DE102007006517A1

DE102007006517A1 - Rollenfreilauf

Info

Publication number: DE102007006517A1
Application number: DE102007006517A
Authority: DE
Inventors: Frieder Altmann; Swen Dipl.-Ing. Dörrie; Helmut Kalb; Alois Leisgang; Volker Dipl.-Ing. Ploetz
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-02-18
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2007-08-23

Abstract

Ein Rollenfreilauf (1) umfasst . einen eine zylindrische Außenoberfläche (7) sowie eine mit Klemmrampen (6) versehene Innenoberfläche aufweisenden, als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildeten Außenring (2), . mehrere Klemmrollen (4), welche gegen die Klemmrampen (6) angefedert sind, . einen drehfest im Außenring (2) angeordneten, als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildeten Käfig (3), an welchem zur Anfederung der Klemmrollen (4) vorgesehene Federn (5) befestigt sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen insbesondere für Drehmomentwandler sowie für Automatikgetriebe geeigneten, darüber hinaus auch im Industriebereich einsetzbaren Rollenfreilauf.

Hintergrund der Erfindung

Ein Rollenfreilauf ist beispielsweise aus der DE 1 254 916 B bekannt. Der Außenring dieses Rollenfreilaufs ist als Keilbahnenring ausgebildet, der auch als Becher bezeichnet wird. Zur Erhöhung der Stabilität ist der Becher innerhalb eines zweiten Bechers angeordnet, wobei die Form des zweiten Bechers der Klemmrampenkontur des inneren Bechers angepasst ist. Zum Einbau des Rollenfreilaufs in eine größere Baueinheit, etwa in einem Fahrzeuggetriebe, sind in der DE 1 254 916 B keine Aussagen getroffen.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders flexibel verwendbare, raumsparend aufgebaute Klemmrollenfreilaufkupplung anzugeben.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Rollenfreilauf mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Rollenfreilauf weist einen als Blechumformteil gefertigten Außenring auf, auf dessen Innenseite Klemmrampen ausgebildet sind, während die äußere Oberfläche des Außenrings zylindrisch ist. Unter einer zylindrischen Oberfläche wird auch eine Oberfläche mit Riffelung verstanden, jedoch keine Oberfläche, die eine Klemmrampenform zeigt. Die zylindrische äußere Form des Außenrings ermöglicht es, diesen in eine Bohrung eines kraftaufnehmenden Anschlussteils einzusetzen. Spezielle Anschlusskonstruktionen mit der Klemmrampenform angepasster Kontur sind nicht erforderlich.
Der Außenring weist in bevorzugter Ausgestaltung auf dessen Innenseite jeweils zwischen zwei Klemmrampen eine axialer Richtung verlaufende rillenförmige Vertiefung, auch als Fertigungsrille oder Axialrille bezeichnet, auf. Im Gegensatz zu den Klemmrampen sind die Axialrillen jeweils symmetrisch zu einer Ebene, in welcher die Rotationsachse des Rollenfreilaufs liegt, ausgebildet. Die Außenoberfläche des Außenrings weicht im Bereich der Axialrillen nicht von der zylindrischen Form ab. Die Erstreckung einer Axialrille in Umfangsrichtung ist vorzugsweise geringer als die Erstreckung einer Klemmrampe in der selben Richtung. Die durch die Axialrillen gegebene Minderung der Wandstärke des Außenrings ist mit der Reduktion der Wandstärke des Außenring durch die Einformung der Klemmrampen vergleichbar. Vorzugsweise weicht die minimale Wandstärke des Außenrings im Bereich einer Axialrille von der minimalen J Wandstärke des Außenrings im Bereich einer Klemmrampe um nicht mehr als 20 % ab. In Umfangsrichtung betrachtet, sind in bevorzugter Ausgestaltung mehr als 70 % der Innenoberfläche des Außenrings durch Klemmrampen oder Axialrillen gebildet. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die Axialrillen wesentlich zur Verbesserung der Rundheit der Außenoberfläche des Außenrings beitragen. Dies wiederum erhöht die Lebensdauer des Rollenfreilaufs.
Innerhalb des Außenrings befinden sich mehrere Klemmrollen, die mittels eines Käfigs geführt sind. Der Käfig ist drehfest, insbesondere formschlüssig im Außenring angeordnet, wobei vorzugsweise die Außenkontur des Käfigs der Klemmrampenkontur des Außenrings angepasst ist. Zur Anfederung der Klemmrollen sind Federn, vorzugsweise Einzelblattfedern, insbesondere Blattfedern mit Dreieckform, vorgesehen, die am Käfig befestigt sind. Dadurch, dass der Käfig relativ zum Außenring nicht drehbar ist, sind stets gleich bleibende Anfederungseigenschaften gegeben.
Ebenso wie der Außenring ist der Käfig als spanlos umgeformtes Blechteil hergestellt. In fertigungstechnisch günstiger sowie montagefreundlicher Ausgestaltung weist der Käfig lediglich einen einzigen, an einem Bord des Außenrings anliegenden Käfigring auf. Vom Käfigring aus erstrecken sich Stege in axialer Richtung des Freilaufs, wobei an jedem Steg eine Feder zur Anfederung jeweils einer Klemmrolle befestigt ist. Vorzugsweise ist eine Schnappverbindung zwischen der Feder und dem Steg hergestellt, wobei ein Teil der Feder in eine Haltekontur, insbesondere eine Öffnung, des Steges eingreift.
