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DE102007006707A1 - Bearing free-wheel unit, has free-wheel unit arranged between roller bearing rows to release rotation of inner ring relative to outer ring in rotating direction and to block rotation of inner ring in another rotating direction - Google Patents

Bearing free-wheel unit, has free-wheel unit arranged between roller bearing rows to release rotation of inner ring relative to outer ring in rotating direction and to block rotation of inner ring in another rotating direction Download PDF

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DE102007006707A1
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inner ring
freewheel unit
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outer ring
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DE102007006707A
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Inventor
Jürgen Dipl.-Ing. Oetjen
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler KG
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    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
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    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
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    • F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/069—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags
    • F16D41/07—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface the intermediate members wedging by pivoting or rocking, e.g. sprags between two cylindrical surfaces

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Abstract

The unit (1) has an inner ring (2), and an outer ring (4) that is arranged concentric to the inner ring. A roller bearing unit (3) is arranged between the inner ring and the outer ring, where the roller bearing unit is formed as a double-row angular roller bearing. An axial free-wheel unit (7) e.g. clamp body free-wheel clutch, is arranged between two roller bearing rows (5, 6). The free-wheel unit releases the rotation of the inner ring relative to the outer ring in a rotating direction, and blocks the rotation of the inner ring relative to the outer ring in another rotating direction.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine Lager-Freilauf-Einheit, welche als Baueinheit eine Freilaufkupplung sowie ein Wälzlager umfasst.The The invention relates to a bearing-freewheel unit, which as a structural unit an overrunning clutch and a rolling bearing comprises.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine Lager-Freilauf-Einheit ist beispielsweise aus der DE 42 16 055 C2 bekannt. Hierbei handelt es sich um einen Hülsenfreilauf mit Lagerung, wobei Klemmrollen und Lagerrollen auf einer gemeinsamen Hülse angeordnet sind. Zwei Reihen von Lagerrollen und eine axial zwischen diesen angeordnete Reihe von Klemmrollen sind jeweils in einem gesonderten Lager- bzw. Freilaufkäfig geführt. Die Lagerkäfige sind mit Durchbrüchen zur Verbesserung der Schmierung versehen. Insgesamt handelt es sich bei der Vorrichtung nach der DE 42 16 055 C2 um eine bewährte Konstruktion.A bearing-freewheel unit is for example from the DE 42 16 055 C2 known. This is a sleeve freewheel with storage, with pinch rollers and bearing rollers are arranged on a common sleeve. Two rows of bearing rollers and an axially arranged between these series of clamping rollers are each guided in a separate bearing or freewheel cage. The bearing cages are provided with apertures to improve lubrication. Overall, it is in the device after the DE 42 16 055 C2 a proven construction.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders vielseitig verwendbare Lager-Freilauf-Einheit, welche für unterschiedlichste Belastungszustände geeignet ist, anzugeben.Of the Invention is based on the object, a particularly versatile usable bearing-freewheel unit, which for a variety of Load conditions is appropriate to specify.