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WO2004111483A1 - Clamping body free-wheel device for coupling in both directions of rotation - Google Patents

Clamping body free-wheel device for coupling in both directions of rotation Download PDF

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Publication number
WO2004111483A1
WO2004111483A1 PCT/EP2004/005174 EP2004005174W WO2004111483A1 WO 2004111483 A1 WO2004111483 A1 WO 2004111483A1 EP 2004005174 W EP2004005174 W EP 2004005174W WO 2004111483 A1 WO2004111483 A1 WO 2004111483A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clamping
sprag
bodies
clamping bodies
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2004/005174
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Uwe Michael
Michael Bogner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHO Holding GmbH and Co KG
Original Assignee
INA Schaeffler KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INA Schaeffler KG filed Critical INA Schaeffler KG
Publication of WO2004111483A1 publication Critical patent/WO2004111483A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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    • F16D41/06—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/084—Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate coupling members wedging by pivoting or rocking
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D43/00—Automatic clutches
    • F16D43/02—Automatic clutches actuated entirely mechanically
    • F16D43/04—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed
    • F16D43/14—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed with centrifugal masses actuating the clutching members directly in a direction which has at least a radial component; with centrifugal masses themselves being the clutching members
    • F16D43/18—Automatic clutches actuated entirely mechanically controlled by angular speed with centrifugal masses actuating the clutching members directly in a direction which has at least a radial component; with centrifugal masses themselves being the clutching members with friction clutching members

