WO2010112367A1

WO2010112367A1 - Freewheel clutch

Info

Publication number: WO2010112367A1
Application number: PCT/EP2010/053728
Authority: WO
Inventors: Tomas Smetana
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2010-10-07
Anticipated expiration: 2011-09-30
Also published as: KR101742331B1; KR20120013939A

Abstract

The invention relates to a freewheel clutch comprising a ring space (4), which is formed between two rings (2, 3), namely an inner ring (3) and an outer ring (2), and in which a number of clamping elements (8) and a number of sliding elements (9) designed as sheet metal parts are arranged.

Description

Bezeichnung der Erfindung Name of the invention

FreilaufkupplungOverrunning clutch

Beschreibungdescription

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft eine reibschlüssig arbeitende Freilaufkupplung mit einem zwischen zwei Ringen, nämlich einem Innenring und einem Außenring, gebildeten Ringraum, in welchem eine Anzahl Klemmelemente sowie eine Anzahl Gleitelemente angeordnet sind.The invention relates to a friction-operated one-way clutch with an annular space formed between two rings, namely an inner ring and an outer ring, in which a number of clamping elements and a number of sliding elements are arranged.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Eine Freilaufkupplung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 1 450 161 B bekannt. Diese Freilaufkupplung umfasst einen Klemmstern sowie eine Anzahl Klemmrollen, wobei jede Klemmrolle durch eine Feder im Einkuppelsinn belastet und zwischen je zwei benachbarten Klemmrollen ein Gleitstein angeordnet ist.An overrunning clutch of the type mentioned is known for example from DE 1 450 161 B. This one-way clutch comprises a clamping star and a number of clamping rollers, each pinch roller loaded by a spring in the coupling and between each two adjacent pinch rollers a sliding block is arranged.

Eine weitere Freilaufkupplung ist beispielsweise aus der EP 0 291 550 B1 bekannt. Diese Freilaufkupplung umfasst im Querschnitt knochenförmige Klemmkörper, welche in Fenstern eines Käfigs angeordnet sind, wobei der Käfig in diesem Fall als Doppelkäfig ausgebildet ist. Mit dem Käfig sind durch Schnappverbindungen Seitenscheiben verbunden, welche in verstärkter Aus- führung als Stützringe ausgebildet sind und damit als Gleitelemente einer Gleitlagerung zwischen dem Innenring und dem Außenring fungieren. Eine Freilaufkupplung, die taillierte Klemmkörper aufweist, wie prinzipiell aus der EP O 291 550 B1 bekannt, ermöglicht im Vergleich zu einer mit Klemmrollen arbeitenden Freilaufkupplung, wie beispielsweise aus der DE 1 450 161 B bekannt, bei gleichem Bauraum typischerweise die Übertragung eines höheren Drehmoments. Beiden Bauarten von Freilaufkupplungen ist gemeinsam, dass sie zur Herstellung einer Lagerfunktion zwischen dem Innen- und dem Außenring gesonderte Lagerelemente, beispielsweise Gleitscheiben oder so genannte Gleitsteine, benötigen.Another one-way clutch is known for example from EP 0 291 550 B1. This one-way clutch comprises in cross-section bone-shaped clamping body, which are arranged in windows of a cage, wherein the cage is formed in this case as a double cage. By means of snap-in connections, side walls are connected to the cage, which in reinforced design are designed as support rings and thus function as sliding elements of a sliding bearing between the inner ring and the outer ring. An overrunning clutch having tapered clamping body, as known in principle from EP O 291 550 B1, allows in comparison to an operating with pinch rollers overrunning clutch, as known for example from DE 1,450,161 B, with the same space typically the transmission of a higher torque. Both types of one-way clutches have in common that they need to produce a bearing function between the inner and outer ring separate bearing elements, such as sliding or so-called sliding blocks.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine eine Anzahl Klemmelemente sowie Gleitelemente umfassende Freilaufkupplung insbesondere hinsichtlich des Herstellungsaufwandes weiterzuentwickeln.The invention is based on the object, further develop a number of clamping elements and sliding elements freewheel clutch, in particular with regard to the production costs.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Freilaufkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Freilaufkupplung umfasst eine Anzahl Klemmelemente sowie eine Anzahl Gleitelemente, welche in einem zwischen einem Innenring und einem Außenring gebildeten Ringraum angeordnet sind. Mindestens ein Gleitelement, vorzugsweise jedes Gleitelement, ist als spanlos umgeformtes Blechteil ausgebildet.This object is achieved by an overrunning clutch having the features of claim 1. The overrunning clutch comprises a number of clamping elements and a number of sliding elements, which are arranged in an annular space formed between an inner ring and an outer ring. At least one sliding element, preferably each sliding element, is designed as a sheet metal part formed without cutting.