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Lager-Freilauf-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Diese Vorrichtung umfasst als kompakte Baueinheit Radial- und Axiallagerfunktionen sowie eine Freilauffunktion. Zwischen den Lagerringen, d. h. zwischen dem Innenring und dem konzentrisch zu diesem angeordneten Außenring, befinden sich eine als zweireihiges Schrägwälzlager ausgebildete Wälzlagereinheit sowie eine Freilaufeinheit, welche eine Drehmomentübertragung zwischen dem Innenring und dem Außenring nur bei einer bestimmten Drehrichtung des Innenrings relativ zum Außenring ermöglicht. Die vorzugsweise als formschlüssige Freilaufkupplung, insbesondere als Klemmkörperfreilauf, ausgebildete Freilaufeinheit befindet sich axial zwischen den beiden Wälzkörperreihen der Wälzlagereinheit. Unter einem Klemmkörperfreilauf wird eine Freilaufkupplung verstanden, deren Klemmkörper einen nicht kreisförmigen Querschnitt haben und mit zylindrischen Klemmbahnen zusammenwirken. Die Klemmbahnen, d. h. die Innenklemmbahn sowie die Außenklemmbahn, sind im vorliegenden Fall vorzugsweise direkt durch den Innenring bzw. durch den Außenring gebildet.These The object is achieved by a bearing-freewheel unit with the features of claim 1. This Device comprises as a compact unit radial and thrust bearing functions and a freewheeling function. Between the bearing rings, d. H. between the inner ring and the outer ring arranged concentrically therewith, are a double-row skew bearings trained rolling bearing unit and a freewheel unit, which a torque transmission between the inner ring and the outer ring only in a certain direction of rotation allows the inner ring relative to the outer ring. The preferably as a positive overrunning clutch, in particular As sprag freewheel, trained freewheel unit is located axially between the two rows of rolling elements the rolling bearing unit. Under a sprag freewheel is understood as an overrunning clutch whose clamping body have a non-circular cross-section and cylindrical Collets cooperate. The clamps, d. H. the inner clamping track and the outer clamping track are preferred in the present case formed directly through the inner ring or through the outer ring.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung weist der Außenring im Bereich der Außenklemmbahn seine maximale Wandstärke auf. Der Außenring ist damit in der Lage, besonders hohe beim Blockieren der Freilaufeinheit auftretende Radialkräfte aufzunehmen. Die in Axialrichtung beidseitig der Außenklemmbahn benachbarten Außenlaufbahnen, auf welchen jeweils eine Reihe an Wälzkörpern der Wälzlagereinheit abrollt, befinden sich radial außerhalb der Außen klemmbahn. In analoger Weise erstrecken sich die Innenlaufbahnen der Wälzkörper von der Innenklemmbahn aus radial nach außen oder sind, von der Innenklemmbahn abgesetzt, vollständig radial außerhalb der Innenklemmbahn angeordnet. Der Innenring der Lager-Freilauf-Einheit weist damit, im Gegensatz zum Außenring, eine zu den Stirnseiten hin zunehmende Wandstärke auf. Die Wälzkörper befinden sich dementsprechend in O-Anordnung zwischen den Lagerringen. Dies gilt sowohl für Kugeln als Wälzkörper als auch für rollenförmige Wälzkörper. Auch Kugelrollen sind als Wälzkörper des zweireihigen Schrägwälzlagers geeignet. Sie zeichnen sich durch einen besonders geringen Bauraumbedarf aus. In besonders bevorzugter Ausgestaltung werden als Wälzkörper Zylinderrollen verwendet. Die Lager-Freilauf-Einheit ist damit zur Aufnahme besonders hoher Belastungen, auch Kippmomente, geeignet. Die Laufbahnen der Wälzlager sind gegenüber der Axialrichtung der Lager-Freilauf-Einheit vorzugsweise um 30° bis 60°, insbesondere um 45°, schräg gestellt.In particularly advantageous embodiment, the outer ring in the area of the outer clamping track its maximum wall thickness on. The outer ring is thus able, particularly high to absorb radial forces occurring during the blocking of the freewheel unit. The adjacent in the axial direction on both sides of the outer clamping track Outer raceways, on each of which a number of rolling elements the rolling bearing unit rolls, are located radially outside the outer cable car. In an analogous manner extend the Inner raceways of the rolling elements of the inner clamping track from radially outward or are, from the inner clamping track offset, completely radially outside of the inner clamping track arranged. The inner ring of the bearing-freewheel unit thus indicates, in the Contrary to the outer ring, one towards the front sides increasing Wall thickness on. The rolling elements are located Accordingly, in O-arrangement between the bearing rings. This applies to both balls as rolling elements as well as roller-shaped rolling elements. Also ball rollers are as rolling elements of the double row Schrägwälzlagers suitable. They stand out a particularly small space requirement. In particularly preferred Design are as rolling elements cylindrical rollers used. The bearing-freewheel unit is thus particularly suitable for receiving high loads, including tilting moments, suitable. The raceways of Rolling bearings are compared to the axial direction of the Bearing freewheel unit preferably by 30 ° to 60 °, in particular at 45 °, inclined.