Definitions

  • Clamping body freewheel device for coupling in both directions of rotation with at least one inner and at least one outer clamping track, which are connected to driving and driven machine elements of an internal combustion engine, for example a pulley or a gearwheel on the one hand and a starter generator on the other hand, with clamping bodies arranged between the clamping tracks, the inner and have outer clamping contours, with at least one of the clamping contours optionally having two spaced supports which, when the clamping bodies are tilted in one and possibly both directions of rotation, cause the clamping bodies to be clamped between the clamping tracks by means of support lines running along the clamping bodies and thus coupling the components to one another , and with at least one cage arranged between the clamping tracks, which has corresponding recesses for the clamping body.
  • a generic sprag freewheel for coupling in both directions of rotation with sprags which have an inner and an outer clamping contour, at least one of the clamping contours having two spaced supports is known from US Pat. No. 4,089,395 C.
  • This sprag freewheel has two radially spaced cages, the outer cage having friction surfaces which abut the outer clamping track and the inner cage is in frictional engagement with the housing of the sprag freewheel.
  • the cages cause the clamping bodies to tilt and thus release or couple the inner and outer clamping sheet in one and the other direction.
  • This configuration of the sprag freewheel is complex, subject to wear, and requires a lot of maintenance because of the two cages, the friction surfaces to the outer clamping track and the frictional connection to the housing of the freewheel.
  • the object of the invention is therefore to provide a sprag clutch for coupling in both directions of rotation, which is simple in construction and manufacture, and is reliable and inexpensive.
  • the invention is based on clamping bodies according to US Pat. No. 4,089,395, at least one of the clamping contours having two spaced supports which, when the clamping bodies are tilted in both directions of rotation, cause the clamping bodies to be clamped between the clamping tracks.
  • clamping takes place in one direction by means of spring force, while clamping in the opposite direction of rotation takes place by means of a mass attached to the clamping bodies takes place, the center of gravity of which lies outside the supporting lines in such a way that the centrifugal force acting in the center of gravity causes the clamping bodies to tilt against the spring force.
  • the invention is based on clamping bodies which have inner and outer clamping contours and cause a clamping of the clamping body between the clamping tracks when tilting in one direction of rotation.
  • first clamping bodies are spring-loaded in their clamping-tilting direction and second clamping bodies are each provided with a mass, the center of gravity of which is arranged eccentrically such that the centrifugal force causes the clamping bodies to tilt in their clamping-tilting direction, which is opposite to that of the first clamping bodies.
  • the first and second clamping bodies can be arranged next to one another within a clamping body freewheel or side by side in separate clamping body freewheels with their own housings or they can also be arranged in a row distributed within a clamping body freewheel in a row.
  • clamping bodies ensure that, for example, when using the clamping body freewheel (s) in conjunction with a starter generator, they can perform both functions, namely starting the internal combustion engine on the one hand and generating electrical energy when the internal combustion engine is operating.
  • starter operation a coupling between the inner clamping track and the outer clamping track is ensured by tilting the clamping bodies or the first clamping bodies with the aid of the springs.
  • the effect of the springs is canceled and exceeded by the centrifugal force in the center of gravity of the masses, so that the clamping bodies are pivoted in the counter-tilt direction against the tilting direction generated by the springs.
  • the outer clamping track is coupled, which is, for example, be connected to the inner clamping path, which is connected to the shaft of the starter generator, in the opposite direction of force / rotation.
  • the second clamping bodies engage due to their eccentric mass, and the first clamping bodies engage by rotating the outer clamping path to the inner clamping path in the other direction of rotation.
  • the mass is designed as a separate component and is connected to the respective clamping body, preferably by means of a spring element. This allows the lever arm of the mass to be extended relative to the support line and the mass to be reduced without changing the effect of the mass.
  • the cage can have stops for the mass or additional mass, which limit the movement of the masses or additional masses in the radial direction. As a result, the forces on the clamping body contours and the inner and outer clamping path can be reduced or limited.
  • the stops are particularly useful when the masses or additional masses are connected to the clamping bodies via spring elements, since the accuracy of the stops is not so important and the spring elements retain a force on the clamping bodies.
  • the springs are preferably designed as compression springs and are preferably arranged in the region of the clamping contours of the clamping bodies. But they can also be designed as tension springs and attack at other points, provided that they cause the clamping body to tilt in the corresponding clamping direction. Instead of a spring per clamping body, a support can also be provided between the clamping bodies and the cage, so that one spring per free-wheeling unit is sufficient.
  • FIG. 1 shows a detail from a side view of a sprag freewheel in the one clamping position
  • FIG. 2 shows a detail from a side view of a sprag freewheel according to FIG. 1 in the opposite clamping position
  • FIG. 3 shows a detail from a side view of a modified sprag freewheel in the one clamping direction
  • Figure 4 shows a detail from a side view of a sprag freewheel according to FIG. 3 in the opposite clamping direction and Figure 5 shows a detail from a side view of a sprag freewheel with modified mass connection.
  • 1 denotes an inner clamping track and 2 an outer clamping track, between which clamping bodies are arranged.
  • the clamping bodies are denoted by 3, in FIGS. 3 and 4 modified clamping bodies by 4 and in FIG. 5 further modified clamping bodies by 5.
  • the clamping bodies 3, 4 and 5 have inner clamping contours 6 and outer clamping contours 7. All clamping bodies 3 to 5 have two supports 8 and 9 on the inner clamping contour 6.
  • the clamping bodies 3 also have two supports 10 and 11 on the outer clamping contour 7, while the clamping bodies 4 have only one support 10 on the outer clamping contour 7.
  • the clamping bodies 5 also each have two supports, but these are not so pronounced that they have been provided with reference numerals.
  • the clamping bodies 3 to 5 are operatively connected to a compression spring 12 which, on the other hand (is shown in FIG. 5), is supported on a cage 13.
  • the clamping bodies 3 also have, in addition to the outer clamping contour 7, a compression spring 14 which, not shown, is also supported on the cage.
  • the clamping body 4 according to Figures 3 and 4 have a support 15 instead of the compression spring 14, which replaces the compression spring 14 in effect.
  • the clamping bodies 3 and 4 are tilted according to Figures 1 and 3 by means of the compression springs 12 and 14 or the compression spring 12 and the support 15 in a clamping direction, so that there is a first support line 16 between the supports 8 and 10, which by the Clamping body leads.
  • the clamping bodies 3 and 4 have eccentric or outside the supporting line 16 masses 17 which, from a certain predeterminable rotational speed of the clamping body freewheel, cause the clamping bodies 3 and 4 to tilt against the direction of force of the compression springs 12 and 14 and the support 15 in the opposite direction according to Figures 2 and 4 effect.
  • the supports 9 and 11 in FIG. 2 or 9 and 10 in FIG. 4 come into operative connection with the inner clamping track 1 and the outer clamping track 2, so that the sprag freewheel is coupled in the other direction of force.
  • the installation of the latter supports generate a second support line, which is designated 18.
  • a mass 17a can act on the clamping body 5, which is designed as a separate component and is connected to the clamping body by means of a spring element 19.
  • This mass 17a or an additional mass, not shown, is arranged within a recess 20 of the cage 13, so that the recess 20 forms a stop for the mass 17a or additional mass.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • One-Way And Automatic Clutches, And Combinations Of Different Clutches (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

The invention relates to a clamping body free-wheel device for coupling in both directions of rotation, comprising an inner (1) and at least one outer clamping race (2) that are linked with driving and driven engine elements of an internal combustion engine, e.g. a pulley or a gear wheel and a starter generator. Between said clamping races (1) and (2) clamping bodies (3, 4, 5) are disposed which have inner (6) and outer clamping contours (7). At least one of the clamping contours comprises two spaced apart supports (8, 9) that effect, when the clamping bodies (3, 4, 5) are tilted in both directions of rotation, a clamping of the clamping bodies between the clamping races (1, 2) by means of pressure lines (16, 18) extending along the clamping bodies, thereby coupling the components. The device further comprises at least one cage (13), disposed between the clamping races (1, 2), which is provided with adequate recesses for the clamping bodies (3, 4, 5). The clamping bodies (3, 4, 5) are biased in one direction of tilting by means of a spring (12) and have one inertia element (17, 17a) each whose center of gravity is located off-center outside the pressure lines (16, 18) in such a manner that the centrifugal force acting upon the center of gravity of the inertia element (17, 17a) tilts the clamping bodies (3, 4, 5) against the spring resistance.

