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Patent Searching and Data


Title:
CLAMPING ROLLER FREEWHEEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/164652
Kind Code:
A1
Abstract:
A clamping roller freewheel (1) comprises clamping rollers (3) which are spring-loaded in each case by means of a spring element (5) against a clamping ramp (4) which is provided by way of a clutch element (2), wherein the spring element (5) is configured as a multiply bent leaf spring which is held on a cage (6) by means of a holding section (8) of U-shaped cross section. The spring element (5) has a centre section (30) which is narrower than the two end sections (8, 9), namely the U-shaped holding section (8) and a bearing section (9) of the spring element (5), which bearing section (9) is provided for making contact with a clamping roller (3).

Inventors:
YAGI TOSHIAKI (JP)
Application Number:
PCT/DE2019/101046
Publication Date:
August 20, 2020
Filing Date:
December 05, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16D41/066; F16D41/067
Foreign References:
DE102013012804A12015-02-05
US20100116611A12010-05-13
US20020195306A12002-12-26
US4088211A1978-05-09
DE102009018965A12010-10-28
DE102005034039A12007-01-25
US4850464A1989-07-25
US3917036A1975-11-04
DE102009018965A12010-10-28
DE102011005245A12012-09-13
DE19937437A12001-02-08
DE10057175A12002-05-23
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Claims:
Patentansprüche

1. Klemmrollenfreilauf, mit einer Anzahl Klemmrollen (3), welche jeweils mittels eines Federelementes (5) gegen eine Klemmrampe (4) angefedert sind, welche durch ein Kupplungselement (2) bereitgestellt wird, wobei das Federelement (5) als mehrfach gebogene Blattfeder ausgebildet ist, die mittels eines im Quer schnitt U-förmigen Flalteabschnitts (8) an einem Käfig (6) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (5) einen Mittelabschnitt (30) auf weist, welcher schmaler als die beiden Endabschnitte (8, 9), nämlich der U- förmige Flalteabschnitt (8) und ein zur Kontaktierung einer Klemmrolle (3) vor gesehener Anlageabschnitt (9), des Federelementes (5) ist.

2. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der gegenüber den Endabschnitten (8, 9) verjüngte Mittelabschnitt (30) über mehr als zwei schräg zueinander gestellte Schenkel (25, 26, 27, 28, 29) des Fe derelementes (5) erstreckt.

3. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die

Breite (BR) des Mittelabschnitts (30) nicht mehr als die Hälfte der Breite (Bv) ei nes jeden Endabschnittes (8, 9) beträgt.

4. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endabschnitte (8,9) eine übereinstimmende Breite (Bv) aufweisen.

5. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Flalteabschnitt (8) ausgebildete Endabschnitt über seine gesamte Breite (Bv) eine der durch das Federelement (5) angefederten Klemmrolle (3) benachbarte Klemmrolle (3) in zumindest einer Radialrichtung abstützt.

6. Klemmrollenfreilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (2), durch welches die Klemmram pen (4) gebildet sind, als Außenring ausgebildet ist.

7. Klemmrollenfreilauf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kä fig (6) unmittelbar durch den Außenring (2) gebildet ist.

Description:
Klemmrollenfreilauf

Die Erfindung betrifft eine als Klemmrollenfreilauf ausgebildete Freilaufkupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Freilaufkupplung ist beispielsweise aus der DE 10 2009 018 965 A1 bekannt. Die bekannte Freilaufkupplung weist zwischen einem Innenring und einem Außenring angeordnete Klemmrollen auf, wobei einer der Ringe mit den Klemmrollen zusammenwirkende Klemmrampen aufweist. Jede Klemmrolle ist einzeln mittels einer mehrfach gebogenen Blattfeder gegen eine Klemm rampe angefedert.

Ein weiterer Klemmrollenfreilauf mit Federelementen, welche als mehrfach gebogene Blattfedern ausgebildet sind, ist in der DE 10 2011 005 245 A1 beschrieben. Die Fe derelemente sind in einem Klemmrollenkäfig aufgenommen, welcher in diesem Fall eine integrierte Dämpfungseinrichtung aufweist.