Die Lager-Freilauf-Einheit kann an beiden Stirnseiten jeweils mit einem schleifenden oder nicht schleifenden Dichtring abgedichtet sein. Zur Erstbefettung des Lagers eignet sich besonders eine Schmierungsbohrung, welche sich vom Außenumfang des Außenrings in Radialrichtung bis zur Außenklemmbahn erstreckt.The Bearing freewheel unit can be connected to both ends with one be sealed sliding or non-abrasive sealing ring. For Erstbefettung the camp is especially a lubrication hole, which extends from the outer circumference of the outer ring in Radial direction extends to the outer clamping track.

Während der Außenring der Lager-Freilauf-Einheit vorzugsweise einteilig ausgebildet ist, ist der Innenring – bei O-Anordnung der Wälzkörper – als gesprengter Lagerring ausgeführt. Vorzugsweise ist der Innenring asymmetrisch gesprengt, so dass sämtliche Wälzkörper und Klemmkörper von der umlaufenden Sprengfuge beabstandet sind.While the outer ring of the bearing-freewheel unit preferably in one piece is formed, the inner ring - in O-arrangement of Rolling elements - as a blown bearing ring executed. Preferably, the inner ring is asymmetrical blasted, leaving all rolling elements and clamp body spaced from the peripheral explosive joint are.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: following an embodiment of the invention with reference to a Drawing explained in more detail. Herein show:

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

1 eine Lager-Freilauf-Einheit im Querschnitt, 1 a bearing-freewheel unit in cross-section,

2 ein Detail der Vorrichtung nach 1. 2 a detail of the device after 1 ,

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing

Die 1 zeigt eine Lager-Freilauf-Einheit 1, deren Symmetrieachse mit A bezeichnet ist. Ein Innenring 2 der Lager-Freilauf-Einheit 1 ist mittels einer Wälzlagereinheit 3, nämlich eines zweireihigen Schrägrollenlagers, relativ zu einem Außenring 4 rotierbar gelagert. Zwischen den beiden Wälzkörperreihen 5, 6 der Wälzlagereinheit 3 befindet sich eine Freilaufeinheit 7, die in 2 (Detail Z) genauer erkennbar ist. Bei der Freilaufeinheit 7 handelt es sich um einen Klemmkörperfreilauf mit in einem Käfig 8 geführten Klemmkörpern 9, die einen nicht kreisförmigen, insbesondere taillierten, Querschnitt aufweisen. Die Klemmkörper 9 kontaktieren einerseits eine Innenklemmbahn 10 an der Außenoberfläche des Innenrings 2 und andererseits eine Außenklemmbahn 11 an der Innenoberfläche des Außenrings 4.The 1 shows a bearing-freewheel unit 1 , whose symmetry axis is denoted by A. An in nenring 2 the bearing-freewheel unit 1 is by means of a rolling bearing unit 3 that is, a double row tapered roller bearing, relative to an outer ring 4 rotatably mounted. Between the two rows of rolling elements 5 . 6 the rolling bearing unit 3 there is a freewheel unit 7 , in the 2 (Detail Z) is more clearly recognizable. At the freewheel unit 7 it is a sprag freewheel with in a cage 8th guided sprags 9 which have a non-circular, in particular waisted, cross-section. The clamp body 9 on the one hand, an inner clamping track 10 on the outer surface of the inner ring 2 and on the other hand an outer clamping track 11 on the inner surface of the outer ring 4 ,

Der Innenring 2 weist im Bereich der Innenklemmbahn 10 seine geringste Wandstärke auf, während der Außenring 4 im selben axialen Bereich, d. h. im Bereich der Außenklemmbahn 11, seine größte Wandstärke aufweist. An die zylindrische Innenklemmbahn 10 schließt sich beidseitig jeweils eine konische, gegenüber der Achse A um 45° schräg gestellte Innenlaufbahn 12 an. Auf den Innenlaufbahnen 12 laufen Zylinderrollen 13 als Wälzkörper der Wälzlagereinheit 3 ab. Jeweils eine Reihe 5, 6 an 13 ist in einem Lagerkäfig 14 geführt. Eine normal zur Rotationsachse R eines einzelnen Wälzkörpers 13 verlaufende Ebene, welche den Wälzkörper 13 mittig schneidet, gibt die Lage einer mittleren Kontaktlinie 15 an, welche an der Oberfläche des Innenrings 2 kreisförmig um die Achse A verläuft. Die Kontaktlinie 15 befindet sich radial außerhalb der In nenklemmbahn 10. In analoger Weise zur Innenlaufbahn 12 erstreckt sich eine Außenlaufbahn 16 von der Außenklemmbahn 11 aus radial schräg nach außen. Der durch die Mittelpunkte der Wälzkörper 13 beschriebene Teilkreisradius RW ist größer als der Radius RK der Außenklemmbahn 11. Insgesamt sind die Wälzkörper 13 des zweireihigen Schrägrollenlagers 3 in O-Anordnung positioniert.The inner ring 2 points in the area of the inner clamping track 10 its slightest wall thickness, while the outer ring 4 in the same axial area, ie in the area of the outer clamping track 11 , has its largest wall thickness. To the cylindrical inner clamping track 10 closes on both sides in each case a conical, with respect to the axis A inclined by 45 ° inner raceway 12 at. On the inner raceways 12 run cylindrical rollers 13 as rolling elements of the rolling bearing unit 3 from. One row each 5 . 6 at 13 is in a camp cage 14 guided. A normal to the axis of rotation R of a single rolling element 13 extending plane which the rolling elements 13 center cuts, gives the location of a middle contact line 15 which is on the surface of the inner ring 2 runs circularly about the axis A. The contact line 15 is located radially outside the In nenklemmbahn 10 , In an analogous way to the inner raceway 12 extends an outer raceway 16 from the outer terminal track 11 from radially inclined to the outside. The through the centers of the rolling elements 13 described circle radius R W is greater than the radius R K of the outer clamping track 11 , Overall, the rolling elements 13 of double row tapered roller bearing 3 positioned in O arrangement.