In einer ersten Ausführungsform ist das Gleitelement topfförmig ausgebildet. Im Vergleich zu einem massiven, typischerweise spanend bearbeiteten Gleitelement ist das in der Art eines Topfes ausgebildete Gleitelement sowohl materi- alsparend als auch rationell, nämlich durch spanlose Umformung, herstellbar, wobei trotz der hohlen Form des Gleitelementes überraschenderweise eine ausreichende mechanische Belastbarkeit gegeben ist. In bevorzugter Ausgestaltung weist das topfförmige Gleitelement einen Boden auf, welcher zu den Stirnseiten der Klemmelemente parallel ist. Somit ist das topfförmige Gleitelement zur gegenüberliegenden Stirnseite der Klemmelemente hin offen. Anders ausgedrückt: Eine Flächennormale des Bodens des Gleit- elementes ist zur Rotationsachse der Freilaufkupplung parallel. Dies bedeutet nicht zwangsläufig, dass der Boden des Gleitelementes vollständig eben sein muss. Vielmehr weist der Boden vorzugsweise eine zum Inneren des Gleitelementes gerichtete Einformung auf. Diese Einformung ist beispielsweise V- förmig und damit entsprechend der prinzipiell aus der DE 10 2006 023 564 A1 bekannten Art ausgebildet. Durch die Einformung wird eine gezielte Nachgiebigkeit des Gleitelementes hergestellt. Alternativ kann die Einformung als kreisscheibenförmiges Mittelstück, welches sich vom umgebenden Boden derart abhebt, dass es in Richtung zum Inneren des Gleitelementes versetzt ist, geformt sein.In a first embodiment, the sliding element is cup-shaped. Compared to a solid, typically machined sliding element designed in the manner of a pot sliding element is both material-saving and rational, namely by non-cutting forming, produced, and despite the hollow shape of the sliding element surprisingly sufficient mechanical strength is given. In a preferred embodiment, the cup-shaped sliding member has a bottom, which is parallel to the end faces of the clamping elements. Thus, the cup-shaped sliding element is open to the opposite end side of the clamping elements. In other words, a surface normal of the bottom of the sliding element is parallel to the axis of rotation of the one-way clutch. This does not necessarily mean that the bottom of the slider must be completely flat. Rather, the bottom preferably has a directed towards the interior of the sliding element indentation. This indentation is, for example, V-shaped and thus formed in accordance with the manner known in principle from DE 10 2006 023 564 A1. The indentation produces a specific flexibility of the sliding element. Alternatively, the indentation may be formed as a circular disc-shaped central piece, which rises from the surrounding floor in such a way that it is offset in the direction of the interior of the sliding element.

Eine an den Boden anschließende Wandung des topfförmigen Gleitelementes weist vorzugsweise einen dem Außenring zugewandten, nach außen gewölbten Dachabschnitt sowie einen dem Innenring zugewandten Innenabschnitt auf. Der Dachabschnitt liegt vorzugsweise in einer im Querschnitt V-förmigem Aus- nehmung des Außenrings ein, wobei ein V-Schenkel der Ausnehmung mit der am Innenabschnitt anliegenden Tangente des Innenrings einen Winkel von mindestens 12,5° einschließt. Der genannte Winkel von mindestens 12,5° wird auch als halber Dachwinkel bezeichnet. Der halbe Dachwinkel ist damit größer als der Selbsthemmungswinkel, welcher bei üblichen Reibungskoeffizienten von 0,1 oder 0,2 bei 5,7° beziehungsweise 11 ,3° liegt. Die Vermeidung der Selbsthemmung bedeutet, dass das Gleitelement innerhalb der Ausnehmung des Außenrings zumindest geringsfügig gleiten, insbesondere Schwenkbewegungen ausführen, kann. Durch die Schwenkbarkeit des Gleitelementes werden Kantenträger, welche ansonsten besonders bei exzentrischem Lauf der Freilaufkupplung denkbar wären, zuverlässig vermieden. Das Gleitelement zeichnet sich damit durch einen besonders geringen Verschleiß aus. Die einzelnen Gleitelemente können in die Ausnehmungen des Außenrings lose eingelegt oder eingeschnappt sein. Der Innenabschnitt der Wandung des Gleitelementes weist in bevorzugter Ausgestaltung eine zur Rotationsachse der Freilaufkupplung und damit auch zur Mittelachse des Gleitelementes parallele Ölrille auf. Diese dient der opti- mierten Versorgung der Kontaktfläche zwischen dem Gleitelement und dem Innenring mit Schmierstoff.A subsequent wall of the cup-shaped sliding element adjoins the bottom preferably has a roof section which is curved towards the outside and faces outwards, as well as an inner section facing the inner ring. The roof section is preferably located in a cross-sectionally V-shaped recess of the outer ring, wherein a V-leg of the recess encloses an angle of at least 12.5 ° with the tangent of the inner ring which bears against the inner section. The said angle of at least 12.5 ° is also referred to as half roof angle. The half roof angle is thus greater than the self-locking angle, which is at usual friction coefficients of 0.1 or 0.2 at 5.7 ° or 11, 3 °. The avoidance of the self-locking means that the sliding element slide at least slightly below the recess of the outer ring, in particular perform pivoting movements, can. Due to the pivoting of the sliding element edge beams, which otherwise would be conceivable especially in eccentric running of the one-way clutch, reliably avoided. The sliding element is characterized by a particularly low wear. The individual sliding elements can be loosely inserted or snapped into the recesses of the outer ring. The inner portion of the wall of the sliding element, in a preferred embodiment, a to the axis of rotation of the overrunning clutch and thus also to the central axis of the sliding element parallel oil groove. This serves to optimally supply the contact surface between the sliding element and the inner ring with lubricant.

