DE2813031A1

DE2813031A1 - FREE WHEEL CLUTCH

Info

Publication number: DE2813031A1
Application number: DE19782813031
Authority: DE
Inventors: Daniel Milton Wade
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1978-10-12
Also published as: JPS53122049A; GB1583529A; IT7821184A0; JPH0232893Y2; FR2385947B1; FR2385947A1; AU518866B2; JPS61204030U; IT1115595B; AU3388078A; CA1087119A

Description

One-way clutch

Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung mit inneren und äußeren, zueinander konzentrischen Führungsringen, zwischen diesen angeordneten Klemmkörpern und einer an einem der Führungsringe in Umfangsrichtung verlaufenden Sicherungsnut, und insbesondere auf einen Klemmkörperkäfig für eine solche Kupplung.The invention relates to a one-way clutch inner and outer, mutually concentric guide rings, between these arranged clamping bodies and one on one of the guide rings extending in the circumferential direction securing groove, and in particular on a clamping body cage for a such coupling.

Bei bekannten Freilaufkupplungen mit zueinander konzentrischen, inneren und äußeren Führungsringen, die zwischen sich einen Ringraum begrenzen, in dem mehrere Einweg-Klemmkörper angeordnet sind, wird häufig ein Klemmkörperkäfig verwendet, der die Klemmkörper in Umfangsrichtung ordnungsgemäß auf Abstand hält und zur Halterung einer entsprechenden Erregerfeder dient, die die Klemmkörper jeweils in Richtung eines klemmenden Eingriffs mit den Führungsringen drückt. Der Käfig, die Klemmkörper und die Erregerfedern werden häufig zunächst als Einheit zusammengebaut und bilden eine selbständige Baugruppe, die in seitlicher Richtung in den Ringraum zwischen den beiden konzentrischen Führungsringen eingebaut wird. TJmIn known overrunning clutches with concentric, inner and outer guide rings that have a To limit the annular space in which several one-way clamping bodies are arranged, a clamping body cage is often used, which keeps the clamping body properly spaced in the circumferential direction and for holding a corresponding exciter spring serves, which presses the clamping body in the direction of a clamping engagement with the guide rings. The cage, the sprags and the exciter springs are often initially assembled as a unit and form an independent unit Assembly that is installed laterally in the annular space between the two concentric guide rings. TJm

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eine unerwünschte Axialverschiebung der den Käfig und die Klemmkörper umfassenden Baugruppe bezüglich der Führungsringe zu verhindern, wird eine Sicherungseinrichtung benötigt.an undesirable axial displacement of the cage and the To prevent clamping body comprehensive assembly with respect to the guide rings, a safety device is required.

Es ist bekannt, für die die Klemmkörper und die Erregerfedern enthaltende Baugruppe einen im wesentlichen steifen Klemmkörperkäfig zu verwenden, der seitlich in eine durch einen Führungsring und eine Stirnwand begrenzte Ausnehmung eingesetzt wird, und diese Baugruppe gegen eine Axialbewegung durch eine aufgeschraubte Deckplatte zu sichern, die das offene Ende der Ausnehmung verschließt. Ferner ist es bekannt, in einem der Führungsringe zwei axial auf Abstand gehaltene, in Umfangsrichtung verlaufende Sieherungsnuten auszubilden, und in diesem Fall wird in die hintere Nut ein hinterer Sicherungsring eingesetzt, anschließend die Baugruppe seitlich eingeschoben, bis sie am hinteren Sicherungsring anliegt, und schließlich in der vorderen Sicherungsnut ein weiterer Sicherungsring eingebaut, so daß die Baugruppe zwischen dem hinteren und dem vorderen Sicherungsring gegen eine Axialverschiebung verriegelt wird. Dabei müssen jedoch zusätzlich zu der Baugruppe noch zwei Sicherungsringe eingebaut werden, und häufig ist der Ein- bzw. Ausbau des hinteren Sicherungsrings ein schwieriger und zeitraubender Vorgang.It is known for the assembly containing the clamping bodies and the exciter springs to have a substantially rigid clamping body cage to use, which is inserted laterally into a recess delimited by a guide ring and an end wall and to secure this assembly against axial movement by means of a screwed-on cover plate that forms the open end the recess closes. It is also known to have two axially spaced apart in one of the guide rings in the circumferential direction to form running locking grooves, and In this case, a rear locking ring is inserted into the rear groove, then the assembly is pushed in from the side, until it rests against the rear locking ring, and finally another one in the front locking groove Circlip installed so that the assembly between the rear and front circlips against axial displacement is locked. However, two circlips must be installed in addition to the assembly, and Often times, installing and removing the rear circlip is a difficult and time-consuming process.