Die DE 199 37 437 A1 offenbart einen Klemmrollenfreilauf, bei welchem nicht nur die Klemmrollen angefedert sind, sondern auch der Käfig angefedert ist.

Aus der DE 100 57 175 A1 ist ein Kunststoffkäfig für einen Klemmrollenfreilauf be kannt. In diesem Fall sind Federelemente direkt durch den Kunststoffkäfig gebildet.

Nicht rastende Freilaufkupplungen wie Klemmrollenfreiläufe werden üblicherweise mit Schmiermittel betrieben, womit einem Verschleiß mechanisch stark beanspruchter Komponenten entgegengewirkt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere unter schmierungstechnischen Aspekten weiterentwickelten Klemmrollenfreilauf anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Klemmrollenfreilauf mit den Merkmalen des Anspruchs 1 .

Dieser Klemmrollenfreilauf umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption eine Anzahl Klemmrollen, welche jeweils mittels eines Federelementes gegen eine Klemmrampe angefedert sind, die durch ein Kupplungselement, insbesondere einen Ring, bereitge stellt wird, wobei das Federelement als mehrfach gebogene, in der Art einer Ziehhar monika expandierbare und komprimierbare Blattfeder ausgebildet ist, die mittels eines im Querschnitt U-förmigen Halteabschnitts an einem Käfig gehalten ist.

Erfindungsgemäß weist das Federelement, welches insgesamt eine mehrfach abge knickte Streifenform beschreibt, einen Mittelabschnitt auf, welcher schmaler als die beiden Endabschnitte, nämlich der U-förmige Halteabschnitt und ein zur Kontaktie rung einer Klemmrolle vorgesehener Kontaktabschnitt, des Federelementes ist.

Durch die Verjüngung des Mittelabschnitts des Federelementes wird ein freier Quer schnitt für Schmiermittel bereitgestellt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass trotz der im Vergleich zu den Endabschnitten geringeren Breite des Mittelabschnitts die gewünschte mechanische Funktion des Federelementes ohne Einschränkung ge geben ist. Abhängig von der Auslegung des Federelementes kann der Klemmrollen freilauf als fliehkraftaufhebender Freilauf gestaltet sein.

In bevorzugter Ausgestaltung erstreckt sich der gegenüber den Endabschnitten ver jüngte Mittelabschnitt über mehr als zwei schräg zueinander gestellte Schenkel des Federelementes. Hierbei beträgt die Breite des Mittelabschnitts vorzugsweise nicht mehr als die Hälfte, jedoch mehr als ein Viertel, insbesondere mehr als ein Drittel, der Breite eines jeden Endabschnitts. Die Breite des am Käfig gehaltenen Endabschnitts stimmt vorzugswei se mit der Breite des zweiten Endabschnitts, das heißt desjenigen Endabschnitts, welcher die durch das Federelement angefederte Klemmrolle kontaktiert, überein.

Der als Halteabschnitt ausgebildete, das heißt am Käfig fixierte Endabschnitt stützt gemäß einer möglichen Ausgestaltung über seine gesamte Breite eine der durch das Federelement angefederten Klemmrolle benachbarte Klemmrolle in zumindest einer Radialrichtung ab. Vorzugsweise ist eine Abstützung in beiden Radialrichtungen ge geben. Die Halterung des Federelements am Käfig stimmt damit mit der Ausgestal tung nach der bereits genannten DE 10 2009 018 965 A1 überein.

Das Kupplungselement, durch welches die Klemmrampen gebildet sind, kann entwe der als Außenring oder als Innenring des Klemmrollenfreilaufs gestaltet sein. Statt ei nes Innenrings kann auch eine massive Welle vorgesehen sein. Sofern sich die Klemmrampen am Außenring befinden, ist der Käfig vorzugsweise unmittelbar durch den Außenring gebildet.

