KAFIG FUR WALZKORPER

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Käfig für Wälzkörper. Im Besonderen betrifft die Erfindung einen Käfig für Wälzkörper, wobei der Käfig entsprechend der Anzahl der zu halternden Wälzkörper Taschen ausgebildet hat. Der Käfig ist zusammen mit den Wälzkörpern zwischen einer ersten Rampenscheibe und einer zweiten Rampenscheibe angeordnet, wobei die Wälzkörper jeweils mit einer in der ersten und der zweiten Rampenscheibe ausgebildeten Rampenkontur in Kontakt sind. Durch Dreh-Schwenken wenigstens einer der beiden Rampenscheiben relativ zu der anderen Rampenscheibe steigen die Wälzkörper an den Rampenkonturen auf und/oder ab.

Hintergrund der Erfindung

Derartige Vorspanneinheiten finden bei Getrieben von Kraftfahrzeugen Ver- wendung, um insbesondere die Betätigung einer Reibungskupplung im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.

Die Deutsche Patentschrift DE 10 2005 053 555 B3 offenbart eine Axialverstellvorrichtung in Form einer Kugelrampenanordnung. Die Axialverstellvorrichtung umfasst zwei auf einer gemeinsamen Achse zentrierte Scheiben, von de- nen eine axial abgestützt ist und die andere axial verschiebbar ist und von denen zumindest eine drehend antreibbar ist. Die beiden Scheiben weisen jeweils auf ihren zueinander zugewandten Stirnflächen eine gleich große Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Kugelrinnen auf. Die beiden Scheiben werden also mit Kugeln als Wälzkörper gelagert. Die U. S. -Patentschrift 5,485,904 offenbart ebenfalls eine Vorspanneinheit, deren Rappenscheiben mittels Kugeln als Wälzkörper gegeneinander verdrehbar angeordnet sind.

Ebenso offenbart das U. S. -Patent 5,620,072 eine Vorspanneinheit für eine Lamellenkupplung, deren Rampenscheiben ebenfalls mit Kugeln als Wälzkörper gegeneinander verdrehbar angeordnet sind.

Figur 1 zeigt schematisch die Anwendung einer Vorspanneinheit 1 gemäß dem Stand der Technik. Eine Vorspanneinheit 1 findet z. B. bei einer Allradzuschal- tung (Coupler-Unit) Verwendung und setzt sich, wie in Figur 1 dargestellt, im Wesentlichen aus einem Gehäuse 60 zusammen, in dem eine zweite Lamellenkupplung 54, eine erste Lamellenkupplung 52 und die Vorspanneinheit 1 gemäß dem Stand der Technik angeordnet ist. Das Gehäuse 60 der Allradzu- Schaltung besitzt eine Getriebeeingangswelle 56 und eine Getriebeausgangswelle 58. Die Vorspanneinheit 1 umfasst eine erste Rampenscheibe 2 und eine zweite Rampenscheibe 5. Zwischen den beiden Rampenscheiben 2 und 5 befinden sich zwischen 5 bis 6 Kugeln, die die Wälzkörper 3 darstellen. In den Rampenscheiben 2 und 5 sind jeweils entsprechende Rampen 9 und 10 (in Figur 1 nicht dargestellt) bzw. Rampenkonturen 8 (in Figur 1 nicht dargestellt) ausgebildet, in denen die Wälzkörper 3 rollen. Die Rampen 9, 10 sind schräg ausgebildet, was eine reibungsarme Verschiebung der beiden Rampenscheiben 2, 5 in Richtung der Achse 50 bewirkt. Mit der Verschiebung der beiden Rampenscheiben 2 und 5 ist somit ein Hub in Axialrichtung erzielbar. Eine der Rampenscheiben 2 oder 5 kann mittels der ersten Lamellenkupplung 52 elektromagnetisch zugeschaltet werden.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorspanneinheit 1 , wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Vorspanneinheit 1 besteht aus einer ersten Rampenscheibe 2 und einer zweiten Rampenscheibe 5. Zwischen den beiden Rampenscheiben 2 und 5 sind zwischen 5 und 6 Wälzkörper 3 vorgesehen. Die Wälzkörper 3 des Standes der Technik sind als Kugeln ausgebildet. An die zweite Rampenscheibe 5 schließt sich eine Anlaufscheibe 7 an, die gegenüber der zweiten Rampenscheibe 5 mit einem Axiallager 6 gelagert ist. Wie aus der Darstellung in Figur 2 ersichtlich ist, besitzt ein erster Teilkreis 62, auf dem die Wälzkörper 3 angeordnet sind, einen kleineren Durchmesser als ein zweiter Teilkreis 64, auf dem das Axiallager 6 angeordnet ist. Durch den Unterschied zwischen dem ersten Teilkreis 62 und dem zweiten Teilkreis 64