Die Klemmelemente sowie die Gleitelemente sind in bevorzugter Ausgestaltung jeweils in Fenstern eines ringförmigen, beispielsweise aus Kunststoff gefertig- ten, Käfigs geführt. Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind innerhalb eines einzelnen Fensters mehrere Gleitelemente axial - bezogen auf die Rotationsachse des Freilaufs sowie auf die gemeinsame Mittelachse der Gleitelemente - nebeneinander angeordnet. Da jedes der in dem Fenster befindlichen Gleitelemente durch seinen Boden verstärkt ist, weist die Anordnung aus mehreren Gleitelementen eine höhere mechanische Stabilität als ein einzelnes Gleitelement auf.In a preferred embodiment, the clamping elements and the sliding elements are each guided in windows of an annular cage, for example made of plastic. According to a particularly advantageous development, a plurality of sliding elements are arranged axially adjacent to one another within a single window, relative to the axis of rotation of the freewheel and on the common central axis of the sliding elements. Since each of the sliding elements located in the window is reinforced by its bottom, the arrangement of a plurality of sliding elements has a higher mechanical stability than a single sliding element.

In einer zweiten Ausführungsform, welche sich durch einen besonders kompakten Aufbau auszeichnet, ist mindestens ein Gleitelement, vorzugsweise jedes Gleitelement, als U-förmig gebogene Klammer ausgebildet, wobei die beiden U-Schenkel der Klammer den Käfig derart umgreifen, dass Endabschnitte der U-Schenkel zur Anlage an einem ersten Ring, das heißt entweder an dem Innenring oder an dem Außenring, vorgesehene Gleitflächen bilden, während eine die U-Schenkel verbindende U-Basis eine zur Anlage am zweiten Ring vorgesehene Gleitfläche bildet, welche ein Fenster aufweist, in das ein Klemmelement eingreift.In a second embodiment, which is characterized by a particularly compact design, at least one sliding element, preferably each sliding element, designed as a U-shaped bracket, wherein the two U-legs of the clip engage around the cage such that end portions of the U-legs for abutment with a first ring, that is, either on the inner ring or on the outer ring, provided sliding surfaces, while a U-base connecting the U-legs forms a provided for abutment with the second ring sliding surface, which has a window into which a Clamping element engages.

Die Gleitelemente sind derart gestaltet, dass die Freilaufkupplung ebenso viele Klemmkörper aufnehmen kann wie eine im Übrigen baugleiche Freilaufkupp- lung ohne Gleitelemente. Im Vergleich zu einer Freilaufkupplung, in welcher ein Gleitelement, etwa ein Gleitstein, Bauraum einnimmt, der ansonsten für ein Klemmelement zur Verfügung stehen würde, ist aufgrund der dichteren Bestückung mit Klemmelementen ein höheres Drehmoment übertragbar. Im Ver- gleich zu einer Freilaufkupplung mit scheibenförmigen Gleitelementen, das heißt Gleitscheiben, ist eine erhebliche Materialeinsparung sowie eine Gewichtseinsparung gegeben. Ein weiterer Vorteil gegenüber einer Freilaufkupplung mit Gleitscheiben ist dadurch gegeben, dass auf rationelle, weitestgehend identische Weise Gleitelemente für Freilaufkupplungen unterschiedlicher Dimensionierungen herstellbar sind. Hierbei wird ein Blechstreifen zunächst profiliert, beispielsweise durch Walzen und/oder Ziehen durch eine Matrix. Anschließend werden die Fenster ausgestanzt. Später werden einzelne Abschnitte dieses profilierten, durch Stanzen bearbeiteten Metallteils abgehackt. Erst diese abgehackten Abschnitte werden durch Walzen derart gekrümmt, dass sie den Durchmessern der durch den Innenring sowie den Außenring bereitgestellten Klemmbahnen der Freilaufkupplung angepasst sind.The sliding elements are designed in such a way that the overrunning clutch can absorb as many clamping bodies as a freewheel coupling of the same design without sliding elements. Compared to an overrunning clutch, in which a sliding element, such as a sliding block, occupies space that would otherwise be available for a clamping element, a higher torque can be transmitted due to the denser assembly with clamping elements. In the equal to an overrunning clutch with disc-shaped sliding elements, that is sliding washers, a significant material savings and a weight saving is given. Another advantage over a one-way clutch with sliding discs is given by the fact that in a rational, largely identical way sliding elements for one-way clutches of different dimensions can be produced. Here, a metal strip is first profiled, for example by rolling and / or pulling through a matrix. Then the windows are punched out. Later, individual sections of this profiled, machined by punching metal part are chopped off. Only these choppy portions are curved by rolling so that they are adapted to the diameters of the provided by the inner ring and the outer ring clamps of the one-way clutch.

In bevorzugter Ausgestaltung ist die U-Basis des klammerförmigen Gleitele- mentes dem Außenring zugewandt. Die U-förmigen, als Gleitelemente dienenden Klammern sind damit zur Rotationsachse der Freilaufkupplung hin offen. Die am Außenring anliegenden, vorzugsweise gleichmäßig um den Umfang der Freilaufkupplung verteilten Gleitelemente sorgen für eine zentrische Führung des Käfigs im Ringraum. Der Käfig ist vorzugsweise einteilig aus Kunststoff, beispielsweise faserverstärktem, insbesondere glasfaserverstärktem, Polypropylen, gefertigt. Für jedes Klemmelement weist der Käfig ein gesondertes Fenster auf, welches mit einem Fenster in einem Gleitelement fluchtet oder sich mit einem solchen Fenster in einem Gleitelement zumindest überlappt.In a preferred embodiment, the U-base of the bracket-shaped Gleitele- mentes facing the outer ring. The U-shaped, serving as sliding clamps are thus open to the axis of rotation of the overrunning clutch. The applied to the outer ring, preferably evenly distributed around the circumference of the one-way clutch sliding elements provide a central guide of the cage in the annulus. The cage is preferably made in one piece from plastic, for example fiber-reinforced, in particular glass fiber reinforced, polypropylene. For each clamping element, the cage has a separate window which is aligned with a window in a sliding element or at least overlaps with such a window in a sliding element.

