DE102008030229A1

DE102008030229A1 - Clamping-roller type free-wheel, has latching lugs radially deflected into annular gap between outer- and inner-ring

Info

Publication number: DE102008030229A1
Application number: DE200810030229
Authority: DE
Inventors: Swen DÖRRIE; Jae Do Lee; Matthias Schramm; Franz-Josef Vossebürger; Minheng 91074 Herzogenaurach Zhang
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-06-25
Filing date: 2008-06-25
Publication date: 2009-12-31
Also published as: KR20100002136A; KR101600086B1

Abstract

A freewheel has several clamping rollers arranged between an outer-ring and an inner-ring in a cage (14) made from an elastically deformable material and has latching devices from several integrally molded radial latching lugs (22) distributed over the periphery of the cage edge. The lugs (22) are radially displaced/deflected, during axial mounting of the cage (14), into an annular gap/slot (24) between the outer ring (2) and the inner ring, at the input edge of one ring, to lock home when reaching the annular slot (24).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Klemmrollen-Freilauf mit mehreren zwischen einem Außenring oder dergleichen und einem Innenring oder dergleichen angeordneten, in einem Käfig gehaltenen Klemmrollen, wobei der Ringspalt zwischen der inneren Umfangsfläche des Außenringes und der äußeren Umfangsfläche des Innenringes so konturiert ist, dass in einer Umfangsrichtung sich verengende Kammern für die Aufnahme jeweils einer Klemmrolle gebildet werden, und wobei der Käfig an einem Käfigrand radial vorspringende Rastmittel aufweist, die in eine an einem der Außen- bzw. Innenringe ausgebildete Ringnut eingreifen. Es sei hier bemerkt, dass der ”Außenring” beispielsweise auch durch ein Gehäuse und der ”Innenring” durch eine Welle gebildet sein können.The The invention relates to a pinch roller freewheel with a plurality of between an outer ring or the like and an inner ring or the like arranged, held in a cage pinch rollers, wherein the annular gap between the inner peripheral surface the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring is contoured so that in a circumferential direction narrowing chambers for receiving one each Pinch roller are formed, and wherein the cage on a Has cage edge radially projecting locking means, the in a formed on one of the outer and inner rings Engage ring groove. It should be noted here that the "outer ring", for example also through a housing and the "inner ring" through a wave can be formed.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bei einem Klemmrollen-Freilauf werden Klemmrollen im allgemeinen von Federn in einer Drehrichtung in einen sich verengenden Spalt zwischen Außenring und Innenring in eine Klemmbereitschaftsstellung gedrückt. Wenn dann beispielsweise der Außenring den Innenring in Richtung der Federkraft an treibt, dann werden die Klemmrollen in dem Spalt eingeklemmt und es entsteht eine kraftschlüssige Drehverbindung zwischen Außenring und Innenring (Sperrmodus). Bei der entgegengesetzten Antriebsrichtung werden die Klemmung der Klemmrollen und damit die kraftschlüssige Drehverbindung aufgehoben (Freilaufmodus).at a pinch roller freewheel clamping rollers are generally of Springs in one direction of rotation in a narrowing gap between Outer ring and inner ring in a Klemmbereitschaftsstellung pressed. If, for example, the outer ring the inner ring in the direction of the spring force drives, then the Clamping rollers clamped in the gap and there is a frictional Rotary connection between outer ring and inner ring (blocking mode). In the opposite direction of drive, the clamping of the Pinch rollers and thus the non-positive rotary connection canceled (Free-running mode).

Ein Problem bei derartigen Klemmrollen-Freiläufen besteht darin, dass der Käfig mit den Klemmrollen axial auswandert, wenn nicht besondere Maßnahmen, beispielsweise das Anbringen von Sicherungsscheiben getroffen werden, um eine solche Axialbewegung zu verhindern.One Problem with such pinch roller freewheels is that that the cage moves axially with the pinch rollers when not special measures, such as attaching be hit by lock washers to such an axial movement to prevent.