kommt es bei einer Beanspruchung der Vorspanneinheit 1 zu einer Kraftumlen- kung. Dies hat den Nachteil, dass es dadurch zu Verformungen und starken mechanischen Beanspruchungen der ersten Rampenscheibe 2 und der zweiten Rampenscheibe 5 kommen kann. Der axiale Kraftfluss 66 ist somit nicht vollkommen parallel zu der Achse 50.

Die Deutsche Patentschrift DE 10 2004 015 271 B4 offenbart eine Drehmoment-übertragungsvorrichtung. Hier sind die Wälzkörper und das Axiallager auf einem Teilkreis angebracht, der den gleichen Durchmesser aufweist. Als Wälzkörper werden Kugeln verwendet. Eine axiale Vorspanneinheit wird ebenfalls in den Kegelraddifferenzialen zur Vorspannung von Lamellenkupplungen der überlagerungsstufen eingesetzt.

Wie in Figur 1 und Figur 2 beschrieben, ist die zweite Rampenscheibe 5 mit einer Innenzahnung (nicht dargestellt) versehen und ist mit der Getriebeausgangswelle 58 und somit mit der Hinterachse (nicht dargestellt) verbunden. Zwischen der Getriebeeingangswelle 56 und der Getriebeausgangswelle 58 befindet sich die zweite Lamellenkupplung 54. Drehen sich die Getriebeeingangswelle 56 und die Getriebeausgangswelle 58 mit unterschiedlichen Drehzahlen (z. B. wenn die Hinterräder auf Eis stehen), verdrehen sich die Rampenscheiben 2 und 5 der Vorspanneinheit 1 relativ zueinander. Die daraus resultierende Normalkraft betätigt die zweite Lamellenkupplung 54. Das Drehmoment kann somit vom Getriebe zur Hinterachse übertragen werden. Um Kraftstoff auf der Autobahn zu sparen, können die Lamellen der Vorspanneinheit 1 elektromagnetisch abgeschaltet werden. Der Antrieb erfolgt in dem Fall nur an den Vorderrädern des Kraftfahrzeugs. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Käfig, der mehrere Wälzkörper trägt, für eine Vorspanneinheit zu schaffen, der derart ausgestaltet ist, dass der Käfig bei der Verdrehung der Vorspanneinheit keine Beschädigungen an den Rampenkonturen hervorruft.

Die obige Aufgabe wird durch eine Vorspanneinheit gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.

Hierzu sind die Taschen für die Wälzkörper derart ausgeformt, dass unabhängig von der Stellung der Wälzkörper in Bezug auf die Rampenkontur keine Berührung oder Berührung der Taschen mit der jeweiligen Rampenkontur auftritt.

Der Käfig ist aus einer Radialscheibe gebildet, in der die mehreren Taschen zum Führen und Halten der Wälzkörper ausgebildet sind. Der Käfig ist vorzugsweise ein Blechbiegeteil oder ein Zieh- bzw. Stanz-Biegebauteil aus Blech. Die Taschen sind durch Tiefziehen aus der Radialscheibe hergestellt, so dass sich ein dadurch gebildeter Taschenboden unterhalb einer Unterseite der Radialscheibe befindet. Die Taschen selbst haben elastische Halterungen ausgebildet, in die Wälzkörper einschnappen Die Halterungen umfassen jeweils zwei aufgebogene Laschen, die mit einem freien Ende nicht über einer Oberseite der Radialscheibe ragen. Die Laschen der Taschen sind durch einen Stanzprozess geformt. Ferner sind die Laschen der Taschen elastisch ausgebildet. Die Wälzkörper sind derart in den Taschen des Käfigs angeordnet, dass die Wälzkörper die Oberseite der Radialscheibe und den Taschenboden überragen. Die Wälzkörper können Rollen oder Kugeln sein.

Bei der Verwendung von Rollen, sind mindestens drei und höchstens fünf Rollen in den an der Radialscheibe gleichmäßig angeordneten, zahlenmäßig ent- sprechenden Taschen vorgesehen.