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention

Klemmkörperfreilaufeinrichtung zum Kuppeln in beide DrehrichtungenClamping body freewheel device for coupling in both directions of rotation

Beschreibungdescription

Gebiet der ErfindungField of the Invention

Klemmkörperfreilaufeinrichtung zum Kuppeln in beide Drehrichtungen mit zumindest einer Innen- und zumindest einer Außenklemmbahn, die mit treibenden und angetriebenen Maschinenelementen einer Brennkraftmaschine, zum Beispiel einer Riemenscheibe oder einem Zahnrad einerseits und einem Startergenerator andererseits, verbunden sind, mit zwischen den Klemmbahnen angeordneten Klemmkörpern, die innere und äußere Klemmkonturen aufweisen, wobei gegebenenfalls zumindest eine der Klemmkonturen zwei beabstan- dete Stützen aufweisen, die beim Kippen der Klemmkörper in eine, gegebenenfalls beide Drehrichtungen ein Klemmen der Klemmkörper zwischen den Klemmbahnen mittels entlang der Klemmkörper verlaufenden Stützlinien und damit ein Kuppeln der Bauteile miteinander bewirken, und mit zumindest einem zwischen den Klemmbahnen angeordneten Käfig der entsprechende Aussparungen für die Klemmkörper aufweist.Clamping body freewheel device for coupling in both directions of rotation with at least one inner and at least one outer clamping track, which are connected to driving and driven machine elements of an internal combustion engine, for example a pulley or a gearwheel on the one hand and a starter generator on the other hand, with clamping bodies arranged between the clamping tracks, the inner and have outer clamping contours, with at least one of the clamping contours optionally having two spaced supports which, when the clamping bodies are tilted in one and possibly both directions of rotation, cause the clamping bodies to be clamped between the clamping tracks by means of support lines running along the clamping bodies and thus coupling the components to one another , and with at least one cage arranged between the clamping tracks, which has corresponding recesses for the clamping body.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Ein gattungsbildender Klemmkörperfreilauf zum Kuppeln in beide Drehrichtungen mit Klemmkörpern, die eine innere und eine äußere Klemmkontur aufweisen, wobei zumindest eine der Klemmkonturen zwei beabstandete Stützen aufweist, ist aus der US- 4,089,395 C bekannt. Dieser Klemmkörperfreilauf weist zwei radial beabstandete Käfige auf, wobei der äußere Käfig Reibflächen aufweist, die an der Außenklemmbahn anliegen und der innere Käfig reib- schlüssig mit dem Gehäuse des Klemmkörperfreilaufes in Wirkverbindung steht. Die Käfige bewirken je nach relativer Drehrichtung der Innen- und Außenklemmbahn und des Gehäuses ein Kippen der Klemmkörper und damit ein Freigeben beziehungsweise Kuppeln der Innen- mit der Außenklemmbahn in der einen und der anderen Richtung.A generic sprag freewheel for coupling in both directions of rotation with sprags which have an inner and an outer clamping contour, at least one of the clamping contours having two spaced supports is known from US Pat. No. 4,089,395 C. This sprag freewheel has two radially spaced cages, the outer cage having friction surfaces which abut the outer clamping track and the inner cage is in frictional engagement with the housing of the sprag freewheel. Depending on the relative direction of rotation of the inner and outer clamping sheet and the housing, the cages cause the clamping bodies to tilt and thus release or couple the inner and outer clamping sheet in one and the other direction.

Diese Ausgestaltung des Klemmkörperfreilaufes ist wegen der beiden Käfige, der Reibflächen zu der Außenklemmbahn und der reibschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse des Freilaufes aufwendig, verschleißbehaftet und wartungsintensiv.This configuration of the sprag freewheel is complex, subject to wear, and requires a lot of maintenance because of the two cages, the friction surfaces to the outer clamping track and the frictional connection to the housing of the freewheel.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Klemmkörperfreilauf zum Kuppeln in beide Drehrichtungen zu schaffen, der einfach im Aufbau und in der Herstellung sowie betriebssicher und kostengünstig ist.The object of the invention is therefore to provide a sprag clutch for coupling in both directions of rotation, which is simple in construction and manufacture, and is reliable and inexpensive.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst.The object of the invention is achieved by the characterizing features of patent claim 1 and the characterizing features of patent claim 2.

Gemäß Patentanspruch 1 geht die Erfindung von Klemmkörpern entsprechend der US- 4,089,395 aus, wobei zumindest eine der Klemmkonturen zwei beabstandete Stützen aufweist, die beim Kippen der Klemmkörper in beide Drehrichtungen ein Klemmen der Klemmkörper zwischen den Klemmbahnen bewirken.According to claim 1, the invention is based on clamping bodies according to US Pat. No. 4,089,395, at least one of the clamping contours having two spaced supports which, when the clamping bodies are tilted in both directions of rotation, cause the clamping bodies to be clamped between the clamping tracks.