Aus der japanischen Patentveröffentlichung 2000213566 A ist bereits eine sogenannte Einwegkupplung bekannt, bei der ein als Vorsprung bezeichneter Radialflansch an einem Ende des Käfigs in eine am Außenring ausgebildete Ringnut eingreift, offensichtlich um so den Käfig axial zu fixieren. Es ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen, wie der ”Vorsprung” und die Ringnut beschaffen sind und wie eine Montage des Käfigs am Außenring bzw. eine Demontage erfolgen.From the Japanese Patent Publication 2000213566 A is already known as a so-called one-way clutch, in which a designated as a projection radial flange engages at one end of the cage in an annular groove formed on the outer ring, obviously so as to fix the cage axially. It is not apparent from this document, as the "projection" and the annular groove are designed and how a mounting of the cage on the outer ring or a disassembly done.

Die US 5,518,093 beschreibt eine Freilaufkupplungsanordnung, bei der nicht näher beschriebene Klemmelemente in einem Käfig gehalten sind, welcher an seinem in Montagerichtung voreilenden Käfigrand einen radialen Außenflansch aufweist, der bei der Montage offensichtlich umgestülpt wird und bei Erreichen einer Ringnut in diese einrastet. Das Umstülpen eines geschlossenen Ringflansches erfordert jedoch insbesondere dann, wenn der Käfig aus einem für das sichere Halten der Klemmelemente ausreichend festen Material besteht, eine erhebliche Kraft, was die Montage und gegebenenfalls Demontage erschwert. Außerdem ist der Ringflansch an dem bezüglich der Montagerichtung voreilenden Käfigrand angeordnet, so dass er über den gesamten axialen Montageweg reibend an der Innenumfangsfläche des Außenringes anliegt, was sich bei einer Montage oder Demontage ebenfalls nachteilig auswirkt.The US 5,518,093 describes a one-way clutch assembly, are held in the unspecified clamping elements in a cage, which has a radial outer flange at its leading edge in the mounting direction cage edge, which is everted obviously during assembly and engages upon reaching an annular groove in this. The eversion of a closed annular flange, however, requires a considerable force, in particular when the cage consists of a material which is sufficiently strong for the secure holding of the clamping elements, which makes assembly and, if necessary, disassembly difficult. In addition, the annular flange is arranged on the leading edge with respect to the mounting cage edge, so that it rubs against the inner peripheral surface of the outer ring over the entire axial mounting path, which also has a disadvantageous effect during assembly or disassembly.

Die DE 33 18 945 A1 offenbart ein zweireihiges Schrägkugellager mit einem die beiden Kugelreihen haltenden Käfig, an welchem entgegen der Montagerichtung geneigte, schräg nach außen stehende Vorsprünge ausgebildet sind, die bei der Montage in eine am Außenring ausgebildete Ringnut einrasten. Infolge der Schrägstellung der Vorsprünge lässt sich der Käfig verhältnismäßig leicht montieren; eine Demontage ist jedoch wegen der Spreizwirkung der Vorsprünge ohne Zerstörung des Käfigs nicht oder nur mit besonderen Werkzeugen möglich. Außerdem werden die Kugelreihen eines für die Aufnahme von Axialkräften bestimmten Schrägkugellagers – anders als die Klemmrollen eines Klemmrollen-Freilaufes – in ihren Laufbahnen axial gehalten, so dass der Käfig keine axialen Kräfte aufnehmen muss und entsprechend leicht ausgebildet sein kann.The DE 33 18 945 A1 discloses a double-row angular contact ball bearing with the two rows of balls holding cage on which opposite to the mounting direction inclined, obliquely outward projections are formed, which engage in the assembly in an annular groove formed on the outer ring. Due to the inclination of the projections, the cage can be mounted relatively easily; disassembly is not possible or only with special tools because of the spreading action of the projections without destroying the cage. In addition, the rows of balls of an intended for the absorption of axial forces angular contact ball bearing - unlike the pinch rollers of a pinch roller freewheel - held axially in their careers, so that the cage does not absorb axial forces and can be made correspondingly easy.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Klemmrollen-Freilauf der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei welchem der mit den Klemmrollen bestückte Käfig leicht montiert und gegebenenfalls demontiert werden kann, und bei welchem dennoch ein axiales Auswandern desselben sicher verhindert wird.Of the Invention is based on the object, a pinch roller freewheel to create the mentioned in the preamble of claim 1, at which of the cage equipped with the pinch rollers easily assembled and disassembled if necessary, and at which nevertheless an axial emigration of the same safely prevented becomes.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass man den Rastnasen die für eine axiale Fixierung bei einem Klemmrollen-Freilauf erforderliche Festigkeit geben kann, wenn bei der axialen Montage nicht diese selbst verformt werden, sondern die Verformung auf größere Bereiche des Käfigs verteilt wird.Of the The invention is based on the finding that the locking lugs for an axial fixation in a pinch roller freewheel required strength, if not in the axial assembly these are deformed themselves, but the deformation to larger ones Areas of the cage is distributed.