Zur Befüllung der Lager-Freilauf-Einheit 1 mit Schmierfett weist der Außenring 4 eine Schmierungsbohrung 17 auf, die den Außenumfang des Außenrings 4 mit der Außenklemmbahn 11 verbindet. Die Abdichtung der Lager-Freilauf-Einheit 1 an den Stirnseiten erfolgt mittels jeweils einer Dichtscheibe 18. Der Innenring 2 ist als gesprengter Lagerring gefertigt, wobei die Sprengfuge 19 asymmetrisch zwischen der Freilaufeinheit 7 und der Wälzkörperreihe 5 angeordnet ist. An der Innenseite der Sprengfuge 19 ist ein Haltering 20 in den Innenring 2 eingerollt, der den Innenring 2 zusammenhält, so dass die Lager-Freilauf-Einheit 1 eine komplette einbaufertige Baueinheit darstellt.To fill the bearing-freewheel unit 1 with grease faces the outer ring 4 a lubrication hole 17 on that the outer circumference of the outer ring 4 with the outer terminal track 11 combines. The sealing of the bearing-freewheel unit 1 on the front sides by means of a respective sealing disc 18 , The inner ring 2 is made as a blown bearing ring, with the explosive joint 19 asymmetric between the freewheel unit 7 and the rolling element row 5 is arranged. On the inside of the explosive joint 19 is a retaining ring 20 in the inner ring 2 rolled up, the inner ring 2 holds together so that the bearing freewheel unit 1 represents a complete ready to install unit.

11
Lager-Freilauf-EinheitBearing freewheel unit
22
Innenringinner ring
33
Wälzlagereinheitrolling bearing unit
44
Außenringouter ring
55
WälzköperreiheWälzköperreihe
66
WälzköperreiheWälzköperreihe
77
FreilaufeinheitFreewheel unit
88th
KäfigCage
99
Klemmkörperclamping bodies
1010
InnenklemmbahnInside clamping track
1111
AußenklemmbahnOuter clamping track
1212
InnenlaufbahnInner raceway
1313
Wälzkörperrolling elements
1414
Lagerkäfigbearing cage
1515
Kontaktliniecontact line
1616
AußenlaufbahnOuter race
1717
Schmierungsbohrunglubrication hole
1818
Dichtscheibesealing washer
1919
SprengfugeSprengfuge
2020
Halteringretaining ring
AA
Symmetrieachseaxis of symmetry
RR
Rotationsachseaxis of rotation
RW R W
TeilkreisradiusPitch radius
RK R K
Radius der Außenklemmbahnradius the outer terminal track

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4216055 C2 [0002, 0002] - DE 4216055 C2 [0002, 0002]

Claims (14)