Demgegenüber soll erfindungsgemäß eine Freilaufkupplung geschaffen werden, bei der sich die aus den Klemmkörpern und dem Käfig bestehende, gegen eine Axialverschiebung ge-In contrast, according to the invention, an overrunning clutch is to be created in which the sprags and the cage are counteracted against axial displacement.

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sicherte Baugruppe wesentlich einfacher ein- bzw. ausbauen läßt.Secured assembly can be installed or removed much more easily.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ereilaufkupplung gemäß den Patentansprüchen gelöst.According to the invention, this object is achieved by the overrun clutch solved according to the claims.

Die Freilaufkupplung enthält erfindungsgemäß einen federnd verwindungsfähigen Klemmkörperkäfig, der sich beim Einbau in einen Kupplungsführungsring elastisch verbiegen läßt, so daß er mit einer Sicherungsnut im Führungsring verriegelt werden kann und dadurch eine unerwünschte Axialverschiebung der den Käfig enthaltenden Baugruppe bezüglich des Führungsringes verhindert. According to the invention, the overrunning clutch contains a resilient one torsion-proof sprag cage, which can be elastically bent when installed in a coupling guide ring, see above that it can be locked with a securing groove in the guide ring and thereby undesired axial displacement prevented the assembly containing the cage with respect to the guide ring.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden, beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt:Further details and features of the invention emerge from the claims and the following description by way of example in conjunction with the drawings. It shows:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Freilaufkupplung mitFig. 1 shows the side view of a one-way clutch with

einem erfindungsgemäß ausgebildeten, elastisch verformbaren Klemmkörperkäfig;an elastically deformable clamping body cage designed according to the invention;

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht eines Ausschnitts der Kupplung gemäß Fig. 1;FIG. 2 shows an enlarged partial view of a section of the coupling according to FIG. 1; FIG.

Fign. 3 Teilansichten zur Darstellung der einzelnen bis 6Figs. 3 partial views to show the individual to 6

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Einbaustufen einer Käfig-Baugruppe und eines Führungsrings, wobei der Käfig zur Verriegelung mit einer Sicheiungsnut elastisch verformt wird;Installation stages of a cage assembly and a guide ring, with the cage for locking is elastically deformed with a Sicheiungsnut;

Pig. 7 eine der Pig. 6 ähnliche Darstellung einerPig. 7 one of the pig. 6 similar representation of a

späteren Einbaustufe, bei der der zweite Führungsring eingebaut ist;later installation stage in which the second guide ring is built in;

Fign. 8 Teilansichten weiterer Ausführungsformen der und 9Figs. 8 partial views of further embodiments of FIGS

Sicherungsnasen;Locking lugs;

Pig. 10 eine den Fign. 8 und 9 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Sicherungsnase; Pig. 10 one the FIGS. 8 and 9 corresponding representation of a further embodiment of a securing lug;

Fign. 11 Teildarstellungen eines Klemmkörperkäfigs mit und 12Figs. 11 partial representations of a sprag cage with and 12

einer Werkzeug-Aufnahmeöffnung zur Erleichterunga tool receiving opening for relief

der elastischen Verformung des Käfigs beim Ausbau; undthe elastic deformation of the cage during removal; and

Pig. 13 eine Teildarstellung eines Käfigs mit einerPig. 13 is a partial representation of a cage with a

Seitenplatte in Porm eines geteilten Rings zur Erleichterung der Verformung des Käfigs.Side plate in the form of a split ring to facilitate deformation of the cage.

