmverhalten noch weiter optimierbar sind. Der oder die Noppen liegen an einer der Flanken oder an beiden der Flanken des Gleitschuhs an. Durch diese Maßnahme kann das Bewegungsspiel zwischen den Gleitschuhen und dem Käfig noch besser, optimiert oder eingeschränkt bzw. feinabgestimmt werden. Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der oder die Noppen an der Flanke im Sinne einer spielfreien Führung des Käfigs gegenüber dem Freilaufring gegen den Gleitschuh in die Richtung elastisch vorgespannt ist, in welche die Vorsprünge gemeinsam hervorstehen. Bevorzugt und vorteilhaft ist es also, die Führung des Käfigs gegenüber den Gleitschuhen spielfrei und die Positionierung der Taschen gegenüber den Rampen möglichst verlagerungsfrei zu gestalten. In diesem Sinne sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass in der Aufnahme zwei Paare der Vorsprünge ausgebildet sind, wobei ein erstes Paar einer ersten Flanke und das andere Paar einer zweiten Flanke des Gleitschuhs gegenüber liegt. Der Käfig ist an beiden Seiten des Gleitschuhs unter gleichen Bedingungen geführt. Das führt zur Symmetrie und damit Vereinfachung in der Bauweise des Käfigs und der Gleitschuhe, sowie gleichmäßiger Verteilung von Last und Abstützverhalten in beide Tangentialrichtungen. Größeren Reservoiren für Schmierstoffe. Verbessert wird die vorgenannte Maßnahme dadurch, dass sich, wie eine Ausgestaltung der Erfindung vorsieht, jeweils zwei der Noppen, gegen jeweils einen der Gleitschuhe elastisch vorgespannt einander in tangentialer oder Umfangsrichtung an dem jeweiligen der Gleitschuhe gegenüberliegen. Der Gleitschuh ist somit zwischen den Vorsprüngen elastisch eingespannt, wodurch eine symmetrische Spielfreisetzung des Käfigs gegenüber dem Freilaufring sichergestellt ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der jeweilige Noppen an einem Vorsprung ausgebildet ist, welcher in axialer Richtung gesehen seitlich auf eine erste Stirnseite des Gleitschuhs folgt, wobei die erste Stirnseite nicht durch Käfig verdeckt ist. Die Anlage mit dem verringerten Spiel oder die spielfreie Einspannung wirkt dadurch an einer Position, an der sich die Ausnehmung ansonsten unter Umständen aufweiten könnte und das Bewegungsspiel zwischen Käfig und Gleitschuh unerwünscht vergrößert werden könnte.
Schließlich ist mit einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen an einer der Stirnseiten, die der jeweilige in einer der Aufnahmen aufgenommene Gleitschuh durch einen Verbindungssteg des Käfigs zumindest teilweise verdeckt ist und die andere Stirnseite frei bleibt. Auf diese Weise können die Gleitschuhe des Freilaufrings von vorteilhaft bei der Montage der Freilaufvorrichtung von einer Seite aus axial in die Ausnehmungen eingeschoben werden. Die Verbindungsstege verbinden zwei benachbarte Taschen des Käfigs und begrenzen zugleich axial eine Ausnehmung, welche tangential bzw. in Umfangsrichtung zwischen diesen beiden Taschen ausgeführt ist.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen erläutert. Die Zeichnungen der Figuren 1 bis 8 sind nicht maßstäblich. Es zeigen:
Figur 1 - eine Gesamtansicht einer Freilaufvorrichtung 1 ,
Figur 2 - die Freilaufvorrichtung 1 in einer Gesamtansicht, in der nach Art einer Explosionsdarstellung eine Vormontagebaugruppe 23 von dem Freilaufring 2 getrennt mit dem Freilaufring 2 im Vordergrund dargestellt sind,
Figur 3 - die Freilaufvorrichtung 1 in einer Gesamtansicht, in der nach Art einer Explosionsdarstellung die aus Figur 2 bekannte Vormontagebaugruppe 23 von dem Freilaufring 2 getrennt mit der Vormontagebaugruppe 23 im Vordergrund dargestellt sind,
Figur 4 - einen Käfig 3 der mit den Figuren 2 und 3 dargestellten Vormontagebaugruppe 23 in einer Gesamtansicht,
Figur 5- eine Gesamtansicht einer Freilaufvorrichtung 20,
Figur 6 - eine vormontierte Baugruppe mit dem Käfig 24, den Klemmkörpern 4 und den Federn 5 der Freilaufvorrichtung 20 in einer Gesamtansicht,
Figur 7 - ein Detail eines in einer Radialebene der Freilaufvorrichtung 20 verlaufenden Schnittes und
Figur 8 - ein Detail eines in der Radialebene 7 der vorhergehenden Figur 7 Käfigs 24, welcher in dieser Darstellung von dem in Figur 7 dargestellten Freilaufring 2 freigemacht ist.