Erfindungsgemäß erfolgt das Klemmen in der einen Richtung mittels Federkraft, während das Klemmen in der entgegengesetzten Drehrichtung mittels einer an den Klemmkörpern angebrachten Masse erfolgt, deren Schwerpunkt außerhalb der Stützlinien derart außermittig liegt, dass die im Schwerpunkt angreifende Fliehkraft ein Kippen der Klemmkörper gegen die Federkraft bewirkt.According to the invention, clamping takes place in one direction by means of spring force, while clamping in the opposite direction of rotation takes place by means of a mass attached to the clamping bodies takes place, the center of gravity of which lies outside the supporting lines in such a way that the centrifugal force acting in the center of gravity causes the clamping bodies to tilt against the spring force.

Gemäß Patentanspruch 2 geht die Erfindung aus, von Klemmkörpern, die innere und äußere Klemmkonturen aufweisen und beim Kippen in eine Drehrichtung ein Klemmen der Klemmkörper zwischen den Klemmbahnen bewirken.According to claim 2, the invention is based on clamping bodies which have inner and outer clamping contours and cause a clamping of the clamping body between the clamping tracks when tilting in one direction of rotation.

Erfindungsgemäß sind dabei erste Klemmkörper in ihrer Klemmkipprichtung federbelastet und zweite Klemmkörper mit je einer Masse versehen, deren Schwerpunkt derart außermittig angeordnet ist, dass die Fliehkraft ein Kippen der Klemmkörper in ihre Klemmkipprichtung, die der der ersten Klemmkörper entgegengerichtet ist, bewirken. Die ersten und zweiten Klemmkörper können dabei nebeneinander innerhalb eines Klemmkörperfreilaufes angeordnet sein oder nebeneinander in getrennten Klemmkörperfreiläufen mit eigenen Gehäusen oder sie können auch innerhalb eines Klemmkörperfreilaufes in einer Reihe verteilt hintereinander angeordnet sein.According to the invention, first clamping bodies are spring-loaded in their clamping-tilting direction and second clamping bodies are each provided with a mass, the center of gravity of which is arranged eccentrically such that the centrifugal force causes the clamping bodies to tilt in their clamping-tilting direction, which is opposite to that of the first clamping bodies. The first and second clamping bodies can be arranged next to one another within a clamping body freewheel or side by side in separate clamping body freewheels with their own housings or they can also be arranged in a row distributed within a clamping body freewheel in a row.

Durch diese besonderen Ausgestaltungen der Klemmkörper wird erreicht, dass beispielsweise bei Verwendung des/der Klemmkörperfreilaufe(s) in Verbindung mit einem Startergenerator dieser beide Funktionen, nämlich das Starten der Brennkraftmaschine einerseits und beim Betrieb der Brennkraftmaschine das Erzeugen von elektrischer Energie andererseits, ausführen kann. Beim Starterbetrieb wird eine Kupplung zwischen der Innenklemmbahn und der Außen- klemmbahn mittels Kippen der Klemmkörper oder der ersten Klemmkörper mit Hilfe der Federn sichergestellt. Nach Erreichen einer vorgebbaren Grenzdrehzahl, d.h. nach Anspringen der Brennkraftmaschine wird die Wirkung der Federn durch die Fliehkraft im Schwerpunkt der Massen aufgehoben und übertroffen, so dass die Klemmkörper entgegen der durch die Federn erzeugten Kipprichtung in die Gegenkipprichtung verschwenkt werden. Dadurch erfolgt ein Kuppeln der Außenklemmbahn, die beispielsweise mit einer Riemenschei- be verbunden ist, mit der Innenklemmbahn, die mit der Welle des Startergenerators verbunden ist, in entgegengesetzter Kraft-/Drehrichtung.These special configurations of the clamping bodies ensure that, for example, when using the clamping body freewheel (s) in conjunction with a starter generator, they can perform both functions, namely starting the internal combustion engine on the one hand and generating electrical energy when the internal combustion engine is operating. In starter operation, a coupling between the inner clamping track and the outer clamping track is ensured by tilting the clamping bodies or the first clamping bodies with the aid of the springs. After a predeterminable limit speed has been reached, ie after the internal combustion engine has started, the effect of the springs is canceled and exceeded by the centrifugal force in the center of gravity of the masses, so that the clamping bodies are pivoted in the counter-tilt direction against the tilting direction generated by the springs. As a result, the outer clamping track is coupled, which is, for example, be connected to the inner clamping path, which is connected to the shaft of the starter generator, in the opposite direction of force / rotation.

Bei der Ausgestaltung nach Patentanspruch 2 Kuppeln nach Hochlaufen der Brennkraftmaschine die zweiten Klemmkörper aufgrund ihrer exzentrischen Masse ein und die ersten Klemmkörper Kuppeln durch Verdrehen der Außen- klemmbahn zur Innenklemmbahn in die andere Drehrichtung aus.In the embodiment according to claim 2, after the internal combustion engine has started up, the second clamping bodies engage due to their eccentric mass, and the first clamping bodies engage by rotating the outer clamping path to the inner clamping path in the other direction of rotation.