Die Erfindung geht daher aus von einem Klemmrollen-Freilauf mit mehreren zwischen einem Außenring oder dergleichen und einem Innenring oder dergleichen angeordneten, in einem Käfig gehaltenen Klemmrollen, wobei der Ringspalt zwischen der inneren Umfangsfläche des Außenringes und der äußeren Umfangsfläche des Innenringes so konstruiert ist, dass in einer Um fangsrichtung sich verengende Kammern für die Aufnahme jeweils einer Klemmrolle gebildet werden, und wobei der Käfig an einem Käfigrand radial vorspringende Rastmittel aufweist, die in eine an einem der Ringe ausgebildete, zugeordnete Ringnut eingreifen. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Käfig aus einem elastisch verformbaren Material besteht und die Rastmittel aus mehreren integral angeformten, über den Umfang des Käfigrandes verteilten radialen Rastnasen gebildet sind, welche bei der axialen Montage des Käfigs in den Ringspalt an der mit einer zur Montagerichtung geneigten Rampenfläche ausgestatteten Eingangskante eines der Außen- bzw. Innenringe radial ausgelenkt werden und bei Erreichen der Ringnut elastisch in diese einrasten.The invention is therefore based on a pinch roller freewheel with several arranged between an outer ring or the like and an inner ring or the like, held in a cage pinch rollers, wherein the annular gap between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the inner ring so construct is that in a circumferential direction constricting chambers for receiving a respective pinch roller are formed, and wherein the cage has on a cage edge radially projecting locking means which engage in a formed on one of the rings, associated annular groove. It is inventively provided that the cage consists of an elastically deformable material and the latching means of a plurality of integrally formed, distributed over the circumference of the cage edge radial locking lugs are formed, which in the axial mounting of the cage in the annular gap at the inclined to the mounting direction Ramp face equipped input edge of the outer and inner rings are radially deflected and engage elastically when reaching the annular groove in this.