Figur 1 - Die Freilaufvorrichtung 1 ist aus einem Freilaufring 2, einem Käfig 3, Klemmkörpern 4 und Federn 5 gebildet. Der Freilaufring 2 und der Käfig 3 sind auf einer axial ausgerichtet verlaufenden Freilaufachse 10 konzentrisch zueinander ausgerichtet. Einteilig mit dem Freilaufring 2 sind Gleitschuhe 7 ausgebildet. Jeweils zwischen zwei benachbarten Gleitschuhen 9 sind Klemmrampen 6 ausgebildet. Die Gleitschuhe 7 und die Klemmrampen 6 sind radial in Richtung der Freilaufachse 10 ausgerichtet und weisen auf diese. Die Radialrichtung verläuft senkrecht zur Freilaufachse 10 - wie beispielhaft die Radialachse A, welche die Zentralachse
10 in dem Zentrumspunkt Z schneidet. Der Käfig 3 weist Segmente 27 auf, die in Umfangsrichtung um die Zentralachse 10 zwischen den Gleitschuhen 7 geführt sind. Aus dem als Freilauf-Außenring ausgebildeten Freilaufring 2 stehen radial nach außen verschiedene Gruppen von Vorsprüngen 28 und 29 und 30 hervor. Diese Vorsprünge 28 und 29 sowie 30 dienen der Verdrehsicherung des Freilaufrings 2 gegenüber einem nicht dargestellten Gehäuse oder Bauteil. Sie sind am Umfang des Freilaufrings 2 so angeordnet, dass ein axial richtungsorientierter Einbau der Freilaufvorrichtung 1 sichergestellt, d.h., ein Vertauschen der axialen Einbaurichtung vermieden werden kann.
Figuren 2 und 3 - Der Käfig 3 ist zwischen den Segmenten 27 mit Aufnahmen 9 versehen. Jedes Segment 27 ist mit drei Taschen 8 versehen. In jede der Taschen 8 sind jeweils ein Klemmkörper 4 und eine Feder 5 eingesetzt. Der Käfig 3 liegt in diesen Darstellungen dem Freilaufring 2 axial so gegenüber, dass die Aufnahmen 9 des Käfigs 3 auf die Gleitschuhe 7 weisen. Bei axialen Bewegungen des Käfigs 3 und des Freilaufringrings 2 aufeinander zu greift jeder der Gleitschuhe 7 in eine der Aufnahmen 9 ein. Der Käfig 3 und der Freilaufring 2 lassen sich axial ineinander schieben, bis der jeweilige Gleitschuh 9 axial an einem Verbindungssteg 21 zum Anliegen kommt. Der Verbindungssteg 21 begrenzt die Aufnahme 9 axial in eine Richtung und verbindet dabei zwei der Segmente 27. Der Käfig 3 ist an zwei Flanken 11 , 12 des jeweiligen Gleitschuhs 9 geführt, bzw. in dem gezeigten Fall an der ersten Flanke
11 geführt und an der zweiten Flanke 12 geführt und mit Schnapphaken 15 gehalten.
Figur 3 - Die Stirnseite 23 des jeweiligen Gleitschuhs 7 ist, wenn der Käfig 3 und der Freilaufring 2 miteinander montiert sind, durch einen Verbindungssteg 21 des Käfigs 3 zumindest teilweise verdeckt.