Es ist zwar bekannt, DE- 26 32 072 A, die Klemmkörper auf einer Achse in einem Käfig schwenkbar zu lagern und mittels Federkraft zu klemmen. Dadurch dass der Schwerpunkt der Masse der Klemmkörper außerhalb der Achse liegt, unterliegen die Klemmkörper auch der Fliehkraft, so dass sie ab einer bestimmten Drehzahl gegen die Federkraft verschwenken und von beiden Klemmbahnen abheben, also die Klemmwirkung der Klemmkörper aufheben. Es handelt sich also nicht um einen Klemmkörperfreilauf zum Kuppeln in beide Drehrichtungen. Die Klemmkörper sind nicht frei schwenkbar, sondern auf einer Achse gelagert und die Krafteinwirkung der Fliehkraft führt nicht zu einem Kippen der Klemmkörper in eine zweite Klemmrichtung.It is known, DE-26 32 072 A, to pivotally mount the clamping bodies on an axis in a cage and to clamp them by means of spring force. Because the center of gravity of the mass of the clamping bodies lies outside the axis, the clamping bodies are also subject to the centrifugal force, so that they pivot against the spring force from a certain speed and lift off from both clamping tracks, thus canceling the clamping effect of the clamping bodies. So it is not a sprag clutch for coupling in both directions of rotation. The clamping bodies are not freely pivotable, but are mounted on an axis, and the force of the centrifugal force does not lead to the clamping bodies tipping in a second clamping direction.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Masse als getrenntes Bauteil ausgebildet ist und mit dem jeweiligen Klemmkörper, vorzugsweise mittels eines Federelements, verbunden ist. Dadurch kann der Hebelarm der Masse gegenüber der Stützlinie verlängert und die Masse verkleinert werden, ohne die Wirkung der Masse zu verändern.In a further embodiment of the invention it is proposed that the mass is designed as a separate component and is connected to the respective clamping body, preferably by means of a spring element. This allows the lever arm of the mass to be extended relative to the support line and the mass to be reduced without changing the effect of the mass.

Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Zusatzmasse vorzusehen, die mit dem Klemmkörper verbunden ist.In addition, it is also possible to provide an additional mass which is connected to the clamping body.

Der Käfig kann dabei Anschläge für die Masse oder Zusatzmasse aufweisen, die die Bewegung der Massen oder Zusatzmassen in radialer Richtung begrenzen. Dadurch können die Kräfte auf die Klemmkörperkonturen und die Innen- und Außenklemmbahn verringert bzw. begrenzt werden. Die Anschläge bieten sich insbesondere dann an, wenn die Massen bzw. Zusatzmassen über Federelemente mit den Klemmkörpern verbunden sind, da dann die Genauigkeit der Anschläge nicht so bedeutsam ist und über die Federelemente eine Krafteinwirkung auf die Klemmkörper erhalten bleibt.The cage can have stops for the mass or additional mass, which limit the movement of the masses or additional masses in the radial direction. As a result, the forces on the clamping body contours and the inner and outer clamping path can be reduced or limited. The stops are particularly useful when the masses or additional masses are connected to the clamping bodies via spring elements, since the accuracy of the stops is not so important and the spring elements retain a force on the clamping bodies.

Die Federn sind bevorzugt als Druckfedern ausgebildet und bevorzugt im Bereich der Klemmkonturen der Klemmkörper angeordnet. Sie können aber auch als Zugfedern ausgebildet und an anderen Stellen angreifen, vorausgesetzt, sie bewirken ein Kippen der Klemmkörper in die entsprechende Klemmrichtung. Statt einer Feder je Klemmkörper kann auch eine Abstützung zwischen den Klemmkörpern und dem Käfig vorgesehen sein, so dass eine Feder je Freilaufeinheit ausreicht.The springs are preferably designed as compression springs and are preferably arranged in the region of the clamping contours of the clamping bodies. But they can also be designed as tension springs and attack at other points, provided that they cause the clamping body to tilt in the corresponding clamping direction. Instead of a spring per clamping body, a support can also be provided between the clamping bodies and the cage, so that one spring per free-wheeling unit is sufficient.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:To further explain the invention, reference is made to the drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown in simplified form. Show it:

Figur 1 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Klemmkörperfreilaufes in der einen Klemmstellung,FIG. 1 shows a detail from a side view of a sprag freewheel in the one clamping position,

Figur 2 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Klemmkörperfreilaufes gemäß Figur 1 in der entgegengesetzten Klemmstellung,FIG. 2 shows a detail from a side view of a sprag freewheel according to FIG. 1 in the opposite clamping position,

Figur 3 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines modifizierten Klemmkörperfreilaufes in der einen Klemmrichtung,FIG. 3 shows a detail from a side view of a modified sprag freewheel in the one clamping direction,