Gemäß den Pign. enthält eine Freilaufkupplung 20 einen äußeren Führungsring 21, einen inneren Führungsring 22 und eineAccording to the Pign. includes a one-way clutch 20, an outer guide ring 21, an inner guide ring 22 and a

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Käfighaugruppe 23. Diese umfaßt mehrere Klemmkörper 24 und Erregerfedern 26, sowie einen Käfig 27. Wie gezeigt, ist der äußere Führungsring 21 mit einer Führungsbahn versehen, die aus in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden, kreisbogenförmigen Teilflächen 28 sowie aus Klemmflächen 29 besteht, die gemeinsam mit den daran anschließenden Flächen 30 eine Reihe von in Ümfangsrichtung aufeinanderfolgenden Ausnehmungen 31 begrenzen. Die Klemmkörper 24 sind als zylindrische Klemmrollen ausgebildet, die mit den Klemmflachen 29 und mit einer glatten Zylinderfläche 32 am inneren Führungsring 22 zusammenwirken können. Wahlweise können die Klemmflächen auch am inneren und die glatte Führungsbahn kann am äußeren Führungsring ausgebildet sein. In einem der Führungsringe - gemäß den Fign. im äußeren Führungsring 21 - ist eine in Ümfangsrichtung verlaufende Sicherungsnut 33 ausgebildet, die radial außerhalb und axial vor den Klemmflächen 29 liegt. Gewünschtenfalls kann die Sicherungsnut auch in dem Führungsring mit der glatten Führungsbahn ausgebildet sein.Cage assembly 23. This comprises a plurality of clamping bodies 24 and exciter springs 26, as well as a cage 27. As shown, the outer guide ring 21 is provided with a guide track, which consists of circular arc-shaped successive in the circumferential direction Partial surfaces 28 as well as clamping surfaces 29, which together with the adjoining surfaces 30 form a row of successive recesses 31 in the circumferential direction. The clamping bodies 24 are designed as cylindrical clamping rollers formed with the clamping surfaces 29 and with a smooth cylinder surface 32 on the inner guide ring 22 cooperate can. Optionally, the clamping surfaces can also be on the inner guide ring and the smooth guide track can be on the outer guide ring be trained. In one of the guide rings - according to FIGS. in the outer guide ring 21 - is one in the circumferential direction extending securing groove 33 is formed, which lies radially outside and axially in front of the clamping surfaces 29. If so desired the securing groove can also be formed in the guide ring with the smooth guide track.

Der als Gesamtes federnd verformbare Käfig 27 enthält eine ringförmige Seitenplatte 36 mit einem äußeren Quersteg 37 und einem inneren Quersteg 38, die von der Seitenplatte 36 jeweils an mehreren, in ümfangsrichtung versetzten Stellen axial verlaufend abgebogen sind. An der Seitenplatte 36 sind ferner mehrere radial gerichtete Haltelaschen 41 vorgesehen, die in die Aussparungen 31 eingreifen, welche durch die Ver-The resiliently deformable cage 27 as a whole contains a annular side plate 36 with an outer transverse web 37 and an inner transverse web 38 extending from the side plate 36 are each bent axially at several points offset in the circumferential direction. On the side plate 36 are several radially directed retaining tabs 41 are also provided, which engage in the recesses 31, which are