Der Klemmrollenfreilauf ist unter anderem zur Verwendung in einem Verbrennungs motor, beispielsweise eines Motorrads, geeignet. Ebenso kann der Klemmrollenfrei lauf in einem Drehmomentwandler oder an sonstiger Stelle im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, insbesondere in einem Getriebe, verwendet werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung nä her erläutert. Hierin zeigen:

Fig. 1 ausschnittsweise einen Klemmrollenfreilauf in einer Schnittdarstellung,

Fig. 2 ein Detail der Anordnung nach Figur 1 , Fig. 3 ein Federelement des Klemmrollenfreilaufs in Draufsicht,

Fig.4 das Federelement in perspektivischer Ansicht.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichneter Klemmrollenfreilauf weist zwei Ringe, nämlich einen nicht dargestellten Innenring und einen Außenring 2, auf.

Klemmrollen 3 kontaktieren einerseits den Innenring und andererseits Klemmrampen 4, welche durch den Außenring 2 gebildet sind. Jeder Klemmrolle 3 ist ein Federele ment 5 zugeordnet, welches an einem Käfig 6 gehalten ist. H ierbei ist jedes Fe derelement 5 an einem Käfigsteg 7 fixiert, wobei die Käfigstege 7 im Ausführungsbei spiel unmittelbar durch Material, welches aus dem Außenring 2 herausgebogen wur de, gebildet sind. Der Käfig 6 ist damit integraler Bestandteil des Außenrings 2. Die Freilaufeinrichtung FR des Innenrings gegenüber dem Außenring 2 ist in Figur 1 durch einen Pfeil kenntlich gemacht. Der Außenring 2 stellt ebenso wie der Innenring ein Kupplungselement des Klemmrollenfreilaufs 1 dar.

Jedes Federelement 5 ist als mehrfach gebogene Blattfeder ausgebildet. Derjenige Abschnitt des Federelementes 5, welcher am Käfigsteg 7 fixiert ist, wird als Flalteab schnitt 8 bezeichnet und weist einen U-förmigen Querschnitt auf. Die Querschnittsge staltung des U-förmigen Flalteabschnitts 8 ist prinzipiell aus der DE 10 2009 018 965 A1 bekannt.

Der U-förmige Flalteabschnitt 8 wird auch als erster Endabschnitt des Federelementes 5 bezeichnet. Der zweite, dem Flalteabschnitt 8 gegenüberliegende Endabschnitt 9 kontaktiert die durch das Federelement 5 angefederte Klemmrolle 3. Eine weitere, dem Flalteabschnitt 8 benachbarte Klemmrolle 3 läuft an einen Sicherungsabschnitt 10 an, welcher durch den U-förmigen Flalteabschnitt 8 gebildet ist. FHierbei ragen zwei Sicherungszungen 1 1 , 12 in gerader Verlängerung der mit 13 bezeichneten U-Basis des Flalteabschnitts 8 über den Käfigsteg 7 hinaus. Die Sicherungszungen 1 1 , 12 er strecken sich damit im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Klemmrollenfreilaufs 1 , wobei sie die Klemmrolle 3, welche dem Käfigsteg 7 benachbart ist, radial nach außen abstützen.

Zwischen den beiden Sicherungszungen 1 1 , 12 befindet sich eine ebenfalls dem Hal teabschnitt 8 zuzurechnende Endzunge 14, welche sich von der U-Basis 13 aus radial nach innen erstreckt und somit mit den Sicherungszungen 1 1 , 12 einen zumindest näherungsweise rechten Winkel einschließt. Die Endzunge 14 stellt einen Schenkel des U-Profils des Halteabschnitts 8 dar und liegt am Käfigsteg 7 an. Hierbei weist die Endzunge 14 einen über den Käfigsteg 7 hinausragenden inneren Endabschnitt 15 auf, welcher in Richtung zur Klemmrolle 3 abgeknickt ist und damit eine radial nach innen wirksame Abstützung gegenüber der Klemmrolle 3 bildet. Vom inneren Endab schnitt 15 aus ragt ein Widerhaken 16 in Richtung zum Käfigsteg 7, so dass der U- förmige Halteabschnitt 8 insgesamt formschlüssig am Käfigsteg 7 fixiert ist.