Figur 4 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Klemmkörperfreilaufes gemäß Figur 3 in der entgegengesetzten Klemmrichtung und Figur 5 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Klemmkörperfreilaufes mit modifizierter Massenanbindung.4 shows a detail from a side view of a sprag freewheel according to FIG. 3 in the opposite clamping direction and Figure 5 shows a detail from a side view of a sprag freewheel with modified mass connection.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

In den Figuren 1 bis 5 ist, soweit im einzelnen dargestellt, mit 1 eine Innen- klemmbahn und mit 2 eine Außenklemmbahn bezeichnet, zwischen denen Klemmkörper angeordnet sind. In den Figuren 1 und 2 sind die Klemmkörper mit 3 bezeichnet, in den Figuren 3 und 4 modifizierte Klemmkörper mit 4 und in Figur 5 weiter modifizierte Klemmkörper mit 5. Die Klemmkörper 3,4 und 5 weisen innere Klemmkonturen 6 und äußere Klemmkonturen 7 auf. Alle Klemmkörper 3 bis 5 haben an der inneren Klemmkontur 6 zwei Stützen 8 und 9. Die Klemmkörper 3 weisen auch an der äußeren Klemmkontur 7 zwei Stützen 10 und 11 auf, während die Klemmkörper 4 an der äußeren Klemmkontur 7 nur eine Stütze 10 haben. Die Klemmkörper 5 weisen ebenfalls je zwei Stützen auf, die aber nicht so ausgeprägt sind, dass sie mit Bezugszeichen versehen wurden.In the figures 1 to 5, as far as shown in detail, 1 denotes an inner clamping track and 2 an outer clamping track, between which clamping bodies are arranged. In FIGS. 1 and 2 the clamping bodies are denoted by 3, in FIGS. 3 and 4 modified clamping bodies by 4 and in FIG. 5 further modified clamping bodies by 5. The clamping bodies 3, 4 and 5 have inner clamping contours 6 and outer clamping contours 7. All clamping bodies 3 to 5 have two supports 8 and 9 on the inner clamping contour 6. The clamping bodies 3 also have two supports 10 and 11 on the outer clamping contour 7, while the clamping bodies 4 have only one support 10 on the outer clamping contour 7. The clamping bodies 5 also each have two supports, but these are not so pronounced that they have been provided with reference numerals.

Die Klemmkörper 3 bis 5 stehen neben ihrer inneren Klemmkontur 6 mit einer Druckfeder 12 in Wirkverbindung, die sich andererseits (in Figur 5 dargestellt) an einem Käfig 13 abstützt. Die Klemmkörper 3 weisen auch neben der äußeren Klemmkontur 7 eine Druckfeder 14 auf, die sich, nicht dargestellt, ebenfalls an dem Käfig abstützt. Die Klemmkörper 4 gemäß den Figuren 3 und 4 haben anstelle der Druckfeder 14 eine Abstützung 15, die von der Wirkung her die Druckfeder 14 ersetzt. Die Klemmkörper 3 und 4 sind gemäß den Figuren 1 und 3 mittels der Druckfedern 12 und 14 bzw. der Druckfeder 12 und der Abstützung 15 in eine Klemmrichtung gekippt, so dass sich zwischen den Stützen 8 und 10 eine erste Stützlinie 16 ergibt, die durch die Klemmkörper führt. Wie weiterhin den Figuren 1 bis 4 zu entnehmen ist, weisen die Klemmkörper 3 und 4 außermittig bzw. außerhalb der Stützlinie 16 Massen 17 auf, die ab einer bestimmten vorgebbaren Drehzahl des Klemmkörperfreilaufes ein Kippen der Klemmkörper 3 und 4 gegen die Kraftrichtung der Druckfedern 12 und 14 und der Abstützung 15 in die entgegengesetzte Richtung gemäß den Figuren 2 und 4 bewirken. Dadurch kommen die Stützen 9 und 11 in Figur 2 bzw. 9 und 10 in Figur 4 in Wirkverbindung mit der Innenklemmbahn 1 und der Außenklemm- bahn 2, so dass ein Kuppeln des Klemmkörperfreilaufes in die andere Kraft- richtung erfolgt. Die Anlage der letztgenannten Stützen erzeugen eine zweite Stützlinie, die mit 18 bezeichnet ist.In addition to their inner clamping contour 6, the clamping bodies 3 to 5 are operatively connected to a compression spring 12 which, on the other hand (is shown in FIG. 5), is supported on a cage 13. The clamping bodies 3 also have, in addition to the outer clamping contour 7, a compression spring 14 which, not shown, is also supported on the cage. The clamping body 4 according to Figures 3 and 4 have a support 15 instead of the compression spring 14, which replaces the compression spring 14 in effect. The clamping bodies 3 and 4 are tilted according to Figures 1 and 3 by means of the compression springs 12 and 14 or the compression spring 12 and the support 15 in a clamping direction, so that there is a first support line 16 between the supports 8 and 10, which by the Clamping body leads. As can further be seen from FIGS. 1 to 4, the clamping bodies 3 and 4 have eccentric or outside the supporting line 16 masses 17 which, from a certain predeterminable rotational speed of the clamping body freewheel, cause the clamping bodies 3 and 4 to tilt against the direction of force of the compression springs 12 and 14 and the support 15 in the opposite direction according to Figures 2 and 4 effect. As a result, the supports 9 and 11 in FIG. 2 or 9 and 10 in FIG. 4 come into operative connection with the inner clamping track 1 and the outer clamping track 2, so that the sprag freewheel is coupled in the other direction of force. The installation of the latter supports generate a second support line, which is designated 18.