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bindungsfläche 30 zwischen benachbarten, kreisbogenförmigen Flächenstüeken 28 und Klemmflachen 29 gebildet werden. Jeder innere Quersteg 38 enthält eine radiale Wand 42 und einen Ton dieser in Umfangsriehtung verlaufenden, zur Seitenplatte 36 axial auf Abstand gehaltenen und parallel angeordneten Finger 39. Die Radialwand 42 dient als Befestigungsmittel für das eine Ende einer geriffelten Erregerfeder 26. Wenn die Käfig-Baugruppe 23 eine von den Führungsringen getrennte, selbständige Einheit bildet, drückt jeweils eine Erregerfeder 26 die unmittelbar benachbarte Klemmrolle 24 in Anlage an das angrenzende Paar von Querstegen 37» 38, wodurch die Klemmrolle in einer Aufnahmetasche gehaltert wird, die auf der Rückseite durch die Seitenplatte 36, auf der Torderseite durch den Finger 39, auf der im Sinne der Fign. linken Seite durch die Radialwand 42 und auf der rechten Seite durch die Querstege 37, 38 begrenzt wird. Wenn die Käfig-BaugruppeBinding surface 30 between adjacent, circular arc-shaped surface pieces 28 and clamping surfaces 29 are formed. Everyone inner crosspiece 38 includes a radial wall 42 and a tone of this circumferentially extending to the side plate 36 fingers 39 which are axially spaced apart and arranged in parallel. The radial wall 42 serves as a fastening means for one end of a corrugated exciter spring 26. If the cage assembly 23 is a separate from the guide rings, forms an independent unit, an exciter spring 26 presses the immediately adjacent pinch roller 24 into contact to the adjacent pair of transverse webs 37 »38, whereby the pinch roller is held in a receiving pocket, which on the rear through the side panel 36, on the front side by the finger 39, on which in the sense of FIGS. left side through the radial wall 42 and on the right side through the transverse webs 37, 38 is limited. When the cage assembly

23 in einen Führungsring, der mit den Klemmflächen versehen ist, eingebaut wird, drücken die Erregerfedern 26 die Klemmrollen23 in a guide ring, which is provided with the clamping surfaces is installed, the exciter springs 26 press the pinch rollers

24 in Anlage an die Klemmflächen 29. Nach dem Einbau des zweiten Führungsrings wirken die Klemmrollen 24 mit der glattflächigen Führungsbahn 32 und den Klemmflächen 29 zusammen und sind von den Querstegen 37, 38 getrennt.24 in contact with the clamping surfaces 29. After installing the Second guide ring, the clamping rollers 24 interact with the smooth-surfaced guide track 32 and the clamping surfaces 29 and are separated from the transverse webs 37, 38.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fign. 1 bis 7 sind an einigen äußeren Querstegen 37 radial gerichtete Sicherungsnasen 43 ausgebildet, die zur Seitenplatte 36 mit axialem In the embodiment according to FIGS. 1 to 7 are formed on some outer transverse webs 37 radially directed locking lugs 43, which to the side plate 36 with axial

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Abstand und parallel verlaufen. Gemäß Fig. 1 sind vier Sicherungsnasen 43 mit gleichförmigem Abstand tun den Käfig 27 verteilt. Nach den Fign. 1 und 2 sind die Sicherungsnasen 43 in der Sicherungsnut 33 verrastet. Die Fign. 3 bis 6 zeigen die elastische Verformung einer Sicherungsnase 43, die deren Verriegelung in der Sicherungsnut 33 gestattet und teilweise durch eine federnde Yerwindung der Seitenplatte 36 ermöglicht wird.Distance and run parallel. According to Fig. 1, there are four locking lugs 43 uniformly spaced do the cage 27 distributed. According to FIGS. 1 and 2 are the locking tabs 43 latched in the securing groove 33. The FIGS. 3 to 6 show the elastic deformation of a securing lug 43, which allows it to be locked in the securing groove 33 and partly by means of a resilient twisting of the side plate 36 is made possible.