Die Stege des Käfigs bilden in vorteilhafter Ausgestaltung Anschläge für die Klemmrollen. Zugleich sind die Stege vorzugsweise derart geformt, dass stets ein Restfederweg der Federn erhalten bleibt. Zumindest ein Teil eines jeden Steges verläuft in einer radialen Ebene, d.h. in einer Ebene, die die Symmetrieachse des Rollenfreilaufs schneidet. An den in einer radialen Ebene angeordneten so genannten Mittelabschnitt eines Steges schließt sich vorzugsweise mindestens ein gegenüber dem Mittelabschnitt abgewinkelter Haltefortsatz, der insbesondere die Montage erleichtert, an. Der Haltefortsatz befindet sich in einem Bereich radial außerhalb des Mittelabschnitts.
Der Käfig des Rollenfreilaufs ist bevorzugt aus einem im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Blechrohling gefertigt, wobei der Rand des Blechrohlings Der Käfig des Rollenfreilaufs ist bevorzugt aus einem im Wesentlichen kreisscheibenförmigen Blechrohling gefertigt, wobei der Rand des Blechrohlings abweichend von einer exakten Kreisform zumindest abschnittsweise die Kontur der Klemmrampen wiedergibt. Der Käfig ist vorzugsweise aus mindestens 30%, insbesondere mindestens 50%, der Masse der verwendeten Ronde gebildet. Anders ausgedrückt: Höchstens 70% der Fläche des Blechrohlings ist nicht im Endprodukt, d.h. im Käfig, wieder zu finden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 und 2 verschiedene Schnitte eines Rollenfreilaufs,
3 einen zur Herstellung eines Käfigs des Rollenfreilaufs nach den 1 und 2 verwendbaren Blechrohling, und
4 eine perspektivische Ansicht des Rollenfreilaufs nach den 1 und 2.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 1, 2 und 4 zeigen einen Rollenfreilauf 1, der aus einem Außenring 2, einem Käfig 3, mehreren Klemmrollen 4 sowie einer der Anzahl an Klemmrollen 4 entsprechenden Anzahl an Federn 5 zusammengesetzt ist. Alle genannten Teile 2, 3, 4, 5 sind aus metallischen Werkstoffen gefertigt. Der Rollenfreilauf 1 ist insbesondere zum Einbau in einen Drehmomentwandler oder in ein Automatikgetriebe geeignet. Ebenso ist der Rollenfreilauf 1 im Industriebereich universell einsetzbar. Eine mit den Klemmrollen 4 zusammenwirkende Welle ist nicht dargestellt. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktionsweise des Rollenfreilaufs 1 wird auf die DE 200 09 895 U1 verwiesen.
Der Außenring 2 ist als Blechumformteil gefertigt, wobei auf der Innenseite des Außenrings 2 mit den Klemmrollen 4 zusammenwirkende Klemmrampen 6 ausgebildet sind, während die äußere Oberfläche 7 des Außenrings 2 zylindrisch ist. Der Außenring 2 weist somit eine nicht konstante Wandstärke auf. Die Klemmrampen 6 sind derart geformt, dass, wie durch einen Pfeil in 2 angedeutet, eine Drehung der die Klemmrollen 4 kontaktierenden Welle im Uhrzeigersinn blockiert wird. Die Federn 5 in Form von mehrfach gefalteten Blattfedern mit in der Ansicht nach 2 dreieckigem Querschnitt halten die Klemmrollen 4 in ständiger Klemmbereitschaft.
Die Form des Käfigs 3 wird auch aus 3 deutlich, die einen Blechrohling 8 zeigt, aus dem der Käfig 3 spanlos geformt wird. Der Rand 9 des Blechrohlings 8 gibt im Wesentlichen die Form der Klemmrampen 6 wieder, so dass der Käfig 3 verdrehgesichert im Außenring 2 montierbar ist. Durch den Formschluss zwischen dem Käfig 3 und dem Außenring 2 ist eine Fehlmontage des Käfigs 3 ausgeschlossen. Der Rand 9 begrenzt einen Käfigring 10, welcher als Teil des Käfigs 3 in einer Ebene normal zur Symmetrieachse S des Rollenfreilaufs 1 angeordnet ist. Wie aus 1 hervorgeht, liegt der Käfigring 10 an einem Bord 11 des Außenrings 2 an. Der Bord 11 weist im Vergleich zu einem weiteren Bord 12 des Außenrings 2 eine verminderte Wandstärke auf.
An den Käfigring 10 schließen sich in Axialrichtung des Rollenfreilaufs 1, d.h. rechtwinklig vom Käfigring 10 abknickend, Stege 13 an, an denen jeweils eine Feder 5 befestigt ist. In jedem Steg 13 befindet sich eine Öffnung 14, die eine Haltekontur zur Herstellung einer Schnappverbindung zwischen Feder 5 und Steg 13 darstellt. Im Querschnitt, wie in 2 dargestellt, weist der Steg 13 im Wesentlichen eine L-Form auf, wobei der kürzere L-Schenkel 15 an den Innenrand 16 des Käfigrings 10 anschließt und in Tangentialrichtung des Rollenfreilaufs 1 verläuft. Der längere, in Radialrichtung des Käfigs 3 verlaufende L-Schenkel des Stegs 13 wird als Mittelabschnitt 17 bezeichnet und bildet, wie zur Oberfläche der benachbarten Klemmrolle 4 verlaufende Haltefortsätze 18 an. Diese verhindern beim Zusammenbau des Rollenfreilaufs 1 ein Herausfallen der Klemmrollen 4 radial nach außen. Wie insbesondere aus 2 hervorgeht, sind die Haltefortsätze 18 in den axial äußeren Bereichen der Klemmrollen 4 angeordnet. Jeder Haltefortsatz 18 taucht teilweise in eine Axialrille 19 ein, die am Innenumfang des Außenrings 2 gebildet ist. Jeweils zwischen zwei Klemmrampen 6 befindet sich eine Axialrille 19, welche ebenso wie die Klemmrampen 6 spanlos in den Außenring 2 eingeformt ist. Die Anordnung aus Käfig 3, Federn 5 und Klemmrollen 4 kann als vormontierte Baueinheit in den Außenring 2 eingesetzt werden.
Der Außenring 2 wird in eine Öffnung eines nicht dargestellten Anschlussteils eingepresst. Damit ist der als Hülsenfreilauf ausgebildete Rollenfreilauf 1 für Anwendungsgebiete geeignet, die nach dem Stand der Technik nicht für den Einsatz von Hülsenfreiläufen in Betracht kamen. Der Rollenfreilauf 1 ist zur Übertragung eines Drehmoments von mehr als 100 Nm ausgelegt. Mit dem als Blechumformteil ausgebildeten Außenring 2 zeichnet sich der Rollenfreilauf 1 durch einen besonders geringen radialen Bauraumbedarf aus.