Wie insbesondere Figur 5 zu entnehmen ist, kann an dem Klemmkörper 5 eine Masse 17a angreifen, die als getrenntes Bauteil ausgeführt und mittels eines Federelements 19 mit dem Klemmkörper verbunden ist. Diese Masse 17a bzw. eine nicht dargestellte Zusatzmasse ist innerhalb einer Aussparung 20 des Käfigs 13 angeordnet, so dass die Aussparung 20 einen Anschlag für die Masse 17a bzw. Zusatzmasse bildet. As can be seen in particular in FIG. 5, a mass 17a can act on the clamping body 5, which is designed as a separate component and is connected to the clamping body by means of a spring element 19. This mass 17a or an additional mass, not shown, is arranged within a recess 20 of the cage 13, so that the recess 20 forms a stop for the mass 17a or additional mass.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

lnnenklemmbahnlnnenklemmbahn

AußenklemmbahnOuter clamping track

Klemmkörperclamping bodies

Klemmkörperclamping bodies

Klemmkörper innere Klemmkontur äußere KlemmkonturClamping body inner clamping contour outer clamping contour

StützenSupport

Stützen;Support;

StützenSupport

StützenSupport

Druckfedercompression spring

KäfigCage

Druckfedercompression spring

Abstützung erste StützlinieSupport first support line

MasseDimensions

Masse zweite StützlinieGround second support line

Federelementspring element

Aussparung recess

Claims

Patentansprüche claims 1. Klemmkörperfreilaufeinrichtung zum Kuppeln in beide Drehrichtungen mit zumindest einer Innen- (1 ) und zumindest einer Außenklemmbahn (2), die mit treibenden und angetriebenen Maschinenelementen einer Brennkraftmaschine, z.B. einer Riemenscheibe oder einem Zahnrad einerseits und einem Startergenerator andererseits, verbunden sind, mit zwischen den Klemmbahnen (1 und 2) angeordneten Klemmkörpern (3, 4, 5), die innere (6) und äußere Klemmkonturen (7) aufweisen, wobei zumindest eine der Klemmkonturen zwei beabstandete Stützen (8, 9) aufweist, die beim Kippen der Klemmkörper (3, 4, 5) in beide Drehrichtungen ein Klemmen der Klemmkörper zwischen den Klemmbahnen (1 , 2) mittels entlang der Klemmkörper verlaufenden Stützlinien (16,18) und damit ein Kuppeln der Bauteile miteinander bewirken, und mit zumindest einem zwischen den Klemmbahnen (1 , 2) angeordneten Käfig (13), der entsprechende Ausnehmungen für die Klemmkörper (3, 4, 5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (3, 4, 5) in eine Kipprichtung mittels zumindest einer Feder (12) belastet sind und dass die Klemmkörper (3, 4, 5) je eine Masse (17, 17a) aufweisen, deren Schwerpunkt außerhalb der Stützlinien (16, 18) derart außermittig angeordnet ist, dass die im Schwerpunkt der Masse (17, 17a) angreifende Fliehkraft ein Kippen der Klemmkörper (3, 4, 5) gegen die Federkraft bewirkt.1. sprag freewheel device for coupling in both directions of rotation with at least one inner (1) and at least one outer clamping track (2), which with driving and driven machine elements of an internal combustion engine, e.g. a pulley or a gearwheel on the one hand and a starter generator on the other, are connected with clamping bodies (3, 4, 5) arranged between the clamping tracks (1 and 2), which have inner (6) and outer clamping contours (7), at least one of which Clamping contours has two spaced supports (8, 9) which, when the clamping bodies (3, 4, 5) tilt in both directions of rotation, clamp the clamping bodies between the clamping tracks (1, 2) by means of support lines (16, 18) running along the clamping bodies so that the components are coupled to one another, and with at least one cage (13) arranged between the clamping tracks (1, 2) and having corresponding recesses for the clamping bodies (3, 4, 5), characterized in that the clamping bodies (3, 4, 5) are loaded in a tilting direction by means of at least one spring (12) and that the clamping bodies (3, 4, 5) each have a mass (17, 17a), the center of gravity of which outside the support lines (16, 18) It is arranged that the centrifugal force acting in the center of gravity of the mass (17, 17a) causes the clamping bodies (3, 4, 5) to tilt against the spring force. 2. Klemmkörperfreilaufeinrichtung zum Kuppeln in beide Drehrichtungen mit zumindest einer Innen- (1) und zumindest einer Außenklemmbahn (2), die mit treibenden und angetriebenen Maschinenelementen einer Brennkraftmaschine, z.B. einer Riemenscheibe oder einem Zahnrad einerseits und einem Startergenerator andererseits, verbunden sind, mit zwischen den Klemmbahnen (1 , 2) angeordneten Klemmkörpern, die innere und äußere Klemmkonturen aufweisen, die beim Kippen der Klemmkörper in eine Drehrichtung ein Klemmen der Klemmkörper zwi- sehen den Klemmbahnen (1 ,2) mittels einer entlang der Klemmkörper verlaufenden Stützlinie und damit ein Kuppeln der Bauteile miteinander bewirken, und mit zumindest einem zwischen den Klemmbahnen (1 , 2) angeordneten Käfig, der entsprechende Ausnehmungen für die