Wie bereits erwähnt, wird in der Vorspanneinheit durch Dreh-Schwenken wenigstens einer der beiden Rampenscheiben relativ zu der anderen Rampenscheibe die Rolle an den Rampenkonturen auf- und/oder absteigen. Somit erzielt man einen Axialhub zwischen den beiden Rampenscheiben. Es ist von besonderem Vorteil, wenn drei Rollen zwischen den Rampenscheiben gleich verteilt angeordnet sind. Wenn die Rollen gleich verteilt angeordnet sind, haben die einzelnen Rollen zueinander einen Winkelabstand von 120 °.

Die aus den zwei Rampen gebildete Rampenkontur besitzt einen dreieckförmi- gen Querschnitt. An einer Stelle besitzt die Rampenscheibe eine reduzierte Wandstärke im Vergleich zu der Wandstärke der Rampenscheibe, an der keine

Rampenkontur ausgebildet ist.

Als Material der Blechrohlinge hat sich kaltumformbarer Stahl des Typs „16MnCr5" als vorteilhaft erwiesen. Ebenfalls von Vorteil als Material der Blechrohlinge ist ein kaltumformbarer Stahl des Typs „C45", wobei die umge- formten Blechrohlinge vor der mechanischen Belastung in der Vorspanneinheit gehärtet werden müssen. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich, welches Härteverfahren hierzu am besten geeignet ist.

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung der Verwendung einer Vorspanneinheit bei einer Allradzuschaltung.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Ausgestaltung einer Vorspanneinheit gemäß dem Stand der Technik.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der in der Vorspanneinheit wirkenden Kräfte, wenn diese betätigt wird.

Figur 4 zeigt eine Schnittansicht durch eine Vorspanneinheit, gemäß der gegenwärtigen Erfindung.

Figur 5 zeigt eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Vorspanneinheit. Figur 6 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorspanneinheit, wobei sich die Wälzkörper zwischen den beiden Rampenscheiben am tiefsten Punkt der Rampenkontur befinden.

Figur 7 zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorspanneinheit, wobei zumindest eine der beiden Rampenscheiben gegeneinander verdreht sind, so dass zwischen der ersten Rampenscheibe und der zweiten Rampenscheibe ein Hub in Richtung der Achse vorliegt.

Figur 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Käfigs, bei dem keine

Wälzkörper in die dafür vorgesehenen Taschen eingesetzt sind.

Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Käfigs, bei dem die Wälzkörper in die dafür vorgesehenen Taschen eingesetzt sind.

Figur 10 zeigt eine Detailansicht der Vorspanneinheit, bei der das Zusammenwirken einer der Rollen mit der Rampenscheibe zu erkennen ist.

Figur 11 zeigt eine perspektivische Detailansicht einer Rolle in der dafür vorgesehenen Tasche des Käfigs.

Figur 12 zeigt die mechanische Belastung der Taschen des Käfigs.

Figur 13 zeigt die durch den Wälzkörper auf die Rampenscheibe einge- brachte Last.

Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung der Vorspanneinheit 1 auf die Verwendung von drei Rollen als Wälzkörper 3 zwischen den Rampenscheiben 2, 5 bezieht, soll dies nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Wie bereits der vorangehenden Beschreibung zu entnehmen ist, kön- nen zwischen der ersten und der zweiten Rampenscheibe 2, 5 drei bis fünf Rollen angeordnet sein. Ebenso ist es denkbar, dass statt der Rollen Kugeln als Wälzkörper 3 verwendet werden. Ferner sei darauf hingewiesen, dass in den verschiedenen Figuren für gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der wirkenden Kräfte, wenn die erste Rampenscheibe 2 gegenüber der zweiten Rampenscheibe 5 verdreht ist. Die erste Rampenscheibe 2 und die zweite Rampenscheibe 5 haben jeweils eine Rampenkontur 8 ausgebildet. Die Rampenkontur 8 besteht aus einer ersten Rampe 9 und einer zweiten Rampe 10. Die beiden Rampen 9, 10 sind um einen Winkel α geneigt. Durch das Verdrehen der Rampenscheiben 2 und 5 relativ zueinander, rollen die Wälzkörper 3, in der Darstellung gemäß Figur 3 sind das Rollen, entlang der schrägen Rampen 9 oder 10. Dies bewirkt eine reibungsarme Verschiebung der Rampenscheiben 2 und 5 in Richtung der Achse 50. Die Verschiebung geschieht so lange, bis ein maximaler Hub h er- reicht ist. Die durch das Torsionsmoment erzeugte tangentiale Kraft F _τ an den beiden Rampenscheiben 2 und 5 führt somit zu einer axialen Vorspannung der

Vorspanneinheit 1 mit einer Kraft F _N2 in axialer Richtung. Von den Rollen wirkt eine Normalkraft F _m auf die beiden Rampen 9, 10. Die axiale Kraft F _N 2 errechnet sich an Hand von Gleichung 1.