Figur 4 - Der Käfig 3 ist zwischen den Segmenten 27 mit Aufnahmen 9 versehen. Jedes Segment 27 ist mit drei Taschen 8 versehen. Der Verbindungssteg 21 begrenzt die Aufnahme 9 axial in eine Richtung und verbindet dabei zwei der Segmente 27. In der jeweiligen Aufnahme 9 wenigstens ein Schnapphaken 15 ausgebildet, mit welchem der jeweilige Gleitschuh 7 in der der mit Figur 1 dargestellten Freilaufvorrichtung 1 axial an einer Stirnseite 16 axial hintergriffen ist. Außerdem ist jede der Aufnahmen 9 mit zwei Vorsprüngen 13 und 14 versehen, welche parallel zur axialen Richtung axial nebeneinander liegend angeordnet sind und in die Aufnahme 9 hinein hervorstehen.
Figur 5 - Die Freilaufvorrichtung 20 ist aus einem Freilaufring 2, einem Käfig 24, Klemmkörpern 4 und Federn 5 gebildet ist. Einteilig mit dem Freilaufring 2 sind Gleitschuhe 7 ausgebildet. Jeweils zwischen zwei benachbarten der Gleitschuhen 9 sind Klemmrampen 6 ausgebildet. Die Gleitschuhe 7 und die Klemmrampen 6 sind radial nach innen gerichtet. Der Käfig 24 weist Segmente 27 auf, die in Umfangsrichtung zwischen den Gleitschuhen 7 geführt sind.
Figur 6 - Der Käfig 24 ist zwischen den Segmenten 27 mit Aufnahmen 9 versehen. Jedes Segment ist mit drei Taschen 8 versehen. In jede der Taschen 8 sind jeweils ein Klemmkörper 4 und eine Feder 5 eingesetzt. Der Verbindungssteg 21 begrenzt die Aufnahme 9 axial in eine Richtung und verbindet dabei zwei der Segmente 27. In der jeweiligen Aufnahme 9 sind zwei Paare 17 und 18 der Vorsprünge 25 und 26 ausgebildet. Aus dem an der Aufnahme 9 vorne liegenden ersten Vorsprung 25 der steht zumindest ein Noppen 19 hervor. Zwischen den Vorsprüngen 25 und 26 des jeweiligen Paares 17 oder 18 ist eine Nische 32 ausgebildet.
Figur 7 - Sichtbar sind der Freilaufring 2 mit dem Gleitschuh 7, der Käfig 24 mit einer im Bild durch den Gleitschuh 7 nahezu ausgefüllten Aufnahme 9, zwei der Taschen 8 mit Klemmkörpern 4 und Federn 5. Den Klemmkörpern 4 sind Klemmrampen 6 des Freilaufrings 2 zugeordnet, welcher als Freilauf- Außenring ausgeführt ist, da die Klemmrampen 6 radial nach innen weisen. Der Gleitschuh 7 sitzt in der Aufnahme 9. Die sich der Aufnahme 9 links und rechts anschließenden Taschen 8 sind tangential bzw. in Umfangsrichtung jeweils in Richtung der Aufnahme 9 durch einen Quersteg 31 begrenzt. An dem jeweiligen Quersteg 31 ist im Vordergrund der Vorsprung 25 sichtbar. Die jeweilige Feder 5 ist mit einem Federbügel 33 über den Quersteg 31 geclipst (in dem Ausschnitt nur einmal sichtbar) und somit in der Tasche 8 gehalten und zu dem Klemmkörper 4 positioniert. Der Federbügel 33 greift in den durch die Nische 32 gebildeten Freiraum ein, so dass es keine Berührung zwischen der Flanke 11 des Gleitschuhs 7 und dem Federbügel 33 gibt.