Klemmkörper aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass einige erste Klemmkörper in ihrer Klemm/Kipprichtung mittels zumindest einer Feder belastet sind und dass einige zweite Klemmkörper je eine Masse aufweisen, deren Schwerpunkt außerhalb der Stützlinie derart außermittig angeordnet ist, dass die im Schwerpunkt der Masse angreifende Fliehkraft ein Kippen der Klemmkörper gegen die Federkraft bewirkt.2.Clamping body freewheel device for coupling in both directions of rotation with at least one inner (1) and at least one outer clamping track (2), which are connected to driving and driven machine elements of an internal combustion engine, for example a belt pulley or a gearwheel on the one hand and a starter generator on the other hand, with between the clamping tracks (1, 2) arranged clamping bodies, which have inner and outer clamping contours, which, when the clamping bodies are tilted in one direction of rotation, clamp the clamping bodies between see the clamping tracks (1, 2) by means of a support line running along the clamping bodies and thus coupling the components to one another, and with at least one cage arranged between the clamping tracks (1, 2) and having corresponding recesses for the clamping bodies, characterized in that that some first clamping bodies are loaded in their clamping / tilting direction by means of at least one spring and that some second clamping bodies each have a mass, the center of gravity of which is arranged off-center outside the supporting line in such a way that the centrifugal force acting in the center of gravity of the mass tilts the clamping body against the spring force causes. 3. Klemmkörperfreilauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse (17a) als getrenntes Bauteil ausgeführt ist und mit dem jeweiligen Klemmkörper (5), vorzugsweise mittels eines Federelementes (19), verbunden ist.3. sprag freewheel according to claim 1 or 2, characterized in that the mass (17a) is designed as a separate component and is connected to the respective sprag (5), preferably by means of a spring element (19). 4. Klemmkörperfreilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zusatzmasse vorgesehen ist, die mit je einem Klemmkörper verbunden ist.4. sprag freewheel according to one of claims 1 to 3, characterized in that an additional mass is provided which is connected to a sprag. 5. Klemmkörperfreilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (13) Anschläge für die Massen (17, 17a) oder Zusatzmassen aufweist, die die Bewegung der Massen oder Zusatzmassen in radialer Richtung begrenzen.5. sprag freewheel according to one of the preceding claims, characterized in that the cage (13) has stops for the masses (17, 17a) or additional masses which limit the movement of the masses or additional masses in the radial direction. 6. Klemmkörperfreilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Klemmkonturen (6, 7) zwischen den Klemmkörpern (3, 4, 5) und dem Käfig (13) je eine Feder (12, 14) angeordnet ist, die die Klemmkörper in dieselbe Kipprichtung belasten. 6. sprag freewheel according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the clamping contours (6, 7) between the sprags (3, 4, 5) and the cage (13) a spring (12, 14) is arranged, respectively load the sprags in the same direction of tilt. 7. Klemmkörperfreilauf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Klemmkörper zwischen den Klemmkörpern (4) und dem Käfig (13) einerseits eine Feder (12) und andererseits eine Abstützung (15) angeordnet sind, die in dieselbe Kipprichtung der Klemmkörper (4) gerichtet sind.7. sprag freewheel according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the sprag between the sprags (4) and the cage (13) on the one hand a spring (12) and on the other hand a support (15) are arranged, which in the same direction of tilt Clamping body (4) are directed. 8. Klemmkörperfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Klemmkörper in einer Reihe und die zweiten Klemmkörper in einer daneben vorgesehenen Reihe angeordnet ist.8. sprag freewheel according to claim 2, characterized in that the first clamp body is arranged in a row and the second clamp body in an adjacent row. 9. Klemmkörperfreilauf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Klemmkörper und die zweiten Klemmkörper als getrennte Klemmkörperfrei laufe ausgeführt sind.9. sprag freewheel according to claim 8, characterized in that the first sprag and the second sprag are designed as separate sprag free runs. 10. Klemmkörperfreilauf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Klemmkörper und die zweiten Klemmkörper einander abwechselnd in einem Klemmkörperfreilauf verbaut sind. 10. sprag freewheel according to claim 2, characterized in that the first sprag and the second sprag are installed alternately in a sprag freewheel.
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