Fig. 3 zeigt den Zustand, wo sich die Käfig-Baugruppe 23 unmittelbar vor dem Einbau in den äußeren Führungsring 21 axial vor diesem befindet. G-emäß Fig. 4 ist die Käfig-Baugruppe seitlich bereits zum Teil in den äußeren Führungsring 21 eingesetzt, wobei die Haltelaschen 41 mit den Aussparungen 31 zusammenwirken. Gemäß Fig. 5 ist die radial gerichtete Sicherungsnase 43 zur Mittelachse des Führungsrings 21 hin abgebogen, wodurch die ringförmige Seitenplatte 36 zeitweise flexibel verformt wird. Fig. 6 zeigt die Käfig-Baugruppe 23 im Einbau in den äußeren Führungsring 21, wobei der Käfig 27 aus dem in Fig. 5 gezeigten, verformten Zustand wieder in seine Ausgangsform zurückgekehrt ist und die Sicherungsnase 43 in die Sicherungsnut 33 eingreift. Gemäß Fig. 7 ist auch der innere Führungsring 22 in die Käfig-Baugruppe 23 eingesetzt, nachdem der Käfig in seine normale Ausgangsform zurückgekehrt ist, wobei durch den formschlüssigen Eingriff ader Sicherungsnase(n) 43 mit der Sicherungsnut 33 eine Axialver-Fig. 3 shows the state where the cage assembly 23 is immediately is located axially in front of this before installation in the outer guide ring 21. G-em in Fig. 4 is the cage assembly Laterally already partially inserted into the outer guide ring 21, the retaining tabs 41 interacting with the recesses 31. According to FIG. 5, the radially directed securing lug 43 is bent towards the central axis of the guide ring 21, whereby the annular side plate 36 is flexibly deformed temporarily. 6 shows the cage assembly 23 when installed in the outer guide ring 21, the cage 27 has returned from the deformed state shown in FIG. 5 to its original shape and the locking lug 43 engages in the securing groove 33. According to FIG. 7, the inner guide ring 22 is also inserted into the cage assembly 23, after the cage has returned to its normal starting shape, with vein through the form-fitting engagement Securing lug (s) 43 with the securing groove 33 an axial

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Schiebung der Käfig-Baugruppe 23 nach beiden Seiten verhindert wird. Da die Sicherungsnasen 43 den Käfig gegen eine Axialverschiebung in beiden Richtungen festlegen, kann auf zusätzliche Verriegelungselemente im Bereich der Seitenplatte 36 verzichtet werden.Movement of the cage assembly 23 prevented on both sides will. Since the securing lugs 43 set the cage against axial displacement in both directions, additional Locking elements in the area of the side plate 36 can be dispensed with.

Zum Ausbau der Käfig-Baugruppe 23 werden die in den Fign. 1 bis 7 gezeigten Einbauschritte in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt, d. h., der innere Führungsring wird ausgebaut, der Käfig verformt, so daß die Sicherungsnase 43 von der Sicherungsnut 33 freikommt, und die Baugruppe 23 wird in Axialrichtung aus dem äußeren Führungsring 21 geschoben. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 ist die Sicherungsnase 44 am Finger 39 ausgebildet und daher an der Seitenplatte 36 anstatt über den Que
Quersteg 38 abgestützt.To remove the cage assembly 23 are shown in FIGS. 1 to 7 are carried out in the reverse order, that is, the inner guide ring is removed, the cage is deformed so that the locking lug 43 is released from the locking groove 33, and the assembly 23 is pushed out of the outer guide ring 21 in the axial direction. In the embodiment according to FIG. 8, the securing lug 44 is formed on the finger 39 and therefore on the side plate 36 instead of over the que
Cross web 38 supported.

36 anstatt über den Quersteg 37 über die Radialwand/ und den36 instead of the transverse web 37 over the radial wall / and the

Fig. 9 zeigt eine der Fig. 8 ähnliche Ausführungsform, bei der die Sicherungsnase 46 jedoch radial nach innen verläuft und in eine Sicherungsnut 47 im inneren Führungsring 22 eingreift .FIG. 9 shows an embodiment similar to FIG. 8, but in which the securing lug 46 extends radially inward and engages in a locking groove 47 in the inner guide ring 22 .

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fingers 48 mit einer an diesem ausgebildeten Sicherungsnase 49.Fig. 10 shows a further embodiment of a finger 48 with a securing lug 49 formed thereon.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 ist die in den Fign.In the embodiment according to FIG. 11, the one shown in FIGS.

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1 bis 7 gezeigte Sicherungsnase 43 mit einem Einschnitt 51 versehen, wodurch eine stufenförmige Aussparung zur Aufnahme eines Werkzeugs gebildet wird, durch das die Sicherungsnase 43 radial nach innen gepreßt werden kann und dadurch aus der Sicherungsnut 33 freikommt. Gemäß Fig. 12 wird die Aussparung zur Aufnahme des Werkzeugs nicht durch einen Einschnitt 51, sondern durch eine Werkzeug-Aufnahmeöffnung 52 gebildet.1 to 7 shown securing lug 43 is provided with an incision 51, whereby a step-shaped recess for receiving a tool is formed through which the locking lug 43 can be pressed radially inward and thereby out of the Safety groove 33 comes free. According to FIG. 12, the recess for receiving the tool is not formed by an incision 51, but by a tool receiving opening 52.