1: Rollenfreilauf
2: Außenring
3: Käfig
4: Klemmrolle
5: Feder
6: Klemmrampe
7: Außenoberfläche
8: Blechrohling
9: Rand
10: Käfigring
11: Bord
12: Bord
13: Steg
14: Öffnung
15: L-Schenkel
16: Innenrand
17: Mittelabschnitt
18: Haltefortsatz
19: Axialrille
S: Symmetrieachse

Claims

Rollenfreilauf, mit – einem eine zylindrische Außenoberfläche (7) sowie eine mit Klemmrampen (6) versehene Innenoberfläche aufweisenden, als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildeten Außenring (2), – mehreren Klemmrollen (4), welche gegen die Klemmrampen (6) angefedert sind, – einem drehfest im Außenring (2) angeordneten, als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildeten Käfig (3), an welchem zur Anfederung der Klemmrollen (4) vorgesehene Federn (5) befestigt sind.
Rollenfreilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (3) formschlüssig, mit der Form der Klemmrampen (6) angepasster Kontur im Außenring (2) gehalten ist.
Rollenfreilauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (3) einen einzigen, an einem Bord (11) des Außenrings (2) anliegenden Käfigring (10) aufweist.
Rollenfreilauf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (3) rechtwinklig zum Käfigring (10) verlaufende, der Halterung der Federn (5) dienende Stege (13) aufweist.
Rollenfreilauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Feder (5) auf einen Steg (13) aufgeschnappt ist.
Rollenfreilauf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (13) eine der Halterung der Feder (5) dienende Öffnung (14) aufweist.
Rollenfreilauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (13) Anschläge für die Klemmrollen (4) bilden.
Rollenfreilauf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steg (13) einen in einer radialen Ebene verlaufenden Mittelabschnitt (17) sowie mindestens einen gegenüber diesem abgewinkelten Haltefortsatz (18) aufweist.
Rollenfreilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Federn (5) als gefaltete Blattfedern ausgebildet sind.
Rollenfreilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (3) aus einem scheibenförmigen Blechrohling (8) gefertigt ist, wobei die Flächenausnutzung mindestens 30% beträgt.
Rollenfreilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Klemmrampen (6) Axialrillen (19) aufweist.