An dem jeweiligen Vorsprung 25 ist ein Noppen 19 ausgebildet. Der Noppen 19 des Vorsprungs 25 des ersten Paares 17 liegt an der ersten Flanke 11 und der Noppen 19 des Vorsprungs 25 des Paares 18 der zweiten Flanke 12 des Gleitschuhs 7 an. Die sich an der Aufnahme 9 einander gegenüberliegenden Noppen 19 sind tangential aufeinander zu elastisch gegen den Gleitschuh 7 vorgespannt. Figur 8 - Zu sehen ist ein Schnitt an der eine vormontierte Baugruppe nach Figur 6 mit dem Käfig 24, den Klemmkörpern 4 und mit den Federn 5. Die sich der Aufnahme 9 links und rechts anschließenden Taschen 8 sind tangential bzw. in Umfangsrichtung jeweils in Richtung der Aufnahme 9 durch einen Quersteg 31 begrenzt. Die sich an die Aufnahme 9 anschließenden Segmente 27 sind mit der Verbindung 21 miteinander verbunden. Aus dem jeweiligen an der Aufnahme 9 vorne liegenden ersten Vorsprung 25 steht zumindest ein Noppen 19 in die Aufnahme 9 hervor. Die sich der Aufnahme 9 links und rechts anschließenden Taschen 8 sind tangential bzw. in Umfangsrichtung jeweils in Richtung der Aufnahme 9 durch einen Quersteg 31 begrenzt. An dem jeweiligen Quersteg 31 ist im Vordergrund der Vorsprung 25 sichtbar.
Die jeweilige Feder 5 ist mit einem Federbügel 33 über den Quersteg 31 geclipst. Der Federbügel 33 greift in den durch die Nische 32 gebildeten Freiraum ein.
Bezugszeichenliste
1 Freilaufvorrichtung
2 Freilaufring
3 Käfig
4 Klemmkörper
5 Feder
6 Klemmrampe
7 Gleitschuh
8 Tasche des Käfigs
9 Aufnahme
10 Freilaufachse
11 erste Flanke des Gleitschuhs
12 zweite Flanke des Gleitschuhs
13 erster Vorsprung an dem Käfig
14 zweiter Vorsprung an dem Käfig
15 Schnapphaken
16 erste Stirnseite des Gleitschuhs
17 erstes Paar der Vorsprünge
18 zweites Paar der Vorsprünge
19 Noppen
20 Freilaufvorrichtung
21 Verbindungssteg
22 zweite Stirnseite des Gleitschuhs
23 Vormontagebaugruppe
24 Käfig
25 erster Vorsprung
26 zweiter Vorsprung
27 Segment des Käfigs
28 Vorsprung
29 Vorsprung
30 Vorsprung
31 Querstege
32 Nische
33 Federbügel

Claims

Patentansprüche
1. 1. Freilaufvorrichtung (1 , 20), welche aus einem Freilaufring (2), einem Käfig (3, 24), Klemmkörpern (4) und Federn (5) gebildet ist, wobei eine konzentrische Anordnung des Freilaufrings (2) und des Käfigs (3, 24) zueinander auf einer axial ausgerichteten Freilaufachse (10) vorgesehen ist, und wobei: an dem Freilaufring (2) Gleitschuhe (7) und zwischen zwei benachbarten der Gleitschuhen (9) Klemmrampen (6) ausgerichtet sind, der Käfig (3, 24) an den Gleitschuhen (7) in tangentialer Richtung um die Freilaufachse (10) geführt ist und Taschen (8) und Aufnahmen (9) aufweist,
- jeweils mindestens einer der Klemmkörper (4) und wenigstens eine der Federn (5) in einer der Taschen (8) aufgenommen ist,
- jeweils ein Gleitschuh (7) der Gleitschuhe (7) in einer der Aufnahmen (9) aufgenommen ist, wobei der Käfig (3, 24) an zwei Flanken (11 , 12) des jeweiligen Gleitschuhs (9) geführt ist, und wobei eine erste der Flanken (11) des Gleitschuhs (9) in die eine erste tangentiale Richtung und eine zweite Flanke (12) der Flanken (11 , 12) in eine zur ersten tangentialen Richtung entgegengesetzte zweite tangentiale Richtung ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Aufnahmen (9) mit zwei Vorsprüngen (13, 14, 25, 26) versehen ist, welche parallel zur axialen Richtung der Freilaufachse (10) axial nebeneinander liegend angeordnet sind, und wobei die Vorsprünge (13, 14, 25, 26) gemeinsam in Richtung einer der Flanken (11 , 12) des jeweiligen Gleitschuhes (9) aus dem Käfig (3, 24) in die Aufnahme (9) hinein hervorstehen.