Um das Gleitelement in Umfangsrichtung auf dem Käfig zu fixieren, weist dieser vorzugsweise eine als Nut ausgebildete Aussparung auf, in welcher das Gleitelement einliegt. Die Nut befindet sich vorzugsweise auf der dem Außenring zugewandten Seite des Käfigs und weist eine Tiefe auf, die geringer als die Wandstärke des Gleitelementes ist. Damit ist sichergestellt, das die Gleit- elemente, nicht jedoch der Käfig, den Außenring kontaktieren.In order to fix the sliding element in the circumferential direction on the cage, this preferably has a recess formed as a groove, in which the sliding element rests. The groove is preferably located on the outer ring side facing the cage and has a depth which is less than the wall thickness of the sliding element. This ensures that the sliding elements, but not the cage, contact the outer ring.

Die U-Schenkel des Gleitelementes weisen in bevorzugter Ausgestaltung aufeinander zu, das heißt nach innen, gerichtete Biegungen auf. Die Quer- Schnittsgestaltung des Gleitelementes entspricht damit prinzipiell der aus der DE 10 2006 023 564 A1 bekannten Gestaltung einer Gleitscheibe, womit ein gewünschtes Maß an elastischer Nachgiebigkeit in Radialrichtung der Freilaufkupplung bei gleichzeitig ausreichender mechanischer Belastbarkeit herstellbar ist. Der in der DE 10 2006 023 564 A1 als Mittelabschnitt bezeichnete Teil der Gleitscheibe ist hierbei mit einem der U-Schenkel des erfindungsgemäßen Gleitelementes vergleichbar.The U-legs of the sliding element have in a preferred embodiment to each other, that is, inwardly directed bends. The transverse Cutting design of the sliding element thus corresponds in principle to the known from DE 10 2006 023 564 A1 design of a sliding disk, whereby a desired degree of elastic compliance in the radial direction of the overrunning clutch at the same time sufficient mechanical strength can be produced. The part of the sliding disk designated as center section in DE 10 2006 023 564 A1 is in this case comparable to one of the U-legs of the sliding element according to the invention.

Bei der Montage der Freilaufkupplung werden die einzelnen Gleitelemente, auch als Gleitsegmente bezeichnet, vorzugsweise von außen auf den Käfig aufgeschnappt. Das für ein Klemmelement ausgesparte Fenster in jedem Gleitelement sorgt maßgeblich dafür, dass sich das Gleitelement mit geringem Kraftaufwand elastisch verformen lässt, so dass die Freilaufkupplung ohne Beschädigung von Einzelteilen, insbesondere ohne plastische Verformungen, auf einfache Weise montierbar ist.When mounting the one-way clutch, the individual sliding elements, also referred to as sliding segments, preferably snapped on the outside of the cage. The recessed for a clamping element window in each slider ensures significantly that the sliding element can be elastically deformed with little effort, so that the overrunning clutch without damaging individual parts, in particular without plastic deformation, in a simple manner can be mounted.

Die Freilaufkupplung umfasst vorteilhafterweise mindestens drei Gleitsegmente, wobei jedes der Gleitsegmente vorzugsweise genau ein Fenster aufweist, durch welches ein dem Gleitsegment zugeordnetes Klemmelement ragt. Die Anzahl der Klemmelemte ist vorzugsweise mindestens dreimal und höchstens fünfmal, insbesondere viermal, so groß wie die Anzahl der Gleitelemente. Anders ausgedrückt: Vorzugsweise wird jedes dritte bis jedes fünfte Klemmelement von einem Gleitelement umgriffen.The one-way clutch advantageously comprises at least three sliding segments, wherein each of the sliding segments preferably has exactly one window through which a clamping element associated with the sliding segment protrudes. The number of nip pads is preferably at least three times and at most five times, in particular four times, as large as the number of sliding elements. In other words, preferably every third to every fifth clamping element is encompassed by a sliding element.

Als Klemmelemente der Freilaufkupplung mit U-förmigen Gleitelementen sind in bevorzugter Ausgestaltung Klemmkörper mit tailliertem Querschnitt vorgesehen. Prinzipiell sind jedoch auch Klemmrollen oder Klemmnadeln als Klemmelemente geeignet.As clamping elements of the one-way clutch with U-shaped sliding elements clamping body are provided with a waisted cross-section in a preferred embodiment. In principle, however, pinch rollers or clamping pins are suitable as clamping elements.