An die U-Basis 13 des Halteabschnitts 8 schließt sich ein Anlageschenkel 17 an, wel cher etwa parallel zur Endzunge 14 angeordnet ist und ebenfalls den Käfigsteg 7 kon taktiert. Der Anlageschenkel 17 erstreckt sich radial nach innen bis zu einer ersten Knickstelle 18 des Federelementes 5. Weitere Knickstellen des Federelementes 5 sind mit 19, 20, 21 , 22, 23 bezeichnet. Die zwischen den Knickstellen 18 bis 23 lie genden Abschnitte des Federelementes 5 werden als Schenkel 25, 26, 27, 28, 29 be zeichnet. An die am weitesten vom Halteabschnitt 8 beabstandete Knickstelle 23 schließt sich der zweite Endabschnitt 9 an, welche auch als Anlageabschnitt bezeich net wird. Der zweite Endabschnitt 9 beschreibt im Unterschied zu den Schenkeln 25 bis 29 eine leicht abgeknickte, der Krümmung der Klemmrolle 3 angepasste Form. Ei ne weite, in Figur 2 erkennbare V-förmige Abwinklung innerhalb des Endabschnitts 9 ist mit 24 bezeichnet. Der zwischen den Endabschnitten 8, 9 liegende Bereich des Federelementes 5 wird als Mittelabschnitt 30 bezeichnet. Sämtliche Schenkel 25 bis 29 sind dem Mittelabschnitt 30 zuzurechnen.

Die in Axialrichtung des Klemmrollenfreilaufs 1 zu messende Breite des Federelemen tes 5 ist mit Bv bezeichnet. Die Breite Bv entspricht der Breite der beiden Endabschnit te 8, 9. Gegenüber dieser Breite Bv ist die mit BR bezeichnete Breite des Mittelab- schnitts 30 auf knapp die Hälfte reduziert. Durch die reduzierte Breite BR wird inner halb des Raumes, in dem das Federelement 5 angeordnet ist, zusätzlicher Raum be reitgestellt, in welchem Schmiermittel aufgenommen werden kann und durch welchen Schmiermittel gefördert werden kann. Auch verbessert der zusätzliche Raum, das heißt Freiraum, welcher seitlich neben dem Mittelanschnitt 30 existiert, im Vergleich zu herkömmlichen, mehrfach abgeknickten Blattfedern mit einheitlicher Breite die Be weglichkeit des Federelementes 5.

Damit ist in jedem Zustand des Klemmrollenfreilaufs 1 eine gute Schmiermittelversor- gung der mechanisch stark belasteten Kontakte zwischen den Klemmrollen 3, dem Innenring und dem Außenring 2 gegeben. Gegenüber herkömmlichen, beispielsweise aus der DE 10 2009 018 965 A1 bekannten Freilaufkupplungen ist der Aufbau des Klemmrollenfreilaufs 1 , welcher die beschriebenen Federelemente 5 mit mittig redu zierter Breite BR umfasst, nicht grundsätzlich geändert. Durch die im Vergleich zum Mittelabschnitt 30 verbreiterten Endabschnitte 8, 9 ist eine Anfederung der Klemmrol len 3 praktisch über deren gesamte Breite gegeben. Ebenso stützen die Sicherungs zungen 11 , 12 die Klemmrollen 3 praktisch über ihre volle Länge ab. Im Fall des inne ren Endabschnitts 15 ist eine Abstützung der Klemmrolle 3 über mehr als die Hälfte ih rer in Axialrichtung zu messenden Breite gegeben.

Bezuqszeichenliste

Klemmrollenfreilauf

Außenring, Kupplungselement

Klemmrolle

Klemmrampe

Federelement

Käfig

Käfigsteg

Endabschnitt, Halteabschnitt

Endabschnitt, Anlageabschnitt

Sicherungsabschnitt

Sicherungszunge

Sicherungszunge

U-Basis

Endzunge

Innerer Endabschnitt

Widerhaken

Anlageschenkel

Knickstelle

Knickstelle

Knickstelle

Knickstelle

Knickstelle

Knickstelle

V-förmige Abwinklung

Schenkel

Schenkel

Schenkel

Schenkel

Schenkel

Mittelabschnitt BR Breite des Mittelabschnitts Bv Breite des Endabschnitts FR Freilaufrichtung