2. Freilaufvorrichtung (1 , 20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschuhe (9) radial in Richtung der Freilaufachse (10) von dem Freilaufring (2) abgehen und die Klemmrampen (6) radial nach innen ausgerichtet sind.
3. Freilaufvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Aufnahme (9) wenigstens ein Schnapphaken (15) ausgebildet ist, welcher den jeweiligen Gleitschuh (7) axial an einer Stirnseite (16) hintergreift.
4. Freilaufvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das aus wenigstens einem ersten Vorsprung (25) der Vorsprünge (25, 26) zumindest ein Noppen (19) hervorsteht, wobei der Noppen (19) an einer der Flanken (11 , 12) anliegt.
5. Freilaufvorrichtung (20) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Noppen (19) an der Flanke (11, 12) gegen den Gleitschuh (7) in die Richtung elastisch vorgespannt ist, in welche die Vorsprünge (25, 26) gemeinsam hervorstehen.
6. Freilaufvorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Aufnahme (9) zwei Paare (17, 18) der Vorsprünge (25, 26) ausgebildet sind, wobei ein erstes Paar (17) einer ersten Flanke (11) und das andere Paar (18) einer zweiten Flanke (12) des Gleitschuhs (7) gegenüber liegt.
7. Freilaufvorrichtung (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus wenigstens einem ersten Vorsprung (25) der Vorsprünge (25, 26) von wenigstens einem der Paare (17, 18) zumindest ein Noppen (19) hervorsteht und an einer der Flanken (11 , 12) des jeweiligen Gleitschuhs (7) anliegend gegen die eine der Flanken (11 , 12) elastisch vorgespannt ist.
8. Freilaufvorrichtung (20) nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeweils zwei der Noppen (19), gegen jeweils einen der Gleitschuhe (7) elastisch vorgespannt, an dem einen der Gleitschuhe (7) tangential einander gegenüberliegen.
9. Freilaufvorrichtung (20) nach Anspruch 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Noppen (19) an einem Vorsprung (25) ausgebildet ist, welcher in axialer Richtung gesehen seitlich auf eine erste Stirnseite (16) des Gleitschuhs (7) folgt, wobei die erste Stirnseite (16) nicht durch Käfig (3) verdeckt ist.
10. Freilaufvorrichtung (1, 20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige in einer der Aufnahmen (9) aufgenommene Gleitschuh (7) eine erste Stirnseite (16) und von der ersten Stirnseite (16) abgewandte zweite Stirnseite (23) aufweist, wobei die Flanken (11, 12) an die Stirnseiten (16, 23) angrenzen, wobei wenigstens eine Stirnseite (23) der Stirnseiten (16, 23) durch einen Verbindungssteg (21) des Käfigs (3) zumindest teilweise verdeckt ist, wobei die durch den Verbindungssteg (21) verdeckte Stirnseite (23) in eine mit der Freilaufachse (10) gleichgerichtete Richtung weist, und wobei die Aufnahme (9) durch den Verbindungssteg (21) begrenzt ist und zwei der Taschen (8) des Käfigs (3) in Umfangsrichtung um die Freilaufachse (10) über den Verbindungssteg (21) miteinander verbunden sind.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2708769A1 (de) * 2012-09-13 2014-03-19 MITEC S.r.l. con unico socio Eine Riemenscheibenanordnung, insbesondere für eine Fahrzeuglichtmaschine
US10941820B2 (en) * 2015-04-09 2021-03-09 Knorr-Bremse Systeme Fuer Nutzfahrzeuge Gmbh One-way roller clutch
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