!"ig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Klemmkörperkäfigs 27, bei dem die ringförmige Seitenplatte 36 als geteilter Ring mit zwei benachbarten Endabschnitten 53 und 54 ausgebildet ist. Hierdurch wird die elastische Deformation der Seitenplatte 36 erleichtert, was besonders bei Kupplungen mit einem kleinen Durchmesser von Vorteil ist.Fig. 13 shows a further embodiment of a clamp body cage 27, in which the annular side plate 36 as a split ring with two adjacent end portions 53 and 54 is formed. This facilitates the elastic deformation of the side plate 36, which is particularly the case with couplings with a small diameter is beneficial.

Gemäß den Fign. bildet der Klemmkörperkäfig 27 der Freilaufkupplung ein einstückiges Bauteil einschließlich der Befestigungsmittel und ist elastisch verformbar, wodurch eine Befestigungs- oder Sicherungsnase lösbar in eine Sicherungsnut in einem der Führungsringe einsetzbar ist.According to FIGS. forms the sprag cage 27 of the overrunning clutch a one-piece component including the fastening means and is elastically deformable, whereby a fastening or the locking lug can be inserted detachably into a locking groove in one of the guide rings.

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Claims

Patent attorney Dipl. Ing. H. Hauck

Phy. VV. S: .- hmUz OQ 1 Q Π Q

Dips. Ing. C. G rf vi is t O IOUO

Dip ?. \ :. C Vi. V :: -: ..-. Ert Dipi. Phys. W. C? .Rstane Dr.-Ing. -W. Döring

BORG-WARNER CORPORATION.,. . ___

MozsrtstroSe 23

South Michigan Ave. 8OOO Munich 2

Chicago, 111.60604, USA Munich, March 22, 1978

Legal File: M-4557

Patent claims

(i. ^ one-way clutch with inner and outer, concentric to each other Guide rings, between these arranged clamping bodies and one on one of the guide rings in the circumferential direction running securing groove, characterized by a resiliently deformable clamping body cage (27) with a substantially annular side plate (36) on which a plurality of axially extending transverse webs (37, 38) are arranged are, which are distributed in the circumferential direction receiving pockets for the clamping body (24) "form and of which at least one transverse web (37) a radially directed, to the side plate (36) substantially parallel and in the axial direction has offset arranged securing lug (43), wherein the side plate (36) with a radial bending the locking lug is elastically twistable in the axial direction and the locking lug (43) can be releasably locked with the locking groove (33).

2. One-way clutch according to claim 1, characterized in that an axially extending transverse web (38) is at a distance to the side plate (36) extending fingers in the circumferential direction

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ORIGINAL INSPECTED

(39), between which and the side wall in each case a clamping body (24) secured in the axial direction and on which the Securing lug (43) is formed.

3. Overrunning clutch according to claim 1 or 2, characterized in that that the side plate (36) for easier deformation of the cage (27) with the releasable locking of the locking lug (43) in the locking groove (33) as a split ring two adjoining end portions (53, 54) formed is.

4 »Overrunning clutch according to one of the preceding claims, characterized in that the cage (27) has two axially extending transverse webs (37, 38) between each receiving pocket, which together form a stop for the associated clamping body (24) and above all those of the one is provided with the locking lug (43).

5. Overrunning clutch according to claim 4, characterized in that in each case one of the transverse web fastening means for one Has exciter spring (26) which cooperates with a clamping body (24) held at a distance in the circumferential direction.

6. Overrunning clutch »oh one of the preceding claims, characterized in that the one guide ring (21) has a number of clamping rings following one another in the circumferential direction

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surfaces (29) and the clamping bodies (24) as cylindrical, pinch rollers seated in the receiving pockets of the cage (27) are formed, and that the cage (27) axially offset with respect to the locking lug (43), in part engaging recesses (31) limited by the clamping surfaces Retaining tabs (41) is provided.

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