F _N 2 = C _DC ^* h (Gleichung 1 ) Die tangentiale Kraft F _τ kann aus der Gleichung 2 berechnet werden. F _τ = FN ₂ ^* (μ ^* cos α + sin α) / cos α (Gleichung 2)

Die auf die Rampen 9 und 10 wirkende Normalkraft F _N i errechnet sich anhand der Gleichung 3.

F _N - _I = F _N 2 / cos α (Gleichung 3) Das wirkende Kupplungsmoment T _B c errechnet sich anhand der Gleichung 4. T _BC = F _τ * ( D _m / 2 ) (Gleichung 4)

Dabei ist D _m der Teilkreisdurchmesser, α ist der Winkel unter dem die Rampen 9 und 10 geneigt sind, h ist der axiale Hub, der durch das Verdrehen der Rampenscheiben 2 und 5 relativ zueinander erzielt werden kann, c _D c ist ein Para- meter für die Steifigkeit der verwendeten Lamellenkupplung und μ ist der Reibkoeffizient.

Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung der Vorspanneinheit 1 , gemäß der Erfindung. Die Vorspanneinheit 1 besteht im Wesentlichen aus einer ersten Rampenscheibe 2 und einer zweiten Rampenscheibe 5. Zwischen der ersten Ram- penscheibe 2 und der zweiten Rampenscheibe 5 sind mehrere Wälzkörper 3 angeordnet. Die Wälzkörper 3 sind bei der hier dargestellten Erfindung als Rollen ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass es für die Erfindung besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen der ersten Rampenscheibe 2 und der zweiten Rampenscheibe 5 mindestens drei Rollen, aber nicht mehr als fünf Rollen an- geordnet sind. Mittels der Rollen ist es möglich, die erste Rampenscheibe 2 relativ zu der zweiten Rampenscheibe 5 zueinander möglichst reibungsfrei zu verdrehen. Zwischen der zweiten Rampenscheibe 5 und der Anlaufscheibe 7 ist ein Axiallager 6 vorgesehen. Das Axiallager 6 ist dabei in der hier dargestellten Ausführungsform zwischen einer ersten Laufscheibe 23 und einer zwei- ten Laufscheibe 24 angeordnet. Das Axiallager 6 besteht aus einer Vielzahl

von Nadeln 21 , die in einem Käfig 22 angeordnet sind. Das in Figur 4 dargestellte Axiallager 6 ist mittels der Laufscheiben 23 und 24 zu einer selbst haltenden Einheit gekapselt. Wie aus der Darstellung der Figur 4 ersichtlich ist, liegen die Rollen, welche zwischen der ersten Rampenscheibe 2 und der zwei- ten Rampenscheibe 5 vorgesehen sind, auf einem ersten Teilkreis 62. Ebenso liegt das Axiallager 6, welches zwischen der zweiten Rampenscheibe 5 und der Anlaufscheibe 7 angeordnet ist, auf einem zweiten Teilkreis 64. Gemäß der gegenwärtigen Erfindung besitzen der erste Teilkreis 62 und der zweite Teilkreis 64 den gleichen Durchmesser. Figur 5 zeigt eine perspektivische Ansicht der Explosionsdarstellung der Vorspanneinheit 1. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich ist, besteht die Vorspanneinheit 1 im Wesentlichen aus einer ersten Rampenscheibe 2 und einem Käfig 4, in dem mehrere Wälzlager 3 angeordnet sind. Wie bereits mehrfach erwähnt, sind die Wälzlager 3 als Rollen ausgebildet, die in dafür vorgesehe- nen Taschen 16 gehaltert sind. An den Käfig 4 schließt sich die zweite Rampenscheibe 5 an. Die Oberseite 5a der zweiten Rampenscheibe 5, welche keine Rampen 9, 10 eingeprägt hat, liegt an dem Axiallager 6 an. An das Axiallager 6 schließt sich die Anlaufscheibe 7an.