Lager-Freilauf-Einheit, mit – einem Innenring (2) und einem konzentrisch zu diesem angeordneten Außenring (4), – einer zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (4) angeordneten Wälzlagereinheit (3), welche als zweireihiges Schrägwälzlager aufgebaut ist, – einer axial zwischen den beiden Reihen (5, 6) der Wälzlagereinheit (3) angeordneten Freilaufeinheit (7), welche eine Drehung des Innenrings (2) relativ zum Außenring (4) in einer ersten Drehrichtung freigibt und in der gegengesetzten Drehrichtung blockiert.Bearing freewheel unit, with - an inner ring ( 2 ) and an outer ring arranged concentrically therewith ( 4 ), - one between the inner ring ( 2 ) and the outer ring ( 4 ) arranged rolling bearing unit ( 3 ), which is constructed as a double-row angular contact bearing, - one axially between the two rows ( 5 . 6 ) of the rolling bearing unit ( 3 ) arranged freewheel unit ( 7 ), which rotation of the inner ring ( 2 ) relative to the outer ring ( 4 ) in a first direction of rotation and blocked in the opposite direction of rotation. Lager-Freilauf-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagereinheit zwei Reihen (5, 6) von Wälzkörpern (13) umfasst, welche in O-Anordnung zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (4) angeordnet sind.Bearing freewheel unit according to claim 1, characterized in that the rolling bearing unit has two rows ( 5 . 6 ) of rolling elements ( 13 ), which in O-arrangement between the inner ring ( 2 ) and the outer ring ( 4 ) are arranged. Lager-Freilauf-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinheit (7) eine Innenklemmbahn (10) aufweist, welche radial innerhalb der durch die Anordnung der Wälzkörper (13) auf dem Innenring (2) bestimmten mittleren Kontaktlinie (15) angeordnet ist.Bearing freewheel unit according to claim 2, characterized in that the freewheel unit ( 7 ) an inner clamping track ( 10 ), which radially within the by the arrangement of the rolling elements ( 13 ) on the inner ring ( 2 ) certain mean contact line ( 15 ) is arranged. Lager-Freilauf-Einheit nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinheit (7) eine Außenklemmbahn (11) aufweist, welche radial innerhalb der Außenlaufbahnen (16) der Wälzkörper (13) angeordnet ist.Bearing freewheel unit according to claim 2 or 3, characterized in that the freewheel unit ( 7 ) an outer clamping track ( 11 ) which radially within the outer races ( 16 ) of the rolling elements ( 13 ) is arranged. Lager-Freilauf-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagereinheit (3) spiegelsymmetrisch zu einer mittig durch die Freilaufeinheit (7) verlaufenden Ebene ausgebildet ist.Bearing freewheel unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rolling bearing unit ( 3 ) mirror-symmetrical to a center through the freewheel unit ( 7 ) extending level is formed. Lager-Freilauf-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagereinheit (3) als Rollenlager ausgebildet ist.Bearing freewheel unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the rolling bearing unit ( 3 ) is designed as a roller bearing. Lager-Freilauf-Einheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Wälzkörper (13) Zylinderrollen vorgesehen sind.Bearing freewheel unit according to claim 6, characterized in that as rolling elements ( 13 ) Cylindrical rollers are provided. Lager-Freilauf-Einheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahnen (12, 16) von Innenring (2) und Außenring (4) gegenüber der Radialrichtung der Wälzlagereinheit um mindestens 30° und max. 60° schräg gestellt sind.Bearing freewheel unit according to claim 7, characterized in that the raceways ( 12 . 16 ) of inner ring ( 2 ) and outer ring ( 4 ) relative to the radial direction of the rolling bearing unit by at least 30 ° and max. 60 ° are tilted. Lager-Freilauf-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufeinheit (7) als formschlüssige Freilaufkupplung ausgebildet ist.Bearing freewheel unit according to one of claims 1 to 8, characterized in that the freewheel unit ( 7 ) is designed as a positive overrunning clutch. Lager-Freilauf-Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Freilaufeinheit (7) eine Klemmkörperfreilaufkupplung vorgesehen ist.Bearing freewheel unit according to claim 9, characterized in that as a freewheel unit ( 7 ) A sprag clutch is provided. Lager-Freilauf-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (4) eine Schmierungsbohrung (17) aufweist, welche sich vom Außenumfang des Außenrings (4) zur Außenklemmbahn (11) erstreckt.Bearing freewheel unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that the outer ring ( 4 ) a lubrication hole ( 17 ), which extend from the outer periphery of the outer ring ( 4 ) to the outer terminal track ( 11 ). Lager-Freilauf-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass jede Wälzkörperreihe (14, 15) mittels einer Dichtscheibe (18) abgedichtet ist.Bearing freewheel unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that each rolling element row ( 14 . 15 ) by means of a sealing disc ( 18 ) is sealed. Lager-Freilauf-Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (2) axial gesprengt ist.Bearing freewheel unit according to one of claims 1 to 12, characterized in that the inner ring ( 2 ) is blasted axially. Lager-Freilauf-Einheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (2) asymmetrisch gesprengt ist.Bearing freewheel unit according to claim 13, characterized in that the inner ring ( 2 ) is broken asymmetrically.
DE102007006707A 2007-02-10 2007-02-10 Bearing free-wheel unit, has free-wheel unit arranged between roller bearing rows to release rotation of inner ring relative to outer ring in rotating direction and to block rotation of inner ring in another rotating direction Ceased DE102007006707A1 (en)

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