Bei jeder Ausführungsform ist die Oberfläche des Gleitelementes vorzugsweise durch ein Buntmetall, beispielsweise Messing oder Bronze, gebildet. Hierbei kann das gesamte Gleitelement aus dem Buntmetall gefertigt sein. In besonders bevorzugter Ausgestaltung besteht das Gleitelement aus einem mit Bunt- metall plattierten Stahlblech. Dies ist sowohl hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit als auch hinsichtlich der Herstell kosten von Vorteil.In each embodiment, the surface of the sliding element is preferably formed by a non-ferrous metal, for example brass or bronze. Here, the entire sliding element can be made of non-ferrous metal. In a particularly preferred embodiment, the sliding element consists of a colored metal clad steel sheet. This is both in terms of mechanical strength and in terms of manufacturing cost of advantage.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:Two embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Herein show:

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Freilaufkupplung in perspektivischer Ansicht,1 shows a first embodiment of a one-way clutch in a perspective view,

Fig. 2 die Freilaufkupplung nach Fig. 1 in einer Schnittdarstellung,2, the overrunning clutch according to Fig. 1 in a sectional view,

Fig. 3 ein Detail der Freilaufkupplung nach Fig. 1 und Fig. 2,3 shows a detail of the one-way clutch according to FIG. 1 and FIG. 2, FIG.

Fig. 4 - 9 verschiedene Varianten von Gleitelementen der Freilaufkupplung nach Fig. 1 ,4 - 9 different variants of sliding elements of the one-way clutch according to Fig. 1,

Fig. 10 eine zweite Ausführungsform einer Freilaufkupplung in perspektivischer Ansicht,10 shows a second embodiment of an overrunning clutch in a perspective view,

Fig. 11 ein Detail der Freilaufkupplung nach Fig. 10,11 is a detail of the one-way clutch according to Fig. 10,

Fig. 12 ein Gleitelement der Freilaufkupplung nach Fig. 10.12 is a sliding element of the one-way clutch according to FIG. 10.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 - 9) sowie im zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 10 - 12) sind einander entsprechende oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Figuren 1 bis 3 zeigen einen insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichneten Freilauf, hinsichtlich dessen prinzipieller Funktionsweise auf den eingangs erwähnten Stand der Technik sowie auf die EP 1 910 697 B1 verwiesen wird. Die Rotationsachse der Freilaufkupplung 1 ist mit A bezeichnet.In the first embodiment (Figures 1-9) as well as in the second embodiment (Figures 10-12), corresponding or equivalent parts are identified by the same reference numerals. Figures 1 to 3 show a generally designated by the reference numeral 1 freewheel, with respect to the principle of operation is referred to the above-mentioned prior art and to EP 1 910 697 B1. The axis of rotation of the one-way clutch 1 is designated A.

Zwischen einem Außenring 2 und einem Innenring 3, welcher lediglich in Fig. 3 angedeutet ist, ist ein Ringraum 4 gebildet, in dem ein Käfig 5 angeordnet ist, welcher verschiedene Fenster 6,7 aufweist. In jedem Fenster 6 ist eine Klemmrolle 8 angeordnet, während in jedem Fenster 7 ein Gleitelement 9, auch als Gleitstein bezeichnet, angeordnet ist. Jede Klemmrolle 8, allgemein als Klemmelement bezeichnet, ist durch eine Feder 10 gegen eine an der Innenwandung des Außenrings 2 gebildete Klemmrampe 11 angefedert. Die Anzahl der Gleitelemente 9 ist halb groß so wie die Anzahl der Klemmelemente 8. Jedes Gleitelement 9 liegt in einer Ausnehmung 12 im Außenring 2 ein.Between an outer ring 2 and an inner ring 3, which is indicated only in Fig. 3, an annular space 4 is formed, in which a cage 5 is arranged, which has different windows 6,7. In each window 6, a pinch roller 8 is arranged, while in each window 7, a sliding element 9, also referred to as sliding block, is arranged. Each pinch roller 8, generally referred to as a clamping element, is spring-loaded against a clamping ramp 11 formed on the inner wall of the outer ring 2. The number of sliding elements 9 is half the size of the number of clamping elements 8. Each sliding element 9 lies in a recess 12 in the outer ring 2.

Die Gleitelemente 9 dienen der Gleitlagerung zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 3, wobei eine Radialkraft F_R übertragbar ist. Diese Gleitlagerfunktion ist im freilaufenden Betrieb des Freilaufs 1 , beispielsweise mit im Uhrzeigersinn rotierendem Außenring 2 und nicht rotierendem Innenring 3 (bezo- gen auf die Anordnung nach Fig. 3), von Bedeutung. Im sperrenden Betrieb, beispielsweise bei Rotation des Außenrings 2 sowie des Innenrings 3 im Gegenuhrzeigersinn mit Winkelgeschwindigkeit ω und dabei zwischen den Ringen 2,3 übertragenem Drehmoment, befinden sich die Klemmelemente 8 in blockierender Position, so dass Radialkräfte nicht nur über die Gleitelemente 9, sondern auch über die Klemmelemente 8 übertragbar sind. Verschiedene direkt auf die Oberfläche des Gleitelementes 9 wirkende Kräfte, nämlich eine innere Reibungskraft F_fl, eine innere Normalkraft F_Nι, äußere Reibungskräfte F_fA sowie äußere Normalkräfte F_NA, sind in Fig. 3 veranschaulicht.The sliding elements 9 serve the sliding bearing between the outer ring 2 and the inner ring 3, wherein a radial force F _{R is} transferable. This slide bearing function is in the free-running operation of the freewheel 1, for example, with a clockwise rotating outer ring 2 and non-rotating inner ring 3 (relative to the arrangement of FIG. 3), of importance. In blocking operation, for example during rotation of the outer ring 2 and the inner ring 3 in the counterclockwise direction with angular velocity ω and thereby between the rings 2.3 transmitted torque, the clamping elements 8 are in blocking position, so that radial forces not only on the sliding elements 9, but can also be transferred via the clamping elements 8. Various forces acting directly on the surface of the sliding element 9, namely an internal friction force F _fl , an internal normal force F _N ι, external frictional forces F _fA and external normal forces F _NA , are illustrated in FIG.