Da der Käfig 4 drei Rollen trägt, sind somit in der ersten Rampenscheibe 2 drei Rampenkonturen 8 eingeprägt. Jede der Rampenkonturen 8 besteht aus einer ersten Rampe 9 und einer zweiten Rampe 10. Außerdem weist die erste Rampenscheibe 2 innen eine Verzahnung 11 auf, die einen drehmomentfesten Eingriff in eine nicht dargestellte Getriebewelle zur Verfügung stellt. Die erste Rampenscheibe 2 ist vorzugsweise ein Stanz-Prägeteil, welches mittels KaIt- Umformung hergestellt wird.

Der Käfig 4 besteht im Wesentlichen aus einer Radialscheibe 12, aus der ein erster Haltelappen 13 und ein zweiter Haltelappen 14 ausgeformt sind. Die ersten Haltelappen 13 und die zweiten Haltelappen 14 stehen dabei im Wesentlichen senkrecht von der Radialscheibe 12 ab. In der Radialscheibe 12 sind entsprechend der Anzahl der Rollen bzw. Wälzkörper 3 die Taschen 16 ausgebildet, in denen die Rollen gehaltert werden.

Die zweite Rampenscheibe 5 weist einen Radialflansch 18 auf, der einteilig mit einer sich axial erstreckenden Muffe 19 verbunden ist. Alternativ sind Muffe 19 und Radialflansch 18 miteinander verbundene Bauteile. An dem Radialflansch 18 sind ebenfalls mehrere Rampen 8 ausgebildet. Die Muffe 19 ist für den drehmomentfesten aber axial verschiebbaren Eingriff mit einer nicht dargestellten Welle verzahnt. In dem in Figur 5 dargestellten Beispiel ist eine Verzahnung 20 aus wellenförmig geformtem Blech gebildet. Die zweite Rampenscheibe 5 ist wahlweise ein Zieh-Stanz-Prägebauteil aus einem Schmiede- oder Blechrohling. Alternativ dazu, kann die zweite Rampenscheibe 5 aus den zuvor genannten Rohlingen fließgepresst werden.

Wie bereits beschrieben, schließt sich an die zweite Rampenscheibe 5 das Axiallager 6 an. Wie bereits in der Beschreibung zu Figur 4 erwähnt, ist das Axiallager 6 ein Nadellager mit mehreren Nadeln 21. Die Nadeln 21 sind dabei in einem Käfig 22 geführt. Die Laufbahn für die Nadeln 21 sind entweder an der Rampenscheibe 5 und/oder der Anlaufscheibe 7 oder wie in den in Figur 4 gezeigten Beispiel an den Laufscheiben 23 und 24 ausgebildet. Das in Figur 5 dargestellten Axiallager 6 ist mittels der Laufscheiben 23 und 24 zu einer selbst halternden Einheit gekapselt.

An das Axiallager 6 schließt sich die Anlaufscheibe 7 an. Die Anlaufscheibe 7 ist vorzugsweise ein Stanz-Prägebauteil und weist innen so wie außen eine Verzahnung 25 für drehmomentfeste Verbindungen auf. Drehmomentfeste Verbindungen sind vorzugsweise formschlüssige Verbindungen, mit denen Drehmomente um die Rotationsachse der Bauteile übertragen werden können. Weiterhin weist die Anlaufscheibe 7 auf einer Oberseite 7a mehrere Ausformungen 26 auf.

Figur 6 zeigt eine Seitenansicht der Vorspanneinheit 1. Die erste Rampenscheibe 2 und die zweite Rampenscheibe 5 befinden sich dabei in einer derartigen Stellung zueinander, dass sich die Rolle an dem jeweils tiefsten Punkt der Rampenkontur 8 befindet. Bei dieser Stellung tritt zwischen der ersten Ram- penscheibe 2 und der zweiten Rampenscheibe 5 kein Axialhub 74 ein. Durch die Einprägung der Rampenkontur 8 in die erste Rampenscheibe 2 ist eine minimale Wandstärke 71 an der tiefsten Stelle der Rampenkontur 8 in der ers-

ten Rampenscheibe 2 gegeben. Ebenfalls ist durch die Einprägung der Rannpenkontur 8 in der zweiten Rampenscheibe 5 eine minimale Wandstärke 72 gegeben. In der in Figur 7 gezeigten Ausführungsform der Vorspanneinheit 1 ist die Anlaufscheibe 7 durch mehrere radiale Vorsprünge 30 axial an der Muffe 19, zumindest nach maximalem Axialhub 74, gesichert. Die Vorsprünge 30 sind durch plastisches Verdrängen von Material aus der Muffe 19 hergestellt.