Durch diesen Aufbau wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass nicht die Rastnasen selbst verformt werden und eine entsprechend nachgiebige Struktur haben müssen, sondern dass die radiale Auslenkung der Rastnasen von einem größeren Bereich des Käfigs elastisch aufgenommen wird, welcher dann bei Erreichen der Ringnut die für das Einrasten der Rastnasen erforderliche Rückstellkraft zur Verfügung stellt. Die an der Eingangskante des zugeordneten Außen- bzw. Innenringes ausgebildete Rampenfläche ist so geneigt, dass die bei der axialen Montage des Käfigs aufzuwendende Kraft mit möglichst geringen Reibungsverlusten in eine radiale Auslenkung der Rastnasen umgesetzt wird. Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es, den Käfig aus einem verhältnismäßig steifen Material auszubilden, so dass bei eingerasteten Rastnasen ein axiales Auswandern sicher verhindert wird.By This structure is achieved in an advantageous manner that not the Locking lugs themselves are deformed and a corresponding yielding structure but must have, but that the radial deflection of the locking lugs from a larger area of the cage is elastically absorbed, which then upon reaching the annular groove the required for the engagement of the locking lugs restoring force provides. The at the entrance edge of the assigned Outer or inner ring trained ramp surface is so inclined that during the axial assembly of the cage expended force with the lowest possible friction losses is converted into a radial deflection of the locking lugs. The inventive Construction allows the cage from a relative form stiff material, so that when latched latching lugs An axial migration is reliably prevented.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rastnasen an dem bezüglich der Montagerichtung nacheilenden Käfigrand angeordnet sind und die Ringnut im Bereich der Eingangskante des zugeordneten Außen- bzw. Innenringes ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass die Rastnasen nach der radialen Auslenkung nur einen kurzen axialen Weg an der zugeordneten Umfangsfläche zurücklegen müssen, bis sie in die zugeordnete Ringnut einrasten.In A preferred embodiment of the invention provides that the locking lugs on the lagging with respect to the mounting direction Caged edge are arranged and the annular groove in the area of the entrance edge the associated outer or inner ring is formed. This ensures that the locking lugs after the radial deflection only a short axial path on the associated peripheral surface have to go back to the assigned Engage annular groove.

Die Breite der Ringnut ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit einer Losepassung an die axiale Breite der Rastnasen angepasst, so dass diese leicht in die Ringnut einrasten, den Käfig jedoch mit geringem Spiel in axialer Richtung halten.The Width of the annular groove is according to another embodiment the invention with a loose fit to the axial width of the locking lugs adjusted so that they easily snap into the annular groove, the cage but keep with little play in the axial direction.

Die radiale Tiefe der Ringnut ist vorzugsweise größer als die radiale Höhe der Rastnasen, so dass der Käfig in radialer Richtung schwimmend angeordnet ist und beim Auftreten von radialen Kräften gegebenenfalls zwangfrei ausweichen kann.The Radial depth of the annular groove is preferably larger as the radial height of the locking lugs, so that the cage is arranged floating in the radial direction and the occurrence if necessary, dodge freely from radial forces can.

Die Rastnasen können grundsätzlich radial nach innen gerichtet sein und in eine Umfangsnut an der äußeren Umfangsfläche des Innenringes einrasten. Es ist jedoch vorzugsweise vorgesehen, dass die Rastnasen sich radial nach außen erstrecken und die Ringnut an der inneren Umfangsfläche des Außenringes ausgebildet ist, wie anhand eines Ausführungsbeispieles näher dargelegt wird.The Latches can basically radially inward be directed and into a circumferential groove on the outer Engage circumferential surface of inner ring. However, it is preferably provided that the locking lugs are radially outward extend and the annular groove on the inner peripheral surface the outer ring is formed, as based on an embodiment is explained in more detail.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Darin zeigtThe Invention will be described below with reference to the accompanying drawings An embodiment explained in more detail. It shows

1 eine Teilansicht eines Segmentes eines Klemmrollen-Freilaufes in einer Schnittansicht entsprechend der Schnittlinie I-I in 2, und 1 a partial view of a segment of a pinch roller freewheel in a sectional view corresponding to the section line II in 2 , and

2 eine Queranschnittsansicht des in 1 dargestellten Segmentes entsprechend der Schnittlinie II-II in 1. 2 a cross-sectional view of the in 1 shown segment according to the section line II-II in 1 ,