Das Gleitelement 9 weist eine topfförmige Gestalt auf, wobei in der Anordnung nach Fig. 3 die Blickrichtung parallel zur Rotationsachse A in das Innere des Gleitelementes 9 orthogonal auf dessen Boden 13 weist. Eine Flächennormale des Bodens 13 ist somit zur Rotationsachse A parallel. Eine sich an den Boden 13 anschließende Wandung 14 des Gleitelementes 9 liegt einerseits, nämlich mit einem Dachabschnitt 15, am Außenring 2 und andererseits, nämlich mit einem Innenabschnitt 16, am Innenring 3 an. Der Dachabschnitt 15 ist nach außen gekrümmt und kontaktiert im Querschnitt nach Fig. 3 an zwei Stellen jeweils einen V-Schenkel 17,18 der in diesem Bereich V-förmigen Ausnehmung 12 des Außenrings 2. Jeder V-Schenkel 17,18 ist gegenüber einer an dem Innenabschnitt 16 sowie dem Innenring 3 anliegenden Tangente T um einen halben Dachwinkel α von mehr als 12,5° schräg gestellt. Als Dachwinkel 2α wird der Winkel bezeichnet, der zwischen einer an den ersten V-Schenkel 17 ge- gegten Tangente und einer an den zweiten V-Schenkel 18 gegeigten Tangente eingeschlossen wird. Der dem Dachabschnitt 15 gegenüberliegende Innenabschnitt 16 weist auf seiner dem Innenring 3 zugewandten Oberfläche eine parallel zur Rotationsachse A verlaufende Ölrille 19 auf, welche die Schmierung sowie Kühlung im Freilauf 1 optimiert.The sliding element 9 has a cup-shaped form, wherein in the arrangement according to FIG. 3 the viewing direction parallel to the axis of rotation A points in the interior of the sliding element 9 orthogonally on its bottom 13. A surface normal of the bottom 13 is thus parallel to the axis of rotation A. One on the ground 13 adjoining wall 14 of the sliding element 9 is on the one hand, namely with a roof section 15, on the outer ring 2 and on the other hand, namely with an inner portion 16, on the inner ring 3 at. The roof section 15 is curved outward and contacted in cross-section according to FIG. 3 at two locations in each case a V-leg 17,18 of the V-shaped recess 12 in this region of the outer ring 2. Each V-leg 17,18 is opposite to one the inner portion 16 and the inner ring 3 adjacent tangent T by half a roof angle α of more than 12.5 ° obliquely. Roof angle 2α denotes the angle which is enclosed between a tangent to the first V-leg 17 and a tangent to the second V-leg 18. The roof section 15 opposite inner portion 16 has on its the inner ring 3 facing surface on a parallel to the axis of rotation A extending oil groove 19, which optimizes the lubrication and cooling in the freewheeling 1.

Der Boden 13 des Gleitelementes 9 weist eine nach innen gerichtete Einfor- mung 20 auf, die entweder, wie in Fig. 4 dargestellt, V-förmig ausgebildet, o- der, wie in Fig. 5 dargestellt, mit einem kreisscheibenförmigen Mittelstück 21 versehen sein kann. In jedem Fall ist die Einformung 20 als integraler Bestand- teil des einstückigen Gleitelementes 9 rationell durch spanlose Umformung herstellbar. Verschiedene Alternativen zur Anordnung eines einzigen Gleitelementes 9 in einem Fenster 7 sind in den Figuren 6 bis 9 skizziert. Hierbei sind jeweils zwei Gleitelemente 9 nebeneinander angeordnet, wobei die Böden 13 entweder nach außen oder nach innen gerichtet sind. In nicht dargestellter Weise ist auch eine höhere Anzahl an Gleitelementen 9 innerhalb eines Fensters 7 anordenbar.The bottom 13 of the sliding element 9 has an inwardly directed recess 20 which, as shown in FIG. 4, is either V-shaped or, as shown in FIG. 5, provided with a circular disk-shaped center piece 21 can. In any case, the indentation 20 can be efficiently produced as an integral component of the one-piece sliding element 9 by non-cutting shaping. Various alternatives to the arrangement of a single sliding element 9 in a window 7 are outlined in Figures 6 to 9. In this case, two sliding elements 9 are arranged side by side, wherein the floors 13 are directed either outward or inward. In a manner not shown, a higher number of sliding elements 9 within a window 7 can be arranged.

Die Figuren 10 und 11 zeigen mit Ausnahme eines eine zylindrische Klemmbahn bereitstellenden Außenrings sowie eines eine weitere, ebenfalls zylindri- sehe Klemmbahn bereitstellenden Innenrings beziehungsweise einer die Funktion eines Innenrings übernehmenden Welle eine zweite Ausführungsform einer insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Freilaufkupplung, hinsichtlich deren prinzipieller Funktionsweise auf den eingangs erwähnten Stand der Technik sowie auf die EP 1 910 697 B1 verwiesen wird.FIGS. 10 and 11 show, with the exception of an outer ring providing a cylindrical clamping track, and a further inner ring which also provides a cylindrical clamping track and a shaft which assumes the function of an inner ring, a second embodiment of a one-way clutch, generally designated by the reference numeral 1, FIG. in terms of their basic operation on the above-mentioned prior art and to EP 1 910 697 B1 reference is made.