Figur 7 zeigt die Situation, bei der die erste Rampenscheibe 2 relativ zu der zweiten Rampenscheibe 5 gegeneinander verdreht ist. Dadurch bewegt sich die Rolle auf der Rampenkontur 8 von dem tiefsten Punkt zu einem anderen Punkt auf der Rampenkontur 8. In der hier gezeigten Darstellung liegt somit die Rolle an der zweiten Rampe 10 der beiden Rampenscheiben 2 und 5 an. Durch das Verdrehen zumindest einer der Rampenscheiben 2 und 5 relativ zueinander, stellt sich somit ein Axialhub 74 ein. Wie bereits in der Beschreibung zu Figur 7 erwähnt, sind die Rollen in der Neutralstellung in der tiefsten Stelle zwischen der ersten Rampe 9 und der zweiten Rampe 10 jeder der beiden Rampenscheiben 2 und 5. Bei relativer Verdrehung des Käfigs 4 und/oder der ersten Rampenscheibe 2 bzw. der zweiten Rampenscheibe 5 zwischen der ersten Rampe 9 oder der zweiten Rampe 10 an einer der Rampen 9 oder 10 bis zum Ende dieser, tritt ein Maximalhub auf. Die zweite Rampenscheibe 5 hebt sich somit axial (in Richtung der Achse 50) und entfernt sich bis zu einem maximalen Hub von der ersten Rampenscheibe 2. In einer Radialscheibe 12 des Käfigs 4 sind bei dieser Ausführungsform drei Taschen 16 ausgeformt.

Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf den Käfig 4, bei dem keine Wälzkörper 3 in die dafür vorgesehenen Taschen 16 eingefügt sind. In einer Radialscheibe 12 des Käfigs 4 sind bei dieser Ausführungsform drei Taschen 16 ausgeformt, in denen jeweils ein Wälzkörper 3 gehaltert ist (siehe hierzu Figur 9). Senkrecht, bzw. axial in beide Richtungen stehen von der Radialscheibe 12 erste Haltelappen 13, bzw. zweite Haltelappen 14 ab. An den Haltelappen 13 und 14 sind jeweils Haltenasen 15 ausgebildet. Der Käfig 4 selbst ist vorzugsweise ein Blechbiegeteil oder ein Zieh-, bzw. Stanzbiegebauteil aus Blech. Die Taschen 16 in der Radialscheibe 12 werden mit einem Tiefziehverfahren gebildet. In den Taschen 16 sind elastische Halterungen 17 ausgebildet, zwischen denen die

Vorspannrollen eingeschnappt sind.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform (siehe Figur 9) werden drei Rollen verwendet. Somit sind diese Rollen jeweils um 120 ° versetzt in der Radialscheibe 12 des Käfigs 4 eingesetzt. Falls mehr als drei Rollen verwendet wer- den, ist die Verteilung dieser Rollen auf der Radialscheibe 12 des Käfigs 4 derart ausgestaltet, dass zwischen jeder der Rollen der gleiche Winkelabstand vorliegt. Der Käfig 4, an dem die ersten bzw. zweiten Haltelappen 13 und 14 ausgebildet sind, dient im Wesentlichen dazu, die erste Rampenscheibe 2 und die zweite Rampenscheibe 5 zu haltern. Dazu wird auf die erste Rampenschei- be 2 zunächst der Käfig 4 mit den Haltelappen 14 so aufgesetzt, dass die Haltelappen 14 die erste Rampenscheibe 2 radial umgreifen und die Haltenasen 15 der ersten Haltelappen 13 die erste Rampenscheibe 2 axial hintergreifen. Dabei ist die Rampenkontur 8 der ersten Rampenscheibe 2 in Berührung mit den im Käfig 4 vorgesehenen Rollen. Im nächsten Montageschritt wird die zweite Rampenscheibe 5 so auf den Käfig 4 aufgesetzt, dass die Rampenkontur 8 auf den Rollen zu liegen kommt. Die ersten Haltelappen 13 umgreifen die zweite Rampenscheibe 2 außen radial. Die an den ersten Haltelappen 13 ausgebildeten Haltenasen 15 hintergreifen die zweite Rampenscheibe 5 axial mit einem Abstand. Somit sind zumindest die erste Rampenscheibe 2, der Käfig 4 und die zweite Rampenscheibe 5 zu einer vormontierten Einheit miteinander verbunden.