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description the drawings

Das in der 1 dargestellte Segment umfasst einen Außenring 2, welcher in diesem Ausführungsbeispiel ein antreibendes Bauteil ist und zu diesem Zweck an seinem Außenumfang mit einer Verzahnung 4 ausgestattet ist. Zwischen der konturierten Innenumfangsfläche 6 des Außenringes 2 und der Außenum fangsfläche eines nicht dargestellten Innenringes ist ein Ringspalt gebildet, in welchem Klemmrollen 8 angeordnet sind. Die Innenumfangsfläche 6 des Außenringes 2 ist in an sich bekannter Weise so konturiert, dass in dem Ringspalt zwischen Außenring 2 und Innenring einzelne Kammern 10 für die Aufnahme der Klemmrollen 8 gebildet werden, die sich in der durch den Pfeil 12 bezeichneten Umfangsrichtung verengen. Wenn beispielsweise der Außenring 2 gegenüber dem Innenring in einer zum Pfeil 12 entgegengesetzten Richtung drehangetrieben wird, werden die Klemmrollen 8 zwischen Außenring 2 und Innenring geklemmt, und der Innenring wird kraftschlüssig mitgenommen (Sperrmodus). Wenn der Außenring 2 in der Richtung des Pfeils 12 angetrieben wird, werden die Klemmrollen 8 freigegeben, so dass sich der Innenring nicht mitdreht (Freilaufmodus).That in the 1 shown segment comprises an outer ring 2 which is a driving member in this embodiment and for this purpose on its outer periphery with a toothing 4 Is provided. Between the contoured inner peripheral surface 6 of the outer ring 2 and the Außenum starting surface of an inner ring, not shown, an annular gap is formed, in which pinch rollers 8th are arranged. The inner peripheral surface 6 of the outer ring 2 is contoured in a conventional manner so that in the annular gap between the outer ring 2 and inner ring individual chambers 10 for receiving the pinch rollers 8th are formed, which are in the by the arrow 12 narrow the designated circumferential direction. For example, if the outer ring 2 opposite the inner ring in an arrow 12 the opposite direction, the pinch rollers 8th between outer ring 2 and inner ring clamped, and the inner ring is frictionally entrained (lock mode). If the outer ring 2 in the direction of the arrow 12 is driven, the pinch rollers 8th released, so that the inner ring does not rotate (freewheel mode).

Wie insbesondere auch aus 2 ersichtlich ist, werden die Klemmrollen 8 in einem Käfig 14 gehalten. Die die Klemmrollen 8 aufnehmenden Käfigtaschen sind in Umfangsrichtung durch Stege 16 und in axialer Richtung durch einen ersten Käfigrand 18 und einen zweiten Käfigrand 20 begrenzt.As in particular from 2 it can be seen, the pinch rollers 8th in a cage 14 held. The pinch rollers 8th receiving cage pockets are circumferentially by webs 16 and in the axial direction through a first cage edge 18 and a second cage edge 20 limited.

Der Käfig 14 besteht aus einem elastisch verformbaren Material, und er weist mehrere integral angeformte, über den Umfang des zweiten Käfigrandes 20 verteilt angeordnete radiale Rastnasen auf.The cage 14 consists of an elastically deformable material, and it has a plurality of integrally formed, over the circumference of the second cage cage of 20 distributed arranged radial locking lugs on.

An der Innenumfangsfläche 6 des Außenringes 2 ist eine Ringnut 24 ausgebildet, die dazu bestimmt ist, die Rastnasen 22 aufzunehmen und so den Käfig 14 axial zu fixieren.On the inner peripheral surface 6 of the outer ring 2 is an annular groove 24 trained, which is intended to the locking lugs 22 to absorb and so the cage 14 axially fix.

Zur Montage des mit den Klemmrollen 8 bestückten Käfigs 14 wird dieser in 2 von rechts in den Außenring 2 eingeführt. An der rechten Eingangskante des Außenringes 2 ist eine konische Rampenfläche 26 ausgebildet, an die sich die Rastnasen 22 bei der Montage anlegen, so dass sie unter Verformung des Käfigs radial nach innen ausgelenkt werden, bis sie bei Erreichen der Ringnut 24 in diese elastisch einrasten.For mounting with the pinch rollers 8th equipped cage 14 will this in 2 from the right into the outer ring 2 introduced. At the right entrance edge of the outer ring 2 is a conical ramp surface 26 formed, to which the latching noses 22 during assembly, so that they are deflected by deformation of the cage radially inwards until they reach the annular groove 24 engage in this elastic.