Zwischen dem Außenring und dem Innenring ist ein Ringraum 4 gebildet, in dem ein Käfig 5 angeordnet ist, welcher Fenster 6 für jeweils ein Klemmelement 8, nämlich einen taillierten Klemmkörper, aufweist. Jeder vierte Klemm- pörper 8, in Unfangsrichtung betrachtet, wird klammerartig umgriffen von einem auf den Käfig 5 aufgeschnappten Gleitelement 9. Der Abstand zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Klemmelementen 8 ist in allen Fällen iden- tisch, unabhängig davon, ob einem Klemmelement 8 ein Gleitelement 9 zugeordnet ist. Zur Anfederung der Klemmelemente 8, das heißt zur Belastung der Klemmelemente 8 im Sinne des Einkuppeins der Freilaufkupplung 1 , ist ein radial innerhalb des Käfigs 5 angeordnetes Federband 10 vorgesehen.Between the outer ring and the inner ring, an annular space 4 is formed, in which a cage 5 is arranged, which window 6 for each clamping element 8, namely a waisted clamping body having. Every fourth clamping body 8, viewed in the circumferential direction, is gripped by a sliding element 9 snapped onto the cage 5. The distance between two clamping elements 8 adjacent in the circumferential direction is identical in all cases, irrespective of whether a clamping element 8 is a sliding element 9 is assigned. To spring the clamping elements 8, that is to load the clamping elements 8 in the sense of Einkuppeins the one-way clutch 1, a radially disposed within the cage 5 spring band 10 is provided.

Jedes Gleitelement 9 weist, wie insbesondere aus Fig. 12 hevorgeht, eine U- förmige Gestalt mit einer ebenen U-Basis 22 und zwei an diese einstückig anschließenden U-Schenkeln 23,24 auf. Das Gleitelement 9 ist als spanlos umgeformtes Blechteil entweder aus einer Buntmetalllegierung oder aus einem buntmetallplattierten Stahlblech gefertigt.Each sliding element 9 has, as shown particularly in FIG. 12, a U-shaped configuration with a planar U-base 22 and two U-limbs 23, 24 integrally connected thereto. The sliding element 9 is manufactured as a chipless formed sheet metal part either of a non-ferrous metal alloy or of a brightly clad steel sheet.

Die U-Basis 22 des Gleitelementes 9 ist rahmenartig gestaltet, so dass ein rechteckiges Fenster 25 in einer durch die U-Basis 22 gebildeten, zur Kontak- tierung des Außenrings vorgesehenen Gleitfläche 26 gegeben ist. Die seitlich, das heißt an den Stirnseiten der Freilaufkupplung 1 , an die U-Basis 22 ange- formten U-Schenkel 23,24 haben jeweils eine konkave Form. Eine jeweils nach innen gerichtete, das heißt dem Käfig 5 zugewandte Biegung 27,28 eines jeden U-Schenkels 23,24 weist im Querschnitt eine Form aus, die prinzipiell der Form eines Mittelabschnitts einer aus der DE 10 2006 023 564 A1 bekannten Gleitscheibe entspricht. Jeder U-Schenkel 23,24 ist auf seiner dem Innenring zuge- wandten Seite durch einen Endabschnitt 29 abgeschlossen, dessen Form und Funktion prinzipiell der Form und Funktion eines inneren Schenkels der aus der DE 10 2006 023 564 A1 bekannten Gleitscheibe entspricht, wobei jeder Endabschnitt 29 eine zur Kontaktierung des Innenhngs vorgesehene Gleitfläche 30 bildet.The U-base 22 of the sliding element 9 is configured like a frame, so that a rectangular window 25 is provided in a sliding surface 26 formed by the U-base 22 and provided for contacting the outer ring. The laterally, that is on the end faces of the one-way clutch 1, to the U-base 22 formed U-legs 23,24 each have a concave shape. A respective inwardly directed, that is the cage 5 facing bend 27,28 of each U-leg 23,24 has in cross section a shape that corresponds in principle to the shape of a central portion of a known from DE 10 2006 023 564 A1 sliding washer. Each U-leg 23,24 is closed on its side facing the inner ring by an end portion 29 whose form and function corresponds in principle to the shape and function of an inner leg of the sliding disc known from DE 10 2006 023 564 A1, wherein each End portion 29 forms a provided for contacting the Innenhngs sliding surface 30.

Durch die Biegungen 27,28 der U-Schenkel 23,24 ist auf jeder Seite des Gleit- elementes 9 ein Sigma-artiges Profil (Σ-Profil) gebildet, welches ein Aufschnappen des Gleitelementes 9 auf den Käfig 5 und eine Fixierung in radialer Richtung ermöglicht. In tangentialer Richtung ist das Gleitelement 9 durch eine als Nut ausgebildete Aussparung 31 , welche sich auf der Außenseite des Käfigs 5 befindet, fixiert. Die U-Basis 22 liegt derart in der Aussparung 31 ein, dass der Käfig 5 vom Außenring abgehoben ist, womit ein besonders reibungs- und verschleißarmer Betrieb der Freilaufkupplung 1 ermöglicht ist. By the bends 27,28 of the U-legs 23,24 9 a sigma-like profile (Σ-profile) is formed on each side of the sliding element, which is a snapping the sliding member 9 on the cage 5 and a fixation in the radial direction allows. In the tangential direction, the sliding element 9 is fixed by a groove 31 formed as a recess which is located on the outside of the cage 5. The U-base 22 is located in the recess 31 such that the cage 5 is lifted from the outer ring, whereby a particularly low-friction and low-wear operation of the one-way clutch 1 is made possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 Freilaufkupplung1 overrunning clutch