Darüber hinaus ist die statische übertragungsfähigkeit von Rollen (besonders bei der Verwendung von drei Rollen) um ca. 30 % höher als bei der Verwendung von Kugeln. Dies trifft für Rollen zu, deren Durchmesser den gleichen Durchmesser besitzen, wie die Kugeln, des Standes der Technik. Ferner stellen drei Rollen einen besonders stabilen statischen Fall dar. Bei der Verwendung von drei Rollen kann immer gewährleistet werden, dass unabhängig vom Durchmesser der Rollen immer ein guter Kontakt der Rollen zu den entsprechenden Rampenkonturen 8 in den Rampenscheiben 2, 5 gewährleistet ist. Figur 10 zeigt eine Detailansicht der Vorspanneinheit 1 , bei der das Zusammenwirken der im Käfig 4 gehalterten Rolle mit der zugeordneten Rampenkontur 8 der ersten und der zweiten Rampenscheibe 2 und 5 ersichtlich ist. Die am

Käfig 4 ausgebildeten ersten bzw. zweiten Haltelappen 13 und 14 dienen zur Montage von zumindest der ersten Rampenscheibe 2, der zweiten Rannpenscheibe 5 und des Käfigs 4 mit den Wälzkörpern 3 zu einer Einheit.

Je größer der Teilkreisdurchmesser gewählt wird, desto flacher können die Rampen 9, 10 ausgestaltet sein. Dies wiederum führt zu einer Erhöhung der Schaltzeiten der Allradzuschaltung, falls erforderlich. Ein größerer Teilkreisdurchmesser des Designs mit Rollen führt automatisch zur Abnahme der Tangential- und Kontaktkräfte. Die elastische Einfederung der Rollen ist geringer als bei Kugeln. Daraus ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad (d. h. größerer Hub h bei gleichem Verdrehwinkel), als bei einer Vorspanneinheit mit Kugeln. Aufgrund der dünnwandigen Konstruktion der Rampenscheiben 2, 5, sowie des schmalen Axiallagers 6 ist der Bauraum, bzw. das Gewicht der Vorspanneinheit (rotierende Masse) reduziert. Die Ausgestaltung der Taschen 16 und der Form der Rampenkonturen 8 ist derart zu wählen, dass bei der Verdrehung der bei- den Rampenscheiben 2, 5, keine Kollision der Taschen 16 der Wälzkörper 3 mit der Rampenkontur 8 auftritt.

Figur 11 zeigt eine Detailansicht der Befestigung einer als Wälzkörper 3 ausgebildeten Rolle in der dafür vorgesehenen Tasche 16 des Käfigs 4. In der Radialscheibe 12 des Käfigs 4 sind die Taschen 16 derart ausgeformt, dass sie über einer Oberfläche der Radialscheibe 12 ragen. Die elastischen Halterungen 17 halten den Wälzkörper 3 in einer Richtung gegen Herausfallen. In der entgegengesetzten Richtung ist die Sicherung gegen Herausfallen der Wälzkörper 3 aus den Taschen 16 durch die Vorsprünge 40 gewährleistet.

Figur 12 zeigt die mechanische Belastung der Taschen 16. Hier werden durch die Verdrehung der beiden Rampenscheiben 2, 5 die an den Wälzkörpern 3 bzw. Rollen auftretenden Kräfte im Wesentlichen in die elastischen Halterungen 17 der Taschen 16 geleitet. Die unterschiedlichen Kräfte sind durch die einzelnen Höhenlinien 45 gekennzeichnet.

Figur 13 zeigt die durch die Rollen verursachte mechanische Belastung an der Rampenkontur. Die unterschiedlichen Kräfte sind hier ebenfalls durch einzelne

Höhenlinien 45 gekennzeichnet. Durch die Rolle, welche in den Taschen 16 des Käfigs 4 drehbar gehaltert ist, erhält man eine Verteilung der Kräfte auf

eine größere Fläche der Rampenkontur 8.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass änderungen und Abweichungen der Erfindung gemacht werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.