Wie insbesondere 2 erkennen lässt, sind die Rastnasen 22 an dem bezüglich der durch den Pfeil 28 angegebenen Montagerichtung nacheilenden zweiten Käfigrand angeordnet, und die Ringnut 24 ist dementsprechend in dem Bereich der Eingangskante des Außenringes 2 ausgebildet, so dass bei der Montage keine lange Reibungsstrecke für die Rastnasen gegeben ist, was die Montage erleichtert.In particular 2 can recognize, are the locking lugs 22 at that with respect to the arrow 28 arranged mounting direction lagging second cage edge, and the annular groove 24 is accordingly in the region of the input edge of the outer ring 2 designed so that during assembly no long friction distance for the locking lugs is given, which facilitates assembly.

Die Breite b der Ringnut ist so bemessen, dass die Rastnasen 22 mit einer Losepassung aufgenommen werden, so dass der Käfig 14 mit geringem Spiel axial gehalten wird.The width b of the annular groove is dimensioned such that the latching noses 22 be picked up with a loose fit, leaving the cage 14 is held axially with little play.

Wie insbesondere wiederum 2 erkennen lässt, ist die radiale Tiefe der Ringnut 24 größer als die radiale Höhe der Rastnasen 22, so dass der Käfig in radialer Richtung ausweichen kann.In particular, again 2 is the radial depth of the annular groove 24 greater than the radial height of the locking lugs 22 , so that the cage can dodge in the radial direction.

22: Außenringouter ring
44: Verzahnunggearing
66: InnenumfangsflächeInner circumferential surface
88th: Klemmrollenclamping rollers
1010: Kammernchambers
1212: Pfeil (Umfangsrichtung)arrow (Circumferential direction)
1414: KäfigCage
1616: StegeStege
1818: Erster Käfigrandfirst cage edge
2020: Zweiter Käfigrandsecond cage edge
2222: Rastnasenlocking lugs
2424: Ringnutring groove
2626: Rampenflächeramp surface
2828: Pfeil (Montagerichtung)arrow (Mounting direction)
bb: Breitewidth

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2000213566 A [0004]
US 5518093 [0005]
- DE 3318945 A1 [0006]

Claims

Pinch roller freewheel with a plurality of arranged between an outer ring or the like and an inner ring or the like, held in a cage pinch rollers, the cage having on a cage edge radially projecting locking means which engage in an annular groove formed on one of the rings, characterized in that the Cage ( 14 ) consists of an elastically deformable material and the locking means of a plurality of integrally formed, distributed over the circumference of the cage edge radial locking lugs ( 22 ) formed during the axial assembly of the cage ( 14 ) in the annular gap ( 24 ) between outer ring ( 2 ) and inner ring on the one with the mounting direction ( 28 ) inclined ramp surface ( 26 ) equipped input edge of one of the rings are radially deflected and upon reaching the annular groove ( 24 ) snap into this.

Pinch roller freewheel according to claim 1, characterized in that the latching lugs ( 22 ) with respect to the mounting direction ( 28 ) lagging cage edge ( 20 ) are arranged and the annular groove ( 24 ) is formed in the region of the input edge of the associated outer or inner ring.

Pinch roller freewheel according to one of claims 1 or 2, characterized in that the width (b) of the annular groove with a loose fit to the axial width of the latching lugs ( 22 ) is adjusted.

Pinch roller freewheel according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radial depth of the annular groove ( 24 ) greater than the radial height of the locking lugs ( 22 ).

Pinch roller freewheel according to one of claims 1 to 4, characterized in that the latching noses ( 22 ) extend radially outward and the annular groove ( 24 ) on the inner peripheral surface ( 6 ) of the outer ring ( 2 ) is trained.