2 Außenring2 outer ring

3 Innenring3 inner ring

4 Ringraum4 annulus

5 Käfig5 cage

6 Fenster6 windows

7 Fenster7 windows

8 Klemmrolle, Klemmelement8 pinch roller, clamping element

9 Gleitelement9 sliding element

10 Feder, Federband10 spring, spring band

11 Klemmrampe11 clamping ramp

12 Ausnehmung12 recess

13 Boden13 floor

14 Wandung14 wall

15 Dachabschnitt15 roof section

16 Innenabschnitt16 interior section

17 V-Schenkel17 V-thighs

18 V-Schenkel18 V thighs

19 Ölrille19 oil groove

20 Einformung20 indentation

21 Mittelstück21 center piece

22 U-Basis22 U base

23 U-Schenkel23 U-thighs

24 U-Schenkel24 U-legs

25 Fenster (im Gleitelement)25 windows (in sliding element)

26 Gleitfläche26 sliding surface

27 Biegung27 Bend

28 Biegung28 Bend

29 Endabschnitt29 end section

30 Gleitfläche30 sliding surface

31 Aussparung α Dachwinkel31 recess α roof angle

A RotationsachseA rotation axis

FfA Reibungskraft außen F_f, Reibungskraft innenFfA friction force outside F _f , friction force inside

F NA Normal kraft außenF NA Normal force outside

FNI Normalkraft innenFNI normal force inside

FR Radial kraftFR radial force

T Tangente ω Winkelgeschwindigkeit T tangent ω angular velocity

Claims

claims

1. Overrunning clutch, with a between two rings (2,3), namely an inner ring (3) and an outer ring (2), formed annular space (4), in which a number of clamping elements (8) and a number of sliding elements (9) are, characterized in that at least one sliding element (9) is designed as a sheet metal part.

2. overrunning clutch according to claim 1, characterized in that at least one sliding element (9) is cup-shaped.

3. overrunning clutch according to claim 2, characterized in that the sliding element (9) has a bottom (13) with a rotation axis (A) of the rings (2,3) parallel surface normal.

4. Overrunning clutch according to claim 3, characterized in that the bottom (13) has a to the interior of the sliding element (9) directed indentation (20).

5. overrunning clutch according to claim 4, characterized in that the indentation (20) in cross-section is V-shaped.

6. Overrunning clutch according to claim 4, characterized in that the indentation (20) has a circular disk-shaped center piece (21).

7. one-way clutch according to claim 2 or 3, characterized in that the sliding element (9) has a wall (14) with an outer ring (2) facing, outwardly curved roof portion (15) and an inner ring (3) facing the inner portion (16 ) having.

8. overrunning clutch according to claim 7, characterized in that the roof section (15) in a cross-sectionally V-shaped recess (12) of the outer ring (2) rests, wherein a V-leg (17,18) of the recess (12) with the on the inner portion (16) adjacent tangent (T) of the inner ring (3) forms an angle (α) of at least 12.5 °.

9. one-way clutch according to claim 7 or 8, characterized in that the inner portion (16) parallel to the axis of rotation (A) of the rings (2,3)

Oil groove (19).

10. overrunning clutch according to claim 1, characterized in that the clamping elements (8) and the sliding elements (9) in separate windows (6,7) of an annular cage (5) are guided.

11. one-way clutch according to claim 10, characterized in that in a window (7) a plurality of sliding elements (9) are arranged axially adjacent to each other.

12. overrunning clutch according to claim 1, characterized in that at least one sliding element (9) is designed as a U-shaped bracket, wherein two U-legs (23,24) of the sliding element (9) engage around the cage (5) such that End portions (29) of the U-legs (23,24) for abutment on a first ring (3,2) provided sliding surfaces (30), while a U-legs (23,24) connecting U-base (22) form a for engagement with the second ring (2,3) provided sliding surface (26) which has a window (25), in which a clamping element (8) engages.

13. Overrunning clutch according to claim 12, characterized in that the window (25) having sliding surface (26) facing the outer ring (2).

14. overrunning clutch according to claim 12 or 13, characterized in that the cage (5) in which of the sliding element (9) encompassed region has a recess (31).

15. overrunning clutch according to one of claims 12 to 14, characterized in that the U-legs (23,14) of the sliding element (9) inwardly directed bends (27,28).

16. one-way clutch according to claim 1 or 12, characterized in that the cage (5) is integrally formed.

17. overrunning clutch according to claim 16, characterized in that the cage (5) is made of plastic.

18. overrunning clutch according to claim 1, characterized in that the number of sliding elements (9) is at least three.

19. overrunning clutch according to claim 18, characterized in that the number of sliding elements (9) is at least one fifth and at most one third of the number of clamping elements (8).

20. overrunning clutch according to claim 1, characterized in that the sliding element (9) comprises non-ferrous metal.

21. overrunning clutch according to claim 20, characterized in that the sliding element (9) is made of brightly colored steel sheet.